Principiul codificării alfabetice secvenţiale: În tabelul de codificare, literele (majuscule şi mici) sunt aranjate în ordine alfabetică, iar numerele sunt sortate crescător.

Dimensiuni: 960 x 720 pixeli, format: jpg. Pentru a descărca gratuit o imagine pentru o lecție de informatică, faceți clic dreapta pe imagine și faceți clic pe „Salvează imaginea ca...”. Pentru a afișa imagini în lecție, puteți descărca gratuit și prezentarea completă „Texte în memoria computerului.ppsx” cu toate imaginile într-o arhivă zip. Dimensiunea arhivei - 89 KB.

Text

„Determinarea cantității de informații” - N=2I. Nu materie și nu energie...? Cantitatea de informații. Informație. Cum pot măsura cantitatea de informații primite? Obiective Studierea metodelor de determinare a cantității de informații: cantitative; alfabetic. Măsurăm... Nu vă mirați, informațiile pot fi măsurate cantitativ. Abordare alfabetică pentru determinarea cantității de informații.

„Codificarea în informatică” - Tabelul codurilor ASCII pentru Rusia. Despre ce? unde este depozitat? cum este codificat? Codarea informațiilor în informatică și biologie. Structura ADN-ului. Gene. Planul lecției: Esența codificării. Autorii modelului spațial al ADN-ului. Tema pentru acasă: diagramă comparativă. Tripletate Unicitate Degenerare Universalitate Nesuprapune.

„Codificarea informațiilor text” - În document va apărea simbolul „a”. Definirea codului de caractere numerice. Codul caracterelor este stocat în memoria RAM a computerului, unde este nevoie de 1 octet. 1. Rulați programul standard Notepad. Introduceți comanda [Inserați simbol...]. Introducerea caracterelor prin cod numeric. Pe ecran va apărea caseta de dialog Simbol. Codificarea informațiilor text.

„Reprezentarea numerelor în memoria computerului” – Reprezentarea unui număr întreg. (2). Subiectul lecției: Gamă mică. 31. 0 categorie. Memorie. -25. 111111112= =1*27 + 1*26 + 1*25 + 1*24 + 1*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20=25510. (zece). Reprezentarea computerizată a numerelor întregi. Explicați necesitatea unor tipuri de date întregi. Formate de date.

„Sisteme de semne de codare a informațiilor” - Codarea informațiilor folosind sisteme de semne. limbi naturale. Care ar trebui să fie proprietățile informațiilor prezentate sub formă de cunoaștere? Sistem de semne binare. Dați exemple de utilizare a roboților. Care ar trebui să fie proprietățile informațiilor prezentate în formularul de mesaj? Sensul semnelor. Sună la clasă.

„Texte în memoria computerului” - Alfabetul computerului. Tabel de codificare, standard internațional ASCII. Ordinea literelor din alfabetul latin este ... i, j, k, l, m, n, o .... Texte în memoria computerului. Fiecare literă este un simbol al alfabetului computerului și, prin urmare, ocupă 1 octet de memorie. "Abracadabra". RĂSPUNS: pe computer, se folosește o codificare diferită a caracterelor din limba rusă.

Sunt 15 prezentări în total în subiect

Unul dintre principalele puncte forte ale computerului este că este o mașină uimitor de versatilă. Toți cei care l-au întâlnit vreodată știu că efectuarea de calcule aritmetice nu este deloc metoda principală de utilizare a computerului. Calculatoarele reproduc perfect muzica și videoclipurile, pot fi folosite pentru a organiza conferințe vocale și video pe Internet, pentru a crea și procesa imagini grafice, iar posibilitatea de a utiliza un computer în domeniul jocurilor pe calculator la prima vedere pare complet incompatibilă cu imaginea lui. un supraritmometru care macină sute de milioane de cifre pe secundă.

Atunci când compilăm un model informațional al unui obiect sau fenomen, trebuie să cădem de acord asupra modului în care să înțelegem anumite denumiri. Adică să convină asupra formei de prezentare a informațiilor.

O persoană își exprimă gândurile sub formă de propoziții alcătuite din cuvinte. Sunt o reprezentare alfabetică a informațiilor. Baza oricărei limbi este alfabetul - un set finit de diferite semne (simboluri) de orice natură care alcătuiesc mesajul.

Una și aceeași înregistrare poate avea o încărcătură semantică diferită. De exemplu, setul de numere 251299 poate indica: masa obiectului; lungimea obiectului; distanța dintre obiecte; număr de telefon; data de intrare este 25 decembrie 1999.

Diferite coduri pot fi folosite pentru a reprezenta informații și, în consecință, trebuie să cunoașteți anumite reguli - legile pentru înregistrarea acestor coduri, de exemplu. să poată codifica.

Codul - un set de simboluri pentru prezentarea informațiilor.

Codificarea - procesul de prezentare a informatiilor sub forma unui cod.

Pentru a comunica unul cu celălalt, folosim codul - rusă. Când vorbiți, acest cod este transmis prin sunete, când scrieți - prin litere. Șoferul transmite semnalul cu un claxon sau cu faruri intermitente. Te întâlnești cu codificarea informațiilor când traversezi drumul sub formă de semafoare. Astfel, codarea se reduce la utilizarea unui set de caractere conform unor reguli strict definite.

Puteți codifica informațiile în diverse moduri: verbal; în scris; gesturi sau semnale de orice altă natură.

Codificarea binară a datelor.

Pe măsură ce tehnologia s-a dezvoltat, au apărut diferite moduri de codificare a informațiilor. În a doua jumătate a secolului al XIX-lea, inventatorul american Samuel Morse a inventat un cod uimitor care a servit omenirii de atunci. Informațiile sunt codificate cu trei caractere: semnal lung (liniuță), semnal scurt (punct), fără semnal (pauză) - pentru a separa literele.

Tehnologia informatică are și propriul său sistem - se numește codificare binarăși se bazează pe reprezentarea datelor printr-o secvență de numai două caractere: 0 și 1. Aceste caractere sunt numite cifre binare, în engleză -cifră binară sau bit prescurtat (bit).

Un bit poate exprima două concepte: 0 sau 1 ( da sau Nu, negru sau alb, Adevărat sau Fals etc.). Dacă numărul de biți crește la doi, atunci pot fi deja exprimate patru concepte diferite:

Trei biți pot codifica opt valori diferite:

000 001 010 011 100 101 110 111

Prin creșterea cu una a numărului de cifre din sistemul de codificare binar, dublem numărul de valori care pot fi exprimate în acest sistem, adică formula generală arată astfel:

unde N este numărul de valori codificate independente;

m este adâncimea de biți a codificării binare adoptate în sistemul dat.

22. CODIFICAREA INFORMAȚIILOR

22.1. Informatii generale

Codificarea- prezentarea informaţiilor într-o formă alternativă. La baza lor, sistemele de coduri (sau pur și simplu codurile) sunt similare, în care denumirile de cod corespund elementelor informațiilor codificate. Diferența constă în faptul că cifrurile au o parte variabilă (cheia), care pentru un anumit mesaj inițial cu același algoritm de criptare poate produce texte cifrate diferite. Nu există nicio parte variabilă în sistemele de cod. Prin urmare, același mesaj original atunci când este codificat, de regulă, arată întotdeauna același 1 . O altă trăsătură distinctivă a codificării este utilizarea desemnărilor de cod (substituții) în întregime pentru cuvinte, fraze sau numere (un set de numere). Înlocuirea elementelor informațiilor codificate cu simboluri de cod poate fi efectuată pe baza tabelului corespunzător (precum un tabel de cifrare) sau determinată prin intermediul unei funcții sau algoritm de codare.

La fel de elemente de informare codificate poate efectua:

Litere, cuvinte și expresii din limbajul natural;

Diverse simboluri precum semnele de punctuație, operații aritmetice și logice, operatori de comparație etc. Trebuie remarcat faptul că semnele operațiunilor și operatorii de comparație înșiși sunt denumiri de cod;

Imagini audiovizuale;

Situații și fenomene;

informații ereditare;

Denumiri de cod poate:

Litere și combinații de litere ale limbajului natural;

Denumiri grafice;

Impulsuri electromagnetice;

Semnale luminoase și sonore;

Set și combinație de molecule chimice;

Codificarea se poate face în scopuri:

Comoditatea stocării, procesării și transmiterii informațiilor (de regulă, informațiile codificate sunt prezentate mai compact și sunt, de asemenea, potrivite pentru procesarea și transmiterea prin software și hardware automat);

Comoditatea schimbului de informații între subiecți;

Vizibilitatea afișajului;

Identificarea obiectelor și subiectelor;

Ascunderea informațiilor clasificate;

Codificarea informațiilor este unu-și pe mai multe niveluri. Un exemplu de codare cu un singur nivel sunt semnalele luminoase date de un semafor (roșu - opriți, galben - pregătiți-vă, verde - mergeți înainte). O reprezentare a unei imagini vizuale (grafice) sub forma unui fișier foto poate fi utilizată ca codificare pe mai multe niveluri. În primul rând, imaginea vizuală este împărțită în elemente elementare constitutive (pixeli), adică. fiecare parte separată a imaginii vizuale este codificată de un element elementar. Fiecare element este reprezentat (codat) ca un set de culori elementare (RGB: engleză roșu - roșu, verde - verde, albastru - albastru) cu intensitatea corespunzătoare, care la rândul său este reprezentată ca valoare numerică. Ulterior, seturile de numere, de regulă, sunt convertite (codificate) pentru a prezenta informațiile mai compact (de exemplu, în formate jpeg, png etc.). Și în sfârșit, numerele finale sunt reprezentate (codificate) sub formă de semnale electromagnetice pentru transmisie prin canale de comunicație sau zone de pe purtătorul de informații. Trebuie remarcat faptul că numerele în sine în timpul procesării programului sunt reprezentate în conformitate cu sistemul de codificare a numerelor acceptat.

Codificarea informațiilor poate fi reversibilși ireversibil. Cu codificare reversibilă, pe baza mesajului codificat, este posibilă restaurarea unică (fără pierderea calității) a mesajului codificat (imaginea originală). De exemplu, codificarea utilizând codul Morse sau un cod de bare. Cu codificarea ireversibilă, restaurarea fără ambiguitate a imaginii originale este imposibilă. De exemplu, codificarea informațiilor audiovizuale (formate jpg, mp3 sau avi) sau .

Codul Morse- o modalitate de a codifica caractere (litere ale alfabetului, numere, semne de punctuație etc.) folosind o succesiune de „puncte” și „liniițe”. Unitatea de timp este durata unui punct. Lungimea unei linii este de trei puncte. Pauza dintre elementele aceluiași caracter este de un punct (aproximativ 1/25 de secundă), între caracterele dintr-un cuvânt - 3 puncte, între cuvinte - 7 puncte. Numit după inventatorul și artistul american Samuel Morse.

Fig.22.1. Fragment de cod Morse

Inițial, codul Morse a fost folosit pentru a transmite mesaje prin telegraf. În acest caz, punctele și liniuțele au fost transmise sub formă de semnale electrice care treceau prin fire. În prezent, codul Morse este utilizat în general în locurile în care alte mijloace de comunicare nu sunt disponibile (de exemplu, în închisori).

Un fapt curios este legat de inventatorul primului bec, Thomas Alva Edison (1847-1931). Era greu de auz și a comunicat cu soția sa, Mary Stiwell, folosind codul Morse. În timpul curtarii, Edison a cerut în căsătorie bătând cuvintele cu mâna lui, iar ea a răspuns în același mod. Codul telegrafic a devenit un mijloc comun de comunicare pentru soți. Chiar și atunci când mergeau la teatru, Edison îi punea mâna lui Mary pe genunchi pentru a-i putea „conecta” dialogul actorilor.

Cod Baudot- cod digital de 5 biți. A fost dezvoltat de Emile Baudot în 1870 pentru telegraful său. Codul a fost introdus direct cu o tastatură formată din cinci taste, apăsarea sau neapăsarea unei taste corespundea transmiterii sau netransmiterii unui bit într-un cod de cinci biți. Există mai multe varietăți (standarde) ale acestui cod (CCITT-1, CCITT-2, MTK-2 etc.) În special, MTK-2 este o modificare a standardului internațional CCITT-2 cu adăugarea de litere chirilice.

Fig.22.2. Cod Baudot standard MTK-2

Următoarea figură prezintă o bandă perforată cu teletip cu un mesaj transmis folosind codul Baudot.

Orez. 22.3. Bandă perforată cu cod Bodo

Există două fapte interesante despre codul Baudot care ar trebui remarcate.

1. Angajații companiei de telegraf AT & T Gilberto Vernam și maiorul Joseph Mauborn au propus în 1917 ideea criptării automate a mesajelor telegrafice pe baza codului Baudot. Criptarea a fost făcută.

2. Corespondența dintre alfabetele engleză și rusă, adoptată în MTK-2, a fost folosită pentru a crea codificări computerizate KOI-7 și KOI-8.

ASCII și Unicode.

ASCII (American Standard Code for Information Interchange) este un tabel de codificare standard american pentru caractere imprimabile și de control. A fost proiectat inițial ca pe 7 biți pentru a reprezenta 128 de caractere, atunci când este utilizat în computere, 8 biți (1 octet) au fost alocați pe caracter, unde al 8-lea bit a servit ca verificare a integrității (bit de paritate). Mai târziu, odată cu utilizarea a 8 biți pentru a reprezenta caractere suplimentare (256 de caractere în total), de exemplu, literele alfabetului național, a început să fie perceput ca jumătate din 8 biți. În special, pe baza ASCII, au fost dezvoltate codificări care conțin litere ale alfabetului rus: pentru sistemul de operare MS-DOS - cp866 (pagina de coduri engleză - pagina de coduri), pentru sistemul de operare MS Windows - Windows 1251, pentru diverse operațiuni. sisteme - KOI-8 (cod de schimb de informații, 8 biți), ISO 8859-5 și altele.

Orez. 22.4. Pagina de coduri Windows 1251

Unicode este un standard de codificare a caracterelor care reprezintă caracterele aproape tuturor limbilor scrise. Standardul a fost propus în 1991 de către organizația non-profit Unicode Consortium (Unicode Inc.). Utilizarea acestui standard vă permite să codificați un număr mai mare de caractere (decât în ​​ASCII și alte codificări) datorită codificării caracterelor pe doi octeți (65536 caractere în total). Documentele Unicode pot coexista cu caractere chinezești, simboluri matematice, caractere grecești, latine și chirilice.

Codurile din standardul Unicode sunt împărțite în mai multe secțiuni. Primele 128 de coduri corespund codificării ASCII. Urmează secțiuni de litere din diferite scripturi, semne de punctuație și simboluri tehnice. În special, codurile 1025 (Ё), 1040-1103 (A-z) și 1105 (ё) corespund literelor mari și mici ale alfabetului rus.

Braille- font tactil cu puncte în relief, conceput pentru scris și citit de către nevăzători. A fost dezvoltat în 1824 de francezul Louis Braille, fiul unui cizmar. Louis și-a pierdut vederea la vârsta de trei ani, ca urmare a unei inflamații a ochilor, care a început când băiatul a fost rănit cu un cuțit de șelărie (ca o punte) în atelierul tatălui său. La vârsta de 15 ani, și-a creat tipul de punct în relief, inspirat de simplitatea „tipului de noapte” al căpitanului de artilerie Charles Barbier, care era folosit de militarii de atunci pentru a citi rapoarte în întuneric.

Pentru a reprezenta caractere (în mare parte litere și cifre) în Braille se folosesc 6 puncte, dispuse pe două coloane, câte 3 în fiecare.

Orez. 22.5. Numerotarea punctelor

Fiecare simbol are propriul său set unic de puncte ridicate. Acea. Braille este un sistem de codificare a 2 6 = 64 de caractere. Dar prezența caracterelor de control în font (de exemplu, trecerea la litere sau cifre) vă permite să creșteți numărul de caractere codificate.

Orez. 22.6. Braille

Braille a devenit recent utilizat pe scară largă în viața publică și viața de zi cu zi datorită atenției tot mai mari acordate persoanelor cu dizabilități.

Orez. 22.7. Inscripția „Soci 2014” în Braille pe medalia de aur a Jocurilor Paralimpice 2014.

Cod de bare- informatii grafice aplicate pe suprafata, marcajul sau ambalajul produselor, care este o succesiune de dungi alb-negru sau alte forme geometrice in scopul citirii acesteia prin mijloace tehnice.

În 1948, Bernard Silver, student absolvent la Institutul de Tehnologie de la Universitatea Drexel din Philadelphia, l-a auzit pe președintele unui lanț alimentar local cerându-i unuia dintre decani să dezvolte un sistem care citește automat informații despre un produs atunci când este inspectat. Silver le-a spus prietenilor săi Norman Joseph Woodland și Jordin Johanson despre asta. Cei trei au început să exploreze diferite sisteme de etichetare. Primul lor sistem de lucru folosea cerneală UV, dar era destul de scump și s-a decolorat în timp.

Convins că sistemul era fezabil, Woodland a părăsit Philadelphia și s-a mutat în Florida în apartamentul tatălui său pentru a continua să lucreze. La 20 octombrie 1949, Woodland and Silver au depus o cerere pentru o invenție, care a fost acordată pe 7 octombrie 1952. În loc de liniile obișnuite, brevetul conținea o descriere a sistemului de coduri de bare sub formă de cercuri concentrice.

Orez. 22.8. Brevet de sistem Woodland și Silver cu cercuri concentrice, precursori ai codurilor de bare moderne

Pentru prima dată, codurile de bare au început să fie utilizate oficial în 1974 în magazinele din Troy, Ohio. Sistemele de codare cu bare și-au găsit o largă aplicație în viața publică: comerț, corespondență, notificări financiare și judiciare, evidențe de inventar, identificare personală, informații de contact (linkuri web, adrese de e-mail, numere de telefon) etc.

Există coduri de bare liniare (citibile într-o singură direcție) și bidimensionale. Fiecare dintre soiuri diferă atât prin dimensiunea imaginii grafice, cât și prin cantitatea de informații prezentate. Următorul tabel prezintă exemple ale unor variante ale codurilor de bare.

Tabelul 22.1. Soiuri de coduri de bare

Nume	Exemplu de cod de bare	Note
Liniar
Cod universal de produs, UPC (cod universal de produs)	(UPC-A)	Un standard american de coduri de bare pentru codificarea produselor și a identificatorilor producătorului. Există varietăți: - UPC-E - 8 cifre sunt codificate; - UPC-A - 13 cifre codificate.
Număr articol european, EAN (număr articol european)	(EAN-13)	Standard european de coduri de bare pentru codificarea produselor și a identificatorilor producătorului. Există varietăți: - EAN-8 – sunt codificate 8 cifre; - EAN 13 - 13 cifre sunt codificate; - EAN-128 - orice număr de litere și numere combinate în grupuri reglementate este codificat. GOST ISO/IEC 15420-2001 „Identificare automată. Codare de bare. Specificația de simbolizare EAN/UPC (EAN/UPC).
Cod 128 (Cod 128)		Include 107 caractere. Dintre care 103 sunt caractere de date, 3 sunt caractere de început și 1 este un caracter de oprire. Pentru a codifica toate cele 128 de caractere ASCII, există trei seturi de caractere - A, B și C, care pot fi utilizate într-un singur cod de bare. EAN-128 codifică informațiile în ordine alfabetică Codul 128 GOST 30743-2001 (ISO / IEC 15417-2000) „Identificare automată. Codare de bare. Specificație simbologică Cod 128 (Cod 128).
2D
datamatrix (date matrice)		Numărul maxim de caractere care se potrivesc într-un cod este de 2048 de octeți. GOST R ISO/IEC 16022-2008 „Identificare automată. Codare de bare. Specificația de simbolizare a matricei de date”.
cod QR (Răspuns rapid în engleză - răspuns rapid)		Pătratele din colțurile imaginii vă permit să normalizați dimensiunea și orientarea imaginii, precum și unghiul la care senzorul este legat de suprafața imaginii. Punctele sunt convertite în numere binare cu verificarea sumei de control. Numărul maxim de caractere care se potrivesc într-un cod QR: - numere - 7089; - cifre și litere (latină) - 4296; - cod binar - 2953 octeți; - hieroglife - 1817.
MaxiCode (cod maxim)		Dimensiunea este inch cu inch (1 inch = 2,54 cm). Este folosit pentru sistemele de trimitere și recepție a mărfurilor. GOST R 51294.6-2000 „Identificare automată. Codare de bare. Specificația simbolului MaxiCode (Maxicode).
PDF147 (eng. Portable Data File - fișier de date portabil)		Este utilizat pentru identificarea personală, contabilitatea mărfurilor, raportarea către autoritățile de reglementare și alte domenii. Acceptă codificarea până la 2710 de caractere și poate conține până la 90 de linii.
Eticheta Microsoft (etichetă Microsoft)		Proiectat pentru recunoaștere folosind camerele încorporate în telefoanele mobile. Poate conține atâtea caractere cât Code128. Conceput pentru identificarea și primirea rapidă pe dispozitiv a informațiilor pregătite în prealabil (linkuri web, text arbitrar de până la 1000 de caractere, număr de telefon etc.) legate de un cod și stocate pe un server Microsoft. Conține 13 octeți plus un bit suplimentar pentru paritate.

Reprezentarea numerelor în formă binară (în computer). După cum știți, informațiile stocate și procesate în computere sunt prezentate în formă binară. Pic(Engleză) bi nary digi t- număr binar; joaca si cu cuvintele: engl. bit - bucată, particulă) - o unitate de măsură a cantității de informații, egală cu o cifră în sistemul numeric binar. Folosind un bit, puteți codifica (reprezenta, distinge) două stări (0 sau 1; da sau nu). Prin creșterea numărului de biți (cifre), puteți crește numărul de stări codificate. De exemplu, pentru un octet (octet englez), format din 8 biți, numărul de stări codificate este 2 8 = 256.

Numerele sunt codificate în așa-numitul. formate fix și flotant.

1. Format punct fix, este folosit în principal pentru numere întregi, dar poate fi folosit și pentru numere reale, care au un număr fix de zecimale după virgulă. Pentru numere întregi, se presupune că „virgula” este în dreapta după bitul (cifra) cel mai puțin semnificativ, adică. în afara grilei. Există două reprezentări în acest format: nesemnate (pentru numere nenegative) și semnate.

Pentru nesemnat reprezentări, toate cifrele sunt atribuite reprezentării numărului însuși. De exemplu, folosind un octet, puteți reprezenta numere întregi fără semn de la 0 10 la 255 10 (00000000 2 - 11111111 2) sau numere reale cu o zecimală de la 0,0 10 la 25,5 10 (00000000 2 - 1111111). Pentru simbolic reprezentări, adică numere pozitive și negative, cea mai semnificativă cifră este dată sub semn (0 este un număr pozitiv, 1 este negativ).

Există coduri directe, inverse și suplimentare pentru scrierea numerelor semnate.

LA directÎn cod, scrierea unui număr pozitiv și negativ se realizează în același mod ca și în reprezentarea fără semn (cu excepția faptului că cea mai semnificativă cifră este alocată sub semn). Astfel, numerele 5 10 și -5 10 sunt scrise ca 00000101 2 și 10000101 2 . În codul direct, există două coduri pentru numărul 0: „zero pozitiv” 00000000 2 și „zero negativ” 10000000 2 .

Folosind verso cod, un număr negativ este scris ca un număr pozitiv inversat (0 este schimbat cu 1 și invers). De exemplu, numerele 5 10 și -5 10 sunt scrise ca 00000101 2 și 11111010 2 . Trebuie remarcat faptul că în codul invers, precum și în cel direct, există „zero pozitiv” 00000000 2 și „zero negativ” 11111111 2 . Utilizarea codului invers vă permite să scădeți un număr dintr-un altul folosind operația de adunare, adică scăderea a două numere X - Y se înlocuiește cu suma lor X + (-Y). Aceasta folosește două reguli suplimentare:

Numărul scăzut este inversat (reprezentat ca un cod invers);

Dacă numărul de cifre din rezultat este mai mare decât reprezentarea numărului, atunci cifra din stânga (cea mai mare) este eliminată și 1 2 se adaugă la rezultat.

Următorul tabel prezintă exemple de scădere.

Tabelul 22.2. Exemple de scădere a două numere folosind codul invers

În ciuda faptului că codul invers simplifică foarte mult procedurile de calcul și, în consecință, viteza computerelor, prezența a două „zerouri” și alte convenții au dus la apariția adiţional cod. Când este reprezentat un număr negativ, modulul său este mai întâi inversat, ca în codul invers, apoi 1 2 este adăugat imediat la inversare.

Următorul tabel prezintă câteva numere în diferite reprezentări de cod.

Tabelul 22.3. Reprezentarea numerelor în diverse coduri

La reprezentarea numerelor negative în coduri complementare, a doua regulă este oarecum simplificată - dacă numărul de cifre din rezultat este mai mare decât numărul alocat pentru reprezentarea numerelor, atunci doar cifra din stânga (cea mai mare) este eliminată.

Tabelul 22.4. Exemple de scădere a două numere folosind codul complement a doi

Se poate argumenta că reprezentarea numerelor în codurile complementului a doi necesită încă o operație (după inversare, adunarea cu 1 2 este întotdeauna necesară), ceea ce poate să nu fie solicitat mai târziu, ca în exemplele cu coduri inverse. În acest caz, bine-cunoscutul „principiu ceainic” funcționează. Este mai bine să faceți procedura liniară decât să aplicați regulile „Dacă A, atunci B” (chiar dacă este una) în ea. Ceea ce din punct de vedere uman pare a fi o creștere a costurilor forței de muncă (complexitate computațională și de timp), din punct de vedere al implementării software și hardware, se poate dovedi a fi mai eficient.

Un alt avantaj al codului suplimentar față de cel invers este posibilitatea de a reprezenta un număr (stare) mai mult într-o unitate de informație, datorită excluderii „zerului negativ”. Prin urmare, de regulă, intervalul de reprezentare (stocare) pentru numere întregi cu semn de lungime de un octet este de la +127 la -128.

2. Format virgulă mobilă, folosit în principal pentru numere reale. Numărul în acest format este reprezentat în formă exponențială

X = e n * m, (22,1)

unde e este baza funcției exponențiale;
n este ordinul bazei;
e n - caracteristica numărului;
m - mantisa (lat. mantisa - creștere) - un factor prin care caracteristica unui număr trebuie înmulțită pentru a obține numărul în sine.

De exemplu, numărul zecimal 350 poate fi scris ca 3,5 * 10 2 , 35 * 10 1 , 350 * 10 0 etc. LA notație științifică normalizată, Ordin n este ales astfel încât valoarea absolută m a rămas cel puțin unul, dar strict mai puțin de zece (1 ≤ |m|< 10). Таким образом, в нормализованной научной записи число 350 выглядит, как 3.5 * 10 2 . При отображении чисел в программах, учитывая, что основание равно 10, их записывают в виде m E ± n, unde E înseamnă "*10^" ("... înmulțiți cu zece până la puterea lui ..."). De exemplu, numărul 350 este 3,5E+2, iar numărul 0,035 este 3,5E-2.

Deoarece numerele sunt stocate și procesate în computere în formă binară, în aceste scopuri este acceptat e = 2. Una dintre formele posibile de reprezentare binară a numerelor în virgulă mobilă este următoarea.

Orez. 22.9. Reprezentarea binară a numerelor în virgulă mobilă

Biții bn± și bm±, adică semnul exponentului și al mantisei, sunt codificați în mod similar numerelor cu virgulă fixă: pentru numerele pozitive „0”, pentru numerele negative - „1”. Valoarea de ordine este aleasă în așa fel încât valoarea părții întregi a mantisei în reprezentare zecimală (și, în consecință, în binară) să fie egală cu „1”, care va corespunde notației normalizate pentru numere binare. De exemplu, pentru numărul 350 10 ordinea este n = 8 10 = 001000 2 (350 = 1,3671875 * 2 8), iar pentru 576 10 - n = 9 10 = 001001 2 (576 = 1,125 * 2 9). Reprezentarea pe biți a valorii ordinului poate fi efectuată în cod direct, invers sau complement a doi (de exemplu, pentru n = 8 10 forma binară este 001000 2). Valoarea mantisei afișează partea fracțională. Pentru a-l converti în binar, este înmulțit succesiv cu 2 până când devine 0. De exemplu,

Orez. 22.10. Un exemplu de obținere a unei părți fracționale în formă binară

Părțile întregi obținute ca urmare a înmulțirii succesive sunt forma binară a părții fracționale (0,3671875 10 = 0101111 2). Partea rămasă a cifrelor valorii mantisei este completată cu 0. Astfel, forma finală a numărului 350 în format virgulă mobilă, ținând cont de reprezentarea mantisei în notația normalizată

Orez. 22.11. Forma binară a numărului 350

În implementările hardware și software ale operațiilor aritmetice, standardul pentru reprezentarea numerelor în virgulă mobilă este utilizat pe scară largă. IEEE 2754(Ediția trecută „754-2008 - IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic”). Acest standard definește formate în virgulă mobilă pentru reprezentarea numerelor. singur(în engleză single, float) și dubla(dublu englezesc) precizie. Structura generală a formatelor

Orez. 22.12. Formatul general pentru reprezentarea numerelor binare în standardul IEEE 754

Formatele de reprezentare diferă în funcție de numărul de biți (octeți) alocați pentru a reprezenta numere și, în consecință, de acuratețea reprezentării numerelor în sine.

Tabelul 22.5. Caracteristicile formatelor de reprezentare binară în standardul IEEE 754

O caracteristică a reprezentării numerelor conform standardului IEEE este absența unui bit sub semnul comenzii. În ciuda acestui fapt, valoarea comenzii poate lua atât valori pozitive, cât și negative. Acest moment este luat în considerare de așa-numitul. „schimbarea comenzii”. După conversia formei binare a ordinului (scrisă în cod direct) în zecimală, „prejudecata de comandă” este scăzută din valoarea rezultată. Rezultatul este valoarea „adevărată” a ordinii numărului. De exemplu, dacă exponentul este 11111111 2 (= 255 10) pentru un singur număr de precizie, atunci exponentul este de fapt 128 10 (= 255 10 - 127 10), iar dacă 00000000 2 (= 0 10), atunci -127 10 (= 0 10 - 127 10).

Valoarea mantisei este indicată, ca și în cazul precedent, într-o formă normalizată.

Având în vedere cele de mai sus, numărul 350 10 în format de precizie unică al standardului IEEE 754 este scris după cum urmează.

Orez. 22.13. Forma binară a numărului 350 conform standardului IEEE

Alte caracteristici ale standardului IEEE includ capacitatea de a reprezenta numere speciale. Acestea includ valori NaN (Nu este un număr) și +/-INF (Infinit) rezultate din operațiuni precum împărțirea la zero. Include, de asemenea, numere denormalizate care au o mantisă mai mică de unu.

În concluzie despre numerele în virgulă mobilă, câteva cuvinte despre celebrul " eroare de rotunjire". pentru că în forma binară a unei reprezentări numerice, sunt stocate doar câteva cifre semnificative, nu poate „acoperi” întreaga varietate de numere reale dintr-un interval dat. Ca urmare, dacă un număr nu poate fi reprezentat exact în formă binară, acesta este reprezentat ca cel mai apropiat posibil. De exemplu, dacă „1,7” este adăugat succesiv la numărul dublu „0,0”, atunci următoarea „imagine” a valorilor în schimbare poate fi detectată.

0.0
1.7
3.4
5.1
6.8
8.5
10.2
11.899999999999999
13.599999999999998
15.299999999999997
16.999999999999996
18.699999999999996
20.399999999999995
22.099999999999994
23.799999999999994
25.499999999999993
27.199999999999992
28.89999999999999
30.59999999999999
32.29999999999999
33.99999999999999
35.699999999999996
37.4
39.1
40.800000000000004
42.50000000000001
44.20000000000001
45.90000000000001
47.600000000000016
…

Orez. 22.14. Rezultatul adăugării secvenţiale a unui număr 1.7 (Java 7)

O altă nuanță se găsește la adăugarea a două numere care au o ordine semnificativ diferită. De exemplu, adăugarea a 10 10 + 10 -10 va avea ca rezultat 10 10 . Chiar dacă succesiv un trilion (10 12) de ori adaugă 10 -10 la 10 10 , rezultatul va rămâne același 10 10 . Dacă adăugăm produsul 10 -10 * 10 12 la 10 10 , care este același din punct de vedere matematic, rezultatul va fi 10000000100 (1,0000000100 * 10 10).

Cod genetic- secvența codificată de aminoacizi a proteinelor caracteristice tuturor organismelor vii. Codificarea se realizează folosind 3 nucleotide care fac parte din ADN (acid dezoxiribonucleic). DCH este o macromoleculă care asigură stocarea, transmiterea de la generație la generație și implementarea programului genetic pentru dezvoltarea și funcționarea organismelor vii. Poate cel mai important cod din istoria omenirii.

În ADN sunt folosite patru baze azotate - adenina (A), guanina (G), citozina (C), timina (T), care în literatura de limbă rusă sunt notate cu literele A, G, C și T. Aceste litere fac sus alfabetul codului genetic. În moleculele de ADN, nucleotidele se aliniază în lanțuri și, astfel, se obțin secvențe de litere genetice.

Proteinele aproape tuturor organismelor vii sunt construite din doar 20 de tipuri de aminoacizi. Acești aminoacizi sunt numiți canonici. Fiecare proteină este un lanț sau mai multe lanțuri de aminoacizi conectate într-o secvență strict definită. Această secvență determină structura proteinei și, în consecință, toate proprietățile sale biologice. Sinteza proteinelor (adică implementarea informațiilor genetice în celulele vii) se realizează pe baza informațiilor conținute în ADN. Trei nucleotide consecutive (triplet) sunt suficiente pentru a codifica fiecare dintre cei 20 de aminoacizi, precum și semnalul „stop”, ceea ce înseamnă sfârșitul secvenței de proteine.

Orez. 22.15. fragment de ADN

2 IEEE (Institutul de Ingineri Electrici și Electronici) - Institutul de Ingineri Electrici și Electronici.

3 Conține o bază azotată combinată cu zahăr și acid fosforic.

22.3. Sisteme de coduri secrete

Codurile secrete, precum cifrurile, sunt concepute pentru a păstra informațiile confidențiale. Inițial, sistemele de coduri secrete erau un sistem bazat pe o aparență de cod de jargon. Au apărut pentru a ascunde numele unor persoane reale menționate în corespondență. Acestea erau liste mici în care erau scrise nume ascunse, iar substituțiile de coduri (substituțiile) erau scrise vizavi de ele. Codurile oficiale folosite de emisarii papali și ambasadorii orașelor-stat mediteraneene pentru a ascunde conținutul mesajelor găsite în arhivele timpurii ale Vaticanului datează din secolul al XIV-lea. Pe măsură ce nevoia de securitate a corespondenței creștea, reprezentanții orașelor-stat aveau liste mai extinse, care includeau nu numai înlocuiri de coduri pentru numele oamenilor, ci și țări, orașe, tipuri de arme, dispoziții etc. Pentru a crește securitatea informațiilor, listelor au fost adăugate alfabete cifrate pentru codificarea cuvintelor neincluse în listă, precum și reguli de utilizare a acestora, bazate pe diverse metode steganografice și criptografice. Se numesc astfel de colecții nomenclatorii". Din secolul al XV-lea până la mijlocul secolului al XIX-lea au fost principala formă de confidențialitate a informațiilor.

Până în secolul al XVII-lea, nomenclatorii cuvintelor în text simplu și substituțiile lor de cod erau în ordine alfabetică, până când criptologul francez Antoine Rossignol a propus utilizarea unor nomenclatoare mai puternice din două părți. Aveau două secțiuni: una enumera elementele de text simplu în ordine alfabetică, iar elementele de cod erau amestecate. În partea a doua, au existat liste de coduri în ordine alfabetică, iar elementele textului simplu erau deja amestecate.

Invenția telegrafului și a codului Morse, precum și așezarea cablului transatlantic la mijlocul secolului al XIX-lea. a extins semnificativ domeniul de aplicare al codurilor secrete. Pe lângă domeniile lor tradiționale de utilizare (în corespondența diplomatică și în scopuri militare), acestea au devenit utilizate pe scară largă în comerț și transport. Sistemele de coduri secrete din acea vreme conțineau cuvântul „ Codul„(Codul Departamentului de Stat (1867)”, „Codul american pentru tranșee”, „Coduri fluviale: Potomac”, „Codul negru”) sau „ cifru„(„Cifrul Departamentului de Stat (1876)”, „Cifrul verde”). Trebuie remarcat faptul că, în ciuda prezenței cuvântului „cifr” în nume, codarea a fost pusă în centrul acestor sisteme.

Orez. 22.16. Fragment din Cifrul Departamentului de Stat (1899)

Dezvoltatorii de coduri, cum ar fi scriitorii de coduri, au adăugat adesea securitate suplimentară pentru a face codurile lor mai dificil de spart. Un astfel de proces se numește recriptare. Ca urmare, sistemele de coduri secrete combinau atât metode steganografice, cât și cele criptografice de asigurare a confidențialității informațiilor. Cele mai populare dintre ele sunt prezentate în tabelul următor.

Tabelul 22.6. Modalități de asigurare a confidențialității informațiilor în sistemele de coduri secrete

Combinația diferitelor metode de codificare și re-criptare într-un sistem de cod a fost o practică obișnuită în rândul dezvoltatorilor de cod și a fost folosită aproape de la începutul apariției lor. Așadar, chiar și în nomenclatorul folosit în orașul Siena în secolul al XV-lea, pe lângă substituțiile codificate de cuvinte, acestea erau folosite pentru a înlocui literele, acestea și semnele goale. Această practică a înflorit la sfârșitul secolului al XIX-lea și începutul secolului al XX-lea. În special, în „Cifrul Departamentului de Stat din 1876” (Eng. Red Book - Red Book), constând din 1200 de pagini, și suplimentul său „Cod nedecodificat: Supliment la Cifrul Departamentului de Stat” au fost folosite:

Denumiri de cod sub formă de cuvinte și numere;

Subiect: Texte în memoria computerului

Scopul lecției. Să prezinte elevilor modalitățile de prezentare și organizare a textelor în memoria computerului.

Probleme în studiu:

1 Beneficiile stocării fișierelor de texte.

2 Codificarea textelor.

3 Tabel de codare, standard internațional ASCII.

Literatură: I. Semakin şi alţii.Informatica. Cursul de bază 7 - 9.

În timpul orelor:

Organizarea timpului

Explicarea noului material

Subiect lecția de azi: Texte în memoria computerului"

Ţintă lecţie: învață cum să reprezinte și să organizezi texte în memoria computerului.

Un computer poate lucra cu patru tipuri de informații: textuale, grafice, numerice și sonore. Una dintre cele mai răspândite aplicații ale computerelor este lucrul cu texte: crearea de documente text și stocarea lor pe suport magnetic sub formă de fișiere.

De ce este atât de răspândită lucrul cu informații de testare pe computere?

De ce într-o perioadă foarte scurtă de timp (10-15 ani) în aproape toate întreprinderile și organizațiile, inclusiv școala noastră, mașinile de scris au fost înlocuite cu calculatoare?

Pentru a răspunde la aceste întrebări, să luăm în considerare diferențele dintre procesarea și stocarea textelor atunci când se înregistrează manual și când se creează texte pe un computer.

Activează slide Procesarea și stocarea textului prezentări Codificarea textului

Avantajele stocării fișierelor de texte:

1) economisirea hârtiei;

2) amplasare compactă;

3) posibilitatea utilizării multiple a suporturilor magnetice pentru stocarea diferitelor documente;

4) capacitatea de a copia rapid pe alte medii magnetice;

5) posibilitatea transmiterii textului prin linii de comunicare computerizate.

Cea mai izbitoare diferență între textul pe computer și textul pe hârtie este că informațiile din acesta sunt organizate după principiul hipertextului. Hipertextul este o modalitate de organizare a informațiilor textuale, în cadrul căreia se stabilesc legături semantice (hiperlinkuri) între diferitele sale fragmente. V-ați întâlnit deja cu hipertext când lucrați cu sistemul de ajutor Windows.

Uneori se întâmplă ca textul, constând din litere ale alfabetului rus, primit de la un alt computer, să nu poată fi citit - un fel de „abracadabra” este vizibil pe ecranul monitorului.

Băieți, de ce credeți că se întâmplă asta?

Nu ai încă un răspuns definitiv. La sfârșitul lecției, vom încerca să răspundem din nou la această întrebare.

Din punct de vedere informatic textul este orice succesiune de caractere din alfabetul computerului. Nu este deloc necesar să fie un text într-una dintre limbile naturale (rusă, engleză etc.). Pot fi formule matematice sau chimice, numere de telefon, tabele numerice. Cel mai important, toate simbolurile utilizate ar trebui incluse în alfabetul computerului .

Activează slide Alfabetul computerului prezentări Codificarea textului

Pentru a reprezenta informații într-un computer, se folosește un alfabet cu o capacitate de 256 de caractere.

Care este greutatea informațională a unui caracter dintr-un astfel de alfabet?

Amintiți-vă formula care leagă greutatea informațională a simbolului alfabetului și puterea alfabetului: 2i = N

Dacă puterea alfabetului este 256, atunci i = 8 și, prin urmare, un caracter poartă 8 biți de informații.

Orice informație este reprezentată în memoria computerului în formă binară, ceea ce înseamnă că fiecare caracter este reprezentat printr-un cod binar de 8 biți.

8 biți = 1 octet, deci codul binar al fiecărui caracter din textul computerului ocupă 1 octet de memorie.

Comoditatea codificării octet-cu-octet a caracterelor este evidentă, deoarece un octet este cea mai mică parte adresabilă a memoriei și, prin urmare, procesorul poate accesa fiecare caracter separat atunci când efectuează procesarea textului. Pe de altă parte, 256 de caractere sunt destul de suficiente pentru a reprezenta o mare varietate de informații despre caractere.

Acum se pune întrebarea, ce cod binar de opt biți să puneți în corespondență cu fiecare caracter. Este clar că aceasta este o chestiune condiționată, puteți veni cu multe moduri de codificare.

Toate simbolurile alfabetului computerului sunt numerotate de la 0 la 255. Fiecare număr corespunde unui cod binar de opt biți de la la. Acest cod este pur și simplu numărul ordinal al caracterului din sistemul de numere binar.

Este apelat un tabel în care tuturor caracterelor alfabetului computerului li se atribuie numere de serie tabel de codificare.

Standardul internațional pentru computere a devenit tabelul ASCII (citește asci) (Codul American Standard pentru Schimbul de Informații). În practică, vă puteți întâlni și cu un alt tabel - KOI-8 (Codul de schimb de informații), care este utilizat în rețelele globale de calculatoare.

Luați în considerare tabelul de coduri ASCII (manual, p. 75).

Activează slide Codificarea caracterelor prezentări Codificarea textului

Tabelul de coduri ASCII este împărțit în două părți.

Standardul internațional este doar prima jumătate a tabelului, adică caractere cu numere de la 0 (), până la Acesta include litere mici și mari ale alfabetului latin, cifre zecimale, semne de punctuație, tot felul de paranteze, caractere comerciale și alte caractere.

Sunt apelate caracterele cu numere de la 0 la 31 managerii. Funcția lor este de a controla procesul de afișare a textului pe ecran sau de imprimare, de a da un semnal sonor, de a marca textul etc.

Caracterul 32 este un spațiu, adică o poziție goală în text. Toate celelalte sunt reflectate de anumite semne.

Vă atrag atenția asupra faptului că în tabelul de codificare, literele (majuscule și mici) sunt aranjate în ordine alfabetică, iar numerele sunt sortate crescător. Această respectare a ordinii lexicografice în aranjarea caracterelor se numește principiul codificării secvenţiale a alfabetului.

A doua jumătate a tabelului de coduri ASCII, apelată pagina de coduri(128 de coduri, începând de la și se termină), pot avea opțiuni diferite, fiecare opțiune are propriul său număr.

Pagina de coduri este folosită în principal pentru a găzdui scripturi naționale, altele decât latină. În codificările naționale rusești, caracterele alfabetului rus sunt plasate în această parte a tabelului. Pentru literele alfabetului rus, se respectă și principiul codificării secvențiale.

Din păcate, în prezent există cinci codificări diferite chirilic(KOI8-R, Windows. MS-DOS, Macintosh și ISO). Din această cauză, apar adesea probleme cu transferul de text rusesc de la un computer la altul, de la un sistem software la altul.

Cronologic, unul dintre primele standarde pentru codificarea literelor rusești pe computere a fost KOI8 ("Cod de schimb de informații, 8 biți"). Această codificare a fost folosită încă din anii 70 pe computerele din seria de calculatoare EC, iar de la mijlocul anilor 80 a început să fie folosită în primele versiuni rusificate ale sistemului de operare UNIX.

De la începutul anilor 90, vremea dominației sistemului de operare MS DOS, codificarea CP866 rămâne ("CP" înseamnă "Code Page", "code page").

Computerele Apple care rulează sistemul de operare Mac OS folosesc propria lor codificare Mac.

În plus, Organizația Internațională pentru Standardizare (Organizația Internațională de Standardizare, ISO) a aprobat o altă codificare numită ISO 8859-5 ca standard pentru limba rusă.

Cea mai comună codificare utilizată în prezent este Microsoft Windows, prescurtat ca CP1251.

De la sfârșitul anilor 90, problema standardizării codificării caracterelor a fost rezolvată prin introducerea unui nou standard internațional numit Unicode. Aceasta este o codificare pe 16 biți, adică are 2 octeți de memorie pentru fiecare caracter. Desigur, în acest caz, cantitatea de memorie ocupată crește de 2 ori. Dar un astfel de tabel de coduri permite includerea a până la 65536 de caractere. Specificația completă a standardului Unicode include toate alfabetele existente, dispărute și create artificial din lume, precum și multe simboluri matematice, muzicale, chimice și alte simboluri.

Băieți, care vor fi întrebările pe tema lecției?

Și acum să încercăm din nou să răspundem la întrebarea care a fost pusă la începutul lecției:

De ce vedem uneori text format din litere ale alfabetului rus, primit de la alt computer, pe computerul nostru sub formă de „abracadabra”?

Răspuns așteptat . Pe computere, sunt utilizate diferite codificări de caractere ale limbii ruse.

Acum vom rezolva câteva exemple.

Exemplul 1. Câți biți din memoria computerului este ocupat de cuvântul MICROPROCESOR?

Înainte de a continua cu soluția exemplului, amintiți-vă că

câtă memorie este ocupată de un caracter al textului computerizat.

Răspuns așteptat . 1 octet

Soluţie . Cuvântul este format din 14 litere. Fiecare literă este un simbol al alfabetului computerului și, prin urmare, ocupă 1 octet de memorie. Un cuvânt va ocupa 14 octeți = 112 biți de memorie, deoarece 1 octet = 8 biți.

Care este principiul codificării secvenţiale a alfabetului?

Răspuns așteptat . În tabelul de codificare, literele (majuscule și mici) sunt aranjate în ordine alfabetică, iar numerele sunt sortate crescător.

Cunoașterea principiului codificării secvențiale ne permite să rezolvăm unele probleme fără a ne referi la tabelul de codificare a caracterelor.

Exemplul 2. Ce este criptat cu o succesiune de coduri zecimale: dacă litera iîn tabelul de codificare a caracterelor are codul zecimal 105?

Soluţie. Să ne amintim ordinea literelor din alfabetul latin - ... i, j, k, l, m, n, o .... Litera j va fi codificată 106, k va fi codificat 107 și așa mai departe. e. Prin urmare, cuvântul este codificat legătură.

Ce înseamnă termenul „pagină de cod”?

Răspuns așteptat . Acesta este numele celei de-a doua jumătăți a tabelului de coduri ASCII, concepută pentru a găzdui alte alfabete naționale decât latină.

Este respectat principiul codificării secvenţiale în paginile de cod?

Răspuns așteptat . Observat

Să aflăm rezolvând următorul exemplu.

Exemplul 3. Utilizarea unei secvențe de coduri zecimale: un cuvânt este criptat pic. Găsiți șirul codurilor zecimale ale aceluiași cuvânt scris cu majuscule.

Soluţie. La rezolvare, ținem cont de faptul că diferența dintre codul zecimal al unei litere chirilice mici și codul zecimal al literei majuscule corespunzătoare este 32. Dacă litera b corespunde codului 225, majuscule B are un cod zecimal 225-32=193. Prin urmare, cuvântul BIT corespunde secvenței de coduri:

4. Cantitate gratuită de memorie RAM pentru computer 640 KB. Câte pagini ale cărții vor încăpea în ea dacă există 16 rânduri pe pagină cu 64 de caractere pe rând?

Răspuns: (640´ 1024)/(16 ´ 64)=640 pagini

5. Textul ocupă 10 sectoare pe o dischetă cu o singură față de 180 KB. Discheta este împărțită în 40 de piste din 9 sectoare. Câte caractere conține textul?

Răspuns:((180´ 1024)/(40 ´ 9)) ´ 10=5120 caractere.

Rezumând lecția

Informațiile text sunt formate din caractere: litere, cifre, semne de punctuație etc. Un octet este suficient pentru a stoca 256 de valori diferite, ceea ce vă permite să plasați oricare dintre caracterele alfanumerice în el. Primele 128 de caractere (care ocupă cei șapte biți mai puțin semnificativi) sunt standardizate folosind ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Esența codificării este că fiecărui caracter i se atribuie un cod binar de la 00000000 la 11111111 sau codul zecimal corespunzător de la 0 la 255. Pentru codificarea literelor rusești sunt utilizate diferite tabele de coduri (KOI-8R, СР1251, CP10007, ISO-8859-5). ):

KOI8R- standard pe opt biți pentru codificarea literelor din alfabetul chirilic (pentru sistemul de operare UNIX). Dezvoltatori KOI8R a plasat caracterele alfabetului rus în partea de sus a tabelului ASCII extins în așa fel încât pozițiile caracterelor chirilice să corespundă omologilor lor fonetici din alfabetul englez din partea de jos a tabelului. Aceasta înseamnă că din textul scris în KOI8R, rezultă textul scris cu caractere latine. De exemplu, cuvintele „casă înaltă” iau forma „dom vysokiy”;

СР1251– standard de codare pe opt biți utilizat în sistemul de operare Windows;

CP10007- standard de codare pe opt biți utilizat în alfabetul chirilic al sistemului de operare Macintosh (calculatoare Apple);

ISO-8859-5 - un cod pe opt biți aprobat ca standard pentru codificarea limbii ruse.

Codificarea informațiilor grafice

Informațiile grafice pot fi prezentate în două forme: analogicși discret. Pânză de pictură creat de artist este exemplu de reprezentare analogică, și imaginea tipărit cu o imprimantă, format din puncte individuale (elemente) de diferite culori, este reprezentare discretă.

Prin împărțirea imaginii grafice (eșantionare), informațiile grafice sunt convertite din formă analogă în formă discretă. În acest caz, se realizează codarea - atribuirea unei valori specifice fiecărui element al imaginii grafice sub forma unui cod. Crearea și stocarea obiectelor grafice este posibilă în mai multe forme - sub formă vector, fractal sau raster Imagini. subiect separat considerată grafică 3D (tridimensională)., care combină metode de imagistică vectorială și raster.

Grafică vectorială folosit pentru a reprezenta imagini grafice precum imagini, desene, diagrame.

Ele sunt formate din obiecte - un set de primitive geometrice (puncte, linii, cercuri, dreptunghiuri), cărora li se atribuie unele caracteristici, de exemplu, grosimea liniei, culoarea de umplere.

O imagine în format vectorial simplifică procesul de editare, deoarece imaginea poate fi scalată, rotită și deformată fără pierderi. În acest caz, fiecare transformare distruge vechea imagine (sau fragment), iar în schimb se construiește una nouă. Acest mod de prezentare este bun pentru diagrame și grafică de afaceri. Când se codifică o imagine vectorială, nu imaginea obiectului este stocată, ci coordonatele punctelor, folosind care programul recreează imaginea de fiecare dată.

Principal dezavantaj grafica vectoriala este imposibilitatea imaginilor de calitate fotografică. În format vectorial, imaginea va arăta întotdeauna ca un desen.

Grafică raster. Orice poză poate fi împărțită în pătrate, obținându-se astfel raster este o matrice bidimensională de pătrate. Pătratele în sine elemente raster sau pixeli(elementul imaginii) - elemente ale imaginii. Culoarea fiecărui pixel este codificată printr-un număr, care vă permite să specificați ordinea numerelor de culoare pentru descrierea imaginii (de la stânga la dreapta sau de sus în jos). a fiecărei celule în care este stocat pixelul este stocat în memorie.

Desen în format bitmap

Fiecărui pixel i se atribuie valori pentru luminozitate, culoare și transparență sau o combinație a acestor valori. O imagine bitmap are un număr de rânduri și coloane. Această metodă de stocare are dezavantajele sale: cantitatea mai mare de memorie necesară pentru a lucra cu imagini.

Volumul unei imagini raster este determinat prin înmulțirea numărului de pixeli cu volumul de informații al unui punct, care depinde de numărul de culori posibile. În computerele moderne, sunt utilizate în principal următoarele rezoluții de ecran: 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768 și 1280 x 1024 pixeli. Luminozitatea fiecărui punct și coordonatele acestuia pot fi exprimate folosind numere întregi, ceea ce permite utilizarea codului binar în vederea procesării datelor grafice.

În cel mai simplu caz (imagine alb-negru fără tonuri de gri), fiecare punct al ecranului poate avea una dintre cele două stări - „negru” sau „alb”, adică este nevoie de 1 bit pentru a-și stoca starea. Imaginile color sunt formate în conformitate cu codul binar de culoare al fiecărui punct, stocat în memoria video. Imaginile color pot avea diferite adâncimi de culoare, care sunt date de numărul de biți utilizați pentru a codifica culoarea unui punct. Cele mai comune adâncimi de culoare sunt 8, 16, 24, 32, 64 de biți.

Pentru a codifica imaginile grafice color, o culoare arbitrară este împărțită în componentele sale. Sunt utilizate următoarele sisteme de codare:

HSB (H - nuanță, S - saturație, B - luminozitate),

RGB (roșu- roșu, Verde - verde, albastru- albastru) și

CMYK ( C yan - cyan, Magenta - magenta, Galben - galben și Negru - negru).

Primul sistem este potrivit pentru uman, al doilea - pentru prelucrare computerizată, iar ultimul pt tipografii. Utilizarea acestor sisteme de culoare se datorează faptului că fluxul luminos poate fi format din radiații care sunt o combinație de culori spectrale „pure”: roșu, verde, albastru, sau derivate ale acestora.

fractal este un obiect ale cărui elemente individuale moștenesc proprietățile structurilor părinte. Deoarece o descriere mai detaliată a elementelor de o scară mai mică are loc conform unui algoritm simplu, un astfel de obiect poate fi descris cu doar câteva ecuații matematice. Fractalii vă permit să descrieți imagini care necesită relativ puțină memorie pentru a le reprezenta în detaliu.

Desen în format fractal

Grafică 3D (3D) operează cu obiecte din spațiul tridimensional. Grafica tridimensională pe computer este utilizată pe scară largă în cinema, jocuri pe calculator, unde toate obiectele sunt reprezentate ca un set de suprafețe sau particule. Toate transformările vizuale în grafica 3D sunt controlate de operatori având o reprezentare matricială.

Codificare audio

Muzica, ca orice sunet, nu este altceva decât vibrații sonore, prin înregistrarea cărora, poate fi reprodusă cu acuratețe. Pentru a reprezenta semnalul sonor în memoria computerului, este necesar să se reprezinte vibrațiile acustice primite în formă digitală, adică să le transforme într-o succesiune de zerouri și unu. Cu ajutorul unui microfon, sunetul este convertit în vibrații electrice, după care este posibil să se măsoare amplitudinea vibrațiilor la intervale regulate (de câteva zeci de mii de ori pe secundă), folosind un dispozitiv special - convertor analog-digital (ADC). Pentru a reproduce sunetul, un semnal digital trebuie convertit în analog folosind convertor digital-analogic (DAC). Ambele dispozitive sunt încorporate placa de sunet calculator. Secvența de transformări indicată este prezentată în fig. 2.6..

Transformarea unui semnal analogic într-unul digital și invers

Fiecare măsurătoare de sunet este înregistrată în binar. Acest proces se numește eșantionare (prelevare de probe), efectuat de ADC.

probă (eșantion engleză) este intervalul de timp dintre două măsurători ale amplitudinii unui semnal analogic. Pe lângă o perioadă de timp, un eșantion se mai numește și orice secvență de date digitale care este obținută prin conversie analog-digitală. Un parametru important prelevarea de probe este frecvența - numărul de măsurători ale amplitudinii semnalului analogic pe secundă. Rata de eșantionare audio este cuprinsă între 8000 și 48000 de măsurători pe secundă.

Reprezentarea grafică a procesului de discretizare

Calitatea redării este afectată rata de eșantionare și rezoluție(mărimea celulei rezervată pentru înregistrarea valorii amplitudinii). De exemplu, atunci când scrieți muzică pe CD-uri, sunt utilizate valori de 16 biți și o rată de eșantionare de 44032 Hz.

După ureche, o persoană percepe unde sonore cu o frecvență cuprinsă între 16 Hz și 20 kHz (1 Hz - 1 oscilație pe secundă).

În formatul Audio DVD, semnalul este măsurat de 96.000 de ori într-o secundă, adică se foloseşte o frecvenţă de eşantionare de 96 kHz. Pentru a economisi spațiu pe hard disk în aplicațiile multimedia, se folosesc frecvent frecvențe mai mici: 11, 22, 32 kHz. Acest lucru duce la o scădere a intervalului de frecvență audibilă, ceea ce înseamnă că ceea ce se aude este distorsionat.