Объектом передачи и преобразования в ЭВМ является дискретная информация. Для ее представления применяется так называемый алфавитный способ, основой которого является использование фиксированного конечного набора символов любой природы, называемого алфавитом.
Примерами таких алфавитов могут служить алфавиты естественных человеческих языков, совокупность десятичных цифр, любая другая упорядоченная совокупность знаков. Символы из набора алфавита называются буквами, а любая конечная последовательность букв - словом в этом алфавите. При этом не требуется, чтобы слово обязательно имело языковое смысловое значение. Например, словами являются последовательности символов, составленные из алфавита, включающего латинские буквы и цифры:
ALFA1 FECD 15AB BASIC
Самым распространенным носителем данных, хотя и не самым экономичным, по-видимому, является бумага. На бумаге данные регистрируются путем изменения оптических характеристик ее поверхности. Изменение оптических свойств (изменение коэффициента отражения поверхности в определенном диапазоне длин волн) используется также в устройствах, осуществляющих запись лазерным лучом на пластмассовых носителях с отражающим покрытием (CD-ROM). В качестве носителей, использующих изменение магнитных свойств, можно назвать магнитные ленты и диски. Регистрация данных путем изменения химического состава поверхностных веществ носителя широко используется в фотографии. На биохимическом уровне происходит накопление и передача данных в живой природе.
Любой носитель можно характеризовать параметром разрешающей способности (количеством данных, записанных в принятой для носителя единице измерения) и динамическим диапазоном (логарифмическим отношением интенсивности амплитуд максимального и минимального регистрируемого сигналов). От этих свойств носителя нередко зависят такие свойства информации, как полнота, доступность и достоверность.
Все процессы, происходящие в вычислительной системе, связаны непосредственно с различными физическими носителями информационных сообщений (носитель данных), а все узлы и блоки этой системы являются физической средой, в которой осуществляются информационные процессы. Особенности носителя информации накладывают определенные ограничения на используемый для ее представления алфавит. При подготовке к решению на ЭВМ исходная формулировка, описание метода решения, задание конкретных исходных данных осуществляются на математическом языке, алфавит которого наряду с буквами естественного языка может включать буквы других языков, специальные символы математических операций и другие знаки. Носителем информации на данном этапе служат листы обычной бумаги.
Для ввода в ЭВМ информация об условиях задачи и методе ее решения должна быть перенесена на специальный носитель, с которого она воспринимается ЭВМ.
В качестве такого носителя ранее использовались специальные бумажные карты (перфокарты) или ленты (перфоленты), на которые буквы, цифры, другие символы наносились с помощью специальной системы знаков, например совокупности пробитых и непробитых позиций. В настоящее время в качестве носителя применяется магнитная лента, гибкие диски (дискеты), жесткие диски (винчестеры).Для нанесения информации используется набор из двух знаков, каждый из которых представляет собой участок поверхности носителя различной намагниченности. Носителями информации являются также компакт-диски, информация на которых кодируется посредством чередования отражающих и не отражающих свет участков на подложке диска. При промышленном производстве компакт-дисков эта подложка выполняется из алюминия, а не отражающие свет участки делаются с помощью продавливания углублений в подложке специальной прессформой. При единичном производстве компакт-дисков подложка выполняется из золота, а нанесение на нее информации осуществляется лазером.
Носителем информации в электронных блоках ЭВМ, ведущих ее обработку, является электрический сигнал, у которого меняется какой-либо параметр (частота, амплитуда).
Процесс преобразования часто требует представлять буквы одного алфавита средствами (буквами, словами) другого алфавита. Такое представление называется кодированием. Декодированием называется процесс обратного преобразования информации относительно ранее выполненного кодирования.
Для представления информации в ЭВМ преимущественное распространение получило двоичное кодирование, при котором символы вводимой в ЭВМ информации представляются средствами двоичного алфавита, состоящего из двух букв. В дальнейшем в качестве этих букв будут использоваться символы 0 и 1.
Двоичный алфавит по числу входящих в него символов является минимальным, поэтому при двоичном кодировании алфавита, включающего большее число букв, каждая буква соответствует последовательности нескольких двоичных знаков или двоичному слову. Такие последовательности называют кодовыми комбинациями.
Полный набор кодовых комбинаций, соответствующих двоичному представлению всех букв кодируемого алфавита, называется кодом.
Различают коды равномерные и неравномерные. Кодовые комбинации равномерных двоичных кодов содержат одинаковое число двоичных знаков, неравномерных - не одинаковое.
В вычислительной технике используются обычно равномерные коды, кодовые комбинации которых составляются в виде последовательности из восьми двоичных знаков.
