Sistemas isto ... sinal - Encoding: Codificación da Información

información de codificación - un incrible amplo campo de coñecemento. Por suposto, está directamente ligada co desenvolvemento da tecnoloxía dixital. Moitas escolas modernas é o máis popular tema - información codificación. Hoxe imos aprender a interpretación básica deste fenómeno en relación a varios aspectos de ordenadores. Imos tratar de responder á pregunta: "Codificación - o proceso, método, ferramenta ou todas esas cousas á vez"

Ceros e uns

Case calquera tipo de datos que aparece na pantalla do ordenador, dunha forma ou doutra representan un código binario que consiste en ceros e uns. É a, xeito máis doado "de baixo nivel" para cifrar datos, o que permite que o ordenador para procesar os datos. código binario é universal: é comprendida por todos, sen excepción, ordenadores (en realidade, é por iso que foi creada - para estandarizar o uso de información en formato dixital).

A unidade de base, que utiliza unha codificación binaria - é algo (das palabras "díxito binario" - "dous díxitos"). É igual a 0 ou 1. Dun modo xeral, individualmente os bits non usados e combinados nunha secuencia de oito díxitos - bytes. En cada unha delas, así, pode conter ata 256 combinacións de ceros e uns (2 á potencia 8). Para gardar unha cantidade significativa de información son usadas, bytes adoitan illados, eo valor maior - con prefixos "Kilo", "mega" "giga", "ter", etc., cada un dos cales é 1.000 veces maior que o anterior .. .

codificación de texto

O tipo máis común de datos dixitais - un texto. Como se codificación? É doado abondo proceso explicable. A carta, signo de puntuación, números ou símbolos poden ser codificados por un ou máis bytes, ou sexa, o equipo velos como unha única secuencia de ceros e uns, e, a continuación, segundo o algoritmo de detección previsto aparece. Existen dúas grandes estándar mundial "cifrado" text ordenador - ASCII e Unicode.

O sistema ASCII, cada personaxe é codificada por un único byte. É dicir, por este estándar, pode "cifrar" 256 caracteres - que é máis que suficiente para ver os símbolos da maioría dos alfabetos mundo. Por suposto, todo o sistema de carta nacional existente hoxe non encaixa esta función. Polo tanto, para cada alfabeto, creou a súa propia cifrado "subsistema". Vai información codificar usando sistemas de signos, adaptados ás mostras nacionais de escritura. Con todo, cada un destes sistemas, á súa vez, é parte dun patrón ASCII mundial adoptado internacionalmente.

Como parte do sistema ASCII, esta é a característica de 256 caracteres divídese en dúas partes. O primeiro 128 - son os símbolos reservados para o alfabeto inglés (A a Z), así como números, signos básicos de puntuación e algúns outros personaxes. O segundo 128 bytes son reservados, á súa vez, baixo o sistema nacional de letra. Este é o "sub-sistema" para os alfabetos non-Inglés - Ruso, hindi, árabe, xaponés, chinés e moitos outros.

Cada un deles é representado en forma de táboas de codificación separados. É dicir, pode ocorrer (e normalmente isto ocorre), de xeito que a mesma secuencia de bits será responsable de diferentes letras e símbolos en dúas táboas 'nacionais' separados. Ademais, debido ás peculiaridades do desenvolvemento de IT-esfera en diferentes países, aínda que eles son diferentes. Por exemplo, para o idioma ruso os dous sistemas de codificación máis comúns: Windows-1251 e KOI-8. Primeiro veu máis tarde (así como a súa propia melodía co sistema operativo), pero agora moitos TI-especialistas usado nunha base de prioridade. Polo tanto, o ordenador que se pode garantir a ler o texto ruso debe ser capaz de identificar correctamente ambas táboas. Pero, como regra, non hai problema con el (se o sistema operativo do PC moderno necesario).

Texto métodos de codificación mellorando o tempo. En adición ao sistema de ASCII "de byte único" que pode xestionar só 256 valores para os caracteres, hai tamén un "dobre byte" o sistema Unicode. É doado calcular que permite a codificación de texto nunha cantidade igual a 2 co grao 16º, é dicir, 65 mil. 536. Nel, á súa vez, teñen os recursos para codificar simultaneamente practicamente todos os alfabetos nacionais existentes do mundo. Usando Unicode non é menos común do que a implicación do estándar ASCII "clásico".

codificación de gráficos

Definimos como o texto "criptografía" e, neste caso, os bytes usados. Como é o caso con fotos e imaxes dixitais? Tamén é moi sinxelo. Do mesmo xeito como acontece co texto, o papel principal na codificación da computación gráfica xogar todos os mesmos bytes.

O proceso de imagiologia dixital en xeral é semellante aos mecanismos a través dos cales corre o televisor. Na pantalla da televisión, se miramos a imaxe está composta por unha pluralidade de píxeles individuais que colectivamente forman unha forma reconhecível á distancia ollo. matriz de televisión (ou proxector CRT) do transmisor recibe as coordenadas horizontais e verticais de cada punto ea imaxe vai aumentando gradualmente. Computación gráfica principio de codificación funciona do mesmo xeito. "Cifrado" bytes de imaxes con base na asignación de cada un dos puntos de pantalla coordenadas correspondentes (e cor de cada un deles). El palabras simples. Por suposto, os gráficos de codificación - este proceso é moito máis complicado do que o mesmo texto.

respectivos puntos de referencia de coordenadas método e os parámetros de cor é chamado de "mapa de bits". Do mesmo xeito, os nomes de moitos formatos de computación gráfica de arquivo. As coordenadas de cada un dos píxeles ea súa cor é rexistrada nun ou máis bytes. O que determina o número? Sobre todo en como moitos tons de cor será "cifrar". Un byte é coñecido - é de 256 valores. Se temos o suficiente imaxes de construción dun número tan grande de tons - que vai xestionar esta función. En particular, na nosa posesión pode ser 256 tons de gris. E iso será suficiente para codificar case calquera imaxes en branco e negro. Pola súa banda, as imaxes de cores do recurso non é suficiente: o ollo humano, como vostede sabe, é capaz de distinguir ata varias decenas de millóns de cores. Polo que precisa de "emerxencia" non é 256 valores, e na casa dos centos de miles de veces máis. Por que é activado para codificar puntos non un byte, pero varios: hoxe en estándares existentes, pode haber 16 (pode "cifrar" 65 K 536 cores.) Ou 24 (777 mil a 16 millóns 216 tons.).

A diferenza de patróns de texto, a variedade de que é comparable co número de linguas do mundo, cun deseño cousas un pouco máis fácil. Os formatos máis comúns (como JPEG, PNG, BMP, GIF, e así por diante. D.) son recoñecidos na maioría dos ordenadores en xeral igualmente ben.

Non hai nada de complicado, a fin de comprender o conxunto se realiza a algúns principios de información gráfica. Reixa 9 calquera escola media rusa xeralmente inclúe cursos de ciencia da computación, onde estas tecnoloxías son facilitados nalgún detalle é moi simple e linguaxe comprensible. Hai tamén programas de formación especializados para adultos - están organizando universidades, escolas, ou tamén a escola.

Polo tanto, o home ruso moderno é que para obter coñecemento sobre os códigos que teñen significado práctico en termos de computación gráfica. E se queres para familiarizado co coñecemento básico, pode obter os materiais de formación dispoñibles. Para os que inclúen, por exemplo, o capítulo "Codificación da información gráfica (libro 9º ano" Informática e TIC ", de autoría Ugrinovich ND).

Codificación dos datos de audio

Ordenador usado regularmente para escoitar música e outros arquivos de audio. Así como é o caso de texto e gráficos, calquera son no seu PC - é todo o mesmo bytes. Eles, pola súa banda, "descifrada" tarxeta de son e outros chip e convertido son audible. O principio aquí é aproximadamente o mesmo que no caso de placas de gra. Son coñecidos para cada son corresponde ás rañuras microscópicas no plástico, que é recoñecido polo lector, e logo expresou. No ordenador todos parece. Só as rañuras desempeñar un papel bytes na natureza que, como no caso de texto e imaxes, é a codificación binaria.

No caso do elemento de unidade de imaxe de ordenador proxecta punto, cando a gravación de son é chamado "contar". El adoita prescrito dous bytes, xerándose a 65 mil. 536 microvibrations son. Con todo, en contraste co, como ocorre na construción de imaxes para mellorar a calidade de son se realiza non incorporación de bytes (hai, obviamente, e máis que suficiente), e aumentando o número de "conta". Aínda que nalgúns sistemas de audio bytes se usa menos é máis. Cando a codificación de audio é executada, a unidade estándar de bytes de "fluxo" executa un segundo. Microvibrations isto é, codificado usando a 8 th. As contas por segundo, será, obviamente, de calidade máis baixa que a secuencia de son codificado por 44.000. "Contas".

normalización internacional de arquivos de audio, así como no caso de gráficos, está ben desenvolvido. Existen varios formatos estándar de medios de audio - MP3, WAV, WMA, apreciado en todo o mundo.

codificación de vídeo

Unha especie de "réxime híbrido", en que o son é quedar o conxunto de cifrado de imaxes, usadas en vídeos de ordenador. Normalmente, películas e clips consisten en dous tipos de datos - é en si un vídeo que acompaña o son e. Como "cifrada" o primeiro compoñente, dixemos anteriormente. A segunda un pouco máis complicado. Os principios aquí son diferente do que inclúe un conxunto de caracteres gráfica discutido anterior. Pero, grazas á universalidade do "concepto" de bytes son os mecanismos é perfectamente comprensible e lóxica.

Lembre-se de como construír a película. Non é máis que unha serie de frotas individuais (os cales son xeralmente 24). Exactamente igual dispostos vídeos de ordenador. Cada marco - é unha imaxe. Sobre como está a ser construído coa axuda de bytes, identificáronse anterior. Pola súa banda, presente no código de vídeo rexión definida, que permite a conexión entre un cadros individuais. Unha especie de substituto dixital para cine. A unidade separada do fluxo de vídeo (mesmos puntos para imaxes e contas de son, como no "película" e da película formato de clips), o cadro é considerado. O último segundo, de acordo con estándares aceptados, pode ser de 25 ou 50.

Así como no caso de audio, existen normas internacionais comúns para vídeo - MP4, 3GP, AVI. Produtores de filmes e comerciais tentar producir mostras de medios que son compatibles con un número maior de ordenadores. Estes formatos de arquivo - entre os máis populares, eles abriron en practicamente calquera PC moderno.

compresión de datos

almacenamento de datos de ordenador se realiza nunha variedade de medios - discos, pen drives, etc. Como xa dixemos anteriormente, bytes, como norma xeral, os prefixos "crecidos" de "mega", "giga", "ter", etc. Nalgúns casos .... arquivos de valor codificado é que poñer-los cos recursos dispoñibles non pode estar no disco. A continuación, use os distintos tipos de técnicas de compresión de datos. Son, en realidade, tamén un conxunto de caracteres. Isto é - outra posible interpretación do termo.

Existen dous mecanismos básicos para a compresión de datos. No primeiro deles está escrito na secuencia de bits "embalado" formulario. É dicir, o ordenador non pode ler o contido de arquivos (xoga-lo como un texto, imaxe ou vídeo), se non realizar o procedemento de "desempaquetar". O programa, que comprime os datos deste xeito se chama un colector de datos. Como funciona é moi sinxelo. Arquivo de datos como unha das formas máis populares no que para aplicar a información de cifrado, estudos de ordenador a nivel de escolarización obrigatoria.

Como sabemos, o proceso de "Encryption" nos bytes do ficheiro estándar. Tomé o estándar ASCII. Para, digamos, para cifrar a palabra "Ola", necesitamos 6 bytes, con base no número de letras. Isto é como espazo un ficheiro con ese texto vai levar no disco. Qué acontece se escribir a palabra "ola" 100 veces seguidas? Nada de especial - para iso necesitamos 600 bytes, respectivamente, a mesma cantidade de espazo en disco. Con todo, podemos utilizar o rexistro de datos, o que creará un arquivo, o que significa un número moito menor de bytes será "cifrada" equipo que é algo así: "Ola multiplicar por 100". Contando o número de cartas neste informe chegar á conclusión de que, a fin de gravar un arquivo, necesitamos só 19 bytes. E a mesma cantidade de espazo en disco. Cando "desempaquetar" o ficheiro é un "decodificación", eo texto se fai a visualización de fonte do "100 Ola". Así, usando un programa especial, que utiliza un mecanismo de codificación especial, podemos gardar unha cantidade significativa de espazo en disco.

O proceso anterior é versátil o suficiente: non importa o que os sistemas de signos utilizados, a información de cifrado para fins de compresión é sempre posible a través de arquivo de datos.

Que é o segundo mecanismo? Ata certo punto, é semellante ao que se usa no registrador de datos. Pero a súa diferenza fundamental é que o arquivo comprimido podería moi ben aparecer un ordenador sen procedemento de "extracción". Como é que este mecanismo funciona?

Como nos lembramos, na forma orixinal da palabra "Ola" ocupa 6 bytes. Con todo, podemos ir ao truco e gravala-lo como esta: "prvt". Publicado 4 bytes. Todo o que queda a facer - é "ensinar" o ordenador para engadir no proceso de amosar o arquivo de letras, que Limpamos. Hai que dicir que no proceso de práctica de "aprendizaxe" para organizar e non é necesario. mecanismos básicos de recoñecemento de caracteres en falta son incorporados no programa máis moderno para o PC. É dicir, a maior parte dos arquivos cos que lidamos todos os días, dunha forma ou doutra foron "cifrada" neste algoritmo.

Por suposto, hai "híbrido" de codificación de información do sistema, que pode realizar compresión de datos mentres permite que ambas as abordaxes anteriores. E eles tenden a ser aínda máis eficaz en termos de aforro de espazo en disco que individualmente.

Por suposto, que opera coa palabra "Ola", partimos só os principios básicos de mecanismos de compresión de datos. En realidade, son moito máis complicadas. Diferentes sistemas de información codificación poden ofrecer un incrible complexos mecanismos de ficheiros "compresión". Con todo, podemos ver, a costa do que se pode facer para aforrar espazo en disco, case sen recorrer a unha deterioración da calidade da información no seu ordenador. Particularmente significativo é o papel da compresión de datos cando se utiliza imaxes, audio e vídeo - estes tipos de datos en detrimento doutros que esixen a recursos de disco.

O que máis son "códigos"?

Como dixemos ao principio, codificación - un fenómeno complexo. Tendo lidado cos principios básicos de codificación de datos dixitais en base a bytes, podemos tocar outra área. É conectado co uso de códigos de ordenador en valores lixeiramente diferentes. Aquí, baixo o "código", queremos dicir non unha secuencia de ceros e uns, ea colección de diferentes letras e símbolos (que, como xa sabemos, e así son feitas de 0 e 1), que ten un significado práctico para a vida do home moderno.

o código

No corazón de calquera programa de ordenador - código. Está escrito en linguaxe comprensible para o ordenador. PC, descifrar o código executa determinados comandos. Unha característica distintiva dun programa de ordenador a partir de outro tipo de datos dixital que está contida no código é capaz de "descifrar" en si (o usuario só precisa iniciar o proceso).

Outra característica do programa - na flexibilidade relativa do código utilizado. É dicir, dar ao equipo o mesmo traballo que un home pode, mediante un gran conxunto de "frases", e, no seu caso - e noutra lingua.

documentos de reserva

Outro significado práctico do ámbito do código da letra - a creación e formato de documentos. Como regra xeral, unha simple exhibición de caracteres na pantalla non é suficiente o punto de vista da importancia práctica de ordenador. Na maioría dos casos, o texto debe ser construído utilizando unha fonte de tamaño particular e cor, acompañado por elementos adicionais (como, por exemplo, táboas). Todos estes parámetros son definidos, así como no caso dos programas en linguas específicas comprendidos polo ordenador. PC, recoñecendo a "equipo", amosa o documento exactamente como o usuario desexa. Ademais, o texto pode ser formatado do mesmo xeito, tal e como acontece cos programas, usando diferentes conxuntos de "frases" e mesmo en distintos idiomas.

Con todo, hai unha diferenza fundamental entre os códigos a documentos e programas de ordenador. Ela consiste no feito de que o primeiro non son capaces de descifrar a si mesmos. Para abrir ficheiros con texto formatado software de terceiros sempre necesaria.

cifrado de datos

Outra interpretación do termo "código" como aplicado a ordenadores - é o cifrado. Anterior, usamos esta palabra como sinónimo para o termo "conxunto de caracteres", e é permisible. Aquí, o cifrado queremos dicir un tipo de fenómeno. codificación é dicir, datos dixitais, a fin de prohibir o acceso a eles por outras persoas. Protección dos arquivos de ordenador - as actividades máis importantes do IT-esfera. Esta é realmente unha disciplina científica separado que tamén inclúe un ordenador da escola. Codificación de ficheiros, con vistas a previr o acceso non autorizado - é unha tarefa, a importancia de que se presenta aos cidadáns dos Estados modernos na infancia.

Como son os mecanismos polos que a cifraxe de datos? O principio é tan sinxelo e claro como as anteriores, temos considerado. Codificación - un proceso que é facilmente explicable en termos dos principios básicos da lóxica.

Supoña que necesitamos transmitir a mensaxe, "Ivanov, Petrov vai ao" modo que ninguén podía lelo. Nós confío a computadora para cifrar a mensaxe e ver o resultado: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". Este código é, por suposto, é moi sinxelo: cada número corresponde ao número de letras no alfabeto das nosas oracións. "I" está no 10 º lugar, "B" - 3, "A" - en 1, etc. Pero o sistema de codificación moderno ordenador pode cifrar os datos de xeito que vai pegar a clave incrible difícil ...