Кодирование информации

7. Мендель А. В.: Информатика. 9-11 классы: подготовка учащихся к олимпиадам/А. В. Мендель - Волгоград: Учитель, 2009-670c.

8. Бородин М.Н. Программы. 2-11 кл./М. Н. Бородин - М.: Бином. Лаборатория знаний, 2009-675c.

9. Белоусова Л. И. Сборник задач по курсу информатики/ Л. И. Белоусова - М.: Экзамен, 2008-678c.

10. Горячев А.В.: Информатика и ИКТ: (Мой инструмент компьютер). 9 кл./А. В. Горячев - М.: Баласс, 2008-765c.

11. Квинт И. HTML и CSS на 100%. / И. Квинт- СПб.: Питер, 2008-765c.

12. Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 9-10 -класса / Н.Д. Угринович. - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011-345c.

13. Семакин И.Г. Залогова Л.А. Русаков С.В. Шестакова Л.В.Издание: 5-е изд./И. Г. Семакин - М.: БИНОМ, 2012 -345c.

Приложение А

Слайд 1:

С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса:

Кодирование - преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.

Декодирование - преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления для кодирования информации оказалось намного более простым, чем применение других способов. Действительно, удобно кодировать информацию в виде проследовательность нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:

0 - отсутствие электрического сигнала;

1 - наличие электрического сигнала.

Эти состояния легко различать. Недостаток двоичного кодирования - длинные коды. Но в технике легче иметь дело с большим количеством простых элементов, чем с небольшим числом сложных.

Вам приходится постоянно сталкиваться с устройством, которое может находится только в двух устойчивых состояниях: включено/выключено. Конечно же, это хорошо знакомый всем выключатель. А вот придумать выключатель, который мог бы устойчиво и быстро переключаться в любое из 10 состояний, оказалось невозможным. В результате после ряда неудачных попыток разработчики пришли к выводу о невозможности построения компьютера на основе десятичной системы счисления. И в основу представления чисел в компьютере была положена именно двоичная система счисления.

Слайд 2:

Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические изображения или звук.

Рассмотрим основные способы двоичного кодирования информации в компьютере.

Представление чисел

Для записи информации о количестве объектов используются числа. Числа записываются с использование особых знаковых систем, которые называют системами счисления.

Система счисления - совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов. Все системы счисления делятся на две большие группы: позиционные и непозиционные.

Позиционные - количественное значение каждой цифры числа зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.

Непозиционные - количественное значение цифры числа не зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.

Самой распространенной из непозиционных систем счисления является римская. В качестве цифр используются: I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500), M(1000).

Величина числа определяется как сумма или разность цифр в числе.

MCMXCVIII = 1000+(1000-100)+(100-10)+5+1+1+1 = 1998

Первая позиционная система счисления была придумана еще в Древнем Вавилоне, причем вавилонская нумерация была шестидесятеричная, т.е. в ней использовалось шестьдесят цифр!

В XIX веке довольно широкое распространение получила двенадцатеричная система счисления.

В настоящее время наиболее распространены десятичная, двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.

Количество различных символов, используемых для изображения числа в позиционных системах счисления, называется основанием системы счисления (таб. 2.1 и таб. 2.3).

Таблица 2.1. Виды систем счисления

Таблица 2.2 Соответствие систем счисления

Слайд3:

Двоичное кодирование текстовой информации

Начиная с 60-х годов, компьютеры все больше стали использовать для обработки текстовой информации и в настоящее время большая часть ПК в мире занято обработкой именно текстовой информации.

Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации = 1 байту (1 байт = 8 битов).
Для кодирования одного символа требуется один байт информации.

Учитывая, что каждый бит принимает значение 1 или 0, получаем, что с помощью 1 байта можно закодировать 256 различных символов. (28=256)

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставиться в соответствие уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (или десятичный код от 0 до 255).

Важно, что присвоение символу конкретного кода - это вопрос соглашения, которое фиксируется кодовой таблицей.

Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера (коды), называется таблицей кодировки.

Для разных типов ЭВМ используются различные кодировки. С распространением IBM PC международным стандартом стала таблица кодировки ASCII (American Standard Code for Information Interchange) - Американский стандартный код для информационного обмена (таб. 2.3).

Таблица 2.3.Таблица стандартной части ASCII.

Стандартной в этой таблице является только первая половина, т.е. символы с номерами от 0 (00000000) до 127 (0111111). Сюда входят буква латинского алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие символы.

Остальные 128 кодов используются в разных вариантах. В русских кодировках размещаются символы русского алфавита.

В настоящее время существует 5 разных кодовых таблиц для русских букв (КОИ8, СР1251, СР866, Mac, ISO).

Слайд 4:

В настоящее время получил широкое распространение новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ два байта (таб. 2.4). С его помощью можно закодировать 65536 (216= 65536) различных символов.

Таблица 2.4.Таблица расширенного кода ASCII.

Слайд 5:

Цифры кодируются по стандарту ASCII в двух случаях - при вводе-выводе и когда они встречаются в тексте. Если цифры участвуют в вычислениях, то осуществляется их преобразование в другой двоичных код.

Возьмем число 57.

При использовании в тексте каждая цифра будет представлена своим кодом в соответствии с таблицей ASCII. В двоичной системе это - 00110101 00110111.

При использовании в вычислениях код этого числа будет получен по правилам перевода в двоичную систему и получим - 00111001.

Слайд 6:

Кодирование графической информации

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами - как растровое или как векторное изображение (рис. 2.1). Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.

Рис. 2.1. Виды изображений.

Кодирование растровых изображений

Рис. 2.2. Кодирование растровых изображений.
Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов.

Для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен одному биту (либо черная, либо белая - либо 1, либо 0).

Для четырех цветного - 2 бита.

Для 8 цветов необходимо - 3 бита.

Для 16 цветов - 4 бита.

Для 256 цветов - 8 бит (1 байт) (рис. 2.2).

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого, синего. Т.н. модель RGB.

Для получения богатой палитры базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности.

4 294 967 296 цветов (True Color) - 32 бита (4 байта).

Слайд 7:

Кодирование векторных изображений.

Рис. 2.3. кодирование векторных изображений.

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…) (рис. 2.3). Каждый примитив описывается математическими формулами. Кодирование зависти от прикладной среды.

Слайд 8:

Двоичное кодирование звука

Рис. 2.4. Двоичное кодирование звука.

Звук - волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон (рис. 2.4).

В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация - непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки.

Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.

Размещено на Allbest.ru