Каква е кодирането на информацията и нейната обработка?

В света има постоянен обмен на информационни потоци. Източниците могат да бъдат хора, технически средства, различни неща, предмети на неживата и жива природа. Можете да получавате информация като един обект или няколко.
За по-добро комуникира едновременно кодиране се извършва и обработка на данни в предавателя страна (данни за обучение и превръщането им във форма, подходяща за превод, обработка и съхранение), пратка и декодиране на приемника страна (превръщане кодирани данни в оригиналната форма). Това са взаимосвързани задачи: източникът и приемникът трябва да имат подобни алгоритми за обработка на информация, в противен случай процесът на кодиране и декодиране ще бъде невъзможен. Кодирането и обработването на графична и мултимедийна информация обикновено се осъществява на основата на компютърните технологии.

Кодиране на информация в компютъра

Има много начини за обработка на данни (текстове, номера, графики, видео, звук) с помощта на компютър. Цялата обработвана от компютъра информация се представя в двоичен код - с помощта на цифри 1 и 0, наречени бита. Технически, този метод е много прост: 1 - присъства електрически сигнал, 0 - отсъства. От човешка гледна точка такива кодове са неудобни за възприятието - дълги линии на нули и такива, които са кодирани символи, са много трудни за дешифриране веднага. Но този формат на запис веднага показва, че такова кодиране на информация. Например, числото 8 в бинарния 8-битов форма изглежда като последователност от битове: 000001000. Но това, което е трудно за човек, просто за компютър. Електрониката е по-лесно да обработва много прости елементи, отколкото малък брой сложни.

Кодиране на текстове

Когато натиснете бутона на клавиатурата, компютърът получава специален код на бутона натиснат го търси в стандартната таблица ASCII символи (American код за информационен обмен), "разбира" какво бутон е натиснат, и предава този код за по-нататъшна обработка (например за показване характер ). За да запазите кода на знака в двоична форма, се използват 8 цифри, така че максималният брой комбинации е 256. Първите 128 знака се използват за контролни знаци, номера и латиница. Втората половина е за национални символи и псевдографии.

Кодиране на текстове

Ще бъде по-лесно да се разбере например какво е кодирането на информацията. Обмислете кодовете на английския символ "C" и руската буква "C". Имайте предвид, че символите са с главни букви и техните кодове са различни от малки. Английският характер ще изглежда като 01000010, а руски - 11010001. Фактът, че за човек на екрана на монитора изглежда същият, компютърът възприема съвсем различно. Необходимо е също така да се обърне внимание на факта, че кодовете на първите 128 знака остават непроменени и от 129 нататък различните букви могат да съответстват на един двоичен код в зависимост от използваната кодова таблица. Например, след десетичната код 194 може да съответства на KOI8 буква "б" в SR1251 - "B" в ISO - «Т», както и в SR866 кодиране и генерал Mus този код не съответства на нито един знак. Ето защо, когато отваряме текста вместо руски думи, виждаме азбучен символен абкрадабра, което означава, че това кодиране на информация не ни подхожда и трябва да изберем друг символен конвертор.

Кодиращи номера

В двоичната система за изчисление се вземат само два варианта на стойността 0 и 1. Всички основни операции с двоични числа се използват от науката, наречена двоична аритметика. Тези действия имат свои собствени характеристики. Вземете например номер 45, написан на клавиатурата. Всяка цифра има собствен 8-битов код в ASCII кодовата таблица, така че номерът отнема два байта (16 бита): 5 - 01010011, 4 - 01000011. За да използваме това число в изчисленията, той се превежда чрез специални алгоритми в двоичната система на смятането под формата на осемцифрено двоично число: 45 - 00101101.

Кодиране и обработка на графична информация

През 50-те години на 20-ти век за пръв път се използва графичен изглед на данни на компютри, които най-често се използват за научни и военни цели. Днес визуализирането на информацията, получена от компютъра, е обичайно явление за всеки човек и в онези дни той създава извънредна революция в работата с технологиите. Може би влиянието на засегнатата човешка психика: ясно представената информация е по-добре възприета и възприета. Основен пробив в развитието на визуализацията на данни възникна през 80-те години, когато кодирането и обработката на графична информация получиха мощно развитие.

Аналогово и дискретно графично представяне

Графична информация Има два вида: аналогов (боядисване с непрекъснато променящ се цвят) и дискретен (картина, състояща се от много точки от различни цветове). За удобство при работа с изображения на компютър, те се подлагат на обработка - пространствено вземане на проби, при което на всеки елемент се придава специфична цветова стойност под формата на отделен код. Кодирането и обработката на графичната информация е подобна на работата с мозайка, състояща се от голям брой малки фрагменти. Където качеството на кодиране зависи от размера на точките (по-малките размери на елемента - точките ще имат по-голямо количество на единица площ - по-високото качество) и размера на палитрата от цветове използва (по-високите цветни-членки могат да вземат всяка точка, съответно, превозващ повече информация, по-добро качество ).

Създаване и съхранение на графики

Има няколко основни формати на изображение - вектор, фрактал и растер. Отделно се счита за комбинация от растерни и векторни - широко разпространени в наши време мултимедийни 3D графики, представящи техники и методи за конструиране на триизмерни обекти във виртуално пространство. Кодирането и обработването на графична и мултимедийна информация е различно за всеки формат на изображение.

Растерно изображение

Същността на този графичен формат е, че картината е разделена на малки цветни точки (пиксели). Горната лява контролна точка. Кодирането на графичната информация винаги започва от левия ъгъл на изображението по ред, всеки пиксел получава цветен код. Обемът на растерното изображение може да се изчисли, като се умножи броят на точките с информационния обем на всеки от тях (което зависи от броя на цветовите опции). Колкото е по-висока разделителната способност на монитора, толкова повече са растерните линии и точките във всеки ред, толкова по-високо е качеството на изображението. За да обработвате графични графични данни, можете да използвате двоичен код, тъй като яркостта на всяка точка и координатите на нейното местоположение могат да бъдат представени като цели числа.

Векторно изображение

Кодирането на графична и мултимедийна информация от тип вектор се свежда до факта, че графичният обект е представен под формата на елементарни сегменти и дъги. Свойствата на линията, която е основният обект, са формата (права или крива), цвят, дебелина, контур (пунктирана или плътна линия). Тези линии, които са затворени, имат още един имот - запълване с други предмети или цвят. Позицията на обекта се определя от точките на началото и края на линията и от радиуса на кривината на дъгата. Обемът на графичната информация на векторен формат е много по-малък от тази на bitmap, но изисква специални програми за гледане на този тип графики. Съществуват и програми - векторизатори, конвертиране битови изображения във вектор.

Фрактална графика

Този тип графики, като вектор, се основава на математически изчисления, но неговият основен компонент е самата формула. В паметта на компютъра не е необходимо да се съхраняват никакви изображения или обекти, самото изображение се извлича само от формулата. С този тип графика е удобно да се визуализират не само обикновените регулярни структури, но и сложните илюстрации, илюстриращи например пейзажи в игри или емулатори.

Звукови вълни

Каква е кодирането на информацията, все още можете да покажете примера за работа със звук. Знаем, че нашият свят е пълен със звуци. От древни времена хората са измислили как се раждат звуци - вълни от компресиран и редки въздух, които засягат тъпанчето. Човек може да възприема вълни с честота от 16 Hz до 20 kHz (1 Hz - едно трептене в секунда). Всички вълни, чиито честоти на трептене попадат в този диапазон, се наричат ​​звукови вълни.

Звукови свойства

Характеристиките на звука са тонът, тембърът (цветът на звука, в зависимост от формата на трептенията), височината (честотата, която се определя от честотата на трептене в секунда) и силата на звука, в зависимост от интензивността на трептенията. Всеки реален звук се състои от смес от хармонични трептения с фиксиран набор от честоти. Скоростта на трептене с най-ниска честота се нарича основен тон, а останалите са обратните тонове. Тъмбрът дава специален цвят на звука - различен брой прилики, присъщи на този конкретен звук. Чрез тембъра ние можем да разпознаем гласовете на близки хора, да различаваме звука на музикалните инструменти.

Програми за работа със звук

Условно, програмите за функционалните могат да бъдат разделени на няколко вида: помощни програми и драйвери за звукови карти, работа с тях на по-ниско ниво, аудио процесори, които произвеждат различни операции с аудио файлове и да прилагат различни ефекти, програмни синтезатори и аналогови цифрови преобразуватели (ADCs) и цифрово-аналогов (DAC).

Аудио кодиране

Кодирането на мултимедийната информация се състои в превръщането на аналоговия характер на звука в дискретен за по-удобна обработка. ADC получава на входа аналогов сигнал, Измерва амплитудата си в определени интервали от време и извежда цифрова последователност с данни за промените в амплитудата. Няма физически трансформации.

Изходният сигнал е дискретен, затова колкото по-често е честотата на измерването на амплитудата (пробата), толкова по-точен е изходният сигнал, съответстващ на входа, толкова по-добро е кодирането и обработката на мултимедийната информация. Една проба се нарича още наречена последователност от цифрови данни, придобити чрез ADC. Самият процес се нарича вземане на проби, на руски - дискретизация.

Обратната трансформация се осъществява с помощта на КПР: въз основа на цифровите данни, пристигащи на входа, се генерира електрически сигнал с необходимата амплитуда в определени моменти от времето.

Параметри на пробата

Основните параметри на вземането на проби са не само честотата на измерване, но и дълбочината на битовете - точността на измерване на изменението на амплитудата за всяка проба. Колкото по-точно се предава стойността на амплитудата на сигнала по време на цифровизацията във всяка единица време, толкова по-високо е качеството на сигнала след ADC, толкова по-голяма е надеждността на реконструкцията на вълната при обратната трансформация.