Кодирование информации

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство здравоохранения Московской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Московской области

«Московский областной медицинский колледж №1»

Реферат

По дисциплине: «Информационные технологии в профессиональной деятельности»

На тему: «Кодирование информации»

Выполнила студентка 33 группы м/с

Березина Н.С.

Москва, 2014 г.

1. Представление и кодирование информации в компьютере

Информация, воспринимаемая человеком в речевой или письменной форме, называется символьной, или знаковой информацией.

В письменном тексте содержатся буквы, знаки препинания, цифры и другие символы. Устная речь тоже складывается из знаков. Только эти знаки не письменные, а звуковые - фонемы. Из фонем складываются слова, из слов - фразы. Между письменными знаками и звуками есть прямая связь. Сначала появилась речь, а потом - письменность. Письменность для того и нужна, чтобы зафиксировать на бумаге человеческую речь. Отдельные буквы или сочетания букв обозначают звуки речи, а знаки препинания - паузы, интонацию. кодирование информация графический текстовый

Человеческая речь и письменность тесно связаны с понятием языка. Язык - это знаковая система представления информации. Общение на языках - это процесс передачи информации в знаковой форме. У каждого народа свой национальный разговорный язык. Эти языки - русский, английский, китайский, французский - называются естественными языками. Естественные языки имеют устную и письменную формы. В процессе развития науки были разработаны формальные языки (системы счисления, алгебра, языки программирования и др.), основное отличие которых от естественных языков состоит в существовании строгих правил грамматики и синтаксиса. Например, десятичную систему счисления можно рассматривать как формальный язык, имеющий алфавит (цифры) и позволяющий не только именовать и записывать объекты (числа), но и выполнять над ними арифметические операции по строго определенным правилам.

Существуют формальные языки, в которых в качестве знаков используют не буквы и цифры, а другие символы, например музыкальные ноты, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки Морзе). Можно привести примеры разных способов знакового обмена информацией, заменяющих речь. Например, глухонемые люди речь заменяют жестикуляцией. Жесты дирижера передают информацию музыкантам. Судья на спортивной площадке пользуется определенным языком, жестов, понятным игрокам. Компьютер может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видео информацию. Информация в компьютере представлена в двоичном коде, алфавит которого состоит из двух цифр (0 и 1).

2. Кодирование числовой информации

Для представления числовой информации используется двоичная система счисления. Для кодирования одного символа требуется 1 байт информации (можно закодировать 256 символов). Каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичной код от 0 до 255. Обычно используется кодASCII (American Standard Code for Information Interchange). Коды от 0 до 32 - специальные (управляющие) клавиши; от 33 до 127 - цифры, знаки и буквы латинского алфавита; от 128 до 255 - национальные алфавиты.

3. Кодирование текстовой информации

При двоичном кодировании текстовой информации каждому символу сопоставляется его код - последовательность из фиксированного количества нулей и единиц. Каждому символу соответствует последовательность из 8 нулей и единиц, называемая байтом. Всего существует 256 разных последовательностей из 8 нулей и единиц - это позволяет закодировать 256 различных символов, например, большие и малые буквы русского и латинского алфавитов, цифры, знаки препинания и т. д. Соответствие байтов и символов задается с помощью таблицы, в которой для каждого кода указывается соответствующий символ. В настоящее время для кодировки русских букв используют пять различных кодовых таблиц (КОИ - 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы, не будут правильно отображаться в другой кодировке. В большинстве случаев о перекодировке текстовых документов заботится не пользователь, а специальные программы - конверторы, которые встроены в приложения.

4. Кодирование графической информации

Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, содержащих определенное количество точек (пикселей). Каждому элементу присваивается значение его цвета, т.е. код цвета (красный, зеленый, синий). Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами - как растровое или векторное изображение. Для каждого типа изображения используется свой способ кодирования.

Растровое изображение представляет собой совокупность точек, используемых для его отображения на экране монитора. Объем растрового изображения определяется умножением количества точек на информационный объем одной точки, который зависит от количества возможных цветов. Для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен 1 биту, т.к. она может быть либо черной, либо белой, что можно закодировать двумя цифрами - 0 или 1.

После разбиения рисунка на точки, начиная с левого угла, двигаясь по строкам слева направо, можно кодировать цвет каждой точки. Такая точка называется пикселем (английская аббревиатура «picture element» - элемент рисунка). Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора. Чем она выше, то есть больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. Величина разрешающей способности обычно выражается в dpi (dot per inch - точек на дюйм), т. е. в количестве точек в полоске изображения длиной один дюйм (1 дюйм = 2,54 см). Для отображения цветной точки, содержащей 8 цветов, потребуется 3 бита, для 16 цветов - 4 бита, для 256 цветов - 8 битов (1 байт). Разные цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия трех основных цветов (красного, синего, зеленого) и их яркости. Каждая точка на экране кодируется с помощью 4 битов.

Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Положение этих элементарных объектов определяется координатами точек и длиной радиуса. Для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная, штрихпунктирная), толщина и цвет. Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.

5. Кодирование звуковой информации

С начала 90-х годов персональные компьютеры получили возможность работать со звуковой информацией. Каждый компьютер, имеющий звуковую плату, микрофон и колонки, может записывать, сохранять и воспроизводить звуковую информацию.

Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче, чем больше частота сигнала. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать непрерывный звуковой сигнал, он должен быть превращен в последовательность импульсов (двоичных 0 и 1).

В настоящее время существует два основных способа записи звука: аналоговый и цифровой. Виниловая пластинка является примером аналогового хранения звуковой информации, так как звуковая дорожка свою форму изменяет непрерывно. В начале 80-х годов появились компакт-диски. Преимущество цифровой записи заключается в долговечности и качестве звука.

Для записи звука на какой-нибудь носитель, его нужно преобразовать в электрический сигнал. Аудиоадаптер (звуковая плата) - специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и для обратного преобразования (из числового кода в электрические колебания) при воспроизведении звука.

Процесс преобразования звуковых волн в двоичный код в памяти компьютера:

Это делается с помощью микрофона. Самые простые микрофоны имеют мембрану, которая колеблется под воздействием звуковых волн. К мембране присоединена катушка, перемещающаяся синхронно с мембраной в магнитном поле. В катушке возникает переменный электрический ток. Изменения напряжения тока, точно отражая звуковые волны.

6. Измерение информации

В информатике для измерения количества информации используется величина, называемая байтом (byte) и равная 8 битам. Единица измерения информации называется бит (bit) - сокращение от английских слов binary digit, что означает двоичная цифра. В компьютерной технике бит соответствует физическому состоянию носителя информации: намагничено - не намагничено. При этом одно состояние принято обозначать цифрой 0, а другое - цифрой 1. Выбор одного из двух возможных вариантов позволяет также различать логические элементы: истина и ложь.

Наряду с байтами для измерения количества информации используются более крупные единицы:

1 Кбайт (один килобайт) = 2¹⁰ байт = 1024 байта;

1 Мбайт (один мегабайт) = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайта;

1 Гбайт (один гигабайт) = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайта.

В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

1 Терабайт (Тб) = 1024 Гбайта,

1 Петабайт (Пб) = 1024 Тбайта.

Рассмотрим, как можно подсчитать количество информации в книге.

Один символ из алфавита несет в тексте 8 битов информации. Как мы уже выяснили, такое количество информации называется байт. Если весь текст состоит из K символов, то при алфавитном подходе размер содержащейся в нем информации I определяется по формуле: I=K-X, где X - информационный вес одного символа. Например, книга содержит 100 страниц; на каждой странице - 35 строк, в каждой строке - 50 символов. Рассчитаем объем информации, содержащийся в книге. Страница содержит 35 x 50 = 1750 байт информации. Объем всей информации в книге (в разных единицах):

1750 x 100 = 175000 байт.

175000 / 1024 = 170,8984 Кбайт.

170,8984 / 1024 = 0,166893 Мбайт.

Размещено на Allbest.ru