Információ számítógépes kódolása. Mi az információ kódolása és feldolgozása? Milyen információk vannak?

Kód - konvencionális jelek (szimbólumok) rendszere információk (üzenetek) továbbítására, feldolgozására és tárolására.

Kódolás- az információk (üzenetek) kód formájában történő bemutatásának folyamata.

A kódoláshoz használt szimbólumok teljes halmazát hívják ábécé kódolás. Például a számítógép memóriájában minden információ egy bináris ábécével van kódolva, amely csak két karaktert tartalmaz: 0 és 1.

A kódolás tudományos alapjait K. Shannon írta le, aki a technikai kommunikációs csatornákon keresztüli információtovábbítás folyamatait tanulmányozta ( kommunikációelmélet, kódolási elmélet). Ezzel a megközelítéssel kódolás szűkebb értelemben értve: hogyan átmenet az információ egyik szimbolikus rendszerben való megjelenítéséről egy másik szimbolikus rendszerben való megjelenítésre. Például írott orosz szöveg átalakítása morze-kódra távírón vagy rádión keresztül történő továbbításhoz. Az ilyen kódolás azzal jár, hogy a kódot hozzá kell igazítani a felhasznált információkkal való munka technikai eszközeihez (lásd Információ átadása”).

Dekódolás - a kód visszakonvertálása az eredeti szimbólumrendszer formájába, azaz megkapja az eredeti üzenetet. Például: fordítás Morse-kódból írott szövegre oroszul.

Tágabb értelemben a dekódolás egy kódolt üzenet tartalmának rekonstrukciós folyamata. Ezzel a megközelítéssel az orosz ábécé segítségével történő szövegírás folyamata kódolásnak tekinthető, olvasása pedig dekódolás.

Kódolási célok és kódolási módszerek

Ugyanannak az üzenetnek a kódolási módja eltérő lehet. Például megszoktuk az orosz szöveget az orosz ábécé segítségével. De ugyanez megtehető az angol ábécé használatával. Néha ezt SMS-ben kell megtennie mobiltelefon, amin nincsenek orosz levelek, vagy küldés email oroszul külföldről, ha nincs oroszosított verzió a számítógépen szoftver. Például a következő mondat: „Szia, kedves Sasha!” Így kell írnom: „Zdravstvui, dorogoi Sasha!”

Vannak más módok is a beszéd kódolására. Például, gyorsírás - gyors út beszédfelvételek. Csak néhány speciálisan képzett ember - gyorsíró - használja. A gyorsírónak sikerül a szöveget a beszéddel szinkronban rögzítenie beszélő ember. Az átiratban egy ikon egy teljes szót vagy kifejezést jelentett. Csak gyorsíró tudja átírni (dekódolni) az átiratot.

A fenti példák a következő fontos szabályt illusztrálják: ugyanazon információk kódolására használhatók különböző utak; választásuk számos körülménytől függ: kódolási célok, feltételek, rendelkezésre álló források. Ha beszédtempóban kell leírni a szöveget, akkor gyorsírást használunk; ha külföldre kell szöveget küldenie, az angol ábécét használjuk; Ha egy írástudó orosz ember számára érthető formában kell bemutatnia a szöveget, akkor azt az orosz nyelvtan szabályai szerint írjuk.

Egy másik fontos körülmény: az információ kódolási módjának megválasztása összefügghet a feldolgozás tervezett módszerével. Mutassuk meg ezt a számok ábrázolásának példáján – mennyiségi információ. Az orosz ábécé segítségével beírhatja a „harmincöt” számot. Az arab decimális számrendszer ábécéjét használva ezt írjuk: „35”. A második módszer nemcsak rövidebb, mint az első, hanem kényelmesebb is a számítások elvégzéséhez. Melyik jelölés kényelmesebb a számításokhoz: „harmincötször százhuszonhét” vagy „35 x 127”? Nyilván a második.

Ha azonban fontos a szám megőrzése torzítás nélkül, akkor jobb, ha szöveges formában írja meg. Például a monetáris dokumentumokban az összeget gyakran szöveges formában írják le: „háromszázhetvenöt rubel”. a „375 rub.” helyett. A második esetben egy számjegy eltorzítása megváltoztatja a teljes értéket. Szövegforma használatakor előfordulhat, hogy még a nyelvtani hibák sem változtatják meg a jelentést. Például egy írástudatlan ember ezt írta: „Háromszázhetvenöt rubel”. A jelentés azonban megmarad.

Bizonyos esetekben szükség van egy üzenet vagy dokumentum szövegének osztályozására, hogy azok ne tudják elolvasni, akiknek nem kellene elolvasniuk. Ez az úgynevezett védelem az illetéktelen hozzáférés ellen. Ebben az esetben a titkos szöveg titkosítva van. Az ókorban a titkosítást titkos írásnak nevezték. Titkosítás a nyílt szöveg titkosított szöveggé alakításának folyamata, és dekódolás- fordított átalakítási folyamat, amelyben az eredeti szöveget visszaállítják. A titkosítás szintén kódolás, de titkos módszerrel, amelyet csak a forrás és a címzett ismer. A titkosítási módszerek az ún kriptográfia(cm . "kriptográfia").

Sztori technikai módszerek információs kódolás

Az információ tárolására és továbbítására szolgáló technikai eszközök megjelenésével új ötletek és kódolási technikák születtek. Első technikai eszközöket Az amerikai Samuel Morse által 1837-ben feltalált távíró az információ távolsági továbbításának alapja lett. A távíróüzenet elektromos jelek sorozata, amelyet az egyik távírókészülék vezetékeken keresztül egy másik távírókészülékhez továbbít. Ezek a technikai körülmények késztették S. Morse-t arra az ötletre, hogy csak kétféle jelet – rövid és hosszú – használjon a távíró kommunikációs vonalakon továbbított üzenetek kódolására.

Samuel Finley Breese Morse (1791–1872), USA

Ezt a kódolási módszert Morse kódnak nevezik. Ebben az ábécé minden betűjét rövid jelek (pontok) és hosszú jelek (kötőjel) sorozata kódolja. A betűket szünetek választják el egymástól - a jelek hiánya.

A leghíresebb távíró üzenet az SOS vészjelzés ( S ave O ur S ouls- Mentsd meg lelkeinket). Így néz ki az angol ábécére alkalmazott Morse-kóddal:

–––

Három pont (S betű), három kötőjel (O betű), három pont (S betű). Két szünet választja el egymástól a betűket.

Az ábrán a Morse-kód látható az orosz ábécé viszonylatában. Nem voltak különleges írásjelek. A következő szavakkal írták őket: „tchk” - pont, „zpt” - vessző stb.

A Morse-kód jellegzetes vonása az különböző betűk változó kódhosszúsága, ezért hívják a morze kódot egyenetlen kód. A szövegben gyakrabban előforduló betűk kódja rövidebb, mint a ritka betűké. Például az „E” betű kódja egy pont, a tömör karakter kódja pedig hat karakterből áll. Ez az egész üzenet hosszának csökkentése érdekében történik. De a betűkód változó hosszúsága miatt felmerül a betűk egymástól való elválasztásának problémája a szövegben. Ezért az elválasztáshoz szünetet (kihagyást) kell használni. Következésképpen a Morse-távíró ábécé háromtagú, mert három karaktert használ: pont, kötőjel, szóköz.

Egységes távíró kód század végén a francia Jean Maurice Baudot találta fel. Csak két különböző típusú jelet használt. Nem számít, hogyan hívod őket: pont és kötőjel, plusz és mínusz, nulla és egy. Ez két különböző elektromos jel. Az összes szimbólum kódhossza azonosés egyenlő öttel. Ebben az esetben nincs probléma a betűk egymástól való elválasztásával: minden öt jel egy-egy szövegkarakter. Ezért bérlet nem szükséges.

Jean Maurice Emile Baudot (1845–1903), Franciaország

A Baudot-kód az információ bináris kódolásának első módszere a technika történetében.. Ennek az ötletnek köszönhetően sikerült létrehozni egy írógéphez hasonló, közvetlen nyomtatású távírókészüléket. Egy bizonyos betűs billentyű megnyomása egy megfelelő ötimpulzusos jelet generál, amelyet a kommunikációs vonalon továbbítanak. A vevő készülék ennek a jelnek a hatására kinyomtatja ugyanazt a betűt egy papírszalagra.

BAN BEN modern számítógépek Az egységes bináris kódot szövegek kódolására is használják (lásd " Szövegkódoló rendszerek”).

Az információ kódolás témája ben bemutatható tanterv az iskolai számítástechnika tanulmányozásának minden szakaszában.

Egy propedeutikai kurzuson gyakrabban kínálnak a hallgatóknak olyan feladatokat, amelyek nem kapcsolódnak számítógépes adatkódoláshoz, és bizonyos értelemben játék formájúak. Például egy Morse-kód táblázat alapján kódolási feladatokat (orosz szöveg Morse-kóddal történő kódolásához) és dekódolási feladatokat (morse-kóddal kódolt szöveg megfejtéséhez) egyaránt javasolhat.

Az ilyen feladatok végrehajtása egy kriptográfus munkájaként is értelmezhető, különféle egyszerű titkosítási kulcsokat kínálva. Például alfanumerikus, minden betűt az ábécé sorszámával helyettesítve. Ezenkívül a szöveg teljes kódolásához írásjeleket és egyéb szimbólumokat kell hozzáadni az ábécéhez. A tanulók találjanak ki egy módot a kisbetűk és a nagybetűk megkülönböztetésére.

Az ilyen feladatok elvégzésekor fel kell hívni a tanulók figyelmét arra, hogy elválasztó karakter - szóköz - szükséges, mivel a kódról kiderül, hogy egyenetlen: egyes betűk egy számmal vannak titkosítva, mások kettővel.

Ösztönözze a tanulókat, hogy gondolkodjanak el azon, hogyan lehet elkerülni a betűk elválasztását a kódban. Ezeknek a gondolatoknak egy egységes kód ötletéhez kell vezetniük, amelyben minden karakter két tizedesjegygel van kódolva: A - 01, B - 02 stb.

Az információk kódolásával és titkosításával kapcsolatos problémák gyűjteménye számos iskolai tankönyvben elérhető.

Az általános iskolai informatika alapszakon a kódolás témaköre szorosabban kapcsolódik a számítógépben való ábrázolás témájához. különféle típusok adatok: számok, szövegek, képek, hang (lásd " Információs technológia”).

Középiskolában egy általános műveltségi vagy szabadon választható tantárgy tartalma részletesebben kitérhet a K. Shannon által az információelmélet keretében kidolgozott kódoláselmélethez kapcsolódó kérdésekre. Számos érdekes probléma van itt, amelyek megértéséhez a hallgatók magasabb szintű matematikai és programozási képzése szükséges. Ezek a gazdaságos kódolás, az univerzális kódolási algoritmus és a hibajavító kódolás problémái. E kérdések közül sokat részletesen tárgyalunk tankönyv„A számítástechnika matematikai alapjai”.

1. Andreeva E.BAN BEN.,Bosova L.L.,Falina I.N. A számítástechnika matematikai alapjai. Választható tárgy. M.: BINOM. Tudáslaboratórium, 2005.

2. Beshenkov S.A.,Rakitina E.A. Számítástechnika. Szisztematikus tanfolyam. Tankönyv 10. évfolyamnak. M.: Laboratórium Alap tudás, 2001, 57 p.

3.Wiener N. Kibernetika, avagy vezérlés és kommunikáció állatokban és gépekben. M.: Szovjet rádió, 1968, 201 p.

4. Számítástechnika. Problémakönyv-műhely 2 kötetben / Szerk. I.G. Semakina, E.K. Henner. T. 1. M.: BINOM. Tudáslaboratórium, 2005.

5. Kuznyecov A.A., Beshenkov S.A., Rakitina E.A., Matveeva N.V., Milokhina L.V. Számítástechnika folyamatos képzés (koncepció, modulrendszer, standard program). Informatika és Oktatás, 2005. 1. sz.

6. Matematikai enciklopédikus szótár. rovat: „Iskolai számítástechnikai szótár”. M.: Szovjet Enciklopédia, 1988.

7.Friedland A.én. Számítástechnika: folyamatok, rendszerek, erőforrások. M.: BINOM. Tudáslaboratórium, 2003.

Információk kódolása számítógépben

A számítógép által feldolgozott összes információt bináris kódban kell ábrázolni két számjegy - 0 és 1 - használatával. Ezt a két karaktert általában bináris számjegynek vagy bitnek nevezik. Két szám 1 és 0 használatával bármilyen üzenetet kódolhat. Ez volt az oka annak, hogy két fontos folyamatot kell megszervezni a számítógépben:

kódolás, amelyet a beviteli eszközök biztosítanak, amikor a bemeneti információkat számítógéppel érzékelhető formává, azaz bináris kóddá alakítják; dekódolás, amelyet a kimeneti eszközök biztosítanak, amikor az adatokat bináris kódból ember számára érthető formába konvertálják.

A technikai megvalósítás szempontjából a bináris számrendszer használata az információk kódolására sokkal többnek bizonyult.
egyszerűbb, mint más módszerek alkalmazása. Valójában kényelmes az információt nullák és egyesek sorozataként kódolni, ha ezeket az értékeket egy elektronikus elem két lehetséges stabil állapotaként képzeljük el:

0 - nincs elektromos jel vagy jel alacsony szint; 1 - jel van, vagy a jel magas szinten van.

Ezeket a feltételeket könnyű megkülönböztetni. A bináris kódolás hátránya a hosszú kódok. De a technológiában könnyebb kezelni sok egyszerű elemet, mint kis számú összetett elemet.

A hétköznapokban is meg kell küzdeni egy olyan készülékkel, ami csak két stabil állapotban lehet: be/ki. Természetesen ez egy mindenki számára ismerős kapcsoló. De lehetetlennek bizonyult olyan kapcsolót kitalálni, amely stabilan és gyorsan tudna váltani a 10 állapot bármelyikére. Ennek eredményeként a fejlesztők számos sikertelen próbálkozás után arra a következtetésre jutottak, hogy lehetetlen tizedes számrendszer alapján számítógépet építeni. A számok számítógépes ábrázolásának alapja pedig a kettes számrendszer volt.

Jelenleg különféle módok léteznek az információk bináris kódolására és dekódolására a számítógépen. Mindenekelőtt az információ típusától függ, nevezetesen attól, hogy mit kell kódolni: szöveget, számokat, grafikát vagy hangot. Sőt, a számok kódolásakor fontos szerep Az számít, hogyan fogják ezeket használni: szövegben, számításokban vagy az I/O folyamatban. A műszaki megvalósítás jellemzőit is előírják.

Grafikus információk kódolása

Kétféleképpen hozhat létre és tárolhat grafikus objektumokat a számítógépen – raszteres képként vagy vektorképként. Minden képtípus saját kódolási módszert használ.

A raszterkép a monitor képernyőjén való megjelenítésére használt pontok gyűjteménye. A raszteres kép térfogatát a pontok számának és egy pont információmennyiségének szorzataként határozzuk meg, amely a lehetséges színek számától függ. Fekete-fehér kép esetén egy pont információmennyisége 1 bit, mivel egy pont lehet fekete vagy fehér, ami két számjeggyel – 0 vagy 1 – kódolható.

8 szín kódolásához 3 bit szükséges; 16 színhez - 4 bit; 6 színhez - 8 bit (1 bájt) stb.

Hanginformáció kódolása

A hang egy folyamatosan változó amplitúdójú és frekvenciájú hanghullám. Minél nagyobb a jel amplitúdója, annál hangosabb az ember számára; minél magasabb a jel frekvenciája, annál magasabb a hangszín. Ahhoz, hogy a számítógép hangot dolgozhasson fel, a folyamatos hangjelet elektromos impulzusok sorozatává kell alakítani (bináris egyesek és nullák).

A folyamatos audiojel kódolása során annak időmintavételezése történik. A folyamatos hanghullám külön kis szakaszokra van osztva, és minden ilyen szakaszhoz beállítanak egy bizonyos amplitúdóértéket. Így a jel amplitúdójának az időtől való folyamatos függőségét a hangerőszintek diszkrét sorozata váltja fel.

A modern hangkártyák 16 bites hangkódolási mélységet biztosítanak. Ebben az esetben a jelszintek száma 65536 lesz.

Folyamatos hangjel bináris kódolásakor azt diszkrét jelszintek sorozata váltja fel. A kódolás minősége az egységnyi idő alatt végzett jelszint mérések számától, azaz a mintavételezési frekvenciától függ. Hogyan több mennyiséget A mérés 1 másodperc alatt történik (minél magasabb a mintavételi frekvencia), annál pontosabb a bináris kódolási eljárás.

A másodpercenkénti mérések száma 8000-től 48000-ig terjedhet, azaz az analóg audiojel mintavételezési frekvenciája 8 és 48 kHz között lehet - audio CD hangminőség. Azt is figyelembe kell venni, hogy monó és sztereó mód is lehetséges.

Videó információk bemutatása

BAN BEN Utóbbi időben A számítógépet egyre gyakrabban használják videoinformációk kezelésére. Ennek legegyszerűbb módja a filmek és videoklipek megtekintése. Világosan meg kell érteni, hogy a videoinformációk feldolgozása nagyon nagy sebességet igényel a számítógépes rendszertől.

Mi a film számítástechnikai szempontból? Mindenekelőtt hang és grafikus információ kombinációja. Ezen túlmenően, hogy a mozgás hatását keltsék a képernyőn, egy eredendően diszkrét technológiát használnak a statikus képek gyors megváltoztatására. Tanulmányok kimutatták, hogy ha egy másodperc alatt több mint 10-12 képkocka változik, akkor az emberi szem folyamatosnak érzékeli a változásokat.

Úgy tűnik, ha kódolási problémák statisztikai grafikaés a hangproblémák megoldódnak, akkor a videokép mentése nem lesz nehéz. De ez csak első pillantásra van így, mivel amint azt a fent tárgyalt példa mutatja, a hagyományos információtárolási módszerek alkalmazásakor a film elektronikus változata túl nagynak bizonyul. Meglehetősen nyilvánvaló javulás, hogy az első képkockát teljes egészében megjegyzi (a szakirodalomban kulcskeretnek szokták nevezni), a következőkben pedig csak a kezdeti kerettől való eltérések kerülnek mentésre (különbségkockák).

Számos különböző formátum létezik a videoadatok megjelenítésére.

BAN BEN Windows környezet Például a Video formátumot több mint 10 éve használják (a 3.1-es verziótól kezdődően) a Windows számára, AVI kiterjesztésű univerzális fájlok (Audi o Video Interleave - váltakozó hang és videó) alapján.

Széles körben elterjedt a DivX nevű technológia (a Digital Video Express szó rövidítéséből származik). A DivX-nek köszönhetően olyan tömörítési szintet lehetett elérni, amely lehetővé tette egy teljes hosszúságú film kiváló minőségű rögzítését egyetlen CD-re - a 4,7 GB-os DVD-filmet 650 MB-ra tömörítve.

Vektor és fraktál képek.

vektoros kép egy grafikus objektum, amely elemi szegmensekből és ívekből áll. A képalkotás alapeleme a vonal. Mint minden tárgynak, ennek is vannak tulajdonságai: forma (egyenes, ívelt), vastagság, szín, stílus (pontozott, tömör). A zárt sorok kitölthetők (más objektumokkal vagy a kiválasztott színnel). Az összes többi vektorgrafikus objektum vonalakból áll. Mivel a vonal matematikailag egyetlen objektumként van leírva, az objektum vektorgrafika segítségével történő megjelenítéséhez szükséges adatmennyiség sokkal kevesebb, mint a rasztergrafikában. Információ valamiről vektoros kép szabályos alfanumerikusként van kódolva, és speciális programok dolgozzák fel.

NAK NEK szoftver A vektorgrafikák létrehozása és feldolgozása a következő szoftvereket tartalmazza: CorelDraw, Adobe Illustrator, valamint vektorosítók (nyomkövetők) - speciális csomagok a raszteres képek vektorossá alakítására.

Fraktál grafika matematikai számításokon alapul, mint a vektor. De a vektorral ellentétben alapeleme maga a matematikai képlet. Ez oda vezet, hogy a számítógép memóriájában nem tárolnak objektumot, és a kép csak egyenletek segítségével készül. Ezzel a módszerrel a legegyszerűbb szabályos szerkezeteket, valamint a tájat utánzó összetett illusztrációkat készítheti.

Feladatok.

Ismeretes, hogy a számítógép videomemóriájának kapacitása 512 KB. A képernyő felbontása 640 x 200. Hány képernyőoldal helyezhető el egyszerre a videomemóriában egy palettával
a) 8 színből;
b) 16 szín;
c) 256 szín?

Hány bit szükséges a 130 árnyalat információinak kódolásához? Nem nehéz kiszámolni, hogy 8 (azaz 1 bájt), hiszen 7 bittel 0 és 127 között tárolható a színárnyalat szám, 8 bit pedig 0 és 255 között. Könnyen belátható, hogy ez a kódolási módszer nem optimális: a 130 észrevehetően kevesebb, mint 255. Gondoljon bele, hogyan sűrítheti össze a rajzról szóló információkat, amikor azt fájlba írja, ha ismert, hogy
a) a rajz egyszerre csak 16 színárnyalatot tartalmaz a 138 lehetséges színárnyalatból;
b) a rajz egyszerre tartalmazza mind a 130 árnyalatot, de a különböző árnyalatokkal festett pontok száma erősen változó.

A) Nyilvánvaló, hogy 4 bit (fél bájt) elegendő 16 árnyalat információinak tárolására. Mivel azonban ez a 16 árnyalat 130 közül van kiválasztva, előfordulhat, hogy olyan számok vannak, amelyek nem férnek bele 4 bitbe. Ezért a paletta módszert fogjuk használni. Adjuk hozzá a rajzunkban használt 16 árnyalathoz a „helyi” számokat 1-től 15-ig, és kódoljuk a teljes rajzot bájtonként 2 ponttal. És akkor ehhez az információhoz (az azt tartalmazó fájl végén) adunk egy megfelelési táblázatot, amely 16 pár bájtból áll árnyalatszámokkal: 1 bájt a „helyi” számunk ezen a képen, a második a ezt az árnyékot. (amikor az utóbbi helyett magáról a színárnyalatról kódolt információkat használnak, például az „elektronikus fegyverek” piros, zöld, kék fényerejére vonatkozó információkat katódsugárcső, akkor egy ilyen asztal színpaletta lesz). Ha a rajz elég nagy, akkor a kapott fájlméret növekedése jelentős lesz;
b) próbáljuk meg megvalósítani a legegyszerűbb algoritmust egy rajz információinak archiválására. Adjunk 128 - 130 kódokat ahhoz a három árnyalathoz, amellyel a minimális számú pontot festik, és 1 -127 kódokat a többi árnyalathoz. Egy fájlba (amely ebben az esetben nem bájtok sorozata, hanem folyamatos bitfolyam) írunk hétbites kódokat az 1-től 127-ig terjedő számokkal rendelkező árnyalatokhoz. A bitfolyam maradék három árnyalatához írunk egy előjelszám - hétbites 0 - és közvetlenül utána egy kétbites „helyi” szám, a fájl végére pedig a „helyi” és a valós számok megfelelőségi táblázatát adjuk. Mivel a 128-130 kódú árnyalatok ritkák, kevés hétbites nulla lesz.

Vegye figyelembe, hogy a probléma felvetése nem zár ki más megoldásokat, a kép színösszetételére való hivatkozás nélkül - archiválás:
a) az azonos árnyalatokkal festett pontsorozat azonosításán, és ezen sorozatok mindegyikének egy számpárral való helyettesítésén alapul (szín), (mennyiség) (ez az elv a PCX grafikus formátum alapja);
b) pixelvonalak összehasonlításával (az első oldal pontjainak árnyalatszámainak rögzítése egészében, a következő soroknál pedig csak azoknak a pontoknak a árnyalatszámának rögzítése, amelyek árnyalatai eltérnek az előzőben azonos pozícióban lévő pontok árnyalataitól sor - ez a GIF formátum alapja);
c) fraktál képcsomagoló algoritmus (YPEG formátum) felhasználásával. (IO 6,1999)

A világ tele van sokféle hanggal: órák ketyegése és motorzúgás, szél üvöltése és falevelek susogása, madarak éneke és emberek hangja. Az emberek nagyon régen kezdtek találgatni arról, hogyan születnek a hangok és mit képviselnek. Még az ókori görög filozófus és tudós - Arisztotelész enciklopédista megfigyelések alapján elmagyarázta a hang természetét, úgy gondolva, hogy a hangzó test váltakozó sűrítést és levegőritkulást hoz létre. Így egy oszcilláló húr vagy kiereszti, vagy összenyomja a levegőt, és a levegő rugalmassága miatt ezek a váltakozó hatások továbbterjednek a térbe - rétegről rétegre rugalmas hullámok keletkeznek. Amikor elérik a fülünket, a dobhártyát érintik, és hangérzetet okoznak.

Az ember füllel érzékeli a rugalmas hullámokat, amelyek frekvenciája valahol 16 Hz és 20 kHz között van (1 Hz - 1 rezgés másodpercenként). Ennek megfelelően bármilyen közegben lévő rugalmas hullámokat, amelyek frekvenciája a meghatározott határokon belül van, hanghullámoknak vagy egyszerűen hangnak nevezzük. A hang tanulmányozása során olyan fogalmak, mint pl hangotÉs hangszín hang. Bármilyen valódi hang, legyen az hangszerjáték vagy emberi hang, számos harmonikus rezgés sajátos keveréke, meghatározott frekvenciákkal.

Az a hinta, amiben a legtöbb van alacsony frekvenciaju, hívott fő hang, Egyéb - felhangok.

Hangszín- egy adott hangban rejlő különböző számú felhang, ami különleges színezést ad. Az egyik és a másik hangszín közötti különbséget nemcsak a szám, hanem az alaphang hangját kísérő felhangok intenzitása is meghatározza. Hangszín alapján könnyen megkülönböztethetjük a zongora és a hegedű, a gitár és a furulya hangjait, és felismerhetjük egy ismerős személy hangját.

A zenei hang három tulajdonsággal jellemezhető: a hangszín, azaz a hang színe, amely a rezgések alakjától függ, a hangmagasság, amelyet a másodpercenkénti rezgések száma (frekvencia) határoz meg, és a hangerő, amely a rezgések intenzitásától függ. rezgések.

A számítógépeket ma már széles körben használják különböző területek. Ez alól a hanginformációk és a zene feldolgozása sem volt kivétel. 1983-ig az összes felvett zenét bakelitlemezen és kompakt kazettán adták ki. Jelenleg a CD-ket széles körben használják. Ha van egy stúdió hangkártyával felszerelt számítógépe, amelyhez MIDI billentyűzet és mikrofon van csatlakoztatva, akkor speciális zenei szoftverekkel dolgozhat.

Hagyományosan több típusra osztható:

1) mindenféle segédprogramok valamint meghatározott hangkártyákkal való együttműködésre tervezett illesztőprogramok és külső eszközök;
2) hangszerkesztők, amelyekkel együttműködni készültek hangfájlokat, lehetővé teszi bármilyen művelet elvégzését velük - a részekre bontástól az effektekkel történő feldolgozásig;
3) szoftver szintetizátorok, amelyek viszonylag nemrég jelentek meg, és csak erős számítógépeken működnek megfelelően. Lehetővé teszik a kísérletezést különböző hangok létrehozásával;
és mások.

Az első csoport az operációs rendszer összes segédprogramját tartalmazza. Például a win 95 és 98 saját keverőprogramokkal és segédprogramokkal rendelkezik a hang lejátszásához/rögzítéséhez, CD-k és szabványos MIDI-fájlok lejátszásához. A hangkártya telepítése után ezekkel a programokkal ellenőrizheti annak működését. Például a Fonográf programot úgy tervezték, hogy wave fájlokkal (Windows formátumú hangrögzítési fájlok) működjön. Ezek a fájlok .WAV kiterjesztéssel rendelkeznek. Ez a program lehetővé teszi a hangfelvételek lejátszását, rögzítését és szerkesztését a magnóhoz hasonló technikákkal. A fonográf használatához tanácsos a mikrofont a számítógéphez csatlakoztatni. Ha hangfelvételt kell készíteni, akkor a hangminőségről kell döntenie, hiszen attól függ a hangfelvétel időtartama. Minél jobb a felvételi minőség, annál rövidebb a lehetséges hangidő. Átlagos felvételi minőséggel kielégítően rögzíthet beszédet, akár 60 másodperces fájlokat is létrehozhat. Körülbelül 6 másodperc lesz a felvétel időtartama, ami egy zenei CD minőségének felel meg.

Hogyan működik a hangkódolás? Gyerekkorunk óta találkozhatunk zenei felvételekkel különböző adathordozókon: lemezeken, kazettákon, CD-ken stb. Jelenleg két fő módja van a hangrögzítésnek: analóg és digitális. De ahhoz, hogy bármilyen médiára hangot rögzítsünk, azt elektromos jellé kell alakítani.

Ez egy mikrofon segítségével történik. A legegyszerűbb mikrofonok membránnal rendelkeznek, amely hanghullámok hatására rezeg. A membránhoz egy tekercs van rögzítve, amely mágneses térben szinkronban mozog a membránnal. A tekercsben váltakozó elektromos áram lép fel. A feszültségváltozások pontosan tükrözik a hanghullámokat.

A mikrofon kimenetén megjelenő váltakozó elektromos áramot ún analóg jel. Amikor elektromos jelre alkalmazzuk, az „analóg” azt jelenti, hogy a jel időben és amplitúdójában folyamatos. Pontosan tükrözi a hanghullám alakját, ahogy az a levegőben halad.

A hanginformáció diszkrét vagy analóg formában is megjeleníthető. Különbségük az információ diszkrét bemutatásában van fizikai mennyiség hirtelen megváltozik („létra”), véges értékhalmazt vesz fel. Ha az információt analóg formában adjuk meg, akkor egy fizikai mennyiség végtelen számú értéket vehet fel, amelyek folyamatosan változnak.

A bakelitlemez egy példa a hanginformációk analóg tárolására, mivel a hangsáv folyamatosan változtatja alakját. De a mágnesszalagon készült analóg felvételeknek van egy nagy hátránya - a közeg elöregedése. Egy év leforgása alatt a normál magas frekvenciájú hangfelvételek elveszíthetik azokat. A bakelitlemezek lejátszásakor többször veszít minőségéből. Ezért előnyben részesítik a digitális rögzítést.

A 80-as évek elején megjelentek a CD-k. Példák a hanginformáció diszkrét tárolására, mivel a CD hangsávja eltérő visszaverődésű területeket tartalmaz. Elméletileg ezek a digitális lemezek örökké kitartanak, ha nem karcolódnak, pl. Előnyük a tartósság és a mechanikai öregedésállóság. További előnye, hogy digitális szinkronizáláskor nem csökken a hangminőség.

A multimédiás hangkártyákon analóg mikrofon előerősítő és keverő található.

Hanginformáció digitális-analóg és analóg-digitális átalakítása.

Nézzük meg röviden a hang analógról digitálisra konvertálásának folyamatait és fordítva. Hozzávetőleges elképzelés arról, hogy mi történik benne hangkártya, segíthet elkerülni néhány hibát a hanggal való munka során

A hanghullámokat egy mikrofon segítségével analóg váltakozó elektromos jellé alakítják át. Ez átmegy hangút(lásd a függelék 1.11. ábráját, 1. diagram), és egy analóg-digitális átalakítóban (ADC) végződik – egy olyan eszközben, amely a jelet digitális formává alakítja.

Az ADC működési elve leegyszerűsítve a következő: meghatározott időközönként megméri a jel amplitúdóját, és a digitális úton továbbítja az amplitúdó változásairól információt hordozó számsort (lásd Függelék 1.11. ábra, 2. ábra). ).

Az analóg-digitális átalakítás során nem történik fizikai átalakítás. Mintha ujjlenyomatot vagy mintát vennének az elektromos jelből, amely a hangút feszültségingadozásának digitális modellje. Ha ez diagram formájában van ábrázolva, akkor ez a modell oszlopok sorozataként jelenik meg, amelyek mindegyike egy adott számértéknek felel meg. A digitális jel természeténél fogva diszkrét – azaz szakaszos, tehát digitális modell nem egészen formahű analóg jel.

Minta az analóg jel amplitúdójának két mérése közötti időintervallum.

A minta szó szerinti fordítása angolból „minta”. A multimédiás és professzionális audio terminológiában ennek a szónak több jelentése van. Az időtartamon kívül mintának nevezzük a digitális adatok bármely sorozatát, amelyet analóg-digitális átalakítás útján nyernek. Magát az átalakulási folyamatot ún mintavétel. Orosz szaknyelven úgy hívják mintavétel.

A digitális hang kimenete digitális-analóg konverter (DAC) segítségével történik, amely a bejövő digitális adatok alapján megfelelő időpontokban a szükséges amplitúdójú elektromos jelet állítja elő (lásd a függelék 1.11. ábráját, 3. diagram).

Lehetőségek mintavétel

Fontos paraméterek mintavétel a frekvencia és a bitmélység.
Frekvencia- analóg jel amplitúdóméréseinek száma másodpercenként.

Ha a mintavételezési frekvencia nem több, mint kétszerese a hangtartomány felső határának frekvenciájának, akkor magas frekvenciák veszteségek fognak bekövetkezni. Ez megmagyarázza, hogy az audio CD szabványos frekvenciája miért 44,1 kHz. Mivel a hanghullámok oszcillációs tartománya 20 Hz és 20 kHz között van, a másodpercenkénti jelmérések számának nagyobbnak kell lennie, mint az azonos időtartam alatti rezgések számának. Ha a mintavételezési frekvencia lényegesen kisebb, mint a hanghullám frekvenciája, akkor a jel amplitúdója a mérések közötti idő alatt többször is változhat, és ez oda vezet, hogy a digitális ujjlenyomat kaotikus adathalmazt hordoz. A digitális-analóg átalakítás során egy ilyen minta nem továbbítja a fő jelet, csak zajt kelt.

Az új Audio DVD formátumban egy másodperc alatt 96 000-szer mérik a jelet, i.e. 96 kHz-es mintavételi frekvenciát használnak. A merevlemez-terület megtakarítása érdekében a multimédiás alkalmazásokban gyakran alacsonyabb frekvenciákat használnak: 11, 22, 32 kHz. Ez a hallható frekvencia tartomány csökkenéséhez vezet, ami azt jelenti, hogy a hallható hang erősen torzul.

Ha ugyanazt a hangot ábrázolja 1 kHz-en (a zongora hetedik oktávjáig terjedő hang nagyjából ennek a frekvenciának felel meg), de mintavételezve különböző frekvenciák(a szinuszhullám alsó része nem jelenik meg minden grafikonon), akkor láthatóak lesznek a különbségek. A vízszintes tengely egy osztása, amely az időt mutatja, 10 mintának felel meg. A skála ugyanaz (lásd a Függelék 1.13. ábráját). Látható, hogy 11 kHz-en körülbelül öt hanghullám oszcilláció van minden 50 mintán, ami azt jelenti, hogy egy szinuszhullám periódus mindössze 10 értékkel van ábrázolva. Ez egy meglehetősen pontatlan megjelenítés. Ugyanakkor, ha figyelembe vesszük a 44 kHz-es digitalizálási frekvenciát, akkor a szinusz minden periódusához már közel 50 minta van. Ez lehetővé teszi, hogy jó minőségű jelet kapjon.

Bit mélység jelzi, hogy milyen pontossággal változik az analóg jel amplitúdója. Az a pontosság, amellyel a jelamplitúdó értéke minden pillanatban a digitalizálás során továbbításra kerül, meghatározza a jel minőségét a digitális-analóg átalakítás után. A hullámforma rekonstrukció megbízhatósága a bitmélységtől függ.

Az amplitúdóérték kódolásához a bináris kódolás elvét alkalmazzuk. A hangjelet elektromos impulzusok sorozataként kell bemutatni (bináris nullák és egyesek). Általában az amplitúdóértékek 8, 16 vagy 20 bites megjelenítését használják. Folyamatos hangjel bináris kódolásakor azt diszkrét jelszintek sorozata váltja fel. A kódolás minősége a mintavételi frekvenciától (az időegység alatti jelszint mérések számától) függ. A mintavételi gyakoriság növekedésével az információ bináris megjelenítésének pontossága növekszik. 8 kHz-es frekvencián (másodpercenkénti minták száma 8000) a mintavételezett audiojel minősége a rádióadás minőségének, 48 kHz-es frekvencián (másodpercenkénti minták száma 48000) pedig a hangminőségnek felel meg. egy audio CD-ről.

Ha 8 bites kódolást használ, akkor elérheti az analóg jel amplitúdójának változtatási pontosságát akár 1/256 dinamikus hatókör digitális eszköz (2 8 = 256).

Ha 16 bites kódolást használ az audiojel amplitúdóértékeinek megjelenítésére, a mérési pontosság 256-szorosára nő.

A modern konverterek jellemzően 20 bites jelkódolást használnak, ami lehetővé teszi a kiváló minőségű audio digitalizálást.

Emlékezzünk a K = 2 a képletre. Itt K az összes lehetséges hang száma (különböző jelszintek vagy jelállapotok száma), amelyet a hang bitekkel történő kódolásával kaphatunk

22. INFORMÁCIÓKÓDOLÁS

22.1. Általános információ

Kódolás– az információk alternatív formában történő bemutatása. Lényegében a kódrendszerek (vagy egyszerűen kódok) hasonlóak, amelyekben a kódmegnevezések a kódolt információ elemeinek felelnek meg. A különbség az, hogy a rejtjelek tartalmaznak egy változó részt (kulcsot), amely egy adott eredeti üzenethez ugyanazzal a titkosítási algoritmussal különböző rejtjelszövegeket tud előállítani. A kódrendszerekben nincs változó rész. Ezért ugyanaz az eredeti üzenet kódolva általában mindig ugyanúgy néz ki 1. Egy másik jellegzetes tulajdonsága A kódolás a kódmegjelölések (helyettesítések) alkalmazása teljes egészében szavakra, kifejezésekre vagy számokra (számkészletekre). A kódolt információ elemeinek kódokkal való helyettesítése végrehajtható egy megfelelő táblázat (például egy rejtjelhelyettesítő tábla) alapján, vagy függvény vagy kódolási algoritmus segítségével határozható meg.

Mint kódolt információ elemei cselekedhet:

A természetes nyelv betűi, szavai és kifejezései;

Különféle szimbólumok, például írásjelek, aritmetikai és logikai műveletek, összehasonlító operátorok stb. Meg kell jegyezni, hogy a műveleti jelek és az összehasonlító operátorok maguk is kódszimbólumok;

Audiovizuális képek;

Helyzetek és jelenségek;

Örökletes információ;

Kódmegjelölések lehet:

A természetes nyelv betűi és betűkombinációi;

Grafikus szimbólumok;

Elektromágneses impulzusok;

Fény- és hangjelzések;

Kémiai molekulák halmaza és kombinációja;

A kódolás elvégezhető célokra:

Az információk tárolásának, feldolgozásának és továbbításának kényelme (általában a kódolt információ tömörebben jelenik meg, és alkalmas az automatikus szoftver és hardver általi feldolgozásra és továbbításra is);

Felszerelés információcsere tantárgyak között;

Kijelző láthatósága;

Tárgyak és tárgyak azonosítása;

Minősített információk elrejtése;

Megtörténik az információ kódolása egy-És többszintű. Az egyszintű kódolásra példa az fényjeleket közlekedési lámpák által adott jelzések (piros – állj, sárga – készülj, zöld – menj). A többszintű kódolás használható vizuális (grafikus) kép megjelenítésére fényképfájl formájában. Először a vizuális képet alkotó elemi elemeire (pixelekre) bontjuk, azaz. minden egyes külön rész a vizuális képet egy elemi elem kódolja. Minden elem elemi színek halmazaként (RGB: piros - piros, zöld - zöld, kék - kék) van ábrázolva (kódolva), megfelelő intenzitással, amely viszont számértékként jelenik meg. Ezt követően a számkészleteket általában átalakítják (kódolják), hogy tömörebben ábrázolják az információkat (pl. jpeg formátumok, png stb.). Végül a kapott számokat elektromágneses jelekként ábrázolják (kódolják) kommunikációs csatornákon vagy egy adathordozón lévő területeken történő továbbításhoz. Meg kell jegyezni, hogy maguk a számok szoftveres feldolgozáskor az elfogadott számkódolási rendszernek megfelelően jelennek meg.

Az információ kódolása lehet megfordíthatóÉs visszafordíthatatlan. Reverzibilis kódolással, kódolt üzenet alapján, egyértelműen (minőségromlás nélkül) visszaállítható a kódolt üzenet (eredeti kép). Például kódolás Morse-kóddal vagy vonalkóddal. Visszafordíthatatlan kódolással az eredeti kép egyértelmű visszaállítása lehetetlen. Például audiovizuális információk kódolása (jpg, mp3 vagy avi formátumok) vagy .

Morze kód- karakterek (ábécé betűi, számok, írásjelek stb.) kódolási módszere „pontok” és „kötőjelek” sorozatával. Egy pont időtartamát időegységnek vesszük. A kötőjel időtartama három ponttal egyenlő. Egy karakter elemei közötti szünet egy pont (kb. 1/25 másodperc), egy szó karakterei között 3 pont, a szavak között 7 pont. Samuel Morse amerikai feltaláló és művész után nevezték el.

22.1. ábra. Morse kódrészlet

Kezdetben a morze-kódot használták üzenetek továbbítására a távíróban. Ebben az esetben a pontokat és a kötőjeleket vezetékeken áthaladó elektromos jelek formájában továbbították. Jelenleg a morze-kódot jellemzően olyan helyeken használják, ahol az információcsere egyéb módjai nem állnak rendelkezésre (például börtönökben).

Érdekes tény az első villanykörte feltalálójához, Thomas Alva Edisonhoz (1847-1931) köthető. Nagyothalló volt, és Morse kóddal kommunikált feleségével, Mary Stiwell-lel. Udvarlásuk során Edison a szavakat kezével kopogtatva javasolta, és ő is ugyanígy válaszolt. A távírókód a házastársak közös kommunikációs eszközévé vált. Edison még akkor is, amikor színházba mentek, Mary kezét a térdére tette, hogy „táviratozhassa” neki a színészek párbeszédét.

Baudot kód- digitális 5 bites kód. Emile Baudot fejlesztette ki 1870-ben távírójához. A kódot közvetlenül egy öt billentyűből álló billentyűzet segítségével írták be; egy billentyű lenyomása vagy lenyomása egy ötbites kód egy bitjének átvitelének vagy nem továbbításának felelt meg. Ennek a kódnak számos változata (szabványa) létezik (CCITT-1, CCITT-2, MTK-2 stb.) Az MTK-2 különösen a CCITT-2 nemzetközi szabvány módosítása, cirill betűkkel kiegészítve.

22.2. ábra. Baudot kódszabvány MTK-2

A következő ábra egy távírógépet mutat be, amely Baudot kóddal továbbított üzenettel rendelkezik.

Rizs. 22.3. Lyukszalag Baudot kóddal

Két dolgot kell megjegyezni Érdekes tények a Baudot-kóddal kapcsolatos.

1. Az AT&T távíróvállalat alkalmazottai, Gilberto Vernam és Joseph Mauborgne őrnagy 1917-ben javasolták a távíróüzenetek Baudot-kódon alapuló automatikus titkosítását. A titkosítás folyamatban volt.

2. Az MTK-2-ben átvett angol és orosz ábécé közötti megfelelést használták fel a KOI-7 és KOI-8 számítógépes kódolások létrehozásához.

ASCII és Unicode.

Az ASCII (American Standard Code for Information Interchange) egy amerikai szabványos kódolási táblázat nyomtatható és vezérlőkarakterekhez. Eredetileg 7 bitesnek tervezték, hogy 128 karaktert képviseljen; számítógépekben használva 8 bitet (1 bájt) foglaltak le karakterenként, ahol a 8. bit integritás-ellenőrzésként (paritásbit) szolgált. Később, amikor 8 bitet használtak további karakterek (összesen 256 karakter), például a nemzeti ábécé betűinek megjelenítésére, a 8 bites feleként kezdték felfogni. Különösen az ASCII alapján az orosz ábécé betűit tartalmazó kódolásokat fejlesztettek ki: MS-DOS operációs rendszerhez - cp866 (angol kódlap), MS Windows operációs rendszerhez - Windows 1251, különféle operációs rendszer– KOI-8 (információcsere kód, 8 bit), ISO 8859-5 és mások.

Rizs. 22.4. Windows kódlap 1251

Az Unicode egy karakterkódolási szabvány, amely lehetővé teszi a karakterek megjelenítését szinte minden írott nyelven. A szabványt 1991-ben a Unicode Consortium (Unicode Inc.) non-profit szervezet javasolta. Ennek a szabványnak a használata lehetővé teszi nagyobb számú karakter kódolását (mint az ASCII és más kódolásoknál) a kétbájtos karakterkódolásnak köszönhetően (összesen 65536 karakter). A Unicode dokumentumok kínai karaktereket, matematikai szimbólumokat, görög ábécé, latin és cirill ábécé betűit tartalmazhatnak.

A Unicode szabvány kódjai több részre vannak osztva. Az első 128 kód az ASCII kódolásnak felel meg. Ezt követi a különböző írásjelek, írásjelek és műszaki szimbólumok betűinek szakaszai. Különösen az 1025 (Ё), 1040-1103 (A-ya) és 1105 (ё) kódok felelnek meg az orosz ábécé nagy- és kisbetűinek.

Braille- egy dombornyomott tapintható betűtípus, amelyet vakok írására és olvasására terveztek. 1824-ben fejlesztette ki a francia Louis Braille, egy cipész fia. Louis három évesen egy szemgyulladás következtében veszítette el látását, ami akkor kezdődött, amikor a fiú egy nyergeskéssel (akár egy csúszdával) megsérült apja műhelyében. 15 évesen megalkotta pontozott domborműves betűtípusát, amelyet Charles Barbier tüzérkapitány „éjszakai betűtípusának” egyszerűsége ihletett, amelyet a korabeli katonaság használt a küldemények sötétben történő olvasására.

A Braille-írás 6 pontot használ, amelyek két oszlopban vannak elrendezve, mindegyikben 3, a karakterek (leginkább betűk és számok) ábrázolására.

Rizs. 22.5. Pontszámozás

Minden szimbólumnak megvan a maga egyedi, kiemelkedő pontkészlete. Hogy. A Braille 2 6 = 64 karakter kódolására szolgáló rendszer. De a vezérlőkarakterek jelenléte a betűtípusban (például áttérés betűkre vagy számokra) lehetővé teszi a kódolt karakterek számának növelését.

Rizs. 22.6. Braille

A Braille-írást az utóbbi időben széles körben használják a közéletben és a mindennapi életben a fogyatékkal élők iránti növekvő figyelem miatt.

Rizs. 22.7. A 2014-es paralimpiai játékok aranyérmén Braille-írással a „Szocsi 2014” felirat.

Vonalkód- a termékek felületén, jelölésén vagy csomagolásán alkalmazott grafikus információ, amely fekete-fehér csíkok vagy egyéb geometriai alakzatok sorozata, technikai eszközökkel történő leolvasás céljából.

1948-ban Bernard Silver, a philadelphiai Drexel Egyetem Műszaki Intézetének végzős hallgatója meghallotta egy helyi élelmiszerbolt lánc elnökét, aki arra kérte az egyik dékánt, hogy dolgozzon ki egy olyan rendszert, amely automatikusan beolvassa a termékinformációkat, amikor megvizsgálja azt. Silver erről beszélt barátainak, Norman Joseph Woodlandnek és Jordin Johansonnak. Ők hárman elkezdték kutatni a különböző jelölési rendszereket. Első működő rendszerük ultraibolya tintát használt, de ez meglehetősen drága volt, és idővel el is fakult.

Woodland meg volt győződve arról, hogy a rendszer megvalósítható, és elhagyta Philadelphiát, és apja floridai lakásába költözött, hogy folytassa munkáját. 1949. október 20-án a Woodland and Silver találmányi kérelmet nyújtott be, amelyet 1952. október 7-én adtak be. A szabadalom a szokásos sorok helyett egy vonalkód-rendszer leírását tartalmazta koncentrikus körök formájában.

Rizs. 22.8. Woodland and Silver's Concentric Circle System szabadalom, a modern vonalkódok előfutára

A vonalkódokat először 1974-ben használták hivatalosan az Ohio állambeli Troy üzleteiben. Vonalkód rendszereket találtunk széles körű alkalmazás a közéletben: kereskedelem, postai küldemények, pénzügyi és bírósági bejelentések, tárolóegységek elszámolása, személyek azonosítása, Elérhetőség(internetes linkek, címek Email, telefonszámok) stb.

Létezik lineáris (egy irányban olvasható) és kétdimenziós vonalkód. Az egyes fajták mind a grafikai kép méretében, mind a bemutatott információ mennyiségében különböznek egymástól. Az alábbi táblázat példákat ad néhány vonalkód-típusra.

22.1. táblázat. A vonalkódok típusai

Név	Vonalkód példa	Megjegyzések
Lineáris
Univerzális termékkód, UPC (univerzális termékkód)	(UPC-A)	Amerikai vonalkód szabvány, amelyet termék- és gyártóazonosítók kódolására terveztek. Vannak fajtái: - UPC-E – 8 számjegy kódolva; - UPC-A – 13 számjegy van kódolva.
Európai cikkszám, EAN (európai termékszám)	(EAN-13)	Európai vonalkód-szabvány, amelyet termék- és gyártóazonosítók kódolására terveztek. Vannak fajtái: - EAN-8 – 8 számjegy kódolva; - EAN 13 – 13 számjegy kódolva; - EAN-128 – tetszőleges számú betű és szám, szabályozott csoportokba kombinálva, kódolva van. GOST ISO/IEC 15420-2001 „Automatikus azonosítás. Vonalkódolás. EAN/UPC szimbológiai specifikáció.
128-as kód (128-as kód)		107 karaktert tartalmaz. Ebből 103 adatkarakter, 3 kezdőkarakter és 1 stop karakter van. Mind a 128 ASCII karakter kódolásához három karakterkészlet áll rendelkezésre – A, B és C, amelyek egy vonalkódon belül használhatók. Az EAN-128 a Code 128 ábécé segítségével kódolja az információkat GOST 30743-2001 (ISO/IEC 15417-2000) „Automatikus azonosítás. Vonalkódolás. 128-as kód Szimbólumspecifikáció (128-as kód)".
Kétdimenziós
DataMatrix (mátrix adatok)		Az egy kódba illeszthető karakterek maximális száma 2048 bájt. GOST R ISO/IEC 16022-2008 „Automatikus azonosítás. Vonalkódolás. Adatmátrix szimbológiai specifikáció".
QR-kód (angol gyors reagálás - gyors reagálás)		A kép sarkaiban lévő négyzetek lehetővé teszik a kép méretének és tájolásának normalizálását, valamint azt a szöget, amelyben az érzékelő a képfelülethez viszonyul. A pontok bináris számokká alakulnak az ellenőrző összeg ellenőrzésével. Egy QR-kódban elférő karakterek maximális száma: - számok - 7089; - számok és betűk (latin) - 4296; - bináris kód - 2953 bájt; - hieroglifák - 1817.
MaxiCode (maxicode)		A méret hüvelykről hüvelykre (1 hüvelyk = 2,54 cm). Szállítási és fogadási rendszerekhez használják. GOST R 51294.6-2000 „Automatikus azonosítás. Vonalkódolás. MaxiCode szimbolikus specifikáció.
PDF147 (angolul: Portable Data File - hordozható adatfájl)		Személyazonosításra, áruk könyvelésére, szabályozó hatóságok felé történő jelentések benyújtásakor és egyéb területeken használják. Támogatja a 2710 karakteres kódolást, és legfeljebb 90 sort tartalmazhat.
Microsoft Tag (Microsoft címke)		A mobiltelefonokba épített kamerák segítségével történő felismerésre tervezték. Ugyanannyi karaktert tartalmazhat, mint a Code128. A készüléken előre elkészített információk gyors azonosítására és fogadására tervezték (webhivatkozások, tetszőleges, legfeljebb 1000 karakter hosszúságú szöveg, telefonszám stb.), a kódhoz kötve és egy Microsoft szerveren tárolva. 13 bájtot és egy extra bitet tartalmaz a paritásért.

Számok ábrázolása bináris formában (számítógépen). Mint ismeretes, a számítógépekben tárolt és feldolgozott információk bináris formában jelennek meg. Bit(Angol) kettős nary digi t- bináris szám; szavakkal is játszanak: angol. bit - darab, részecske) - az információ mennyiségének mértékegysége, amely egyenlő a kettes számrendszer egy számjegyével. Egy bit segítségével két állapotot kódolhat (jeleníthet, megkülönböztethet) (0 vagy 1; igen vagy nem). A bitek (bitek) számának növelésével növelheti a kódolt állapotok számát. Például egy 8 bitből álló bájtnál a kódolt állapotok száma 2 8 = 256.

A számokat az ún. fix és lebegőpontos formátumok.

1. Rögzített pont formátum, főként egész számokra használatos, de olyan valós számokhoz is használható, amelyeknél a tizedesvessző után fix számú tizedesjegy van. Egész számok esetén azt feltételezzük, hogy a „vessző” a legkisebb jelentőségű bit (számjegy) után jobbra helyezkedik el, pl. bitrácson kívül. BAN BEN ezt a formátumot Két ábrázolás létezik: előjel nélküli (nem negatív számokhoz) és aláírt.

Mert aláírás nélküliábrázolások esetén minden számjegy magának a számnak az ábrázolásához van hozzárendelve. Például egy bájt előjel nélküli egész számokat jelölhet 0 10 és 255 10 között (00000000 2 - 11111111 2) vagy valós számokat egy tizedesjegygel 0,0 10 és 25,5 10 között (00000000 2 - 11211). Mert ikonszerű reprezentációk, azaz. pozitív és negatív számok esetén a legjelentősebb számjegy kerül az előjelhez (0 – pozitív szám, 1 – negatív).

Vannak közvetlen, fordított és kiegészítő kódok az előjeles számok rögzítésére.

BAN BEN közvetlen A kódban a pozitív és negatív szám írása ugyanúgy történik, mint az előjel nélküli ábrázolásnál (kivéve, hogy az előjelhez a legjelentősebb bit kerül lefoglalva). Így az 5 10 és -5 10 számokat 00000101 2-ként és 10000101 2-ként írjuk fel. A közvetlen kódban két kód található a 0 számhoz: „pozitív nulla” 00000000 2 és „negatív nulla” 10000000 2.

Használata fordított kódot, a negatív számot fordított pozitív számként írjuk le (a 0-k 1-re változnak, és fordítva). Például az 5 10 és -5 10 számok 00000101 2 és 11111010 2 formátumban vannak felírva. Meg kell jegyezni, hogy a fordított kódban, csakúgy, mint az előremenőben, van „pozitív nulla” 00000000 2 és „negatív nulla” 11111111 2. A fordított kód használata lehetővé teszi, hogy az összeadási művelet segítségével kivonjon egy számot a másikból, pl. két X – Y szám kivonását X + (-Y) összegük váltja fel. Ebben az esetben két további szabályt kell alkalmazni:

A kivont szám invertálódik (fordított kódként ábrázolva);

Ha az eredményben a számjegyek száma nagyobb, mint a számok ábrázolására kiosztott szám, akkor a bal szélső (legjelentősebb) számjegyet el kell hagyni, és az eredményhez hozzáadunk 1 2-t.

Az alábbi táblázat példákat ad a kivonásra.

22.2. táblázat. Példák két szám kivonására fordított kóddal

Annak ellenére, hogy a fordított kód nagymértékben leegyszerűsíti a számítási eljárásokat és ennek megfelelően a számítógépek sebességét, a két „nulla” jelenléte és egyéb konvenciók a megjelenéshez vezettek. további kód. Negatív szám ábrázolásakor a modulusát először megfordítjuk, mint a fordított kódnál, majd az inverzióhoz azonnal hozzáadunk 1 2-t.

A következő táblázat néhány számot mutat be különböző kódábrázolásokban.

22.3. táblázat. Számok ábrázolása különböző kódokban

Negatív számok komplementer kódokban való ábrázolásakor a második szabály kissé leegyszerűsödik - ha az eredményben a számjegyek száma nagyobb, mint a számok ábrázolására kijelölt, akkor csak a bal szélső (legjelentősebb) számjegy kerül elvetésre.

22.4. táblázat. Példák két szám kivonására kettős komplementer kóddal

Érvelhetõ, hogy a számok kettõs komplementer kódokban történõ ábrázolása még egy mûveletet igényel (fordítás után mindig össze kell adni 1 2-t), amire késõbb lehet, hogy nem lesz szükség, mint az inverz kódok példáiban. BAN BEN ebben az esetben A jól ismert „teáskanna elv” lép életbe. Jobb lineárissá tenni az eljárást, mint alkalmazni rá az „Ha A, akkor B” szabályokat (még akkor is, ha csak egy van). Ami emberi szempontból munkaerőköltség-növekedésnek tűnik (számítási és időbonyolultság), szoftveres és hardveres megvalósítási szempontból hatékonyabbnak bizonyulhat.

A kiegészítő kód másik előnye a fordított kóddal szemben, hogy a „negatív nulla” kiküszöbölése miatt egy egységben még egy információszámot (állapotot) képes megjeleníteni. Ezért általában az előjeles egybájtos egész számok megjelenítési (tárolási) tartománya +127 és -128 között van.

2. Lebegőpontos formátum, főleg valós számokhoz használják. Egy szám ebben a formátumban exponenciális formában van ábrázolva

X = e n * m, (22,1)

ahol e az exponenciális függvény bázisa;
n - alaprend;
e n - a szám jellemzője;
m - mantissza (lat. mantissa - növekedés) - olyan tényező, amellyel meg kell szoroznia egy szám jellemzőjét, hogy magát a számot kapja.

Például a 350 decimális szám felírható így: 3,5 * 10 2, 35 * 10 1, 350 * 10 0 stb. BAN BEN normalizált tudományos jelölés, rendelés núgy van megválasztva, hogy az abszolút érték legyen m nem kevesebb, mint egy, de szigorúan kevesebb, mint tíz (1 ≤ |m|< 10). Таким образом, в нормализованной научной записи число 350 выглядит, как 3.5 * 10 2 . При отображении чисел в программах, учитывая, что основание равно 10, их записывают в виде m E ± n, ahol E jelentése „*10^” („...szorozzuk tízzel a hatványhoz...”). Például a 350-es szám 3,5E+2, a 0,035 pedig 3,5E-2.

Mivel a számítógépek bináris formában tárolják és dolgozzák fel a számokat, erre a célra az e = 2. A lebegőpontos számok bináris ábrázolásának egyik lehetséges formája a következő.

Rizs. 22.9. Bináris lebegőpontos formátum

A bn± és bm± bitek, azaz a kitevő és a mantissza a fixpontos számokhoz hasonlóan vannak kódolva: „0” a pozitív számok, „1” a negatív számok. A sorrend értéket úgy választjuk ki, hogy a mantissza egész részének értéke decimális (és ennek megfelelően bináris) ábrázolásban egyenlő legyen „1-gyel”, ami megfelel a bináris számok normalizált jelölésének. Például a 350 10 szám esetén a sorrend n = 8 10 = 001000 2 (350 = 1,3671875 * 2 8), az 576 10 - n = 9 10 = 001001 2 (576 = 1,1925 * 2) pedig. A sorrendérték bitreprezentációja végrehajtható közvetlen, fordított vagy komplementer kódban (például n = 8 10 esetén 001000 2 bináris formában). A mantissza értéke a tört részt mutatja. A bináris formájúvá alakításhoz egymás után meg kell szorozni 2-vel, amíg egyenlővé nem válik 0-val.

Rizs. 22.10. Példa törtrész bináris formában való megszerzésére

A szekvenciális szorzás eredményeként kapott egész részek a tört rész bináris alakját jelentik (0,3671875 10 = 0101111 2). A mantissza érték számjegyeinek fennmaradó részét 0 tölti ki. Így a 350-es szám végső formája lebegőpontos formátumban, figyelembe véve a mantissza normalizált jelöléssel történő ábrázolását

Rizs. 22.11. A 350-es szám bináris alakja

Szoftveres és hardveres megvalósításokban aritmetikai műveletek széles körben elfogadott szabvány a lebegőpontos számok ábrázolására IEEE 2754(legutóbbi "754-2008 - IEEE szabvány a lebegőpontos aritmetikához" változat). Ez a szabvány lebegőpontos formátumokat határoz meg a számok ábrázolásához egyetlen(ang. single, float) és kettős(angol dupla) pontosság. A formátumok általános felépítése

Rizs. 22.12. Általános formátum a bináris számok megjelenítéséhez az IEEE 754 szabványban

Az ábrázolási formátumok különböznek a számok ábrázolására allokált bitek (byte) számában, és ennek megfelelően maguk a számok ábrázolásának pontosságában.

22.5. táblázat. A bináris számábrázolási formátumok jellemzői az IEEE 754 szabványban

Az IEEE szabvány szerinti számábrázolás sajátossága, hogy nincs bit a sorrendjelhez. Ennek ellenére a rendelési érték pozitív és negatív értéket is felvehet. Ezt a pontot veszik figyelembe az ún. "a rend felváltása". A megbízás bináris alakjának (közvetlen kóddal írt) decimálissá alakítása után a „rendelés eltolása” levonásra kerül a kapott értékből. Az eredmény a számsorrendnek megfelelő "igaz" érték. Például, ha a 11111111 2 (= 255 10) rendelés egyetlen precíziós számra van megadva, akkor a rendelés értéke valójában 128 10 (= 255 10 - 127 10), és ha 00000000 2 (= 0 10), akkor - 127 10 (= 0 10 - 127 10).

A mantissza értéke, mint az előző esetben, normalizált formában van feltüntetve.

A fentiek figyelembevételével az IEEE 754 szabvány egyszeres precíziós formátumában a 350 10 számot a következőképpen írjuk.

Rizs. 22.13. A 350-es szám bináris alakja az IEEE szabvány szerint

Az IEEE szabvány további jellemzői közé tartozik a speciális számok megjelenítésének képessége. Ezek közé tartozik a NaN (angolul Not a Number - not a number) és a +/-INF (angolul Infinity - végtelen) értékek, amelyek olyan műveletekből származnak, mint például a nullával való osztás. Ide tartoznak azok a denormált számok is, amelyek mantisszája kisebb egynél.

Befejezésül a lebegőpontos számokról néhány szó a hírhedt „ kerekítési hiba" Mert A számábrázolás bináris alakja csak néhány jelentős számjegyet tárol, nem tudja „lefedni” a valós számok teljes változatát egy adott tartományban. Ennek eredményeként, ha egy számot nem lehet pontosan bináris formában ábrázolni, akkor a lehető legközelebbiként ábrázoljuk. Például, ha egymás után hozzáadja az „1,7”-et egy dupla „0,0” számhoz, a következő „képet” láthatja az értékek változásairól.

0.0
1.7
3.4
5.1
6.8
8.5
10.2
11.899999999999999
13.599999999999998
15.299999999999997
16.999999999999996
18.699999999999996
20.399999999999995
22.099999999999994
23.799999999999994
25.499999999999993
27.199999999999992
28.89999999999999
30.59999999999999
32.29999999999999
33.99999999999999
35.699999999999996
37.4
39.1
40.800000000000004
42.50000000000001
44.20000000000001
45.90000000000001
47.600000000000016
…

Rizs. 22.14. Az 1.7-es szám szekvenciális hozzáadásának eredménye (Java 7)

Egy másik árnyalat derül ki, ha két olyan számot adunk hozzá, amelyek sorrendje jelentősen eltér. Például a 10 10 + 10 -10 összeadás eredménye 10 10. Még ha egymás után hozzáad 10-10-et 10 10-hez billió (10 12) alkalommal, az eredmény ugyanaz marad 10 10 . Ha a 10 -10 * 10 12 szorzatot hozzáadjuk a 10 10-hez, ami matematikai szempontból ugyanaz, akkor az eredmény 10000000100 (1,0000000100 * 10 10) lesz.

Genetikai kód- a fehérjék minden élő szervezetre jellemző kódolt aminosav-szekvenciája. A kódolás a DNS részét képező 3. nukleotidok (dezoxiribonukleinsav) használatával történik. A DKN egy makromolekula, amely biztosítja az élő szervezetek fejlődését és működését szolgáló genetikai program tárolását, generációról generációra való átvitelét és végrehajtását. Talán a legfontosabb kód az emberiség történetében.

A DNS négy nitrogénbázist használ: adenint (A), guanint (G), citozint (C), timint (T), amelyeket az orosz irodalomban A, G, C és T betűkkel jelölnek. Ezek a betűk alkotják az ábécé a genetikai kódot. A DNS-molekulákban a nukleotidok láncokba rendeződnek, és így genetikai betűszekvenciák keletkeznek.

Szinte minden élő szervezet fehérje mindössze 20 féle aminosavból épül fel. Ezeket az aminosavakat kanonikusnak nevezzük. Minden fehérje egy lánc vagy több aminosavlánc, amelyek egy szigorúan meghatározott sorrendben kapcsolódnak egymáshoz. Ez a szekvencia határozza meg a fehérje szerkezetét, következésképpen az egészét biológiai tulajdonságait. A fehérjeszintézis (azaz a genetikai információ élő sejtekben való megvalósítása) a DNS-be ágyazott információk alapján történik. Három egymást követő nukleotid (egy triplett) elegendő mind a 20 aminosav kódolásához, valamint a fehérjeszekvencia végét jelző stop jel.

Rizs. 22.15. DNS fragmentum

2 IEEE (eng. Institute of Electrical and Electronics Engineers) – Institute of Electrical and Electronics Engineers.

3 Nitrogéntartalmú bázist tartalmaz cukorral és foszforsavval kombinálva.

22.3. Titkos kódrendszerek

A titkos kódok, akárcsak a rejtjelek, az információk bizalmas kezelését hivatottak biztosítani. Kezdetben a titkos kódrendszerek egyfajta zsargonkódon alapuló rendszer voltak. Azért merültek fel, hogy elrejtsék a levelezésben említett valós személyek nevét. Ezek kis listák voltak, amelyekbe rejtett neveket írtak, velük szemben pedig kódhelyettesítéseket. A pápai követek és a mediterrán városállamok nagykövetei által használt küldemények tartalmának elrejtésére szolgáló, a korai vatikáni levéltárakból származó hivatalos kódok a 14. századból származnak. A levelezés biztonsága iránti igény megnövekedésével a városállamok képviselői egyre kiterjedtebb listákra tettek szert, amelyek nemcsak az emberek nevének kódcseréit tartalmazták, hanem országok, városok, fegyvernemek, ellátások stb. Az információk biztonságának növelése érdekében a listákba titkosított ábécék kerültek a listán nem szereplő szavak kódolására, valamint ezek használatára vonatkozó szabályok, különböző szteganográfiai és kriptográfiai módszerek alapján. Az ilyen gyűjtemények az úgynevezett " nómenklátorok" A 15. századtól a 19. század közepéig. ezek voltak az információk titkosságának biztosításának fő formája.

A 17. századig a nómenklátorok ábécé sorrendben használták az egyszerű szövegű szavakat és kódhelyettesítéseiket, míg a francia kriptológus, Antoine Rossignol nem javasolta a robusztusabb, két részből álló elnevezések használatát. Két rész volt: az egyikben ábécé sorrendben szerepeltek az egyszerű szöveges elemek, a kódelemek pedig vegyesek voltak. A második részben a kódsorok ábécé sorrendben szerepeltek, a sima szöveges elemek összekeveredtek.

A távíró és a Morse-kód feltalálása, valamint a transzatlanti kábel lefektetése a 19. század közepén. jelentősen kibővítette a titkos kódok alkalmazási körét. Hagyományos felhasználásuk (diplomáciai levelezés és katonai célok) mellett elkezdték széles körben alkalmazni a kereskedelemben és a közlekedésben. Az akkori titkos kódrendszerek a következő szót tartalmazták: kód"("State Department Code (1867)", "American Trench Code", "River Codes: Potomac", "Black Code") vagy " rejtjel"("Állami Minisztérium titkosítása (1876)", "Zöld rejtjel"). Meg kell jegyezni, hogy annak ellenére, hogy a névben szerepel a „cipher” szó, ezek a rendszerek kódoláson alapultak.

Rizs. 22.16. Töredék az „állami minisztérium titkosításáról (1899)”

A kódfejlesztők, mint például a rejtjelírók, gyakran további biztonsági rétegeket adtak hozzá, hogy megnehezítsék kódjaik feltörését. Ezt a folyamatot ún újratitkosítás. Ennek eredményeként a titkos kódrendszerek a szteganográfiai és a kriptográfiai módszereket egyaránt kombinálták, hogy biztosítsák az információk titkosságát. Ezek közül a legnépszerűbbek az alábbi táblázatban láthatók.

22.6. táblázat. Az információk titkosságának biztosításának módjai titkos kódrendszerekben

Kombináció különféle módokon a kódrendszerben történő kódolás és újrakódolás bevett gyakorlat volt a kódfejlesztők körében, és szinte megjelenésük kezdetétől kezdték használni. Így még a 15. században Sienában használt nevezékszóban is a szavak kódhelyettesítései mellett a betűk, azok és az üres karakterek helyettesítésére szolgáltak. Ez a gyakorlat a 19. század végén és a 20. század elején virágzott leginkább. Különösen az „1876-os Állami Minisztérium titkosírásában” (Angol Vörös Könyv – Vörös Könyv), amely 1200 oldalból áll, és a hozzá tartozó "Megfejthetetlen kód: Kiegészítés a külügyminisztérium titkosításához" kiegészítése:

Kódmegjelölések szavak és számok formájában;

Információk kódolása. Az információ egyik ábrázolási formából (jelrendszerből) a másikba történő átalakítása során kódolás történik. A kódoló eszköz egy megfelelési táblázat, amely egy-egy megfeleltetést hoz létre két különböző jelrendszer jelei vagy jelcsoportjai között.

Az információcsere folyamatában gyakran szükséges az információ kódolási és dekódolási műveletei végrehajtása. Ha egy ábécé karaktert ír be a számítógépbe a billentyűzet megfelelő gombjának megnyomásával, az kódolódik, azaz számítógépes kóddá alakul. Amikor egy jel megjelenik a monitor képernyőjén vagy a nyomtatón, fordított folyamat történik - dekódolás, amikor a jelet számítógépes kódból grafikus képpé alakítják.

Kép- és hangkódolás. Az információ, beleértve a grafikát és a hangot, analóg vagy diszkrét formában is megjeleníthető. Analóg ábrázolás esetén egy fizikai mennyiség végtelen számú értéket vesz fel, és értékei folyamatosan változnak. Diszkrét ábrázolással egy fizikai mennyiség véges értékhalmazt vesz fel, és értéke hirtelen megváltozik.

A grafikus információ analóg ábrázolására példa például egy festmény, amelynek színe folyamatosan változik, a diszkrét pedig egy olyan kép, amelyet tintasugaras nyomtatóés különböző színű egyedi pöttyökből áll.

A hanginformáció analóg tárolására példa a bakelitlemez (a hangsáv folyamatosan változtatja alakját), a diszkrét pedig az audio CD (amelynek hangsávja eltérő visszaverődésű területeket tartalmaz).

Grafikus és audio információk az analógból a diszkrét formába mintavételezéssel alakítjuk át, azaz egy folyamatos grafikus képet és egy folyamatos (analóg) hangjelet felosztunk egyedi elemek. A mintavételi folyamat magában foglalja a kódolást, azaz minden elemhez egy meghatározott értéket rendelünk kód formájában.

A mintavételezés folyamatos képek és hangok átalakítása diszkrét értékek halmazává, amelyek mindegyikéhez hozzá van rendelve egy kódérték.

Információk kódolása élő szervezetekben. A genetikai információ meghatározza az élő szervezetek szerkezetét és fejlődését, és öröklődik. A genetikai információk a szervezetek sejtjeiben tárolódnak a DNS (dezoxiribonukleinsav) molekulák szerkezetében. A DNS-molekulák négy különböző komponensből (nukleotidokból) állnak, amelyek a genetikai ábécét alkotják.

Az emberi DNS-molekula körülbelül hárommilliárd nukleotidpárt tartalmaz, és minden információt kódol az emberi testről: megjelenéséről, egészségéről vagy betegségre való hajlamáról, képességeiről stb.

6. Az „Információ és menedzsment” témakör alapfogalmai: információk numerikus és szimbolikus kódolása

Numerikus információk kódolása.

A numerikus és szöveges információk kódolásában a hasonlóság a következő: az ilyen típusú adatok összehasonlításához a különböző számoknak (valamint a különböző karaktereknek) eltérő kóddal kell rendelkezniük. A fő különbség a numerikus adatok és a szimbolikus adatok között az, hogy az összehasonlítási művelet mellett a számokkal különféle matematikai műveleteket hajtanak végre: összeadás, szorzás, gyökkivonás, logaritmusszámítás stb. A matematikai műveletek végrehajtásának szabályait részletesen kidolgoztuk. a helyzetszámrendszerben ábrázolt számokhoz.

A számok számítógépben történő ábrázolásának alapvető számrendszere a bináris pozíciós számrendszer.

Szöveges információk kódolása

Jelenleg a legtöbb felhasználó számítógépet használ a szöveges információ feldolgozására, amely szimbólumokból áll: betűk, számok, írásjelek stb. Számítsuk ki, hány szimbólumra és hány bitre van szükségünk.

10 szám, 12 írásjel, 15 számtani szimbólum, orosz és latin ábécé betűi, ÖSSZESEN: 155 karakter, ami 8 bit információnak felel meg.

Az információ mértékegységei.

1 bájt = 8 bit

1 KB = 1024 bájt

1 MB = 1024 KB

1 GB = 1024 MB

1 TB = 1024 GB

A kódolás lényege, hogy minden karakterhez hozzárendelünk egy bináris kódot 00000000 és 11111111 között, vagy egy megfelelő decimális kódot 0 és 255 között.

Nem szabad elfelejteni, hogy jelenleg öt különböző kódtáblázatot használnak az orosz betűk kódolására (KOI - 8, CP1251, CP866, Mac, ISO), és az egyik táblázat segítségével kódolt szövegek nem jelennek meg megfelelően a másikban.

A fő karakterkódolás kijelzője ASCII-kód – amerikai szabványos információcsere-kód – amerikai szabványos kód információcsere, ami egy 16x16-os táblázat, ahol a karakterek hexadecimális számrendszerben vannak kódolva.

szimbolikus (szöveges) információ ódázása.

Az egyes szövegkaraktereken végrehajtott fő művelet a karakterek összehasonlítása.

A karakterek összehasonlításakor a legfontosabb szempont az egyes karakterekhez tartozó kód egyedisége és ennek a kódnak a hossza, maga a kódolási elv megválasztása pedig gyakorlatilag lényegtelen.

A szövegek kódolására különféle konverziós táblázatokat használnak. Fontos, hogy ugyanazt a táblázatot használja ugyanazon szöveg kódolásakor és dekódolásakor.

A konverziós tábla egy olyan táblázat, amely a kódolt karakterek listáját tartalmazza valamilyen módon rendezve, aminek megfelelően a karakter bináris kódjává konvertálódik és vissza.

A legnépszerűbb konverziós táblák: DKOI-8, ASCII, CP1251, Unicode.

Korábban 8 bitet vagy 1 bájtot választottak a karakterkódolás kódhosszának. Ezért leggyakrabban a számítógépben tárolt szöveg egy karaktere egy bájt memóriának felel meg.

8 bites kódhosszúságnál 28 = 256 különböző 0 és 1 kombináció létezhet, így egy konverziós táblázat használatával legfeljebb 256 karakter kódolható. 2 bájtos (16 bites) kódhosszal 65536 karakter kódolható.

7. Az „Információ és menedzsment” témakör alapfogalmai: az információk grafikus kódolása.

Grafikus információk kódolása.

A grafikus kép kódolásának fontos lépése annak diszkrét elemekre való felosztása (mintavételezés).

A grafikák számítógépes tárolására és feldolgozására szolgáló főbb módjai a raszteres és vektoros képek

A vektorkép elemi geometriai alakzatokból (leggyakrabban szegmensekből és ívekből) álló grafikus objektum. Ezen elemi szakaszok helyzetét a pontok koordinátái és a sugár határozza meg. Minden sornál bináris kódok vannak feltüntetve a vonal típusához (folytonos, pontozott, szaggatott), vastagságához és színéhez.

A raszteres kép a mátrixelv szerint képmintavételezés eredményeként kapott pontok (pixelek) gyűjteménye.

Mátrix kódolási elv grafikus képek az, hogy a kép meghatározott számú sorra és oszlopra van felosztva. Ezután a kapott rács minden eleme kódolásra kerül a kiválasztott szabály szerint.

A pixel (képelem) a kép minimális egysége, amelynek színe és fényereje a kép többi részétől függetlenül állítható be.

A mátrixelvnek megfelelően a képeket összeállítják, kiadják a nyomtatóra, megjelenítik a kijelzőn, és szkenner segítségével nyerik ki.

Minél jobb a képminőség, annál sűrűbbek a pixelek, vagyis annál nagyobb a készülék felbontása, és annál pontosabban kódolják mindegyik színét.

Fekete-fehér kép esetén minden pixel színkódja egy bittel van megadva.

Ha a kép színes, akkor minden ponthoz meg van adva egy bináris kód a színéhez.

Mivel a színek bináris kódban vannak kódolva, ha például 16 színű képet akarunk használni, akkor 4 bitre (16=24) lesz szükség minden képpont kódolásához, és ha lehetséges 16 bitet (2 bájt) egy pixel színkódolásához, akkor 216 = 65536 különböző színt továbbíthat. Ha három bájtot (24 bitet) használ egyetlen pont színének kódolására, akkor 16 777 216 (vagyis körülbelül 17 millió) különböző színárnyalatot tükrözhet – ez az úgynevezett „igazi szín” mód. Ne feledje, hogy jelenleg ezeket használják, de messze vannak a modern számítógépek maximális képességeitől.

8 Az „Információ és menedzsment” témakör alapfogalmai: ábécé, kód

Az ábécé az üzenetek egy nyelven történő kódolására használt karakterek rendezett halmaza.

Az ábécé hatványa az ábécé karaktereinek száma.
A bináris ábécé 2 karakterből áll, hatványa kettő.
Az ASCII karakterekkel írt üzenetek 256 karakteres ábécét használnak. Az UNICODE-ban írt üzenetek 65 536 karakterből álló ábécét használnak.

A számítástechnika szempontjából az információhordozók olyan szimbólumsorozatok, amelyeket számítógéppel tárolnak, továbbítanak és feldolgoznak. Kolmogorov szerint egy szimbólumsorozat információtartalma nem függ az üzenet tartalmától, az alfabetikus megközelítés objektív, azaz. nem az üzenetet fogadó alanytól függ.

9 Az információmérés alapfogalmai: bit, byte, kilobyte, megabyte

Bit, Byte, Kilobyte, Megabyte, Gigabyte– ezek az információ mértékegységei.

Igaz, számítógépes számításokban 1 kilobyte nem 1000 bájt, hanem 1024. Miért ennyi? A számítógépen lévő információ bináris formában jelenik meg, és általánosan elfogadott, hogy egy kilobájt a bájtok 2-tizede, vagyis 1024 bájt.
A gyakori egységek az alábbiakban láthatók.

10 Az információ mennyiségi és minőségi mérése.

11 Az információ mérésének alfabetikus és tartalmi megközelítései