Sisteme de acest ... semn - Encoding: informația de codificare

Informația de codificare - un câmp incredibil de largă de cunoștințe. Desigur, aceasta este legată în mod direct cu dezvoltarea tehnologiei digitale. Multe școli moderne, este cel mai popular subiect - codificare a informațiilor. Astăzi vom învăța interpretarea de bază a acestui fenomen în legătură cu diverse aspecte ale calculatoarelor. Vom încerca să răspundem la întrebarea: „? Encoding - procesul, metoda, instrumentul sau toate aceste lucruri dintr-o dată“

Zerourile și cele

Aproape orice tip de date , care este afișat pe un ecran de computer, într - un fel sau altul reprezintă un cod binar format din zerouri și cele. Este cel mai simplu, „low-level“ mod de a cripta datele, care permite PC-ul pentru a procesa datele. Codul binar este universal: ea este înțeleasă de către toți, fără excepție, calculatoare ( de fapt, de aceea a fost creat - pentru a standardiza utilizarea informațiilor în format digital).

Unitatea de bază, care utilizează o codificare binară - este un pic (de la cuvintele „cifre binare“ - „ de doua cifre“). Acesta este egal cu 0 sau 1. în general, în mod individual biții care nu sunt utilizate și combinate într-o secvență de 8 cifre - octeți. În fiecare dintre ele, astfel, poate conține până la 256 de combinații de zero-uri și altele (2 la puterea a 8). Pentru înregistrarea cantități semnificative de informații sunt utilizate, de obicei, nu bytes izolate, iar valoarea mai mare - cu prefixele „kilo“, „mega“ „giga“, „Tera“, etc., fiecare dintre acestea fiind de 1000 de ori mai mare decât cel precedent .. .

Text Encoding

Cel mai frecvent tip de date digitale - un text. Cum este de codificare? Este destul de ușor de proces explicabilă. Scrisoarea, semn de punctuație, numere sau simboluri pot fi codificate de către unul sau mai mulți octeți, adică, calculatorul le vede ca o secvență unică de zerouri și cele, și apoi, în conformitate cu algoritmul de detecție stabilit este afișat. Există două mari standarde mondiale „criptare“ text de calculator - ASCII si UNICODE.

Sistemul ASCII, fiecare caracter este codificat de un singur octet. Aceasta este, prin acest standard, puteți „cripta“ la 256 de caractere - care este mai mult decât suficient pentru a afișa simbolurile majorității alfabete mondiale. Desigur, toate sistemul scrisoare național existent astăzi nu se încadrează în această resursă. Prin urmare, pentru fiecare alfabet creat propria criptare „subsistem“. Se întâmplă informații codarea folosind sisteme de conectare, adaptate la eșantioane naționale de scriere. Cu toate acestea, fiecare dintre aceste sisteme, la rândul său, face parte dintr-un standard ASCII globală adoptat la nivel internațional.

Ca parte a sistemului ASCII, aceasta este resursa de 256 de caractere este împărțit în două părți. Prima 128 - sunt simbolurile rezervate pentru alfabetul englez (a la z), precum și numerele, mărcile de bază de punctuație și alte caractere. Al doilea 128 de octeți sunt rezervate, la rândul său, în conformitate cu sistemul național de litere. Aceasta este „sub-sistem“ pentru alfabete non-engleză - rusă, hindi, arabă, japoneză, chineză și multe altele.

Fiecare dintre ele este reprezentat sub formă de tabele de codificare separate. Asta este, se poate întâmpla (și de obicei se întâmplă), astfel încât aceeași secvență de biți va fi responsabil pentru diferite litere și simboluri în două tabele separate „naționale“. Mai mult decât atât, datorită particularităților dezvoltării IT-sfere în diferite țări, chiar și ele sunt diferite. De exemplu, pentru limba rusă cele mai comune două sisteme de codificare: Windows 1251 și koi-8. Mai întâi a venit mai târziu (precum și propria ei ton cu sistemul de operare), dar acum mulți experți IT utilizate în mod prioritar. Prin urmare, computerul care poate fi garantat pentru a citi textul rus ar trebui să poată identifica în mod corect ambele tabele. Dar, de regulă, probleme cu ea (dacă este necesar sistem modern de operare PC).

Text Encoding Metode de îmbunătățire tot timpul. În plus față de „un singur octet“ sistem ASCII care se pot ocupa numai 256 de valori pentru caracterele, există, de asemenea, un „dublu-byte“ sistemul UNICODE. Este ușor de calculat că acesta permite codarea textului într-o cantitate egală cu 2 la gradul 16, adică 65 mii. 536. În ea, la rândul lor, au resursele necesare pentru a codifica simultan aproape toate alfabetele naționale existente ale lumii. Utilizarea UNICODE nu este mai puțin frecvente decât implicarea standardului ASCII „clasic“.

codificare diagrame

Am definit modul în care textul „criptat“, iar în acest caz uzate octeți. Așa cum este cazul cu fotografii și imagini digitale? De asemenea, este destul de simplu. În același fel cum se întâmplă cu textul, rolul principal în codificarea graficii pe calculator reda toate aceleași octeți.

Procesul de formare a imaginii digitale, în general, este similar cu mecanismele prin care rulează la televizor. Pe ecranul televizorului, dacă ne uităm, imaginea constă dintr-o multitudine de pixeli individuali, care formează împreună o formă ușor de recunoscut, la o distanță de ochi. matrice de televiziune (sau proiector CRT) al emițătorului recepționează coordonatele orizontale și verticale ale fiecărui punct și imaginea construiește treptat. Grafica pe calculator principiu de codificare funcționează în același mod. bytes „criptare“ de imagini bazate pe atribuirea fiecăruia dintre punctele de ecran coordonatele corespunzătoare (și culoarea fiecăreia dintre ele). Se termeni simpli. Desigur, grafica de codificare - acest proces este mult mai complicat decât același text.

puncte de referință de coordonate respective Metoda și parametrii de culoare se numește „bitmap“. În mod similar, numele multor formate de fișiere de grafica pe calculator. Coordonatele fiecare dintre pixeli și culoarea lor este înregistrată într-unul sau mai mulți octeți. Ce determină numărul? În principal, pe cât de multe nuanțe de culoare va „cripta“. Un byte este cunoscut - este de 256 de valori. Dacă avem destule imagini de a construi un astfel de număr mare de nuanțe - vom gestiona această resursă. În special, în posesia noastră poate fi de 256 de nuanțe de gri. Și acest lucru va fi suficient pentru a codifica aproape orice imagini alb-negru. La rândul său, imaginile color ale resursei nu este suficient: ochiul uman, după cum știți, este capabil să distingă până la câteva zeci de milioane de culori. Prin urmare, are nevoie „de urgență“ nu este de 256 de valori, iar în sute de mii de ori mai mult. De ce este activat pentru a codifica puncte nu de un octet, dar mai multe: în prezent pe baza standardelor existente, pot exista 16 (poate „cripta“ 65 K 536 culori.) Sau 24 (777000 la 16 milioane de 216 nuanțe.).

Spre deosebire de standardele de text, varietatea, care este comparabil cu numărul de limbi din lume, cu un desen lucrurile un pic mai ușor. Cele mai comune formate de fișiere (cum ar fi JPEG, PNG, BMP, GIF, și așa mai departe. D.) sunt recunoscute pe majoritatea calculatoarelor, în general, la fel de bine.

Nu este nimic complicat pentru a înțelege codificarea este efectuată pentru unele principii de informații grafice. Grad 9 orice școală medie rus include, de obicei, cursuri de informatică, în cazul în care astfel de tehnologii sunt descrise în detaliu este foarte simplu de înțeles și de limbaj. Există, de asemenea, programe de formare specializate pentru adulți - acestea sunt organizarea de universități, licee, sau și școală.

Prin urmare, omul rus modern se află în cazul în care pentru a obține cunoștințe despre codurile care au o semnificație practică în ceea ce privește grafica pe calculator. Și dacă doriți să vă familiarizați cu cunoștințele de bază, puteți obține materialele de instruire disponibile. Pentru cei care includ, de exemplu, capitolul „Codificarea informațiilor grafice (al 9-lea grad manual“ Informatică și TIC „autorul Ugrinovich ND).

Codarea datelor audio

Calculator folosit în mod regulat pentru a asculta muzică și alte fișiere audio. La fel cum este cazul cu text și grafică, orice sunet pe PC - este tot aceiași octeți. Ei, la rândul său, „decriptate“ carte audio și alte chips-uri și transformate în sunet audibil. Principiul aici este de aproximativ aceeași ca și în cazul plăcilor de gramofon. Acestea sunt cunoscute pentru fiecare sunet corespunde canelurilor microscopice pe plastic, care este recunoscut de către cititor, și apoi a exprimat. În computer toate arată ca. Numai canelurile joaca un rol de octeți în natură, care, la fel ca în cazul textului și a imaginilor, este de codare binară.

În cazul în care, în cazul elementului de imagine unitate de calculator protrudes punct, atunci când înregistrarea audio este așa-numitul „număr“. Acesta este, în general prescris doi octeți, generând până la 65 mii. 536 microvibrations sunet. Cu toate acestea, spre deosebire de, așa cum se întâmplă în construcția de imagini pentru a îmbunătăți calitatea sunetului se realizează fără a mai adăuga octeți suplimentari (există, în mod evident, și mai mult decât suficient), precum și creșterea numărului de „contează“. Deși în unele sisteme audio bytes este folosit mai puțin și mai mult. Atunci când se realizează codificarea audio, unitatea standard de octet „flux“ realizează o secundă. Microvibrations adică criptat utilizând 8-lea. Counts pe secundă, va fi, evident, de o calitate mai scăzută decât secvența de sunet codificată cu 44 mii. „Counts“.

standardizarea internațională a fișierelor audio, precum și în cazul graficii, este bine dezvoltată. Există mai multe formate standard de suporturi audio - MP3, WAV, WMA, sa bucurat în întreaga lume.

codare video

Un fel de „sistem de hibride“, în care sunetul este combinat cu codificarea de criptare a imaginilor, utilizate în videoclipurile pe calculator. De obicei, filme și clipuri formate din două tipuri de date - este ea însăși un film de însoțire sunet și. Ca „criptat“ prima componentă, ne-am spus mai sus. A doua un pic mai complicat. Principiile de aici sunt diferite față include o codificare grafică a discutat mai sus. Dar, datorită universalității „conceptul“ de bytes sunt mecanismele este destul de ușor de înțeles și de logică.

Să ne amintim cum de a construi filmul. Nu este nimic mai mult decât o serie de cadre individuale (care sunt, în general, 24). Destul de același fel aranjate video pe calculator. Fiecare cadru - este o imagine. Despre modul în care este construit cu ajutorul bytes, am identificat mai sus. La rândul său, prezent în codul video de regiune definită, permițând legarea între un cadre individuale. Un fel de substitut digitale pentru film. O unitate separată a fluxului video (aceleași puncte pentru imagini și numărul de sunet, ca în „filmul“ și film format clipuri), cadrul este considerat. Ultimul un al doilea, în conformitate cu standardele acceptate, pot fi 25 sau 50.

La fel ca în cazul audio, există standarde internaționale comune pentru video - MP4, 3GP, AVI. Producătorii de filme și reclame încearcă să producă mostre de media, care sunt compatibile cu un număr mai mare de calculatoare. Aceste formate de fișiere - printre cele mai populare, au deschis pe aproape orice PC modern.

de compresie a datelor

stocare a datelor informatice se realizează pe o varietate de suporturi - discuri, memorii flash, etc Așa cum am spus mai sus, bytes, de regulă, prefixele „overgrown“ „mega“, „GIGA“, „Tera“, etc. În unele cazuri, .... fişierele valoare codificată este că le plasează cu resursele disponibile nu pot fi pe disc. Apoi, utilizați diferitele tipuri de tehnici de compresie a datelor. Ele sunt, de fapt, de asemenea, o codificare. Aceasta este - o altă interpretare posibilă a termenului.

Există două mecanisme de bază pentru comprimarea datelor. Pe prima dintre ele este scris în secvența de biți „ambalate“ formă. Adică, computerul nu poate citi conținutul fișierelor (l joace ca un text, imagine sau video), dacă nu efectuează procedura de „despachetare“. Programul, care comprimă datele în acest mod se numește un logger de date. Cum funcționează este destul de simplu. date de arhivare ca una dintre cele mai populare moduri în care să pună în aplicare informația de codificare, studii de calculator la nivel școlar obligatoriu.

După cum știm, procesul de „criptare“ în octeții de fișiere standardizate. Ia standardul ASCII. Pentru a, să zicem, pentru a cripta cuvântul „salut“, avem nevoie de 6 octeți, în funcție de numărul de litere. Asta-i cât de mult spațiu un fișier cu acel text va lua pe disc. Ce se întâmplă dacă am scrie cuvântul „hi“ de 100 de ori într-un rând? Nimic special - pentru asta avem nevoie de 600 de bytes, respectiv, aceeași cantitate de spațiu pe disc. Cu toate acestea, putem folosi înregistratorul de date, ceea ce va crea un fișier, ceea ce înseamnă că un număr mult mai mic de bytes va fi „criptat“, echipa care arata ceva de genul: „Bună ziua se înmulțește cu 100“. Prin numărarea numărului de scrisori din acest raport ajuns la concluzia că, în scopul de a înregistra un astfel de fișier, avem nevoie de doar 19 bytes. Și aceeași cantitate de spațiu pe disc. Când „despachetarea“ fișierul arhivă este un „decriptare“, iar textul devine sursă din punctul de vedere „100 salut.“ Astfel, prin utilizarea unui program special, care foloseste un mecanism special de codificare, putem salva o cantitate semnificativă de spațiu pe disc.

Procesul de mai sus este suficient de versatil: indiferent de sistemele de semnul utilizat, informațiile de codificare în scopul de compresie este întotdeauna posibilă prin sisteme de arhivare a datelor.

Care este al doilea mecanism? Într-o anumită măsură, este similar cu ceea ce este utilizat în logger de date. Dar diferența sa fundamentală este faptul că fișierul comprimat ar putea foarte bine să apară un calculator fără procedură de „extracție“. Cum funcționează acest mecanism?

După cum ne amintim, în forma originală a cuvântului „Hello“ ocupă 6 octeți. Cu toate acestea, putem merge la truc și scrie astfel: „prvt“. Publicat 4 octeți. Tot ceea ce rămâne de făcut - este de a „preda“ calculatorul pentru a adăuga în procesul de afișare a fișierului scrisori, pe care am curățat. Trebuie spus că, în practică, procesul de „învățare“ de a organiza și nu este necesar. mecanisme de bază de recunoaștere a caracterelor care lipsesc sunt încorporate în software-ul cel mai modern pentru PC. Aceasta este, cea mai mare parte a fișierelor cu care avem de a face în fiecare zi, într-un fel sau altul a fost „criptat“ de pe acest algoritm.

Desigur, există „hibrid“ de codificare informații despre sistem, care poate efectua compresia de date care să permită în același timp atât de abordările de mai sus. Și acestea sunt susceptibile de a fi chiar mai eficiente în ceea ce privește economisirea de spațiu pe disc decât în mod individual.

Desigur, operează cu cuvântul „salut“, ne-am stabilit doar principiile de bază ale mecanismelor de compresie a datelor. În realitate, ele sunt mult mai complicate. Diferite sisteme de informații care codifică pot oferi un incredibil de mecanisme complexe de fișiere „compresie“. Cu toate acestea, vom vedea, în detrimentul a ceea ce se poate face pentru a economisi spațiu pe disc, aproape fără a recurge la o deteriorare a calității informațiilor pe PC. Deosebit de important este rolul de compresie a datelor atunci când se utilizează imagini, fișiere audio și video - aceste tipuri de date peste altele exigente la resurse de disc.

Ce altceva sunt „coduri“?

Așa cum am spus la început, de codificare - un fenomen complex. Având în tratate cu principiile de bază ale codare a datelor digitale bazate pe biti, putem atinge o altă zonă. Este conectat cu utilizarea codurilor de calcul în valori ușor diferite. Aici, sub „cod,“ nu înseamnă o secvență de unu și zero, precum și colectarea de diferite litere și simboluri (care, după cum știm deja, și așa sunt făcute de la 0 și 1), care are o semnificație practică pentru viața omului modern.

codul

În centrul oricărui program de calculator - cod. Este scris într-un limbaj ușor de înțeles la calculator. PC-ul, descifrarea codului executa anumite comenzi. O trăsătură distinctivă a unui program de calculator de la un alt tip de date digitale, care este conținută în codul este capabil să „decripta“ în sine (utilizatorul trebuie să înceapă numai procesul).

O altă caracteristică a programului - în flexibilitatea relativă a codului utilizat. Asta este, da calculatorul același loc de muncă un om poate, folosind un set mare de „fraze“, și, dacă este necesar - și într-o altă limbă.

documente de marcare

O altă semnificație practică a domeniului de aplicare a codului litere - crearea și formatarea documentelor. Ca o regulă, un simplu de afișare a caracterelor de pe ecran nu este suficientă din punct de vedere al importanței practice a PC-ului. În cele mai multe cazuri, textul ar trebui să fie construite utilizând o anumită dimensiune a fontului și culoarea, să fie însoțite de elemente suplimentare (cum ar fi, de exemplu, tabele). Toți acești parametri sunt stabilite, precum și în cazul programelor cu privire la anumite limbi înțelese de către computer. PC-ul, recunoscând „echipa“, afișează documentul exact ca utilizatorul dorește. În plus, textul poate fi formatat în același mod, la fel cum se întâmplă cu programele, folosind diferite seturi de „fraze“ și chiar în diferite limbi.

Cu toate acestea, există o diferență fundamentală între codurile de documente și programe de calculator. Acesta constă în faptul că primele nu sunt în măsură să se decripta. Pentru a deschide fișiere cu text formatat software terță parte întotdeauna necesare.

criptarea datelor

O altă interpretare a termenului „cod“, așa cum se aplică la calculatoare - este de criptare. Mai sus, am folosit acest cuvânt ca sinonim pentru termenul „codificare“, și este permisă. Aici, criptare ne referim la un alt tip de fenomen. Și anume codificarea datelor digitale, în scopul de a interzice accesul la acestea de către alte persoane. Protecția fișierelor informatice - cele mai importante activități din sfera IT-. Aceasta este de fapt o disciplină științifică separată include, de asemenea, un calculator de școală. Codificarea fișiere în vederea prevenirii accesului neautorizat - este o sarcină, a cărui importanță este prezentat cetățenilor statelor moderne în copilărie.

Cum sunt mecanismele prin care criptarea datelor? Principiul este la fel de simplu și clar ca toate anterioare, am considerat. Codare - un proces care este ușor explicabil în ceea ce privește principiile de bază ale logicii.

Să presupunem că avem nevoie pentru a transmite mesajul, „Ivanov, Petrov merge la“, astfel încât nimeni nu poate citi. Avem încredere în computer pentru a cripta mesajul și a vedea rezultatul: „10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21“. Acest cod este, desigur, este destul de simplu: fiecare număr corespunde cu numărul de litere din alfabetul fraze noastre. „I“ se află pe locul 10, „B“ - 3, „A“ - pe 1, etc. Dar sistemul de codificare de calculator modern poate cripta datele, astfel încât acesta va ridica la cheie incredibil de greu ...