Sistemes d'aquest signe ... - Codificació: Codificació de la informació

Codificació de la informació - 01:00 increïblement ampli camp de coneixement. Per descomptat, està directament relacionada amb el desenvolupament de la tecnologia digital. Moltes escoles modernes és el més popular tema - codificació de la informació. Avui anem a aprendre la interpretació bàsica d'aquest fenomen en relació amb diversos aspectes de les computadores. Anem a tractar de respondre a la pregunta: "? Codificació - el procés, mètode, eina o totes aquestes coses alhora"

Zeros i uns

Gairebé qualsevol tipus de dades que es mostra en una pantalla d'ordinador, d'una manera o altra, representen un codi binari que consta de zeros i uns. És la forma més fàcil, "de baix nivell" per xifrar les dades, el que permet que l'ordinador per processar les dades. codi binari és universal: s'entén per tots, sense excepció, els ordinadors (en realitat, és per això que es va crear - per normalitzar l'ús de la informació en format digital).

La unitat base, que utilitza una codificació binària - que és una mica (de les paraules "dígit binari" - "de dos dígits"). És igual a 0 o 1. Generalment, individualment els bits no utilitzats i combinats en una seqüència de 8 dígits - bytes. En cada un d'ells, per tant, pot contenir fins a 256 combinacions de zeros i uns (2 a la vuitena potència). Per a l'enregistrament de quantitats significatives d'informació s'utilitzen, generalment bytes no aïllats, i el valor més gran - amb prefixos "quilo", "mega" "giga", "Tera", etc., cada un dels quals és 1.000 vegades més gran que l'anterior .. .

codificació de text

El tipus més comú de dades digitals - un text. Com és la codificació? És bastant fàcil procés explicable. La carta, marca de puntuació, números i símbols es poden codificar per un o més bytes, és a dir, l'ordinador els veu com una única seqüència de zeros i uns, i després, d'acord amb l'algoritme de detecció establert es mostra. Hi ha dos principals estàndard mundial "xifrat" text d'ordinador - ASCII i Unicode.

El sistema ASCII, cada caràcter és codificat per un sol byte. És a dir, per aquesta norma, pot "xifrar" 256 caràcters - això és més que suficient per mostrar els símbols de la majoria dels alfabets món. Per descomptat, tots els sistemes de carta nacional existent avui en dia no s'ajusta a aquest recurs. Per tant, per a cada alfabet creat el seu propi xifrat "subsistema". Es va codifiquen informació utilitzant sistemes de signes, adaptats a les mostres nacionals de l'escriptura. No obstant això, cada un d'aquests sistemes, al seu torn, és part d'un estàndard ASCII mundial adoptat internacionalment.

Com a part del sistema ASCII, aquest és el recurs de 256 caràcters es divideix en dues parts. El primer 128 - són els símbols reservats per l'alfabet anglès (A a Z), així com els números, signes de puntuació bàsics i alguns altres personatges. Els segons 128 bytes es reserven, al seu torn, en el marc del sistema de carta nacional. Aquest és el "subsistema" per als alfabets no anglesos - Russian, hindi, àrab, japonès, xinès i molts altres.

Cada un d'ells està representat en forma de taules de codificació separats. És a dir, pot succeir (i sol passar), de manera que la mateixa seqüència de bits serà responsable de diverses lletres i símbols en dues taules separades 'nacionals'. D'altra banda, a causa de les peculiaritats del desenvolupament d'IT-esfera en diferents països, fins i tot ells són diferents. Per exemple, per a l'idioma rus els dos sistemes de codificació més comuns: Windows-1251 i KOI-8. Primer van arribar més tard (així com la seva pròpia sintonia amb el sistema operatiu), però ara molts de TI-experts utilitzen de manera prioritària. Per tant, l'equip que es pot garantir que llegir el text en rus ha de ser capaç d'identificar correctament les dues taules. Però per regla general, no hi ha problemes amb ell (si el sistema operatiu del PC moderna és necessari).

Text mètodes de codificació millorant tot el temps. A més del sistema ASCII "d'un sol byte" que pot gestionar només 256 valors per als personatges, també hi ha un "doble-byte" el sistema UNICODE. És fàcil calcular que permet la codificació de text en una quantitat igual a 2 per al grau 16, és a dir, de 65 mil. 536. En ell, al seu torn, té els recursos per codificar simultàniament pràcticament tots els alfabets nacionals existents al món. Ús d'Unicode no és menys comú que la participació de la norma ASCII "clàssic".

taules de codificació

Hem definit com el text "xifrat" i en aquest cas els bytes usats. Com és el cas de fotografies i imatges digitals? També és bastant simple. De la mateixa manera que ocorre amb el text, el paper principal en la codificació de gràfics per ordinador jugar tots els mateixos bytes.

El procés de la imatge digital en general és similar als mecanismes mitjançant els quals s'executa el TV. A la pantalla de TV, si mirem, la imatge es compon d'una pluralitat de píxels individuals que formen col·lectivament una forma recognoscible en un ull distància. matriu de Televisió (o projector CRT) del transmissor rep les coordenades horitzontal i vertical de cada punt i la imatge s'acumula gradualment. gràfics per ordinador principi de codificació funciona de la mateixa manera. bytes "xifrat" d'imatges sobre la base de l'assignació de cada un dels punts de trama corresponents coordenades (i el color de cada un d'ells). Es termes simples. Per descomptat, els gràfics codificant - aquest procés és molt més complicat que el mateix text.

respectius punts de referència de coordenades Mètode i els paràmetres de color es diu "mapa de bits". De la mateixa manera, els noms de molts formats d'arxiu de gràfics per ordinador. Les coordenades de cada un dels píxels i el seu color es registra en un o més bytes. Què determina el nombre? Principalment en el nombre de tons de color es "xifrar". Un byte és coneguda - és de 256 valors. Si tenim prou fotos de la construcció d'un nombre tan gran de tons - anem a gestionar aquest recurs. En particular, en la nostra possessió pot ser 256 tons de gris. I això serà suficient per codificar gairebé cap imatge en blanc i negre. Al seu torn, les imatges en color del recurs no és suficient: l'ull humà, com vostè sap, és capaç de distingir fins a diverses desenes de milions de colors. Per tant necessita "emergència" no és 256 valors, i en els centenars de milers de vegades més. Per què s'activa per codificar punts no un byte, sinó diverses: avui en dia a les normes existents, no hi pot haver 16 (pot "xifrar" 65 K 536 colors.) O 24 (777,000-16.000.000 216 tons.).

A diferència dels estàndards de text, la varietat del que és comparable amb el nombre de llengües del món, amb un dibuix les coses una mica més fàcil. Els formats d'arxiu més comuns (com JPEG, PNG, BMP, GIF, i així successivament. D.) es reconeixen en la majoria dels ordinadors en general, igual de bé.

No hi ha res complicat per tal d'entendre la codificació es porta a terme per alguns principis de la informació gràfica. Grau 9 qualsevol escola russa mitjana general inclou cursos d'informàtica, on tals tecnologies es donen a conèixer amb cert detall és molt simple i un llenguatge entenedor. També hi ha programes de formació especialitzada per a adults - són universitats organitzadores, col·legis, o també l'escola.

Per tant, l'home rus modern és on obtenir coneixement sobre els codis que tenen un significat pràctic en termes de gràfics per ordinador. I si voleu familiaritzar-se amb els coneixements bàsics, pot obtenir els materials de capacitació disponibles. Per a aquells que inclouen, per exemple, el capítol "Codificació de la informació gràfica (llibre de text de novè grau" Informàtica i TIC ", escrit Ugrinovich ND).

La codificació de les dades d'àudio

Equip utilitzat regularment per escoltar a altres arxius d'àudio i música. Així com és el cas de text i gràfics, qualsevol so en el seu PC - és tots els mateixos bytes. Ells, al seu torn, "desxifren" targeta de so i altres xips i es converteixen en so audible. El principi aquí és aproximadament la mateixa que en el cas de plaques de gramòfon. Se sap que cada so es correspon amb les ranures microscòpiques en el plàstic, que és reconegut pel lector, i després va expressar. En l'equip tots es sembla. Només les ranures juguen un paper bytes en la naturalesa que, com en el cas de text i imatges, és la codificació binària.

Si en el cas de l'element d'unitat d'imatge de l'ordinador sobresurt punt, quan l'enregistrament de so és l'anomenada "explicar". En general, es prescriu doble byte, generant fins a 65 mil. 536 microvibracions so. No obstant això, en contrast amb, com passa en la construcció d'imatges per millorar la qualitat del so es realitza sense afegir bytes addicionals (hi ha, òbviament, i més que suficient), i l'augment del nombre de "comptes". Encara que en alguns sistemes d'àudio bytes s'utilitza menys i més. Quan es realitza la codificació d'àudio, la unitat estàndard de bytes "flux" realitza un segon. Microvibracions és a dir, encriptades utilitzant la 8a. Comptes per segon, òbviament, serà de qualitat inferior a la seqüència de so codificada en un 44 per mil. "Compte".

La normalització internacional d'arxius d'àudio, així com en el cas dels gràfics, està ben desenvolupat. Hi ha diversos formats estàndard de mitjans d'àudio - MP3, WAV, WMA, gaudit per tot el món.

codificació de vídeo

Una mena de "esquema híbrid", en què el so es combina amb la codificació de xifrat d'imatges, vídeos utilitzat a l'ordinador. En general, les pel·lícules i els clips es componen de dos tipus de dades - és en si mateix un so i vídeo que l'acompanya. Com a "xifrat" el primer component, hem dit anteriorment. El segon una mica més complicat. Els principis aquí són diferents que inclou una codificació gràfica es va discutir anteriorment. Però gràcies a la universalitat del "concepte" de bytes són els mecanismes és bastant comprensible i lògica.

Recordem com construir la pel·lícula. No és gens més que una sèrie de fotogrames individuals (que són generalment 24). De la mateixa manera disposada vídeos informàtics. Cada quadre - és un quadre. Sobre la manera en què s'està construint amb l'ajuda de bytes, s'han identificat anteriorment. Al seu torn, present en el codi de vídeo regió definida, el que permet la unió entre un fotogrames individuals. Una mena de substitut digital per a la pel·lícula. Una unitat separada del flux de vídeo (els mateixos punts per a les imatges i els recomptes de so, com en la "pel·lícula" i la pel·lícula de format clips), es considera el marc. L'últim d'un segon, d'acord amb els estàndards acceptats, pot ser de 25 o 50.

Igual que en el cas de l'àudio, hi ha normes internacionals comunes per a vídeo - MP4, 3GP, AVI. Els productors de pel·lícules i anuncis tracten de produir mostres de mitjans que són compatibles amb un major nombre d'equips. Aquests formats d'arxiu - entre els més populars, que van obrir en gairebé qualsevol PC modern.

compressió de dades

emmagatzematge de dades informàtiques es porta a terme en una varietat de mitjans - discos, unitats de memòria flash, etc. Com hem dit anteriorment, bytes, per regla general, els prefixos "mala herba" "Mega", "giga", "tera", etc. En alguns casos .... arxius de valor codificat és aquest lloc amb els recursos disponibles no poden estar en el disc. A continuació, utilitzeu els diversos tipus de tècniques de compressió de dades. Són, de fet, també una codificació. Això és - una altra possible interpretació del terme.

Hi ha dos mecanismes bàsics per a la compressió de dades. En el primer d'ells està escrit en la seqüència de bits "ple" forma. És a dir, l'equip no pot llegir el contingut d'arxius (jugar com un text, imatge o vídeo), si vostè no porta a terme el procediment de "desempaquetar". El programa, que comprimeix les dades d'aquesta manera es diu un registrador de dades. El funcionament és bastant simple. Arxivat de dades com una de les maneres més populars en què per implementar la codificació de la informació, informàtica a nivell de l'ensenyament obligatori.

Com sabem, el procés de "xifrat" en els bytes d'arxius estandarditzats. Prengui l'estàndard ASCII. A, per exemple, per a xifrar la paraula "hola", necessitem 6 bytes, amb base en el nombre de lletres. Aquesta és la quantitat d'espai en un arxiu de text amb els quals es durà al disc. Què passa si escrivim la paraula "hola" 100 vegades en una fila? Res especial - per això necessitem 600 bytes, respectivament, la mateixa quantitat d'espai en disc. No obstant això, podem utilitzar el registrador de dades, el que crearà un arxiu, el que significa un nombre molt menor de bytes serà "encriptada" equip que es veu alguna cosa com això: "Hola multiplicar per 100". Comptant el nombre de lletres en aquest informe arribat a la conclusió que per tal de gravar un arxiu d'aquest tipus, necessitem només 19 bytes. I la mateixa quantitat d'espai en disc. Quan "desempaquetar" l'arxiu d'emmagatzematge és un "desxifrat", i el text es converteix en la vista de l'origen de la "100 hola." D'aquesta manera, mitjançant l'ús d'un programa especial, que utilitza un mecanisme especial de codificació, podem estalviar una quantitat significativa d'espai en disc.

El procés anterior és prou versàtil: no importa el que utilitzen els sistemes de signes, la codificació de la informació amb el propòsit de compressió és sempre possible a través de arxivat de dades.

Quin és el segon mecanisme? En certa mesura, és similar al que s'usa en el registrador de dades. No obstant això, la seva diferència fonamental és que l'arxiu comprimit molt bé podria aparèixer un ordinador sense procediment de "extracció". Com funciona aquest mecanisme?

Com recordem, en la forma original de la paraula "hola" ocupa 6 bytes. No obstant això, podem anar al truc i escriure així: "Priv". Publicat 4 bytes. Tot el que queda per fer - és "ensenyar" a l'ordinador per afegir en el procés de mostrar l'arxiu de cartes, que ens havien netejat. Cal dir que en el procés de la pràctica d ' "aprenentatge" per organitzar i no és necessari. Mecanismes bàsics de reconeixement dels caràcters que falten són incorporats en el programari més modern per al PC. És a dir, la major part dels arxius amb els que ens enfrontem cada dia, d'una manera o altra ha "encriptada" en aquest algoritme.

Per descomptat, hi ha "híbrid" codificació de la informació del sistema, que pot realitzar la compressió de dades alhora que permet tant dels enfocaments anteriors. I és probable que sigui encara més eficaç en termes d'estalvi d'espai en disc que forma individual.

Per descomptat, que opera amb la paraula "hola", ens vam proposar solament els principis bàsics dels mecanismes de compressió de dades. En realitat, són molt més complicades. Els diferents sistemes d'informació de codificació pot oferir una increïblement complexos mecanismes d'arxius de "compressió". No obstant això, veiem, a costa del que es pot fer per estalviar espai en disc, gairebé sense haver de recórrer a un deteriorament de la qualitat de la informació al PC. Especialment significatiu és el paper de la compressió de dades quan s'utilitzen imatges, àudio i vídeo - aquests tipus de dades més exigents que altres als recursos de disc.

Quina altra cosa són "codis"?

Com dèiem al principi, la codificació - un fenomen complex. Després d'haver tractat amb els principis bàsics de la codificació de les dades digitals basats en bytes, que es pot tocar una altra àrea. Està connectada amb l'ús de codis d'ordinador en valors lleugerament diferents. Aquí, sota el "codi", que no vol dir una seqüència d'uns i zeros, i la col·lecció de diferents lletres i símbols (que, com ja sabem, i així es fan de 0 i 1), que té una importància pràctica per a la vida de l'home modern.

el codi

Al cor de qualsevol programa informàtic - codi. Està escrit en un llenguatge comprensible per a l'ordinador. PC, desxifrar el codi s'executa certs ordres. Una característica distintiva d'un programa d'ordinador d'un altre tipus de dades digitals que està continguda en el codi que és capaç de "desxifrar" en si (l'usuari només necessita iniciar el procés).

Una altra característica del programa - en la relativa flexibilitat del codi utilitzat. És a dir, donar l'equip la mateixa feina que un home pot, usant un gran conjunt de "frases", i si és necessari - i en un altre idioma.

documents de marcat

Un altre significat pràctic de l'àmbit d'aplicació del codi de lletres - la creació i el format dels documents. Com a regla general, una simple pantalla de caràcters a la pantalla no és suficient des del punt de vista de la importància pràctica de la PC. En la majoria dels casos, el text ha de ser construït usant una mida de font particular i color, estar acompanyat d'elements addicionals (com ara, per exemple, taules). Tots aquests paràmetres s'estableixen, així com en el cas de programes en llenguatges específics compresos per l'equip. PC, reconeixent el "equip", mostra el document exactament com l'usuari desitgi. A més, el text es pot formatar de la mateixa manera, tal com succeeix amb els programes, utilitzant diferents conjunts de "frases" i fins i tot en diferents idiomes.

No obstant això, hi ha una diferència fonamental entre els codis de documents i programes informàtics. Consisteix en el fet que els primers no són capaços de desxifrar estos. Per obrir els arxius amb formats de text programari de tercers sempre és necessari.

xifrat de dades

Una altra interpretació del terme "codi" tal com s'aplica a les computadores - és el xifrat. Anterior, hem utilitzat aquesta paraula com a sinònim de l'expressió "codificació", i és permissible. Aquí, el xifrat ens referim a un tipus diferent de fenomen. És a dir, la codificació de dades digitals per tal de prohibir l'accés a ells per altres persones. Protecció d'arxius d'ordinador - les activitats més importants de la TI-esfera. Això és realment una disciplina científica separada que inclou també un ordinador de l'escola. La codificació d'arxius per tal de prevenir l'accés no autoritzat - és una tasca, la importància que es presenta als ciutadans dels Estats moderns en la infància.

Com són els mecanismes pels quals el xifrat de dades? El principi és tan simple i clar com tots els anteriors, hem considerat. Codificació - un procés que és fàcilment explicable en termes dels principis bàsics de la lògica.

Suposem que hem de transmetre el missatge, "Ivanov, Petrov va a la" de manera que ningú podia llegir-lo. Confiem en l'equip per xifrar el missatge i veure el resultat: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". Aquest codi és, per descomptat, és bastant simple: cada número correspon al nombre de lletres en l'alfabet de les nostres frases. "I" significa en la 10a posició, "B" - 3 "A" - l'1, etc. Però sistema de codificació de l'ordinador moderna pot xifrar les dades perquè es va a recollir a la tecla increïblement difícil ...