sistemas isso … sinal – Encoding: Codificação da Informação

informação de codificação – um incrivelmente amplo campo de conhecimento. Claro, ele está diretamente ligada com o desenvolvimento da tecnologia digital. Muitas escolas modernas é o mais popular tópico – informação codificação. Hoje vamos aprender a interpretação básica deste fenômeno em relação a vários aspectos de computadores. Vamos tentar responder à pergunta: "Codificação – o processo, método, ferramenta ou todas essas coisas ao mesmo tempo"

Zeros e uns

Quase qualquer tipo de dados que é exibido na tela do computador, de uma forma ou de outra representam um código binário que consiste em zeros e uns. É a, maneira mais fácil "de baixo nível" para criptografar dados, o que permite que o PC para processar os dados. código binário é universal: é compreendida por todos, sem exceção, computadores (na verdade, é por isso que ela foi criada – para padronizar o uso de informações em formato digital).

A unidade de base, que utiliza uma codificação binária – é um pouco (das palavras "dígito binário" – "dois dígitos"). É igual a 0 ou 1. De um modo geral, individualmente os bits não usados e combinados numa sequência de oito dígitos – bytes. Em cada uma delas, assim, pode conter até 256 combinações de zeros e uns (2 à potência 8). Para gravar uma quantidade significativa de informações são usadas, bytes geralmente não isolados, eo valor maior – com prefixos "kilo", "mega" "giga", "Tera", etc., cada um dos quais é 1.000 vezes maior do que o anterior .. .

codificação de texto

O tipo mais comum de dados digitais – um texto. Como é codificação? É fácil o suficiente processo explicável. A carta, sinal de pontuação, números ou símbolos podem ser codificados por um ou mais bytes, ou seja, o computador vê-los como uma única sequência de zeros e uns, e, em seguida, de acordo com o algoritmo de detecção previsto é exibido. Existem duas grandes padrão mundial "criptografia" text computador – ASCII e Unicode.

O sistema ASCII, cada personagem é codificada por um único byte. Ou seja, por esse padrão, você pode "criptografar" 256 caracteres – que é mais do que suficiente para exibir os símbolos da maioria dos alfabetos mundo. Claro, todo o sistema de carta nacional existente hoje não se encaixa este recurso. Portanto, para cada alfabeto, criou a sua própria criptografia "subsistema". Vai informações codificar usando sistemas de signos, adaptados às amostras nacionais de escrita. No entanto, cada um desses sistemas, por sua vez, é parte de um padrão ASCII mundial adotado internacionalmente.

Como parte do sistema ASCII, este é o recurso de 256 caracteres é dividida em duas partes. O primeiro 128 – são os símbolos reservados para o alfabeto Inglês (A a Z), bem como números, sinais básicos de pontuação e alguns outros personagens. O segundo 128 bytes são reservados, por sua vez, sob o sistema nacional de letra. Este é o "sub-sistema" para os alfabetos não-Inglês – russo, hindi, árabe, japonês, chinês e muitos outros.

Cada um deles é representado na forma de tabelas de codificação separados. Ou seja, pode acontecer (e normalmente isso acontece), de modo que a mesma seqüência de bits será responsável por diferentes letras e símbolos em duas tabelas 'nacionais' separados. Além disso, devido às peculiaridades do desenvolvimento de IT-esfera em diferentes países, mesmo que eles são diferentes. Por exemplo, para o idioma russo os dois sistemas de codificação mais comuns: Windows-1251 e KOI-8. Primeiro veio mais tarde (bem como a sua própria melodia com o sistema operacional), mas agora muitos TI-especialistas usado em uma base de prioridade. Portanto, o computador que ele pode ser garantido para ler o texto russo deve ser capaz de identificar corretamente ambas as tabelas. Mas, como regra, nenhum problema com ele (se o sistema operacional do PC moderno necessário).

Texto métodos de codificação melhorando o tempo todo. Em adição ao sistema de ASCII "de byte único" que pode lidar com apenas 256 valores para os caracteres, há também um "duplo-byte" o sistema Unicode. É fácil calcular que ele permite a codificação de texto em uma quantidade igual a 2 com o grau 16º, ou seja, 65 mil. 536. Nele, por sua vez, têm os recursos para codificar simultaneamente praticamente todos os alfabetos nacionais existentes do mundo. Usando Unicode não é menos comum do que o envolvimento do padrão ASCII "clássico".

codificação de gráficos

Nós definimos como o texto "criptografado" e, neste caso, os bytes usados. Como é o caso com fotos e imagens digitais? Ele também é bastante simples. Da mesma forma como acontece com o texto, o papel principal na codificação da computação gráfica jogar todos os mesmos bytes.

O processo de imagiologia digital em geral é semelhante para os mecanismos através dos quais corre o televisor. Na tela da TV, se olharmos, a imagem é composta por uma pluralidade de pixels individuais que coletivamente formam uma forma reconhecível à distância olho. matriz de televisão (ou projector CRT) do transmissor recebe as coordenadas horizontais e verticais de cada ponto e a imagem vai aumentando gradualmente. Computação gráfica princípio de codificação funciona da mesma maneira. "Criptografia" bytes de imagens com base na atribuição de cada um dos pontos de tela coordenadas correspondentes (e cor de cada um deles). Ele termos simples. Claro, os gráficos de codificação – este processo é muito mais complicado do que o mesmo texto.

respectivos pontos de referência de coordenadas método e os parâmetros de cor é chamado de "mapa de bits". Da mesma forma, os nomes de muitos formatos de computação gráfica de arquivo. As coordenadas de cada um dos pixels e a sua cor é registada em um ou mais bytes. O que determina o número? Principalmente em como muitos tons de cor será "criptografar". Um byte é conhecido – é de 256 valores. Se temos o suficiente imagens de construção de um número tão grande de tons – que vai gerir este recurso. Em particular, em nossa posse pode ser 256 tons de cinza. E isso será suficiente para codificar quase qualquer imagens em preto-e-branco. Por sua vez, as imagens coloridas do recurso não é suficiente: o olho humano, como você sabe, é capaz de distinguir até várias dezenas de milhões de cores. Por isso precisa de "emergência" não é 256 valores, e na casa das centenas de milhares de vezes mais. Por codificar pontos é ativado mais de um byte, e alguns: nos padrões existentes de hoje pode ser 16 (você pode "criptografar" 65 mil 536 cores.) Ou 24 (16 milhões 777 mil 216 tons.).

Ao contrário de padrões de texto, a variedade de que é comparável com o número de línguas do mundo, com um desenho coisas um pouco mais fácil. Os formatos mais comuns (como JPEG, PNG, BMP, GIF, e assim por diante. D.) são reconhecidos na maioria dos computadores em geral igualmente bem.

Não há nada de complicado, a fim de compreender a codificação é realizada para alguns princípios de informação gráfica. Grade 9 qualquer escola média russa geralmente inclui cursos de ciência da computação, onde essas tecnologias são divulgados em algum detalhe é muito simples e linguagem compreensível. Há também programas de treinamento especializados para adultos – eles estão organizando universidades, escolas, ou também a escola.

Portanto, o homem russo moderno é que para obter conhecimento sobre os códigos que têm significado prático em termos de computação gráfica. E se você quiser para se familiarizar com o conhecimento básico, você pode obter os materiais de treinamento disponíveis. Para aqueles que incluem, por exemplo, o capítulo "Codificação da informação gráfica (livro 9º ano" Informática e TIC ", de autoria Ugrinovich ND).

Codificação dos dados de áudio

Computador usado regularmente para ouvir música e outros arquivos de áudio. Assim como é o caso de texto e gráficos, qualquer som no seu PC – é todos os mesmos bytes. Eles, por sua vez, "decifrada" placa de áudio e outros chips e convertido em som audível. O princípio aqui é aproximadamente o mesmo que no caso de placas de gra. Eles são conhecidos para cada som corresponde às ranhuras microscópicas no plástico, que é reconhecido pelo leitor, e, em seguida expressou. No computador todos parece. Apenas as ranhuras desempenhar um papel bytes na natureza que, como no caso de texto e imagens, é a codificação binária.

Se no caso do elemento de unidade de imagem de computador projeta ponto, quando a gravação de som é chamado "contar". Ele é geralmente prescrito dois bytes, gerando-se a 65 mil. 536 microvibrations som. No entanto, em contraste com, como ocorre na construção de imagens para melhorar a qualidade de som é realizada não adição de bytes (há, obviamente, e mais do que suficiente), e aumentando o número de "conta". Embora em alguns sistemas de áudio bytes é usado menos e mais. Quando a codificação de áudio é executada, a unidade padrão de byte de "fluxo" executa um segundo. Microvibrations isto é, codificado, usando a 8 th. As contagens por segundo, será, obviamente, de qualidade mais baixa do que a sequência de som codificado por 44.000. "Contagens".

normalização internacional de arquivos de áudio, bem como no caso de gráficos, está bem desenvolvido. Existem vários formatos padrão de mídia de áudio – MP3, WAV, WMA, apreciado em todo o mundo.

codificação de vídeo

Uma espécie de "regime híbrido", em que o som é combinado com a codificação de encriptação de imagens, usadas em vídeos de computador. Normalmente, filmes e clipes consistem em dois tipos de dados – é em si um vídeo que acompanha o som e. Como "criptografada" o primeiro componente, temos dito acima. O segundo um pouco mais complicado. Os princípios aqui são diferente do que inclui uma codificação gráfica discutido acima. Mas, graças à universalidade do "conceito" de bytes são os mecanismos é perfeitamente compreensível e lógico.

Lembre-se de como construir o filme. Ele não é nada mais do que uma série de armações individuais (os quais são geralmente 24). Exatamente da mesma maneira dispostos vídeos de computador. Cada frame – é uma imagem. Sobre como ele está sendo construído com a ajuda de bytes, foram identificados acima. Por sua vez, presente no código de vídeo região definida, que permite a ligação entre um quadros individuais. Uma espécie de substituto digital para filme. A unidade separada do fluxo de vídeo (mesmos pontos para imagens e contagens de som, como no "filme" e do filme formato de clipes), o quadro é considerado. O último segundo, de acordo com padrões aceitos, pode ser de 25 ou 50.

Assim como no caso de áudio, existem normas internacionais comuns para vídeo – MP4, 3GP, AVI. Produtores de filmes e comerciais tentar produzir amostras de mídia que são compatíveis com um número maior de computadores. Esses formatos de arquivo – entre os mais populares, eles abriram em praticamente qualquer PC moderno.

compressão de dados

armazenamento de dados de computador é realizada em uma variedade de meios – discos, pen drives, etc. Como já dissemos acima, bytes, como regra, os prefixos "crescidos" de "mega", "giga", "tera", etc. Em alguns casos …. arquivos de valor codificado é que colocá-los com os recursos disponíveis não pode estar no disco. Em seguida, use os vários tipos de técnicas de compressão de dados. Eles são, na verdade, também uma codificação. Isto é – uma outra possível interpretação do termo.

Existem dois mecanismos básicos para a compressão de dados. No primeiro deles está escrito na seqüência de bits "embalado" formulário. Ou seja, o computador não pode ler o conteúdo de arquivos (jogá-lo como um texto, imagem ou vídeo), se você não realizar o procedimento de "desempacotar". O programa, que comprime os dados desta forma é chamado um coletor de dados. Como funciona é bastante simples. Arquivamento de dados como uma das formas mais populares em que para implementar a informação de codificação, estudos de computador em nível de escolaridade obrigatória.

Como sabemos, o processo de "Encryption" nos bytes de arquivo padronizados. Tome o padrão ASCII. Para, digamos, para encriptar a palavra "Olá", precisamos de 6 bytes, com base no número de letras. Isso é quanto espaço um arquivo com esse texto vai levar no disco. O que acontece se escrever a palavra "oi" 100 vezes seguidas? Nada de especial – para isso precisamos de 600 bytes, respectivamente, a mesma quantidade de espaço em disco. No entanto, podemos usar o registrador de dados, o que irá criar um arquivo, o que significa um número muito menor de bytes será "criptografada" equipe que é algo como isto: "Olá multiplicar por 100". Contando o número de cartas neste relatório chegar à conclusão de que, a fim de gravar um arquivo, precisamos de apenas 19 bytes. E a mesma quantidade de espaço em disco. Quando "desempacotar" o arquivo é um "descodificação", eo texto se torna a exibição da fonte do "100 Olá". Assim, usando um programa especial, que utiliza um mecanismo de codificação especial, podemos salvar uma quantidade significativa de espaço em disco.

O processo acima é versátil o suficiente: não importa o que os sistemas de signos utilizados, a informação de codificação para fins de compressão é sempre possível através de arquivamento de dados.

O que é o segundo mecanismo? Até certo ponto, é semelhante ao que é usado no registrador de dados. Mas a sua diferença fundamental é que o arquivo compactado poderia muito bem aparecer um computador sem procedimento de "extração". Como é que este mecanismo funciona?

Como nos lembramos, na forma original da palavra "Olá" ocupa 6 bytes. No entanto, podemos ir para o truque e escrevê-lo como este: "prvt". Publicado 4 bytes. Tudo o que resta a fazer – é "ensinar" o computador para adicionar no processo de exibir o arquivo de letras, que nós limpamos. Deve ser dito que no processo de prática de "aprendizagem" para organizar e não é necessário. mecanismos básicos de reconhecimento dos caracteres em falta são incorporados no software mais moderno para o PC. Ou seja, a maior parte dos arquivos com os quais lidamos todos os dias, de uma forma ou de outra foram "criptografada" neste algoritmo.

Claro, existem "híbrido" de codificação de informações do sistema, que pode executar compressão de dados enquanto permite que ambas as abordagens acima. E eles tendem a ser ainda mais eficaz em termos de economia de espaço em disco do que individualmente.

Claro, que opera com a palavra "Olá", partimos apenas os princípios básicos de mecanismos de compressão de dados. Na realidade, eles são muito mais complicadas. Diferentes sistemas de informação codificação podem oferecer um incrivelmente complexos mecanismos de arquivos "compressão". No entanto, vemos, à custa do que pode ser feito para economizar espaço em disco, quase sem recorrer a uma deterioração da qualidade da informação no PC. Particularmente significativo é o papel da compressão de dados quando se utiliza imagens, áudio e vídeo – estes tipos de dados em detrimento de outros que exigem a recursos de disco.

O que mais são "códigos"?

Como dissemos no início, codificação – um fenômeno complexo. Tendo lidado com os princípios básicos de codificação de dados digitais com base em bytes, podemos tocar outra área. É conectado com o uso de códigos de computador em valores ligeiramente diferentes. Aqui, sob o "código", queremos dizer não uma sequência de zeros e uns, ea coleção de diferentes letras e símbolos (que, como já sabemos, e assim são feitas de 0 e 1), que tem um significado prático para a vida do homem moderno.

o código

No coração de qualquer programa de computador – código. Ele é escrito em linguagem compreensível para o computador. PC, decifrar o código executa determinados comandos. Uma característica distintiva de um programa de computador a partir de outro tipo de dados digital que está contida no código é capaz de "decifrar" em si (o usuário só precisa iniciar o processo).

Outra característica do programa – na flexibilidade relativa do código usado. Ou seja, dar ao computador o mesmo trabalho que um homem pode, usando um grande conjunto de "frases", e, se necessário – e em outro idioma.

documentos de marcação

Outro significado prático do âmbito do código da letra – a criação e formatação de documentos. Como regra geral, uma simples exibição de caracteres na tela não é suficiente do ponto de vista da importância prática de PC. Na maioria dos casos, o texto deve ser construído usando uma fonte de tamanho particular e cor, ser acompanhado por elementos adicionais (tais como, por exemplo, tabelas). Todos estes parâmetros são definidos, assim como no caso dos programas em idiomas específicos compreendidos pelo computador. PC, reconhecendo a "equipe", exibe o documento exatamente como o usuário deseja. Além disso, o texto pode ser formatado da mesma forma, tal como acontece com os programas, usando diferentes conjuntos de "frases" e mesmo em diferentes idiomas.

No entanto, há uma diferença fundamental entre os códigos para documentos e programas de computador. Ela consiste no fato de que o primeiro não são capazes de decifrar a si mesmos. Para abrir arquivos com texto formatado software de terceiros sempre necessária.

criptografia de dados

Outra interpretação do termo "código" como aplicado a computadores – é a criptografia. Acima, nós usamos esta palavra como sinônimo para o termo "codificação", e é permissível. Aqui, a criptografia queremos dizer um tipo diferente de fenômeno. codificação ou seja, dados digitais, a fim de proibir o acesso a eles por outras pessoas. Protecção dos arquivos de computador – as atividades mais importantes do IT-esfera. Esta é realmente uma disciplina científica separado que também inclui um computador da escola. Codificação de arquivos, com vista a prevenir o acesso não autorizado – é uma tarefa, a importância de que se apresenta aos cidadãos dos Estados modernos na infância.

Como são os mecanismos pelos quais a criptografia de dados? O princípio é tão simples e claro como todos os anteriores, temos considerado. Codificação – um processo que é facilmente explicável em termos dos princípios básicos da lógica.

Suponha que precisamos transmitir a mensagem, "Ivanov, Petrov vai para o" modo que ninguém podia lê-lo. Nós confio o computador para criptografar a mensagem e ver o resultado: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". Este código é, naturalmente, é bastante simples: cada número corresponde ao número de letras no alfabeto das nossas frases. "I" está no 10º lugar, "B" – 3, "A" – em 1, etc. Mas o sistema de codificação moderno computador pode criptografar os dados de modo que ele vai pegar a chave incrivelmente difícil …