Kodning - detta ... skyltsystem: Informationskodning

Kodningsinformation - ett otroligt brett kunskapsområde. Naturligtvis är det ett direkt samband med utvecklingen av digital teknik. Många moderna skolor är det mest populära ämnet - koda information. Idag kommer vi att lära sig de grundläggande tolkning av detta fenomen i relation till olika aspekter av datorer. Vi kommer att försöka svara på frågan: "Kodning - processen, metod, verktyg eller alla dessa saker på en gång"

Nollor och ettor

Nästan alla typer av data som visas på en datorskärm, ett eller annat sätt representerar en binär kod bestående av nollor och ettor. Det är det enklaste, "låg nivå" sätt att kryptera data, vilket gör det möjligt för datorn att bearbeta data. Binär kod är universellt: det förstås av alla, utan undantag, datorer (faktiskt, det är därför den skapades - att standardisera användningen av information i digital form).

Basenheten, som använder en binär kodning - det är lite (från orden "binära siffran" - "tvåsiffrig"). Den är lika med antingen 0 eller 1. I allmänhet individuellt bitarna inte används och kombineras i en 8-siffrig sekvens - byte. I var och en av dem, vilket kan innehålla upp till 256 kombinationer av nollor och ettor (2 upphöjt till 8). För inspelning av signifikanta mängder information används, vanligen inte isolerade bitgrupper, och det större värdet - med prefix "kilo", "mega" "giga", "Tera", etc, vilka var och en är 1000 gånger större än den tidigare .. .

kodning text

Den vanligaste typen av digital information - en text. Hur det kodning? Det är lätt nog förklaras process. Brevet skiljetecken, siffror eller symboler kan kodas av en eller flera bytes, det vill säga ser datorn dem som en unik sekvens av ettor och nollor, och sedan, i enlighet med det som fastställs detekteringsalgoritmen visas. Det finns två stora världsstandard "kryptering" dator text - ASCII och Unicode.

ASCII-systemet, är varje tecken kodas av endast en enda byte. Det vill säga, genom denna standard, kan du "kryptera" till 256 tecken - det är mer än tillräckligt för att visa symboler för de flesta av världens alfabet. Naturligtvis inte alla befintliga nationella brev systemet idag inte passar in i denna resurs. Därför, för varje bokstavs skapat sin egen "delsystem" kryptering. Det kommer koda information med hjälp av skyltsystem, som är anpassade till nationella prov av skrivande. Var och en av dessa system i sin tur är en del av en global ASCII standard som antagits internationellt.

Som en del av ASCII-systemet, är detta den resurs av 256 tecken är uppdelat i två delar. Den första 128 - är symboler som är reserverade för det engelska alfabetet (a till z), samt siffror, grundläggande skiljetecken och några andra tecken. De andra 128 byte är reserverade i sin tur, enligt den nationella brev systemet. Detta är "sub-system" för icke-engelska alfabet - Ryska, hindi, arabiska, japanska, kinesiska och många andra.

Var och en av dem är representerad i form av separata kodning tabeller. Det vill säga, det kan hända (och oftast det händer), så att samma sekvens av bitar kommer att ansvara för olika bokstäver och symboler i två separata 'nationella' tabeller. Dessutom, på grund av egenheterna i utvecklingen av IT-sfären i olika länder, även de är olika. Till exempel för det ryska språket de vanligaste två kodningssystem: Windows-1251 och KOI-8. Först kom senare (liksom sin egen melodi med operativsystemet), men nu många IT-experter som används på prioritetsbasis. Därför bör den dator som det kan garanteras att läsa ryska text kunna korrekt identifiera båda tabellerna. Men som regel inga problem med det (om nödvändigt modern operativsystem).

Text Encoding metoder förbättras hela tiden. Förutom "single-byte" ASCII-system som kan hantera endast 256 värden för tecknen, finns det också en "double-byte" Unicode-systemet. Det är lätt att räkna ut att det tillåter textkodning i en mängd lika med 2 till 16 grader, det vill säga 65 tusen. 536. I den i sin tur har resurser att samtidigt kodar praktiskt taget alla befintliga nationella alfabet i världen. Att använda Unicode inte är mindre vanligt än medverkan av den "klassiska" ASCII standard.

kodningsscheman

Vi har definierat hur "krypterad" text och i detta fall de använda byte. Som fallet är med digitala bilder och bilder? Det är också ganska enkelt. På samma sätt som det händer med texten, huvudrollen i kodningen av datorgrafik spela alla samma byte.

Processen för digital bildbehandling i allmänhet liknar de mekanismer genom vilka löper TV: n. På TV-skärmen, om vi ser, bilden består av ett flertal individuella pixlar som kollektivt bildar en igenkännbar form på ett avstånd öga. Televisions matris (eller CRT-projektor) hos sändaren mottager de horisontella och vertikala koordinaterna för varje punkt och bilden gradvis bygger. Datorgrafik kodning princip fungerar på samma sätt. "Kryptering" byte av bilder baserade på uppdrag av var och en av punkterna på skärmen motsvarande koordinater (och färg på varje av dem). Det enkla termer. Naturligtvis grafiken kodning - denna process är mycket mer komplicerat än samma text.

Metod respektive referenskoordinatpunkter och färgparametrarna kallas "bitmap". På samma sätt namnen på många filformat av datorgrafik. Koordinaterna för varje pixel och deras färg är inspelad i en eller flera byte. Vad bestämmer numret? Främst på hur många färgnyanser kommer att "kryptera". Ett byte är känt - är 256 värden. Om vi har tillräckligt med bilder för att bygga ett så stort antal nyanser - vi kommer att hantera denna resurs. Framför allt i vår ägo kan vara 256 nyanser av grått. Och detta kommer att vara tillräckligt för att koda nästan alla svartvita bilder. I sin tur är färgbilder av resursen inte nog: det mänskliga ögat, som ni vet, kan skilja upp till flera tiotals miljoner färger. behöver därför "nödsituation" är inte 256 värden och i hundratusentals gånger mer. Varför aktiveras för att koda punkter inte ett byte, men flera: idag på befintliga standarder, kan det finnas 16 (kan "kryptera" 65 K 536 färger.) Eller 24 (777 tusen till 16 miljoner 216 nyanser.).

Till skillnad från text standarder, är den mångfald som kan jämföras med antalet världens språk, med en ritning saker lite enklare. De vanligaste filformaten (t.ex. JPEG, PNG, BMP, GIF, och så vidare. D.) redovisas på de flesta datorer i allmänhet lika bra.

Det finns inget komplicerat för att förstå kodningen utförs för vissa principer för grafisk information. Grade 9 någon genomsnittlig rysk skola ingår vanligtvis kurser i datavetenskap, där sådan teknik beskrivs i detalj är mycket enkelt och begripligt språk. Det finns också specialiserade utbildningar för vuxna - de organiserar universitet, gymnasier, eller också skolan.

Därför är den moderna ryska mannen var att få kunskap om de koder som har praktisk betydelse när det gäller datorgrafik. Och om du vill bekanta dig med grundläggande kunskaper, kan du få de tillgängliga utbildningsmaterial. Till dem innefattar till exempel kapitlet "Kodning av grafisk information (årskurs 9 lärobok" Informatik och IKT "författad Ugrinovich ND).

Kodning av ljuddata

Dator används regelbundet för att lyssna på musik och andra ljudfiler. Precis som är fallet med text och grafik, något ljud på datorn - det är alla samma byte. De i sin tur "dekrypteras" ljudkortet och andra marker och omvandlas till hörbart ljud. Principen här är ungefär densamma som i fallet med grammofonplattor. De är kända för varje ljud motsvarar de mikroskopiska spåren på plast, som känns igen av läsaren, och sedan tonande. I datorn alla ser ut. Endast spåren spela en roll bytes i naturen som, liksom i fallet med text och bilder, är den binära kodningen.

Om det i fråga om datorbilden enhetselement sticker punkt, när ljudinspelningen är så kallade "räknas". Det är allmänt föreskrivet två byte, genererar upp till 65 tusen. 536 microvibrations ljud. I motsats till som förekommer i byggandet av bilder för att förbättra kvaliteten på ljudet utförs inte lägga till ytterligare bytes (det finns, naturligtvis, och mer än tillräckligt), och öka antalet "counts". Men i vissa ljudsystem bytes används mindre och mer. När ljud kodning utförs, den standardenhet av bitgruppen "flöde" utför en sekund. Microvibrations dvs krypteras med användning av 8: e. Counts per sekund, uppenbarligen kommer att vara av lägre kvalitet än den ljudsekvens som kodas med 44 tusen. "Counts".

Internationell standardisering av ljudfiler, liksom i fallet med grafik, är väl utvecklad. Det finns flera standardformat för ljudmedia - MP3, WAV, WMA, haft över hela världen.

videokodning

Ett slags "hybrid system", där ljudet är kombinerad med krypterings kodning av bilder, som används i dator videos. Vanligtvis filmer och klipp består av två typer av data - i sig är en sund och tillhörande video. Som "gömt" den första komponenten har vi sagt ovan. Den andra lite mer komplicerat. Principerna här är annorlunda än innehåller en grafisk kodning diskuterats ovan. Men tack vare universalitet "koncept" byte är mekanismerna är helt förståeligt och logiskt.

Minns hur man konstruerar filmen. Det är inget annat än en serie individuella ramar (som i allmänhet är 24). Riktigt samma sätt arrangerade dator videos. Varje ram - är en bild. Om hur det byggs med hjälp av byte, har vi identifierat ovan. I sin tur, är närvarande i videokoden definierade området, så att bindning mellan en individ ramar. Ett slags digital substitut för film. En separat enhet för videoströmmen (samma poäng för bilder och räknas för ljud, som i "film" och filmklipp format), är ramen beaktas. Den sista en sekund, i enlighet med accepterade standarder, kan vara 25 eller 50.

Precis som i fallet med ljud, det finns gemensamma internationella standarder för video - MP4, 3GP, AVI. Producenter av filmer och reklam försöker producera mediaprover som är kompatibla med ett större antal datorer. Dessa filformat - bland de mest populära, de öppnade på nästan alla moderna PC.

datakompression

Datorminne utförs på en mängd olika media - diskar, minnen, etc. Som vi har sagt ovan, bytes, som regel, "överväxta" prefix "mega", "giga", "tera", etc. I vissa fall .... värde kodade filer är att placera dem med tillgängliga resurser kan inte vara på skivan. sedan använda de olika typerna av datakompressionstekniker. De är i själva verket också en kodning. Detta är - en annan möjlig tolkning av begreppet.

Det finns två grundläggande mekanismer för datakomprimering. Den första av dem är skriven i bitföljden "packad" form. Det vill säga, datorn kan inte läsa innehållet i filer (spela det som en text, bild eller video), om du inte utföra proceduren i "uppackning". Programmet, som komprimerar data på detta sätt kallas en datalogger. Hur det fungerar är ganska enkel. Arkivera data som en av de mest populära sätten att genomföra kodning information skolnivå datorstudier obligatoriskt.

Som vi vet, processen för "kryptering" i de standardiserade fil byte. Ta ASCII-standarden. För att, säg, för att kryptera ordet "hello", behöver vi 6 byte, baserat på antalet bokstäver. Det är hur mycket utrymme en fil med denna text tar på skivan. Vad händer om vi skriver ordet "hej" 100 gånger i rad? Inget särskilt - för detta behöver vi 600 bytes, respektive samma mängd diskutrymme. Däremot kan vi använda dataloggern, vilket kommer att skapa en fil, vilket innebär en mycket mindre antal byte kommer att vara "krypterat" team som ser ut ungefär så här: "Hej multiplicera med 100". Genom att räkna antalet bokstäver i denna rapport kommit fram till att för att spela in en sådan fil behöver vi bara 19 byte. Och lika mycket diskutrymme. När "uppackning" arkivfilen är en "dekryptering", och texten blir käll utsikten från "100 hello." Genom att använda ett speciellt program, som använder en speciell kodning mekanism, kan vi spara en betydande mängd diskutrymme.

Ovanstående process är mångsidig nog: oavsett vad skyltsystem används, är alltid möjligt kodningsinformationen för att komprimering genom dataarkivering.

Vad är den andra mekanismen? Till viss del är det liknar det som används i dataloggern. Men dess grundläggande skillnaden är att den komprimerade filen kan mycket väl visas en dator utan förfarande "utvinning". Hur fungerar denna mekanism fungerar?

Som vi minns, i den ursprungliga formen av ordet "hello" upptar 6 byte. Däremot kan vi gå till trick och skriva det så här: "prvt". År 4 byte. Allt som återstår att göra - är att "lära" datorn för att lägga i färd med att visa bokstäverna filen, som vi rengöras. Det måste sägas att i praktiken "learning" process för att organisera och det är inte nödvändigt. Grundläggande mekanismerna för erkännande av de saknade tecknen är införlivade i de flesta moderna program för PC. Det vill säga att huvuddelen av filer som vi hanterar varje dag, på ett eller annat sätt blivit "gömt" på denna algoritm.

Naturligtvis, det finns "hybrid" kodande systeminformation, som kan utföra datakompression medan den möjliggör båda de ovanstående metoderna. Och de kommer sannolikt att vara ännu effektivare när det gäller att spara diskutrymme än individuellt.

Naturligtvis arbetar med ordet "hello", vi anges endast de grundläggande principerna för datakomprimering mekanismer. I verkligheten är de mycket mer komplicerat. Olika system för kodning av information kan ge en otroligt komplicerade mekanismer för "komprimering" filer. Vi ser dock på bekostnad av vad som kan göras för att spara diskutrymme, nästan utan att tillgripa en försämring av kvaliteten på informationen på datorn. Särskilt viktig är den roll som datakomprimering vid användning av bilder, ljud och video - dessa typer av data över andra krävande till disk resurser.

Vad är "koder"?

Som vi sade i början, kodning - ett komplext fenomen. Efter att ha behandlat de grundläggande principerna för kodning av digitala data baserat på byte, kan vi röra ett annat område. Den är ansluten med hjälp av datorkoder på lite olika värden. Här under "code", menar vi inte en sekvens av ettor och nollor, och insamling av olika bokstäver och symboler (som, som vi redan vet, och så är tillverkade av 0 och 1), som har praktisk betydelse till livet av den moderna människan.

koden

I hjärtat av alla datorprogram - kod. Den är skriven på ett språk begripligt för datorn. PC, dechiffrera koden utför vissa kommandon. Kännetecknande för ett datorprogram från en annan typ av digital data som finns i koden det är möjligt att "dekryptera" själv (användaren behöver bara starta processen).

En annan funktion i programmet - i den relativa flexibiliteten i kod som används. Det vill säga, ge datorn samma jobb man kan, med hjälp av ett stort antal "fraser", och om det behövs - och på ett annat språk.

markup dokument

En annan praktisk betydelse av omfattningen av bokstavskoden - skapandet och formatering av dokument. Som regel är en enkel visning av tecken på skärmen inte är tillräcklig ur synvinkel den praktiska betydelsen av PC. I de flesta fall bör texten konstrueras med användning av en viss teckenstorlek och färg, åtföljas av ytterligare element (såsom, t ex, tabeller). Alla dessa parametrar är inställda, liksom i fallet med program på specifika språk som förstås av datorn. PC, erkänner "team", visar dokument precis som användaren önskar. Dessutom kan text formateras på samma sätt, precis som det händer med programmen, med hjälp av olika uppsättningar av "fraser" och även på olika språk.

Det finns dock en grundläggande skillnad mellan koderna för dokument och datorprogram. Den består i det faktum att den förra inte kan dekryptera själva. För att öppna filer med formaterad text alltid krävs tredje part.

datakryptering

En annan tolkning av begreppet "code" som tillämpas på datorer - är kryptering. Ovan har vi använt detta ord som en synonym för begreppet "kodning", och det är tillåtet. Här krypterings menar vi en annan typ av fenomen. Nämligen kodning digitala data för att förbjuda tillgång till dem av andra människor. Skydd av datafiler - de viktigaste aktiviteterna inom IT-området. Detta är faktiskt en separat vetenskaplig disciplin den innehåller också en skola dator. Kodning filer i syfte att förebygga obehörig åtkomst - är en uppgift, vars betydelse presenteras för medborgare i moderna stater i barndomen.

Hur är de mekanismer genom vilka datakryptering? Principen är lika enkel och tydlig som alla tidigare har vi övervägas. Kodning - en process som är lätt förklaras i termer av de grundläggande principerna för logik.

Antag att vi vill förmedla budskapet "Ivanov, Petrov går till", så att ingen kunde läsa den. Vi litar på datorn för att kryptera meddelandet och se resultatet: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". Denna kod är naturligtvis är ganska enkel: varje nummer motsvarar antalet bokstäver i alfabetet av våra fraser. "I" står på 10: e plats, "B" - 3 "A" - Den 1, etc. Men modern dator kodningssystem kan kryptera data så att det kommer att plocka upp till otroligt hårt nyckel ...