- Главная
- Информатика
- Кодирование и представление информации
Содержание
- 2. Вопросы лекции: Кодирование двоичным кодом Кодирование символов Универсальная система кодирования текстовых данных Кодирование графической информации Кодирование
- 3. Кодирование двоичным кодом Информация характеризуется содержанием (значением) и формой его представления. Она может быть представлена в
- 4. Кодирование двоичным кодом Решать задачу кодирования информации человечество начало задолго до появления компьютеров. Письменность и арифметика
- 5. Кодирование двоичным кодом Информация любого типа: символьная, графическая, звуковая, командная для представления на электронных носителях кодируется
- 6. Примеры различных систем кодирования
- 7. Кодирование символов На основании одной ячейки информационной ёмкостью 1 бит можно закодировать только 2 различных состояния.
- 8. Базовая таблица кодировки ASCII
- 9. Кодирование символов Чтобы хранить также и коды национальных символов каждой страны (в нашем случае – символов
- 10. Кодировка Windows 1251
- 11. Кодировка КОИ-8
- 12. Кодировка ISO
- 13. ГОСТ-альтернативая кодировка
- 14. Универсальная система кодирования текстовых данных Система, основанная на 16-разрядном кодировании символов, получила название универсальной — UNICODE.
- 15. Кодирование графической информации Графическая информация, как и информация любого другого типа, хранятся в памяти компьютера в
- 16. Кодирование графической информации Если пиксель изображения может быть раскрашен только в один из 2х цветов, допустим,
- 17. Кодирование графической информации Поскольку линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки (яркость) можно выразить с помощью
- 18. Кодирование графической информации Кодирование цветных графических изображений Все объекты окружающего мира можно разделить на: излучающие (светящиеся:
- 19. Кодирование графической информации Цветовая модель CMYK используется в полиграфии при формировании изображений, предназначенных для печати на
- 20. Кодирование графической информации На практике, для сохранения информации о цвете каждой точки цветного изображения в модели
- 21. Кодирование звуковой информации На слух человек воспринимает упругие волны, имеющие частоту где-то в пределах от 16
- 22. Кодирование звуковой информации Громкость звука зависти от давления, возникающего при прохождении звуковой волны в жидкой и
- 23. Кодирование звуковой информации Метод FM (Frequency Modulation) основан на том, что теоретически любой сложный звук можно
- 25. Скачать презентацию
Вопросы лекции:
Кодирование двоичным кодом
Кодирование символов
Универсальная система кодирования текстовых
Вопросы лекции:
Кодирование двоичным кодом
Кодирование символов
Универсальная система кодирования текстовых
Кодирование графической информации
Кодирование звуковой информации
Кодирование двоичным кодом
Информация характеризуется содержанием (значением) и формой его представления. Она
Кодирование двоичным кодом
Информация характеризуется содержанием (значением) и формой его представления. Она
При аналоговом представлении информации физическая величина, используемая в качестве ее носителя, изменяется непрерывно (электрическое напряжение или ток).
При дискретном (цифровом) представлении информации физическая величина, используемая в качестве ее носителя, принимает конечное множество значений.
Под кодированием понимается использование различных способов представления дискретной информации, специально приспособленных для конкретных ситуаций, связанных с ее передачей, хранением и переработкой.
Другими словами, кодирование – это установление взаимно-однозначного соответствия между элементами данных и совокупностями символов в некотором алфавите, называемых кодами (кодовыми комбинациями, словами кода).
Кодирование двоичным кодом
Решать задачу кодирования информации человечество начало задолго до появления
Кодирование двоичным кодом
Решать задачу кодирования информации человечество начало задолго до появления
Постепенно люди пришли к выводу, что числа – это удобная форма представления самой различной информации. Так повелось с самых ранних стадий развития человеческой цивилизации. Но чтобы использовать числа, нужно их как-то называть и записывать, нужна система нумерации, или система счисления.
Изобретение компьютера привело к необходимости кодировать (представлять в формальном, стандартизованном виде) все типы информации.
В ЭВМ стандартом представления информации является ее двоичное кодирование, то есть представление чисел, текстов, звука, изображения в виде цепочек нулей и единиц определенной длины. Следствием такой универсальности представления данных является невозможность определения того, какая именно информация (число, символ, команды и т.п.) хранится в ячейке памяти.
Кодирование двоичным кодом
Информация любого типа: символьная, графическая, звуковая, командная для представления
Кодирование двоичным кодом
Информация любого типа: символьная, графическая, звуковая, командная для представления
Информация представленная в аналоговом виде, для того, чтобы быть сохраненной в электронной памяти, оцифровывается и приводится к двоичному коду.
Каждая ячейка электронной памяти обладает информационной ёмкостью 1 бит. Физически, в зависимости от способа регистрации информации, это может быть конденсатор, находящийся в одном из двух состояний: разряжен (0), заряжен (1); элемент магнитного носителя: размагничен (0), намагничен (1); элемент поверхности оптического диска: нет лунки (0), есть лунка (1).
Одним из первых носителей информации, представленной в двоичном коде, была бумажная перфокарта, пробитое отверстие на которой означало 1, а цельная поверхность 0.
Примеры различных систем кодирования
Примеры различных систем кодирования
Кодирование символов
На основании одной ячейки информационной ёмкостью 1 бит можно закодировать
Кодирование символов
На основании одной ячейки информационной ёмкостью 1 бит можно закодировать
Для латинской раскладки клавиатуры такая кодировочная таблица одна на весь мир, поэтому текст, набранный с использованием латинской раскладки, будет адекватно отображен на любом компьютере. Эта таблица носит название ASCII (American Standard Code of Information Interchange) по-английски произносится [э́ски], по-русски произносится [а́ски]. Когда вы вводите с клавиатуры, скажем, символ “*”, компьютер его воспринимает как код 42(10), в свою очередь 42(10)=101010(2) – это и есть двоичный код символа “*”. Коды с 0 по 31 в этой таблице не задействованы.
Базовая таблица кодировки ASCII
Базовая таблица кодировки ASCII
Кодирование символов
Чтобы хранить также и коды национальных символов каждой страны (в
Кодирование символов
Чтобы хранить также и коды национальных символов каждой страны (в
Таким образом, отведя под хранение информации о коде каждого символа 8 бит, мы получим N=28=256 уникальных двоичных кодов, что достаточно, чтобы закодировать все символы, которые можно ввести с клавиатуры.
На сегодняшний день в использовании не одна, а несколько кодировочных таблиц, включающих коды кириллицы, – это стандарты, выработанные в разные годы и различными учреждениями. В этих таблицах различен порядок, в котором расположены друг за другом символы кирилличного алфавита, поэтому одному и тому же коду соответствуют разные символы.
По этой причине, мы иногда сталкиваемся с текстами, которые состоят из русских букв, но в бессмысленной для нас последовательности.
Кодировка Windows 1251
Кодировка Windows 1251
Кодировка КОИ-8
Кодировка КОИ-8
Кодировка ISO
Кодировка ISO
ГОСТ-альтернативая кодировка
ГОСТ-альтернативая кодировка
Универсальная система кодирования текстовых данных
Система, основанная на 16-разрядном кодировании символов, получила
Универсальная система кодирования текстовых данных
Система, основанная на 16-разрядном кодировании символов, получила
Кодирование графической информации
Графическая информация, как и информация любого другого типа, хранятся
Кодирование графической информации
Графическая информация, как и информация любого другого типа, хранятся
Кодирование графической информации
Если пиксель изображения может быть раскрашен только в один
Кодирование графической информации
Если пиксель изображения может быть раскрашен только в один
Если под хранение информации о цвете пикселя выделить 2 бита, то число цветов, допустимых для раскраски каждого пикселя, увеличится до 4х (N=22=4), а объем файла изображения в битах будет вдвое больше, чем количество составляющих его пикселей.
а) 1 бит на пиксель – 2 цвета
б) 2 бита на пиксель – 4 цвета
Кодирование графической информации
Поскольку линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки (яркость)
Кодирование графической информации
Поскольку линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки (яркость)
При печати на не цветном принтере обычно допускается 256 градаций серого цвета (от черного (0) до белого (255)) для раскраски каждой точки изображения. Под хранение информации о цвете точки в этом случае отводится 1 байт, т.е. 8 бит (log2(256)=8 бит).
Кодирование графической информации
Кодирование цветных графических изображений
Все объекты окружающего мира можно разделить
Кодирование графической информации
Кодирование цветных графических изображений
Все объекты окружающего мира можно разделить
Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие.
В зависимости от того, является объект излучающим или отражающим для представления описания его цвета в виде числового кода используются две обратные друг другу цветовые модели: RGB или CMYK.
Модель RGB используется в телевизорах, мониторах, проекторах, сканерах, цифровых фотоаппаратах… Эта модель является аддитивной (суммарной), что означает, что цвета в этой модели добавляются к черному (blacK) цвету.
Основные цвета в этой модели: красный (Red), зеленый (Green), синий (Blue). Их парное сочетание в равных долях дает дополнительные цвета: желтый (Yellow), голубой (Cyan) и пурпурный (Magenta).
R+G=Y; G+B=C; B+R=M.
Сумма всех трех основных цветов в равных долях дает белый (White) цвет:
R+G+B=W.
Кодирование графической информации
Цветовая модель CMYK используется в полиграфии при формировании изображений,
Кодирование графической информации
Цветовая модель CMYK используется в полиграфии при формировании изображений,
C=W-R; M=W-G; Y=W-B.
В свою очередь парное сочетание в равных долях цветов модели CMY дает цвета модели RGB. Известно, что если смешать на бумаге желтую и голубую краску, получится зеленый цвет. На языке цветовых моделей, это описывается выражением: Y+C=G, кроме того, C+M=B и M+Y=R.
В теории, сумма C+M+Y=K, т.е. дает черный (blacK) цвет, но поскольку реальные типографские краски имеют примеси, их цвет не совпадает в точности с теоретически рассчитанным голубым, желтым и пурпурным. Особенно трудно получить из этих красок черный цвет. Поэтому в модели CMYK к триаде CMY добавляют черный цвет K. От слова blacK для обозначения черного цвета взята последняя буква, и т.к. буква B уже используется в модели RGB для обозначения синего цвета.
Кодирование графической информации
На практике, для сохранения информации о цвете каждой точки
Кодирование графической информации
На практике, для сохранения информации о цвете каждой точки
Изменяющиеся в диапазоне от 0 до 255 координаты RGB образуют цветовой куб. Любой цвет расположен внутри этого куба и описывается своим набором координат, показывающем в каких долях смешаны в нем красная, зеленая и синяя составляющие.
Кодирование звуковой информации
На слух человек воспринимает упругие волны, имеющие частоту где-то
Кодирование звуковой информации
На слух человек воспринимает упругие волны, имеющие частоту где-то
Колебание, которое имеет наиболее низкую частоту, называют основным тоном, другие — обертонами.
Тембр — разное количество обертонов, присущих тому или иному звуку, которое придает ему особую окраску. Именно по тембру мы легко можем отличить звуки рояля и скрипки, гитары и флейты, узнать голос знакомого человека.
Музыкальный звук можно характеризовать тремя качествами:
тембром, т. е. окраской звука, которая зависит от формы колебаний;
высотой, определяющейся числом колебаний в секунду (частотой);
громкостью, зависящей от интенсивности (амплитуды) колебаний.
Кодирование звуковой информации
Громкость звука зависти от давления, возникающего при прохождении звуковой
Кодирование звуковой информации
Громкость звука зависти от давления, возникающего при прохождении звуковой
Давление измеряется в Паскалях, однако в акустике звуковое давление обычно измеряется в децибелах (дБ) относительно порога слышимости. По определению, величина порога принята равной pt = 0,00002Па = 20мкПа. Порог слышимости принимается за 0дБ, а громкость вычисляется как l=20*log10(p/pt), где l [дБ] — громкость (в смысле звукового давления), p [Па]- звуковое давление, pt [Па] — порог слышимости. При этом: все слышимые звуки имеют положительную величину громкости; неслышимые (ниже порога громкости) - отрицательную; изменение громкости на 6дБ соответствует двукратному изменению давления; изменение на 20дБ - изменению давления в 10 раз.
В настоящее время существует два основных способах записи звука: аналоговый и цифровой. Для того чтобы записать звук на какой-нибудь носитель его нужно преобразовать в электрический сигнал.
Кодирование звуковой информации
Метод FM (Frequency Modulation) основан на том, что
Кодирование звуковой информации
Метод FM (Frequency Modulation) основан на том, что