Представление информации в ЭВМ. Кодирование
Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам, важно унифицировать форму их представления, то есть необходимо данные преобразовать из одного вида в другой, более удобный для хранения, обработки и передачи. Для этого используются приемы кодирования. Кодирование – это выражение данных одного типа через данные другого с использованием некоторого кода. Код – это алфавит и система правил, на основе которых производится запись звука, графики, текста, числовых данных..
Кодирование текстовой информации
Любой текст состоит из последовательности символов. Символами являются прописные и строчные буквы, знаки препинания, цифры, знаки математических операций и отношений, скобки и др. Текстовая информация, как и любая другая, хранится в памяти компьютера в двоичном виде.
Кодирование заключается в том, что каждому символу алфавита ставится в соответствие целое число (порядковый номер), который записывается в двоичном коде. Закодировав каждый символ, можно записать в двоичном коде любой текст. Однако пронумеровать символы можно по–разному, а это значит, что для разных кодов необходимо применять различные стандарты
Тексты, закодированные при помощи одного кода, могут некорректно отображаться в другом коде. Однако перекодировку текстовых документов в большинстве случаев осуществляют специальные программы – конверторы, которые встроены в приложения.
Кодирование графической информации
Под графической информацией понимают рисунок, чертеж, фотографию и т.д. Двоичная информация об изображении, выводимом на экран компьютера, хранится в видеопамяти компьютера.
В графическом режиме экран монитора разделяется на мельчайшие точки, называемые пикселями (pixel, picture element), количество которых определяет разрешающую способность монитора и зависит от его типа и режима. Разрешающая способность экрана или разрешение – это произведение количества точек в строке на количество строк на экране. Чем выше разрешающая способность, тем выше качество изображения.
Любое графическое изображение хранится в видеопамяти как информация о каждой точке на экране. Такую форму представления графических изображений называют растровой. Каждая точка на экране может быть описана линейными координатами и такими свойствами, как яркость, цвет. Эти характеристики можно выразить с помощью целых чисел в двоичном коде.
Если на экран выводятся только черно-белые иллюстрации (без полутонов), то пиксель будет принимать одно из двух состояний: светится (белый) и не светится (черный). Два состояния пикселя можно закодировать одним двоичным разрядом (1 бит). Если же используются точки с 256 градациями серого цвета, то для кодирования яркости каждой точки потребуется уже восьмиразрядное двоичное число (8 бит).
В компьютерной графике важной характеристикой является цвет. Способы задания цвета пикселя могут быть различными. Для кодирования цвета используют несколько систем: RGB, HSB и CMYK.
Векторное изображение является многослойным и представляет собой совокупность графических примитивов, таких как точка, линия, прямоугольник, окружность, дуга и т.д. Базовым элементом изображения является линия. Каждый объект описывается математическими формулами, поэтому и объем данных для отображения объекта средствами векторной графики значительно меньше, чем в растровой графике. Информация о векторном изображении кодируется как символьно-цифровая и обрабатывается специальными программами.
Принцип кодирования фрактальной графики так же, как и векторной, основывается на математических вычислениях. Но в отличие от векторной ее базовым элементом является сама математическая формула. Это приводит к тому, что в памяти компьютера не хранится никаких объектов и изображение строится только по уравнениям. При помощи этого способа можно строить простейшие регулярные структуры, а также сложные иллюстрации.
Кодирование звука
Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов (нулей и единиц). Преобразование непрерывного звукового сигнала в последовательность двоичных кодов производится путем дискретизации сигнала по времени (Δt = t2 - t1) и квантования по уровню (ΔU = U2 – U1).
Временная дискретизация – способ преобразования звука в цифровую форму путем разбивания звуковой волны на отдельные маленькие временные участки, где амплитуды этих участков квантуются (им присваивается определенное значение).
Качество кодирования звука зависит от:
1) глубины кодирования звука – количество уровней звука
2) частоты дискретизации – количество изменений уровня сигнала в единицу времени (за 1 сек).
