Представяне на информация в компютъра: примери за използване

Ако човек изучава компютърната технология не повърхностно, но достатъчно сериозно, той със сигурност трябва да знае какво съществува форми на информация

Урок "Представяне на информация в компютъра": основите

Като цяло, компютърно оборудване за начина, по който тя се възприема информацията или команди, като ги превръща в файловите формати, и предоставя на потребителя на крайния резултат е малко по-различна от традиционните концепции.

Въпросът е, че всички съществуващи системи се основават само на два логически оператора - "true" и "false" (true, false). В по-прост смисъл това е "да" или "не".

Разбираемо е, че науката за думите компютър не разбирам защо специална цифрова система с условен код е създадена в зората на компютърните технологии, в които одобрението на съответния блок, а отричането - нула. По този начин се появи така нареченото двоично представяне на информацията в компютъра. В зависимост от комбинациите от нули и тези, размерът информационен обект.

Най-малката единица от този тип е с размерите малко - малко, което може да има стойност от 0 или 1. Въпреки това, съвременните системи с такива малки количества, не работят, както и почти всички начини за представяне на информацията в компютъра са намалени до използване само осем бита, които заедно (2 до осмото). По този начин, в един байт е възможно да се кодира всеки знак от 256 възможни. И точно двоичен код е основата на основите на всеки информационен обект. Освен това ще бъде ясно как изглежда на практика.

Информатика: представяне на информация в компютъра. Номера с фиксирана точка

Тъй като първоначално се появи речта за числата, ще разгледаме как ги възприема системата. Представянето на цифрова информация в компютъра днес може условно да бъде разделено на обработващи номера с фиксирана и плаваща точка. Първият тип може да включва и обикновени цели числа, които имат нула след запетаята.

Смята се, че номерата от този тип могат да заемат 1, 2 или 4 байта. Така нареченият основен байт отговаря за знака на номера, с положителен знак, съответстващ на нула и отрицателен - един. Така например, при 2-байтово представяне, обхватът на стойностите за положителните числа е между 0 и 2¹⁶-1, което е 65535, а за отрицателни числа - от -2¹⁵ до 2¹⁵-1, което е равно на числения диапазон от -32768 до 32767.

Представяне с плаваща запетая

Сега помислете за втория тип номера. Факт е, че учебната програма на тема "Представяне на информация в компютъра" (9 клас) номера с плаваща запетая не взима предвид. Операциите с тях са доста сложни и се използват например при създаване на компютърни игри. Между другото, малко разсеяни от темата, то трябва да се каже, че за съвременните графични карти един от основните показатели за изпълнение е скоростта на сделките е с такива номера.

Тук се използва експоненциална форма, в която позицията на запетая може да варира. Като основна формула, показваща представянето на което и да е число А, се приема следното: A = m_{А *} р^P, където m_А Дали мантисата, q^P Основата на номерационната система и P е реда на номера.

Матисите трябва да отговарят на изискването q^-1ле-м_А|<1, т.е., той трябва да бъде правилно двоичен фракция, съдържаща знак след десетичната точка, която е различна от нула, и от порядъка на - цяло число. И всеки нормализиран десетичен номер може да бъде просто представен в експоненциална форма. И числата от този тип са с размер 4 или 8 байта.

Например десетичното число 999 999 според формулата с нормализираната мантиса ще изглежда като 0.999999_*10³.

Показване на текстови данни: малко история

Повечето потребители на компютърни системи все още използват информация от теста. И представянето на текстова информация в компютъра съответства на същите принципи на двоичен код.

Въпреки това, поради факта, че много езици могат да бъдат намерени в света днес, специални кодиращи системи или кодови таблици се използват за представяне на текстова информация. С появата на MS-DOS основният стандарт беше кодирането CP866, а компютрите на Apple използваха своя собствен стандарт Mac. По това време за руския език е въведено специално кодиране ISO 8859-5. Въпреки това, с развитието на компютърните технологии, трябваше да се въведат нови стандарти.

Видове кодировки

Така например, в края на 90-те години на миналия век универсален Unicode кодиране, който може да работи не само с текстови данни, но и с аудио и видео. Нейната особеност е, че един бит е приписан на един герой, но двама.

Малко по-късно имаше и други разновидности. За Windows-базирани системи, най-използваните е кодиране cp1251, но за руски език и все още се използва от Koi-8P - кодиране, който се появява в края на 70-те години, и 80-те години са били активно използвани дори и в UNIX-базирани системи.

Същото представяне на текстовата информация в компютъра се базира на таблицата ASCII, която включва основните и разширените части. Първият включва кодове от 0 до 127, а вторият - от 128 до 255. Въпреки това, първите кодове диапазон 0-32 изтеглени извън символи, които са присвоени на клавишите на стандартна клавиатура и функционалните клавиши (F1-F12).

Графични изображения: основни типове

Що се отнася до графиките, които се използват активно в съвременния цифров свят, тук има нюанси. Ако погледнете представянето на графична информация на компютъра, първо трябва да обърнете внимание на основните типове изображения. Сред тях има два основни типа - вектор и растер.

Векторни графики, базирани на използването на примитивни форми (линии, окръжности, криви, полигони, и така нататък. Г.), текстови полета и изпълва с определен цвят. Растерните изображения се основават на използването на правоъгълна матрица, всеки от които се нарича пиксел. За всеки такъв елемент можете да зададете яркостта и цвета.

Векторни изображения

Днес използването на векторни изображения има ограничен обхват. Те са добри например при създаване на чертежи и технически схеми или за двуизмерни или триизмерни модели на обекти.

Примери за неподвижни векторни форми могат да бъдат формати като PDF, WMF, PCL. За преместването на формуляри обикновено се използва стандартът MacroMedia Flash. Но ако говорим за качество или изпълняваме по-сложни операции от едно и също мащабиране, по-добре е да използваме растерни формати.

Bitmap изображения

С растерни обекти ситуацията е много по-сложна. Фактът, че представянето на информацията в матрицата компютърна включва използването на допълнителни параметри - дълбочина на цвета (количествен израз на палитра цветове) в бита и размера на матрицата (брой пиксели на инч, посочени като DPI).

Това означава, че палитрата може да се състои от 16, 256, 65536 или 16,777,216 цвята, а матрицата може да варира, но най-често се нарича резолюция от 800x600 пиксела (480 000 пиксела). За тези мерки можете да определите броя на битовете, необходими за съхранение на обект. За да направите това, първо използваме формулата N = 2^аз, в която N е броят на цветовете и аз съм дълбочината на цвета.

След това се изчислява количеството информация. Например, изчислете размера на файла за изображение, съдържащо 65536 цвята, и матрица от 1024x768 пиксела. Решението е, както следва:

• I = log₂65536, което е 16 бита;
• брой пиксели 1024 _* 768 = 786,432;
• размерът на паметта е 16 бита _* 786 432 = 12 582 912 байта, което съответства на 1,2 MB.

Видове аудио: основните посоки на синтеза

Представянето на информация в компютър, наречен аудио, е предмет на същите основни принципи, както е описано по-горе. Но, както при всеки друг вид информационни обекти, за представянето на звука се използват и допълнителни характеристики.

За съжаление висококачествен звук и възпроизвеждане се появиха в компютърната технология в последния завой. Въпреки това, ако с възпроизвеждането все още нещата все още бяха някак си, синтезата на наистина звучащ музикален инструмент беше практически невъзможна. Ето защо някои звукозаписни компании са въвели собствени стандарти. Днес FM-синтезът и методът на вълната на маса са най-широко използвани.

В първия случай това означава, че който и да е естествен звук, който е непрекъснат, може да се разложи в определена последователност (последователност от най-простите) хармоници, използвайки метод за вземане на проби и производство на представяне на информацията в паметта на компютър, базиран на кода. За да играете използване обратния процес, но в този случай, неизбежната загуба на някои от компонентите, които се появяват по отношение на качеството.

Когато се приема, синтез на маса вълна, че е налице предварително създаден маса с примери на звука на живи инструменти. Такива примери се наричат ​​проби. В същото време, за да играе отборът MIDI (музикален инструмент Digital Interface) се използва достатъчно често, за да възприемат от код вида инструмент, смола, продължителност, интензитет на звука и динамиката на климата, настройки на околната среда и други характеристики. Поради това този звук е много близък до естествения.

Съвременни формати

Докато преди е било взето на базата на стандарт WAV (в действителност, много звук и е под формата на вълната), с течение на времето става много неудобно, дори и само заради факта, че подобни файлове заемат твърде много място на носителя за съхранение.

С течение на времето се появяват технологии, които правят възможно компресирането на такъв формат. Съответно самите формати са се променили. Най-известният днес може да се нарече MP3, OGG, WMA, FLAC и много други.

Въпреки това, до сега основните параметри на всеки звуков файл остава честота (44,1 кХц е стандарт, въпреки че стойностите могат да бъдат намерени по-горе и по-долу), а броят на нива на сигнала (16 бита, 32 бита). По принцип, такъв дигитализиране може да се тълкува като представяне на информацията в акустичен тип компютър въз основа на аналогов първичен сигнал (в естеството на звук първоначално е аналог).

Изпращане на видеоклипа

Ако проблемите с звука бяха решени достатъчно бързо, след това с видеото всичко не беше толкова гладко. Проблемът е, че клип, филм или дори видео игра е комбинация от видео и звук. Изглежда, кое е по-лесно, отколкото да комбинирате движещи се графични обекти с мащаб? Както се оказа, това се превърна в истински проблем.

Всичко, което има значение е, че от техническа гледна точка, първоначално да се помни първия кадър на всяка сцена, наречен ключ, и едва след това да се запази разликите (разлика рамки). И най-тъжните, цифровизирани или създадени видеоклипове се оказаха толкова големи, че просто беше невъзможно да ги съхранявате на компютър или подвижни носители.

Проблемът е решен, когато се появи AVI формат, който представлява определен универсален контейнер, състояща се от набор от блокове, които могат да се съхраняват в произволна информация, като по този начин дори пресовани по различни начини. По този начин дори файловете със същия формат на AVI могат да се различават значително помежду си.

И днес можете да срещнете доста други популярни видео формати, но за всички те също използват собствени индикатори и стойности на параметрите, основният от които е броят на кадрите в секунда.

Кодеци и декодери

Представянето на информация в компютъра във видеоплана е невъзможно, без да се използват кодеци и декодери, използвани за компресиране на първоначалното съдържание и декомпресиране по време на възпроизвеждане. Самото им име предполага, че някои кодират (компресират) сигнала, а вторият - напротив - разопаковайте.

Те са отговорни за съдържанието на контейнерите от всеки формат и също така определят размера на окончателния файл. В допълнение, важна роля играе параметърът на резолюцията, както е показано за растерната графика. Но днес можете дори да намерите UltraHD (4k).

заключение

Ако обобщим някои от горните неща, можем само да отбележим, че съвременните компютърни системи първоначално работят изключително върху възприемането на двоичен код (те просто не разбират другия). И за използването му се основава не само на представянето на информация, но и на всички познати езици за програмиране днес. Така, първоначално, за да разберем как всичко това работи, е необходимо да се впуснем в същността на приложението на последователности от такива и нули.