Полезные свойства протеинового коктейля
Светлана МарковаКрасота - как драгоценный камень: чем она проще, тем драгоценнее!16 мар. 2017 г. Белок является ключевым...
Реферат
Тема: «Современные способы кодирования информации в вычислительной технике».
Подготовила
:
Аванесян Вероника
Аркадьевна
Учащаяся
группы
№ 6 «А»
Проверил
:
Ткачев Сергей
Николаевич
Оценка ______________
г. Курганинск
2011-2012 учебный год
Содержание:
1. Введение
2. История
кодирования информации
3. Способы
кодирования информации
4.Кодирование
текстовой информации
5. Кодирование
графической информации
6. Кодирование
звуковой информации
7. Заключение
и выводы
8. Список используемой
литературы
4. По помехоустойчивости:
простые
(примитивные, полные) - для передачи информации
используют все возможные кодовые комбинации
(без избыточности);
корректирующие
(помехозащищенные) - для передачи сообщений
используют не все, а только часть (разрешенных)
кодовых комбинаций.
5. В зависимости
от назначения и применения
условно можно выделить следующие
типы кодов:
Внутренние
коды -
это
коды, используемые внутри устройств.
Это машинные коды, а также коды, базирующиеся
на использовании позиционных систем
счисления (двоичный, десятичный, двоично-десятичный,
восьмеричный, шестнадцатеричный и др.).
Наиболее распространенным кодом в ЭВМ
является двоичный код, который позволяет
просто реализовать аппаратно устройства
для хранения, обработки и передачи данных
в двоичном коде. Он обеспечивает высокую
надежность устройств и простоту выполнения
операций над данными в двоичном коде.
Двоичные данные, объединенные в группы
по 4, образуют шестнадцатеричный код,
который хорошо согласуется с архитектурой
ЭВМ, работающей с данными кратными байту
(8 бит).
Коды
для обмена данными
и
их передачи по каналам
связи
. Широкое распространение в
ПК получил код ASCII (American Standard Code for Information
Interchange). ASCII - это 7-битный код буквенно-цифровых
и других символов. Поскольку ЭВМ работают
с байтами, то 8-й разряд используется для
синхронизации или проверки на четность,
или расширения кода. В ЭВМ фирмы IBM используется
расширенный двоично-десятичный код для
обмена информацией EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal
Interchange Code).
В каналах связи
широко используется телетайпный код
МККТТ (международный консультативный
комитет по телефонии и телеграфии)
и его модификации (МТК и др.).
При кодировании
информации для передачи по каналам
связи, в том числе внутри аппаратным
трактам, используются коды, обеспечивающие
максимальную скорость передачи информации,
за счет ее сжатия и устранения избыточности
(например: коды Хаффмана и Шеннона-Фано),
и коды обеспечивающие достоверность
передачи данных, за счет введения избыточности
в передаваемые сообщения (например: групповые
коды, Хэмминга, циклические и их разновидности).
Коды
для специальных
применений
- это коды, предназначенные
для решения специальных задач передачи
и обработки данных. Примерами таких кодов
является циклический код Грея, который
широко используется в АЦП угловых и линейных
перемещений. Коды Фибоначчи используются
для построения быстродействующих и помехоустойчивых
АЦП.
Основное внимание
в курсе уделено кодам для
обмена данными и их передачи по
каналам связи.
ЦЕЛИ
КОДИРОВАНИЯ:
1) Повышение
эффективности передачи данных,
за счет достижения максимальной
скорости передачи данных.
2) Повышение
помехоустойчивости при передаче данных.
В соответствии
с этими целями теория кодирования
развивается в двух основных направлениях:
1. Теория
экономичного (эффективного,
оптимального) кодирования
занимается
поиском кодов, позволяющих в каналах
без помех повысить эффективность передачи
информации за счет устранения избыточности
источника и наилучшего согласования
скорости передачи данных с пропускной
способностью канала связи.
2. Теория
помехоустойчивого
кодирования
занимается поиском кодов,
повышающих достоверность передачи информации
в каналах с помехами.
История кодирования информации:
Код - набор условных обозначений для представления информации.
Кодирование - процесс представления информации в виде кода (представление символов одного алфавита символами другого; переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки).
Обратное преобразование называется декодированием.
Для общения друг с другом мы используем код - русский язык.
При разговоре этот код передается звуками, при письме - буквами.
Водитель передает сигнал с помощью гудка или миганием фар.
Вы встречаетесь с кодированием информации при переходе дороги в виде сигналов светофора.
Таким образом, кодирование сводиться к использованию совокупности символов по строго определенным правилам.
Способ кодирования зависит от цели, ради которой оно осуществляется:
Для удобства использования такого алфавита договорились называть любой из его знаков «бит» (от английского « bi nary digi t » -двоичный знак ).
Одним битом могут быть выражены два
понятия: 0 или 1
(да или нет, черное или
белое, истина или ложь и т.п.).
Двоичные числа очень удобно хранить и передавать с помощью электронных устройств.
Например, 1 и 0 могут соответствовать намагниченным и ненамагниченным участкам диска; нулевому и ненулевому напряжению; наличию и отсутствию тока в цепи и т.п.
Поэтому данные в компьютере на физическом уровне хранятся, обрабатываются и передаются именно в двоичном коде.
Последовательностью битов можно закодировать текст, изображение, звук или какую-либо другую информацию. Такой метод представления информации называется двоичным кодированием .
Таким образом, двоичный код является
универсальным средством кодирования
информации.
Учитывая, что каждый бит принимает значение 0 или 1, количество их возможных сочетаний в байте равно
Значит, с помощью 1 байта можно получить 256 разных двоичных кодовых комбинаций и отобразить с их помощью 256 различных символов .
Такое количество символов вполне достаточно для представления текстовой информации, включая прописные и заглавные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, графические символы и т.д.
Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111.
Таким образом, человек различает символы по их начертанию, а компьютер - по их коду.
Важно, что присвоение символу конкретного кода - это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице .
В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования - базовая и расширенная .
Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255.
Первые 33 кода (с 0 до 32) соответствуют не символам, а операциям (перевод строки, ввод пробела и т. д.).
Коды с 33 по 127 являются интернациональными и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.
Коды с 128 по 255 являются национальными,
т.е. в национальных кодировках одному
и тому же коду соответствуют различные
символы.
C |
O |
M |
P |
U |
T |
E |
R |
67 |
79 |
77 |
80 |
85 |
84 |
69 |
82 |
01000011 |
01001111 |
01001101 |
01010000 |
01010101 |
01010100 |
01000101 |
01010010 |
С распространением современных информационных технологий в мире возникла необходимость кодировать символы алфавитов других языков: японского, корейского, арабского, хинди, а также других специальных символов.
На смену старой системе пришла новая универсальная – UNICODE , в которой один символ кодируется не одним, а двумя байтами.
В настоящее время существует много различных кодовых таблиц (DOS, ISO, WINDOWS, KOI8-R, KOI8-U, UNICODE и др.), поэтому тексты, созданные в одной кодировке, могут не правильно отображаться в другой.
Давайте посмотрим на экран компьютера через увелечительное стекло.
В зависимости от марки и модели техники мы увидим либо множество разноцветных прямоугольничков, либо множество разноцветных кружочков.
И те, и другие группируются по три штуки, причем одного цвета, но разных оттенков.
Они называются ПИКСЕЛЯМИ (от английского PICture"s ELement ).
Пиксели бывают только трех цветов - зеленого, синего и красного.
Другие цвета образовываются при помощи смешения цветов.
Рассмотрим самый простой случай - каждый кусочек пикселя может либо гореть (1), либо не гореть (0).
Тогда мы получаем следующий набор цветов:
Из трех цветов можно получить восемь
комбинаций.
Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности, тогда количество различных вариантов их сочетаний, дающих разные краски и оттенки, увеличивается.
Шестнадцатицветная палитра получается при использовании 4-разрядной кодировки пикселя: к трем битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности. Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновременно.
Число цветов, воспроизводимых на экране монитора (N ), и число бит, отводимых в видеопамяти на каждый пиксель (I ), связаны формулой:
Величину I называют битовой глубиной или глубиной цвета.
Чем больше битов используется, тем больше оттенков цветов можно получить.
Итак, любое графическое изображение на экране можно закодировать c помощью чисел, сообщив, сколько в каждом пикселе долей красного, сколько - зеленого, а сколько - синего цветов.
Также графическая информация может быть представлена в виде векторного изображения.
Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг.
Положение этих элементарных объектов определяется координатами точек и длиной радиуса.
Для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная, штрих-пунктирная), толщина и цвет.
Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.
Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается.
Чем больше разрешающая способность, т.е. чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображение.
10. Виды кодирования информации.
Код – условное обозначение объекта знаком или группой знаков по определенным правилам. После присвоения кодов создается классификатор – систематизированный свод однородных наименований и их кодовых обозначений. Классификаторы имеют двоякое применение. Первое – для ручного проставления кодов в документах. Во втором случае применения кодов предусматривается хранение всех классификаторов в памяти машины, на машинных носителях. Коды могут быть цифровыми, буквенными, буквенно-цифровыми и состоять из одного или нескольких знаков.
Кодирование информации - представление сведений в стандартной форме. Одни и те же сведения могут быть представлены в нескольких разных формах, и наоборот, разные сведения можно представить в похожей форме. Например, можно использовать словесное описание новой марки автомобиля, а можно представить его вид в нескольких детальных фотографиях. Другой пример - медицинские справки одной формы имеют одинаковый внешний вид, но описывают разные болезни, так как выданы разным людям.
С появлением компьютеров возникла необходимость кодирования всех видов информации, с которой имеет дело и отдельный человек и всё человечество в целом. Но решать задачу кодирования информации человечество начало задолго до появления компьютеров: грандиозные достижения человечества - письменность и арифметика - не что иное, как системы кодирования речи и числовой информации.
Кодирование чисел
Чтобы использовать числа, нужно их как-то называть и записывать, нужна система нумерации. Различные системы счёта и записи чисел тысячелетиями сосуществовали и соревновались между собой, но к концу "докомпьютерной эпохи" особую роль при счёте стало играть число "десять", а самой популярной системой кодирования оказалась позиционная десятичная система. В этой системе значение цифры в числе зависит от её места (позиции) внутри числа. Десятичная система счисления пришла из Индии (не позднее VI века нашей эры). Алфавит этой системы: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9} - всего 10 цифр, таким образом, основание системы счисления - 10. Число записывается как комбинация единиц, десятков, сотен, тысяч и так далее. Пример: 1998=8*10 0 + 9*10 1 + 9*10 2 + 1*10 3 .
В Вавилоне, например, использовалась 60-ричная система счисления, алфавит содержал цифры от 1 до 59, числа 0 не было, таблицы умножения были очень громоздкими, поэтому очень скоро она была забыта, но отголоски её былой распространённости можно наблюдать и сейчас - деление часа на 60 минут, деление круга на 360 градусов.
Двоичная система счисления
Двоичная система счисления была придумана математиками и философами ещё до появления компьютеров (XVII - XIX вв.). Позже двоичная система была забыта, и только в 1936 - 1938 годах американский инженер и математик Клод Шеннон нашёл замечательные применения двоичной системы при конструировании электронных схем.
Существуют системы счисления, родственные двоичной. При работе с компьютерами иногда приходится иметь дело с двоичными числами, так как двоичные числа заложены в конструкцию компьютера. Двоичная система удобна для компьютера, но неудобна для человека - слишком длинные числа неудобно записывать и запоминать. На помощь приходят системы счисления, родственные двоичной - восьмеричная и шестнадцатеричная.
Например, в шестнадцатеричной системе для записи чисел предназначены 10 арабских цифр и буквы латинского алфавита {А, В, С, D, Е, F}. Чтобы записать число в этой системе счисления, удобно воспользоваться двоичным представлением числа. Возьмём для примера то же число - 2000 или 11111010000 в двоичной системе. Разобьём его на четвёрки знаков, двигаясь справа налево, в последней четвёрке слева припишем незначащий 0, чтобы количество знаков в триадах было по четыре: 0111 1101 0000. Начнём перевод - числу 0111 в двоичной системе соответствует число 7 в десятичной (7 10 =1*2 0 +1*2 1 +1*2 2), в шестнадцатеричной системе счисления цифра 7 есть; числу 1101 в двоичной системе соответствует число 13 в десятичной (13=1*2 0 + 0*2 1 + 1*2 2 + 1*2 3), в шестнадцатеричной системе этому числу соответствует цифра D, и, наконец, число 0000 - в любой системе счисления 0. Запишем теперь результат:
11111010000 2 = 7D0 16 .
Кодирование координат
Закодировать можно не только числа, но и другую информацию. Например, информацию о том, где находится некоторый объект. Величины, определяющие положение объекта в пространстве, называются координатами. В любой системе координат есть начало отсчёта, единица измерения, масштаб, направление отсчёта, или оси координат. Примеры систем координат - декартовы координаты, полярная система координат, шахматы, географические координаты.
Кодирование текста
Текст закодировать довольно просто. Для этого достаточно как-нибудь перенумеровать все буквы, цифры, знаки препинания и другие, используемые при письме символы. Для хранения одного символа чаще всего используется восьмиразрядная ячейка - один байт, иногда два байта (иероглифы, например). В байт можно записать 256 различных чисел, значит, это позволит закодировать 256 различных символов. Соответствие символов и их кодов задаётся в специальной таблице. Коды записываются в шестнадцатеричной системе, так как для записи числа из восьми разрядов нужно всего две шестнадцатеричных цифры.
Кодирование изображений
Цифровые персональные компьютеры хорошо работают с числами, но не умеют обрабатывать непрерывные величины. Но человеческий глаз можно обмануть: изображение, составленное из большого числа отдельных мелких деталей, воспринимается как непрерывное. Если разбить картинку вертикальными и горизонтальными линиями на маленькие мозаичные квадратики, получим так называемый растр - двумерный массив квадратиков. Сами квадратики - элементы растра или пиксели (picture"s element) - элементы картинки. Цвет каждого пикселя кодируется числом.
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 и1. Декодирование- процесс обратного преобразования кода к форме исходной символьной системы, т.е. получение исходного сообщения. Например: перевод с азбуки Морзе в письменный текст на русском языке. В более широком смысле декодирование - это процесс восстановления содержания закодированного сообщения. При таком подходе процесс записи текста с помощью русского алфавита можно рассматривать в качестве кодирования, а его чтение - это декодирование.