Презентация на тему кодирование аналоговой информации. Кодирование информации. Способы представления звука

Кодирование информации - перевод информации из обычного, общепринятого формата в вид, который доступен для восприятия только определенной группы людей или вообще только для электронных вычислительных машин.

Существует несколько видов кодирования информации, в зависимости от того, что кодируется:

Графические файлы

Числа кодируются в двузначной системе, то есть в данной системе имеется всего две цифры 1 и 0. Таким образом, цифре 1 в десятичной системе соответствует та же цифра в двоичной, а вот цифре два уже число 10, цифре 3 - 11, 4 -100 и так далее.

Так как байт содержит всего восемь бит, которые могу записать в себя по одному символу пустые ячейки, кроме первой слева (она обозначает знак числа: «1» обозначает «-», а «0», соответственно, «+») всегда дополняются нулями.

Используя правило предыдущего слайда, посмотрим, примеры записи цифр и чисел при переводе из десятичной системы исчисления в двоичную. Очень важно не забывать, что первый слева символ отображает знак.

Если вы хотите записать число в двоичной системе, которое будет занимать более сими символов, тогда необходимо использование двух байтов. Так, число «1» при использовании двух байтов представиться в виде «0000000000000001». Также возможно использовании трех и более байтов.

При кодировании текста используется общепринятая американская система ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Она представляет из себя таблицу из двух слопцов, первый из которых представлен кодами от 0 до 127, а также является полностью идентичным для всех моделей компьютеров, а второй столбец практически всегда различен. На данный момент распространена кодировка, имеющая 65535 символов.

Суть кодирование графической информации, в том, чтобы присвоить какому-либо цвету или оттенку, свой уникальный, не повторяющийся код, который будет, при упоминании, выводить данный цвет. Например, белый цвет представлен кодом 255 255 255.

Как можно понять из примера, приведенного на предыдущем слайде, для записи кода цвета используется 3 байта памяти. Как известно, все оттенки образовываются при помощи трех цветов: красного, синего и зеленного. Так первый байт указывает на интенсивность красного, второй - зеленого, а третий - синего. Следовательно, черный имеет код 0 0 0, так как это обозначает полное отсутствие цветов.

Ранними примерами кодировки информации служит азбука Морзе и древнее Египетские иероглифы.

Кодировка - это перевод информации из одного вида в более удобный для пользователя на данный момент.

Без кодировки было бы невозможно использование никаких электронно-вычислительных машин.

Слайд 1

Скупова Александра 11 «А»

Слайд 2

Кодирование и декодирование
Для обмена информацией с другими людьми человек использует естественные языки. Наряду с естественными языками были разработаны формальные языки для профессионального применения их в какой-либо сфере. Представление информации с помощью какого-либо языка часто называют кодированием. Код - набор символов (условных обозначений) для представления информации. Код - система условных знаков (символов) для передачи, обработки и хранения информации(со общения). Кодирование - процесс представления информации (сообщения) в виде кода. Все множество символов, используемых для кодирования, называется алфавитом кодирования. Например, в памяти компьютера любая информация кодируется с помощью двоичного алфавита, содержащего всего два символа: 0 и 1.

Слайд 3

Для кодирования одной и той же информации могут быть использованы разные способы; их выбор зависит от ряда обстоятельств: цели кодирования, условий, имеющихся средств. Если надо записать текст в темпе речи - используем стенографию; если надо передать текст за границу - используем английский алфавит; если надо представить текст в виде, понятном для грамотного русского человека, - записываем его по правилам грамматики русского языка. «Добрый день, Дима!» «Dobryi den, Dima»

Слайд 4

Способы кодирования информации
Выбор способа кодирования информации может быть связан с предполагаемым способом ее обработки. Покажем это на примере представления чисел - количественной информации. Используя русский алфавит, можно записать число «сорок семь». Используя же алфавит арабской десятичной системы счисления, пишем «47». Второй способ не только короче первого, но и удобнее для выполнения вычислений. Какая запись удобнее для выполнения расчетов: «сорок семь умножить на сто двадцать пять» или «47x 125"? Очевидно - вторая.

Слайд 5

Шифрование сообщения
В некоторых случаях возникает потребность засекречивания текста сообщения или документа, для того чтобы его не смогли прочитать те, кому не положено. Это называется защитой от несанкционированного доступа. В таком случае секретный текст шифруется. В давние времена шифрование называлось тайнописью. Шифрование представляет собой процесс превращения открытого текста в зашифрованный, а дешифрование -процесс обратного преобразования, при котором восстанавливается исходный текст. Шифрование - это тоже кодирование, но с засекреченным методом, известным только источнику и адресату. Методами шифрования занимается наука под названием криптография.

Слайд 6

Азбука Морзе
A − И P − Ш − − − −
Б − Й − − − С Щ − − −
В − − К − − Т − Ъ − − −
Г − − Л − У − Ь − −
Д − М − − Ф − Ы − − −
Е H − Х Э −
Ж − О − − − Ц − − Ю − −
З − − П − − Ч − − − Я − −

Слайд 7

Двоичное кодирование в компьютере
Вся информация, которую обрабатывает компьютер должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр: 0 и 1. Эти два символа принято называть двоичными цифрами или битами. С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса: кодирование и декодирование. Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.

Слайд 8

Почему двоичное кодирование
С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления для кодирования информации оказалось намного более простым, чем применение других способов. Действительно, удобно кодировать информацию в виде последовательности нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента: 0 – отсутствие электрического сигнала; 1 – наличие электрического сигнала. Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические изображения или звук.

Слайд 9

Система счисления
Для записи информации о количестве объектов используются числа. Числа записываются с помощью набора специальных символов. Система счисления - способ записи чисел с помощью набора специальных знаков, называемых цифрами.

Слайд 10

Виды систем счисления
СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ
ПОЗИЦИОННЫЕ
НЕПОЗИЦИОННЫЕ
В непозиционных системах счисления величина, которую обозначает цифра, не зависит от положения в числе. XXI
В позиционных системах счисления величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от её положения в числе (позиции). 2011

Слайд 11

Непозиционные системы счисления
Каноническим примером фактически непозиционной системы счисления является римская, в которой в качестве цифр используются латинские буквы: I обозначает 1, V - 5, X - 10, L - 50, C - 100, D - 500, M -1000. Натуральные числа записываются при помощи повторения этих цифр. Например, II = 1 + 1 = 2, здесь символ I обозначает 1 независимо от места в числе. Для правильной записи больших чисел римскими цифрами необходимо сначала записать число тысяч, затем сотен, затем десятков и, наконец, единиц. Пример: число 2988. Две тысячи МM, девять сотен CM, восемьдесят LXXX, восемь VIII. Запишем их вместе: MCMLXXXVIII. МMCMLXXXVIII = 1000+1000+(1000-100)+(50+10+10+10)+5+1+1+1 = 2988 Для изображения чисел в непозиционной системе счисления нельзя ограничится конечным набором цифр. Кроме того, выполнение арифметических действий в них крайне неудобно.

Слайд 12

Древнеегипетская десятичная непозиционная система счисления.
Примерно в третьем тысячелетии до нашей эры древние египтяне придумали свою числовую систему, в которой для обозначения ключевых чисел 1, 10, 100 и т.д. использовались специальные значки - иероглифы. Все остальные числа составлялись из этих ключевых при помощи операции сложения. Система счисления Древнего Египта является десятичной, но непозиционной.

Слайд 13

Позиционные системы счисления
В позиционных системах счисления величина, обозначаемая цифрой в записи числа, зависит от её положения в числе (позиции). Количество используемых цифр называется основанием системы счисления. Например, 11 – это одиннадцать, а не два: 1 + 1 = 2 (сравните с римской системой счисления). Здесь символ 1 имеет различное значение в зависимости от позиции в числе.

Слайд 14

Первые позиционные системы счисления
Самой первой такой системой, когда счетным "прибором" служили пальцы рук, была пятеричная. Некоторые племена на филиппинских островах используют ее и в наши дни, а в цивилизованных странах ее реликт, как считают специалисты, сохранился только в виде школьной пятибалльной шкалы оценок.

Слайд 15

Какие позиционные системы счисления используются сейчас
В настоящее время наиболее распространены десятичная, двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления. Двоичная, восьмеричная (в настоящее время вытесняется шестнадцатеричной) и шестнадцатеричная система часто используется в областях, связанных с цифровыми устройствами, программировании и вообще компьютерной документации. Современные компьютерные системы оперируют информацией представленной в цифровой форме.

Слайд 16

Десятичная система счисления
Десятичная система счисления - позиционная система счисления по основанию 10. Предполагается, что основание 10 связано с количеством пальцев рук у человека. Наиболее распространённая система счисления в мире. Для записи чисел используются символы 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, называемые арабскими цифрами.

Слайд 17

Двоичная система счисления
Двоичная система счисления - позиционная система счисления с основанием 2. Используются цифры 0 и 1. Двоичная система используется в цифровых устройствах, поскольку является наиболее простой и удовлетворяет требованиям: Чем меньше значений существует в системе, тем проще изготовить отдельные элементы. Чем меньше количество состояний у элемента, тем выше помехоустойчивость и тем быстрее он может работать. Простота создания таблиц сложения и умножения - основных действий над числами

Слайд 18

Алфавит десятичной, двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной систем счисления
Система счисления Основание Алфавит цифр
Десятичная 10 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Двоичная 2 0, 1
Восьмеричная 8 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
Шестнадцатеричная 16 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

Слайд 19

Перевод чисел из одной системы счисления в другую
Перевод из десятичной системы счисления в систему счисления с основанием p осуществляется последовательным делением десятичного числа и его десятичных частных на p, а затем выписыванием последнего частного и остатков в обратном порядке. Переведем десятичное число 9910 в двоичную систем счисления (основание системы счисления p=2). В итоге получили 10000112=9910

Слайд 20

Числа в компьютере
Числа в компьютере хранятся и обрабатываются в двоичной системе счисления. Последовательность нулей и единиц называют двоичным кодом. Специфической особенности представления чисел в памяти компьютера рассмотрим на других уроках по теме «системы счисления».

Слайд 21

Кодирование текстовой информации
Присвоение символу определенного числового кода – это вопрос соглашения. В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange), кодирующая первую половину символов с числовыми кодами от 0 до 127 (коды от 0 до 32 отведены не символам, а функциональным клавишам). Национальные стандарты кодировочных таблиц включают международную часть кодовой таблицы без изменений, а во второй половине содержат коды национальных алфавитов, символы псевдографики и некоторые математические знаки. К сожалению, в настоящее время существуют пять различных кодировок кириллицы (КОИ8-Р, Windows.MS-DOS, Macintosh и ISO), что вызывает дополнительные трудности при работе с русскоязычными документами. Хронологически одним из первых стандартов кодирования русских букв на компьютерах был КОИ8 ("Код обмена информацией, 8-битный"). Эта кодировка применялась еще в 70-ые годы на компьютерах серии ЕС ЭВМ, а с середины 80-х стала использоваться в первых русифицированных версиях операционной системы UNIX. Наиболее распространенной в настоящее время является кодировка Microsoft Windows, обозначаемая сокращением CP1251 ("CP" означает "Code Page", "кодовая страница").

Слайд 22

Международная кодировка ASCII

Слайд 23

Человек способен воспринимать и хранить информацию в форме образов (зрительных, звуковых, осязательных, вкусовых и обонятельных). Зрительные образы могут быть сохранены в виде изображений (рисунков, фотографий и так далее), а звуковые - зафиксированы на пластинках, магнитных лентах, лазерных дисках и так далее. Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, причем ее величина изменяется скачкообразно.

Слайд 24

Аналоговая и дискретная форма представления информации
Приведем пример аналогового и дискретного представления информации. Положение тела на наклонной плоскости и на лестнице задается значениями координат X и У. При движении тела по наклонной плоскости его координаты могут принимать бесконечное множество непрерывно изменяющихся значений из определенного диапазона, а при движении по лестнице - только определенный набор значений, причем меняющихся скачкообразно.

Слайд 25

Дискретизация
Примером аналогового представления графической информации может служить, например, живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного - изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета. Примером аналогового хранения звуковой информации является виниловая пластинка (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно), а дискретного - аудиокомпакт-диск (звуковая дорожка которого содержит участки с различной отражающей способностью). Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации, то есть разбиения непрерывного графического изображения и непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные элементы. В процессе дискретизации производится кодирование, то есть присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода. Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.

Слайд 26

Виды компьютерных изображений
Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.

Слайд 27

Кодирование растровых изображений
Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов. Пиксель - минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом. В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваивается значение его цвета, то есть код цвета (красный, зеленый, синий и так далее). Качество изображения зависит от количества точек (чем меньше размер точки и, соответственно, больше их количество, тем лучше качество) и количества используемых цветов (чем больше цветов, тем качественнее кодируется изображение).

Слайд 28

Цветовые модели
Для представления цвета в виде числового кода используются две обратных друг другу цветовые модели: RGB или CMYK. Модель RGB используется в телевизорах, мониторах, проекторах, сканерах, цифровых фотоаппаратах… Основные цвета в этой модели: красный (Red), зеленый (Green), синий (Blue). Цветовая модель CMYK используется в полиграфии при формировании изображений, предназначенных для печати на бумаге.

Слайд 29

Цветовая модель RGB
Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемых для кодирования цвета точки. Если кодировать цвет одной точки изображения тремя битами (по одному биту на каждый цвет RGB), то мы получим все восемь различных цветов.

Слайд 30

True Color
На практике же, для сохранения информации о цвете каждой точки цветного изображения в модели RGB обычно отводится 3 байта (т.е. 24 бита) - по 1 байту (т.е. по 8 бит) под значение цвета каждой составляющей. Таким образом, каждая RGB-составляющая может принимать значение в диапазоне от 0 до 255 (всего 28=256 значений), а каждая точка изображения, при такой системе кодирования может быть окрашена в один из 16 777 216 цветов. Такой набор цветов принято называть True Color (правдивые цвета), потому что человеческий глаз все равно не в состоянии различить большего разнообразия.

Слайд 31

Кодирование векторных изображений
Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…). Каждый примитив описывается математическими формулами. Кодирование зависти от прикладной среды. Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем. Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.

Слайд 32

Графические форматы файлов
Форматы графических файлов определяют способ хранения информации в файле (растровый или векторный), а также форму хранения информации (используемый алгоритм сжатия). Наиболее популярные растровые форматы: BMP GIF JPEG TIFF PNG

Слайд 33

Кодирование звука
Использование компьютера для обработки звука началось позднее, нежели чисел, текстов и графики. Звук – волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон. Звуковые сигналы в окружающем нас мире необычайно разнообразны. Сложные непрерывные сигналы можно с достаточной точностью представлять в виде суммы некоторого числа простейших синусоидальных колебаний. Причем каждое слагаемое, то есть каждая синусоида, может быть точно задана некоторым набором числовых параметров – амплитуды, фазы и частоты, которые можно рассматривать как код звука в некоторый момент времени.

Слайд 34

Временная дискретизация звука
В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация – непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки и для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Таким образом непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется на дискретную последовательность уровней громкости.

Слайд 35

Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации. Частота дискретизации – количество измерений уровня сигнала в единицу времени. Количество уровней громкости определяет глубину кодирования. Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. При этом количество уровней громкости равно N = 2I = 216 = 65536.

Слайд 36

Представление видеоинформации
В последнее время компьютер все чаще используется для работы с видеоинформацией. Простейшей такой работой является просмотр кинофильмов и видеоклипов. Следует четко представлять, что обработка видеоинформации требует очень высокого быстродействия компьютерной системы. Что представляет собой фильм с точки зрения информатики? Прежде всего, это сочетание звуковой и графической информации. Кроме того, для создания на экране эффекта движения используется дискретная по своей сути технология быстрой смены статических картинок. Исследования показали, что если за одну секунду сменяется более 10-12 кадров, то человеческий глаз воспринимает изменения на них как непрерывные.

Слайд 37

Представление видеоинформации
Казалось бы, если проблемы кодирования статической графики и звука решены, то сохранить видеоизображение уже не составит труда. Но это только на первый взгляд, поскольку при использовании традиционных методов сохранения информации электронная версия фильма получится слишком большой. Достаточно очевидное усовершенствование состоит в том, чтобы первый кадр запомнить целиком (в литературе его принято называть ключевым), а в следующих сохранять лишь отличия от начального кадра (разностные кадры).

Слайд 38

Некоторые форматы видеофайлов
Существует множество различных форматов представления видеоданных. В среде Windows, например, уже более 10 лет применяется формат Video for Windows, базирующийся на универсальных файлах с расширением AVI (Audio Video Interleave – чередование аудио и видео). Более универсальным является мультимедийный формат Quick Time, первоначально возникший на компьютерах Apple. Все большее распространение в последнее время получают системы сжатия видеоизображений, допускающие некоторые незаметные для глаза искажения изображения с целью повышения степени сжатия. Наиболее известным стандартом подобного класса служит MPEG (Motion Picture Expert Group). Методы, применяемые в MPEG, непросты для понимания и опираются на достаточно сложную математику. Большее распространение получила технология под названием DivX (Digital Video Express). Благодаря DivX удалось достигнуть степени сжатия, позволившей вмесить качественную запись полнометражного фильма на один компакт-диск – сжать 4,7 Гб DVD-фильма до 650 Мб.

• Кодирование – обработка информации
• Три способа кодирования текста
• Кодирование символьной информации в ЭВМ
• Кодирование числовой информации в ЭВМ
• Представление графической информации в ЭВМ
• Представление звука в ЭВМ

Кодирование информации

Кодирование информации – это преобразование информации в символьную форму, удобную для хранения, передачи и обработки. Обратное преобразование называется Декодированием.

• сокращение записи;
• засекречивание (шифровка) информации;
• удобства обработки (например, в компьютере вся информация кодируется двоичными кодами);
• удобства передачи информации (например, Азбука Морзе)

Азбука МОРЗЕ

А -

Л -

Б -

Ц - -

В - -

Ч - - -

Г - -

Н -

Ш - - - -

О - - -

Д -

Щ - - -

П - -

Е

Ж -

Р -

Ъ - - -

Ы - - -

С

З - -

Ь - -

И

Э -

У -

Й - - -

Ю - -

Ф -

К - -

Я - -

Х

• Графический – с помощью специальных рисунков и символов;
• Числовой – с помощью чисел;
• Символьный – с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

Числовой способ кодирования

Пример 2. Зашифрованная пословица.

Чтобы рубить дрова нужен

а чтобы полить огород –

Рыбаки сделали во льду

и стали ловить рыбу.

Самый колючий зверь в лесу – это

А теперь прочитайте пословицу:

3, 7, 2, 7, 8, 9, 11

1, 2, 3, 4, 5, 1, 6

9, 4, 7, 4, 13, 12, 14

КОПЕЙКА РУБЛЬ БЕРЕЖЁТ

Пример 3. Можно каждую букву заменить её порядковым номером в алфавите: Зашифруйте фразу: Я УМЕЮ КОДИРОВАТЬ ИНФОРМАЦИЮ.

33211463212165101816312030

1015221618141241032

Пример 4. Дана кодировочная таблица(первая цифра кода – номер строки, вторая – номер столбца): С помощью этой кодировочной таблицы: а) зашифруйте фразу: Я_УМЕЮ_РАБОТАТЬ_С_ИНФОРМАЦИЕЙ!_А_ТЫ? б) расшифруйте текст:

а) 34352113053335

1700011520002031351835

10142215171300241005454335

б) ЧТО?_ГДЕ?_КОГДА?

Символьный способ кодирования А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я Пример 5. Шифр «Цезаря» Этот шифр реализует следующие преобразование текста: каждая буква исходного текста заменяется третьей после неё буквой в алфавите, который считается написанным по кругу. Используя этот шифр: - зашифруйте слова: ИНФОРМАЦИЯ, КОМПЬЮТЕР, ЧЕЛОВЕК. - расшифруйте слово НУЛТХСЁУГЧЛВ.

Шифр «Перестановки».

Кодирование осуществляется перестановкой букв в слове по одному и тому же общему правилу.

Восстановите слова и определите правило перестановки:

ИНФОРМАЦИЯ – ЛРЧСУПГЩЛВ

КОМПЬЮТЕР – НСПТЯБХЗУ

ЧЕЛОВЕК - ЪЗОСЕЗН

НУЛТХСЁУГЧЛВ - КРИПТОГРАФИЯ

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИМВОЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ В ЭВМ

«Текстовая информация»=«Символьная информация»

Текст – любая последовательность символов.

Символьный алфавит компьютера – множество символов, используемых на ЭВМ для внешнего представления текстов

(буквы латинского и русского алфавитов, десятичные цифры, знаки препинания, специальные символы % , &, $, # , @ и др.)

Символьная информация внутри компьютера кодируется двоичными числами (двоичный алфавит - 0 и 1)

Последовательностью из одного знака можно закодировать всего две буквы:

0 – А

Последовательностью из двух знаков можно закодировать четыре буквы:

00 – А

01 – Б

10 – В

11 – Г

Трехзнаковой последовательностью можно закодировать уже восемь букв:

000 – А

001 – Б

010 – В

011 – Г

100 – Д

101 – Е

110 – Ж

111 – З

ДЕДВЕЗЕЖА – 100 101 100 010 101 111 101 110 000

ГДЕВАЗА

………………………… ..

………………………… ..

………………………… ..

Семизначной последовательностью можно закодировать 2 7 = 128 символов.

Этого хватает, чтобы закодировать сообщение на хорошем русском языке.

Именно таков отечественный код КОИ-7

(Код Обмена Информацией)

Появление одного знака 0 или 1 в последовательности будем называть словом БИТ (от английского BI nary digi T – двоичная цифра)

Используя восьмибитный код можно закодировать 2 8 = 256 символов. Символьный алфавит компьютера состоит именно из 256 символов.

Восьмибитный код называется ASCII (A merican S tandard C ode for I nformation I ntercherge – Американский Стандартный Код Обмена Информацией)

Благодаря восьмибитному кодированию можно использовать в тексте и прописные и строчные буквы как русского так и латинского алфавитов, знаки препинания, цифры и специальные символы &, $, #, @, % и др.

Существует 256 всевозможных 8-разрядных комбинаций, составленных из 0 и 1:

от 00000000 до 11111111 , которые представлены в таблице кодировок.

Таблица кодировок – это стандарт, ставящий в соответствие каждому символу алфавита свой порядковый номер от 0 до 255, двоичный код символа – это его порядковый номер в двоичной системе счисления.

Т.е. таблица кодировок устанавливает связь между

внешним символьным алфавитом компьютера

и внутренним двоичным представлением .

Таблица стандартной части кода ASCII

Таблица альтернативной части кода ASCII

UNICODE – новый международный стандарт символьного кодирования.

Это 16-битное кодирование, т.е. на каждый символ отводится 16 бит (2 байта) памяти.

Сколько символов можно закодировать, используя UNICODE ?

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЧИСЛОВОЙ ИНФОРМАЦИИ

Числа в памяти ЭВМ хранятся в двух форматах:

• формат с фиксированной точкой (целые числа);
• формат с плавающей точкой (десятичные дроби).

Под точкой понимается знак разделения целой и дробной части числа.

Чтобы получить внутреннее представление целого положительного числа N в формате с фиксированной точкой нужно:

• Перевести число N в двоичную систему счисления;
• Полученный результат дополнить слева незначащими нулями до 16 разрядов.

Пример 7. Получить внутреннее представление числа N =1607

Для записи внутреннего представления целого отрицательного числа (- N) нужно:

• Получить внутреннее представление положительного числа N;
• Получить обратный код этого числа заменой 0 на 1 и 1 на 0 ;
• К полученному числу прибавить 1.

Пример 8. Определим по этим правилам внутреннее представление числа –1607.

1607 10 = 11001000111 2

Внутреннее представление этого числа в машинном слове будет следующим:

0000 0110 0100 0111

в сжатой шестнадцатеричной форме этот код запишется так: 0647

1607 10 = 11001000111 2

0000 0110 0100 0111

1111 1001 1011 1000

____________________________________________________

1111 1001 1011 1001

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Существует два подхода к решению проблемы представления изображения на компьютере:

• РАСТРОВЫЙ подход предполагает разбиение изображения на маленькие одноцветные элементы – видеопиксели, которые, сливаясь, дают общую картинку.

• ВЕКТОРНЫЙ подход разбивает всякое изображение на геометрические элементы: отрезки прямой, эллиптические дуги, фрагменты прямоугольников, окружностей и пр. При таком подходе видеоинформация – это математическое описание перечисленных элементов в системе координат, связанной с экраном монитора.

Растровый подход универсальный, т.е. он применим всегда, независимо от характера изображения. На современных ПК используется только растровые дисплеи, работающие по принципу построчной развертки изображения.

Все разнообразие цветов, которое мы видим на экране компьютера достигается смешиванием всего лишь трёх основных цветов: красного, зеленого и синего, так называемая RGB -цветовая модель (Red, Green, Blue). Любой другой цвет характеризуется тем, какая в нем доля красного, зеленого и синего цветов

Восьмицветная палитра Пример 9. Смешиванием каких цветов получается розовый цвет? Пример 10. Известно, что коричневый цвет получается смешиванием красного и зеленого цветов. Какой код у коричневого цвета?

Цвет

Коричневый

Шестнадцатицветная палитра кодируется 4 битами по принципу «ИКЗС» , где И – бит интенсивности, дополнительный бит, управляющий яркостью цвета.

Это те же 8 цветов, но имеющие два уровня яркости.

Например, если в 8-цветной палитре код 100 обозначает красный цвет, то в 16-цветной палитре:

0100 – красный, 1100 – ярко красный цвет;

0110 – коричневый, 1110 – ярко-коричневый

Палитры большего размера получаются путем раздельного управления интенсивностью каждого из трёх базовых цветов. Для этого в коде цвета под каждый базовый цвет цвет выделяется более одного бита.

Например, структура восьмибтного кода для палитры из 256 цветов такая: «КККЗЗЗСС»

Связь между разрядностью кода цвета – b

и количеством цветов – К (размером палитры)

выражается формулой К=2 b .

Разрядность кода цвета – b принято называть

битовой глубиной цвета.

Так называемая естественная палитра цветов получается при b =24 , для такой битовой глубины палитра включает более 16 миллионов цветов (2 24 = 16 777 216)

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗВУКА

Основной принцип кодирования звука, как и кодирование изображения, выражается словом «дискретизация»

Физическая природа звука – это колебания в определенном диапазоне частот, передаваемые звуковой волной через воздух (или другую упругую среду)

Процесс преобразования звуковых волн в двоичный код в памяти компьютера

Звуковая волна

МИКРОФОН

Переменный электрический ток

АУДИОАДАПТЕР

ПАМЯТЬ ЭВМ

Двоичный код

Процесс воспроизведения звуковой информации, сохраненной в памяти компьютера

ПАМЯТЬ ЭВМ

Двоичный код

АУДИОАДАПТЕР

Электрический сигнал

АКУСТИЧЕСКАЯ

СИСТЕМА

Звуковая волна

АУДИОАДАПТЕР (Звуковая плата) – специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при выводе звука и для обратного преобразования (из числового кода в электрические колебания) при воспроизведении звука.

В процессе записи звука аудиоадаптер с определенным периодом измеряет амплитуду электрического тока и заносит в регистр двоичный код полученной величины. Затем двоичный код из регистра переписывается в оперативную память компьютера.

Качество компьютерного звука определяется характеристиками аудиоадаптера:

частотой дискретизации и разрядностью.

Частота дискретизации – это количество измерений входного сигнала за 1 секунду. Частота измеряется в Герцах (Гц).

Одно измерение за 1 секунду соответствует частоте 1Гц. 1000 измерений за 1 секунду – 1 килогерц (1кГц). Характерные дискретизации аудиоадаптеров: 11кГц, 22 кГц, 44,1 кГц и др.

Разрядность регистра – число бит в регистре аудиоадаптера. Разрядность определяет точность измерения входного сигнала. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в двоичное число и обратно.

«Знаковые системы кодирование информации» - Вкусовые. Двоичная знаковая система. Каковы должны быть свойства информации, представленные в форме знаний? Звонок на урок. Каковы должны быть свойства информации, представленные средствами массовой информации? Каковы должны быть свойства информации, представленной в форме сообщений? Тема урока. Повторение.

«Научно-техническая информация» - Консультационно-внедренческая фирма в области международной стандартизации и сертификации «ИНТЕРСТАНДАРТ» - http://www.interstandard.ru/. Государственная система научной и технической информации (ГСНТИ). На английском языке выходят сборники рефератов по 10 тематическим сериям. ИНИОН РАН издает: АНАЛИТИЧЕСКИЕ ОБЗОРЫ.

«Число и кодирование информации» - Азбука Морзе. Компьютер Клавиатура Таблица График. Графический. - С помощью рисунков или значков. Команды 1 2. Также существует память отдельного человека и память человечества. Подготовительный этап. Дсбхйл. Текст. (С указанием кода населённого пункта). Цифра. Убвмйчб. Как человек хранит информацию?

«Кодирование звуковой информации» - Опорные термины по теме «Двоичное кодирование звука». Звуковая карта. Некоторые значения уровней шума. Измеряется в Па (Паскалях). Из-за широкого диапазона амплитуд чаще используется логарифмическая шкала децибелов (дБ): Измеряется в Гц. 1Гц = 1 колебание/сек Человек воспринимает звуки в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц.

«Кодирование информации» - Азбука Морзе. Длина кода всех символов одинаковая и равна пяти. Методами шифрования занимается наука под названием криптография. Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку. Закодируйте сообщение «информатика» с помощью кода Морзе. Используя же алфавит арабской десятичной системы счисления, пишем «35».

Прослушайте и запомните!

Для чего и как кодируют информацию?

КОДИРОВАНИЕ ЗАРОДИЛОСЬ В ДАВНИЕ ВРЕМЕНА И ИСПОЛЬЗОВАЛОСЬ КАК ДЛЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В СИМВОЛИЧЕСКОМ ВИДЕ, ТАК И ДЛЯ ШИФРОВАНИЯ СООБЩЕНИЙ И ТАЙНОПИСИ.

Сигналы светофора и дорожные знаки – это тоже закодированная информация.

Мы её обрабатываем, а затем принимаем решение – переходить нам улицу или подождать зелёного сигнала светофора.

Кодирование - процесс представления информации в виде кода.

Код - набор условных обозначений для представления информации.

Для представления информации могут использоваться разные коды и, соответственно, надо знать определенные правила - законы записи этих кодов, т.е. уметь кодировать.

При кодировании мы должны договориться о том, как понимать те или иные обозначения. То есть договориться о виде представления информации.

Люди выработали множество

форм представления информации.

К ним относятся: разговорные языки, язык мимики и жестов, язык рисунков и чертежей, научные языки, языки искусства, специальные языки.

Зачем люди кодируют информацию?

Способ кодирования информации зависит от цели , ради которой осуществляется кодирование.

Например:

• Сокращение записи.

СОШ – средняя общеобразовательная школа;

ОБЖ – основы безопасности

жизнедеятельности;

МХК – мировая художественная культура.

• Засекречивание (шифровка)

информации. Чтобы скрыть её от других (все случаи шифров и тайнописи)

Например, как передать информацию по телеграфу? Букву в электрический провод никак не затолкнуть, значит, надо представить эту букву так, чтобы её удобно было передать с помощью электрического тока.

Способы кодирования информации

Кодировать информацию можно различными способами: устно, письменно, жестами или сигналами любой другой природы.

графический – с помощью рисунков и значков;

числовой – с помощью чисел;

символьный – с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

Полный набор символов (знаков), используемый для кодирования текста, называется алфавитом или азбукой .

Знаки, входящие в алфавит могут быть знакомыми нам буквами, цифрами, символами (например, нотами), более сложными изображениями (дорожными знаками) и т.д.

Чтобы правильно закодировать информацию, необходимо составить таблицу соответствий.

В ней каждому знаку одной знаковой системы (например, русского алфавита) сопоставляется знак какой-то другой системы (например, алфавит человечков).

По мере развития техники появились разные способы кодирования информации. Во второй половине XIX века американский изобретатель Сэмюэль Морзе изобрёл удивительный код, который служит человечеству до сих пор.

Азбука Морзе – это код с переменной длиной. Для кодирования одного символа используется от 1 до 6 знаков.

Алфавит состоит всего из 3 знаков :

• Точка - короткий сигнал (импульс),
• Тире - длинный сигнал (импульс),
• Пауза - отсутствие сигнала (импульса). Она ставится между буквами и словами.

Рассмотрим работу телеграфа с помощью Азбуки Морзе .

Так выглядит аппарат Морзе.

За ним циферблат, показывающий длину импульса.

Справа ключ, который замыкает электрическую цепь.

Слева электромагнит и записывающее устройство. Из него выходит лента, на которой отпечатываются точки и тире.

Своя система существует и в вычислительной технике – она называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1 . Эти знаки называют двоичными цифрами.

Подробнее о двоичном кодирование вы узнаете в старших классах.

В повседневной жизни мы сталкиваемся с расшифровыванием различной информации, замаскированной в виде задач, загадок, ребусов и т.д.

Декодирование – процесс обратный кодированию.

Декодирование информации – это преобразование закодированной в виде условных обозначений (или сигналов) информации в привычную для нас форму представления информации.

Древнейшая надпись

Берестяные преданья

Новгородские редкости доказывают, что наши предки прекрасно умели писать и читать

Людота Коваль древнейшая и

пока единственная из сохранившихся

русских надписей сделанных на оружии и металле вообще

Древнейшая египетская надпись

Различные способы декодирования информации позволяют разведчикам расшифровывать тайные послания. Об этом написано много книг и снято множество фильмов.

В одной из своих книг великий сыщик разгадывает тайну забавных рисунков