Kódovanie - to ... orientačných systémov: kódovanie informácií

Kódovanie informácie - neuveriteľne široká oblasť vedomostí. Samozrejme, že je priamo spojená s rozvojom digitálnych technológií. Mnoho moderných škôl je najobľúbenejší téma the - kódovanie informácie. Dnes sa budeme učiť základné výklad tohto javu vo vzťahu k rôznym aspektom počítačov. Pokúsime sa odpovedať na otázku: "Kódovanie - proces, metóda nástroj alebo všetky tieto veci naraz"

Núl a jednotiek

Takmer každý typ dát , ktorá sa zobrazí na obrazovke počítača, tak či onak predstavujú binárny kód skladajúci sa z núl a jednotiek. Je to najjednoduchšie, "low-level" cesta k šifrovanie dát, ktorý umožňuje PC na spracovanie dát. Binárny kód je univerzálny: je zrozumiteľná všetkým, bez výnimky, počítače (v skutočnosti, to je dôvod, prečo to bolo vytvorené - normalizovať využívanie informácií v digitálnej podobe).

Základná jednotka, ktorá používa binárne kódovanie - je to trochu (od slov "binárny číslica" - "Dvojciferný"). To sa rovná 0 alebo 1. Všeobecne, jednotlivo bity nepoužíva a kombinované v 8-číselného kódu - bytov. V každom z nich, a tak môže obsahovať až 256 kombinácií núl a jednotiek (2 až 8. výkonu). Pre záznam značné množstvo informácií sa používajú, zvyčajne nie izolované bajtov, a vyššia hodnota - s predponami "kilo", "mega" "giga", "Tera", atď., Z ktorých každý je 1000 krát väčšia ako predchádzajúca .. ,

kódovanie textu

Najbežnejším typom digitálnych dát - text. Ako je to kódovanie? Je to dosť jednoduché vysvetliť proces. V liste, interpunkčné znamienko, čísla alebo symboly môžu byť kódované pomocou jedného alebo viac bytov, to znamená, že počítač je vidí ako jedinečnú sekvenciu núl a jednotiek, a potom, v súlade so stanoveným algoritmom detekcie je zobrazené. Existujú dva hlavné svetový štandard "šifrovanie" computer text - ASCII a UNICODE.

ASCII systém, každý znak je kódovaný iba jedného bajtu. To znamená, že v tejto norme, môžete "šifrovať" 256 znakov - to je viac než dosť pre zobrazenie symboly väčšiny svetových abecied. Samozrejme, že všetky súčasné národné písmeno systém dnes nezapadá do tohto zdroja. Preto každé písmo vytvorila vlastnú "subsystému" šifrovanie. To sa deje informácie zakóduje pomocou znakovej systémy, prispôsobené národným vzorky písania. Avšak, každý z týchto systémov, na oplátku, je súčasťou globálneho štandardu ASCII prijatý na medzinárodnej úrovni.

Ako súčasť ASCII systému, to je zdroj 256 znakov je rozdelený do dvoch častí. Prvý 128 - sú symboly vyhradené na anglickej abecedy (A až Z), rovnako ako čísla, základné interpunkčné znamienka a niektoré ďalšie znaky. Druhé 128 bajtov je vyhradené v poradí, v rámci národného písmenom systému. Jedná sa o "sub-systém" pre non-anglickej abecedy - Ruština, hindčina, arabčina, japončina, čínština a mnoho ďalších.

Každý z nich je zastúpená v podobe samostatných kódovacích tabuliek. To znamená, že sa môže stať (a zvyčajne sa to stane), takže rovnaká postupnosť bitov bude zodpovedný za rôznych písmen a symbolov v dvoch samostatných, národných 'stolov. Navyše vzhľadom na osobitosti vývoja IT-gule v rôznych krajinách, aj keď sú rozdielne. Napríklad v ruskom jazyku najčastejšie dva kódovacie systémy: Windows-1251 a KOI-8. Najprv prišla neskôr (rovnako ako jej vlastné melódie s operačným systémom), ale teraz mnohí IT odborníci používajú na základe priorít. Počítač teda, že môže byť zaručená prečítať ruský text by mal byť schopný správne identifikovať obe tabuľky. Ale spravidla žiadne problémy s ním (v prípade potreby moderného operačného systému PC).

Kódovanie textu Spôsoby zlepšenie po celú dobu. Okrem "jednobajtové" ASCII systému, ktorý môže zvládnuť len 256 hodnoty pre znaky, je tu tiež "dvojbajtové" UNICODE systém. Je ľahké si spočítať, že umožňuje kódovanie textu v sume rovnajúcej sa 2 až 16. stupni, teda 65.000. 536. V ňom zasa majú zdroje súčasne kódujú prakticky všetkých existujúcich národných abecied sveta. Používanie UNICODE nie je menej časté ako zapojenie "klasické" ASCII štandard.

kódovanie grafov

Definovali sme, ako sa "šifrovaný" text a v tomto prípade sú použité bajtov. Rovnako ako je tomu u digitálnych fotografií a obrázkov? Je tiež celkom jednoduché. Rovnakým spôsobom, ako sa to deje s textom, hlavnú úlohu v kódovaní počítačovej grafiky hrať všetky rovnaké bajtov.

Proces digitálneho spracovania obrazu je všeobecne podobné mechanizmy, ktorými prevádzkuje televíziu. Na televíznej obrazovke, Ak sa pozrieme, obraz sa skladá z väčšieho počtu jednotlivých pixelov, ktoré dohromady tvoria rozpoznateľný tvar na diaľku oka. Televízia matrice (alebo CRT projektor) vysielača prijíma horizontálne a vertikálne súradnice každého bodu a obraz sa postupne buduje. Počítačová grafika princíp kódovanie funguje rovnakým spôsobom. "Šifrovanie" bytov obrázkov na základe priradenie každého z bodov obrazovky zodpovedajúcich súradníc (a farbu každého z nich). Je to jednoduché podmienky. Samozrejme, grafika kódovanie - tento proces je oveľa zložitejšie, než v rovnakom texte.

Metóda príslušných referenčných súradníc bodov a farba parametre sa nazýva "bitmap". Rovnako mená mnohých formátov počítačovej grafiky. Súradnice každého pixelu a ich farba sa zaznamenáva v jednom alebo viacerých bytov. Čo určuje číslo? Hlavne na tom, koľko odtieňov farby budú "šifrovať". Jeden bajt je známe - je 256 hodnôt. Ak budeme mať dostatok fotky vybudovanie takého veľkého množstva odtieňov - sa nám podarí tento zdroj. Najmä v našom držaní, môže byť 256 odtieňov šedi. A to bude stačiť na zakódovanie takmer akýkoľvek čierno-biele obrazy. Na druhej strane, farebné obrazy zdroje nestačí: ľudské oko, ako viete, je schopný rozlíšiť až niekoľko desiatok miliónov farieb. Preto potrebuje "núdzový" nie je 256 hodnôt a v stovkách tisíc krát viac. Prečo sa aktivuje na zakódovanie body ani jeden bajt, ale niekoľko: dnes na existujúcich noriem, môže byť 16 (možno "šifrovať" 65 K 536 farieb.) Alebo 24 (777 tisíc až 16 miliónov 216 odtieňov.).

Na rozdiel od textových štandardy, rozmanitosť, ktorá je porovnateľná s radom svetových jazykov, s kresbou veci trochu jednoduchšie. Medzi najbežnejšie formáty súborov (napríklad JPEG, PNG, BMP, GIF, a tak ďalej. D.) uznané na väčšine počítačov všeobecne rovnako dobre.

Na tom nie je nič zložité, aby pochopil, kódovanie sa vykonáva na niektorých princípoch grafických informácií. Trieda 9 akýkoľvek priemerný ruská škola zvyčajne zahŕňa kurzy v oblasti informatiky, kde sú popísané tieto technológie v nejakom detaile je veľmi jednoduchý a zrozumiteľný jazyk. Existujú tiež špecializované vzdelávacie programy pre dospelých - sú organizujú univerzity, vysoké školy, alebo tiež škola.

Preto sa moderné Rus je miesto, kde získať poznatky o kódy, ktoré majú praktický význam z hľadiska počítačovej grafiky. A ak chcete, aby sa oboznámili so základnými problémami, môžete získať dostupné školiace materiály. K tým patrí napríklad kapitola "Kódovanie grafických informácií (9. ročník učebnice" Informatika a IKT "napísal Ugrinovich ND).

Kódovanie zvukových dát

Počítač pravidelne používa na počúvanie hudby a ďalších zvukových súborov. Rovnako ako je tomu v prípade textu a grafiky, niektorý zvuku na vašom PC - je to všetko rovnaké bajtov. Oni, podľa poradia, "dešifrovať" zvuková karta a ďalšie čipy a premenený na počuteľný zvuk. Princíp tu je zhruba rovnaká ako v prípade gramofónových platní. Je známe, že každý zvuk odpovedá mikroskopické drážok na plastu, ktorý je rozpoznávaný čitateľa a vyjadril. V počítači všetky vyzerá. Iba drážky hrať úlohu bytov v prírode, ktoré, ako je tomu v prípade textu a obrázkov, je binárne kódovanie.

Ak sa v prípade, že počítač ako jednotka prvku vyčnieva bodu, keď zvukový záznam je takzvaný "počítať". To je všeobecne predpísaný dva bajty, vytvára až 65 tisíc. 536 microvibrations zvuk. Avšak, na rozdiel od, ako k tomu dochádza pri stavbe obrázkov na zlepšenie kvality zvuku sa vykonáva nie je pridaním ďalších bajtov (tam sú, samozrejme, a viac než dosť), a zvýšenie počtu "počíta". Aj keď v niektorých audio systémov bajtov sa používa menej a viac. Keď sa vykoná kódovanie zvuku, štandardná jednotka bajt "toku" vykonáva jednu sekundu. Microvibrations tj šifrované pomocou 8 .. Impulzy za sekundu, bude zrejme nižšia kvality ako zvukovú sekvencií kódovanú 44 tisíc. "Prepočet".

Medzinárodná štandardizácia zvukových súborov, rovnako ako v prípade grafiky, je dobre vyvinuté. Existuje niekoľko štandardných formátov audio nosičov - MP3, WAV, WMA, si užil po celom svete.

kódovanie videa

Akási "hybridného systému", v ktorom je zvuk v kombinácii s šifrovacím kódovania obrazu, ktorý sa používa v počítačových videa. Obvykle filmy a videá sa skladajú z dvoch typov dát - je samo o sebe zvuk a sprievodné videá. Ako "šifrovaný" prvá zložka, my sme povedali vyššie. Druhý o niečo zložitejšie. tu Zásady sú iné, než obsahuje grafický kódovanie spomínaných vyššie. Ale vďaka univerzálnosti "koncepcie" bajtov sú mechanizmy, je úplne pochopiteľné a logické.

Pripomeňme si, ako vytvoriť film. To nie je nič iné ako rad jednotlivých snímok (ktoré sú zvyčajne 24). Úplne rovnakým spôsobom usporiadané počítačovej videa. Každá snímka - je obrázok. O tom, ako sa stavia pomocou bytov sme identifikovali vyššie. Na druhej strane, prítomný vo video kódu definované oblasti, ktorá umožňuje väzbu medzi jednotlivým rámov. Druh digitálny náhrada za film. (Rovnaké body za obrazy a počty pre zvuk, ako je tomu v "film" a videosekvencie vo formáte klipy), je považovaný za samostatný jednotka video streamu rám. Posledný z nich za druhé, v súlade s uznávanými normami, môže byť 25 alebo 50.

Rovnako ako v prípade zvuku, existujú spoločné medzinárodné štandardy pre video - MP4, 3GP, AVI. Výrobcovia filmov a reklám sa snažia vyrobiť vzorky médií, ktoré sú kompatibilné s väčším počtom počítačov. Tieto formáty súborov - medzi najobľúbenejšie, otvorili takmer na všetkých moderných PC.

kompresia dát

elektronická pamäť je vykonávaná na rôznych médiách - disky, flash disky, atď Ako sme už uviedli vyššie, bajtov, ako pravidlo, "zarastené" predpony "mega", "giga", "tera", etc. V niektorých prípadoch .... súbory hodnota zakódovaná je, že namiesto nich s dostupnými zdrojmi nemôže byť na disku. Potom použiť rôzne typy kompresie dát techník. Oni sú v skutočnosti tiež kódovanie. To je - iný možný výklad tohto pojmu.

Existujú dva základné mechanizmy pre kompresiu dát. Na prvý z nich je napísané v bitovej sekvencii "zabalené" forma. To znamená, že počítač nemôže čítať obsah súborov (hrá ju ako textu, fotografií alebo videa), ak nechcete vykonať postup "rozbalenie". Program, ktorý komprimuje dáta týmto spôsobom sa nazýva dáta logger. Ako to funguje, je celkom jednoduché. Archivácia dát je jedným z najpopulárnejších spôsobov, v ktorých sa realizujú informácie o kódovaní, školskej úrovni počítačovej štúdie povinná.

Ako vieme, proces "šifrovanie" štandardných súborov bajtov. Vezmite štandard ASCII. Ak chcete, povedzme, zašifrovať slovo "ahoj", musíme 6 bytov, založené na počte písmen. To je to, koľko priestoru súbor s týmto textom zaberie na disku. Čo sa stane, ak budeme písať slovo "hi" 100 krát za sebou? Nič zvláštneho - k tomu potrebujeme 600 bajtov, respektíve rovnaké množstvo miesta na disku. Avšak, my môžeme použiť dáta logger, ktorý vytvorí súbor, čo znamená oveľa menší počet bajtov bude "šifrovaný" tím, ktorý vyzerá asi takto: "Dobrý deň, vynásobte 100". Spočítaním počet písmen v tejto správe dospela k záveru, že aby sa takýto súbor nahrať, potrebujeme iba 19 bajtov. A rovnaké množstvo miesta na disku. Keď "rozbalenie" archívny súbor je "dešifrovanie", a text sa stáva zdrojom pohľad z "100 ahoj." Tým, že pomocou špeciálneho programu, ktorý používa špeciálny kódovací mechanizmus, môžeme ušetriť značné množstvo miesta na disku.

Vyššie uvedený postup je dostatočne univerzálny: bez ohľadu na to, čo orientačných systémov používa, kódovanie informácie na účely kompresie je vždy možné prostredníctvom archivácie dát.

Aký je druhý mechanizmus? Do istej miery je to podobné tomu, čo sa používa v ústredni. Ale jeho zásadný rozdiel je, že komprimovaný súbor by mohla veľmi dobre objaviť počítač bez procedúry "extrakcie". Ako sa tento mechanizmus funguje?

Ako si pamätáme, v pôvodnej podobe slova "ahoj" zaberá 6 bajtov. Avšak, my môžeme ísť na triku a napísať to takto: "prvt". Zverejnené 4 bajty. Všetko, čo zostáva urobiť - je "učiť" počítač pridať do procesu zobrazovania súbor listov, ktoré sme vyčistiť. Treba povedať, že v praxi procese "učenia", aby organizovať a to nie je nutné. Základné mechanizmy uznávania chýbajúce znaky sú začlenené do najmodernejšieho softvéru pre PC. To znamená, že väčšina súborov, s ktorými sme sa zaoberajú každý deň, tak či onak bola "šifrovaný" Na základe tohto algoritmu.

Samozrejme, že sú "hybridný" kódovanie informácie o systéme, ktorý môže vykonávať kompresiu dát a zároveň umožňuje oba vyššie uvedené prístupy. A je pravdepodobné, že bude ešte účinnejší, pokiaľ ide o úsporu miesta na disku, než individuálne.

Samozrejme, že pracuje so slovom "ahoj", sme sa vydali len základné princípy kompresie dát mechanizmy. V skutočnosti sú oveľa zložitejšie. Rôzne systémy kódovania informácií môže ponúknuť neuveriteľne zložité mechanizmy "kompresie" súbory. Avšak, vidíme, na úkor toho, čo možno urobiť, aby sa ušetrilo miesto na disku, takmer bez toho aby sa uchýlil k zhoršeniu kvality informácií o počítači. Zvlášť významná je úloha kompresie dát pri použití obrázkov, audio a video - tieto typy dát cez iné náročných na diskové prostriedky.

Čo iné sú "kódy"?

Ako sme povedali na začiatku, kódovanie - komplexné jav. Potom, čo sa zaoberal základnými princípmi kódovania digitálnych dát na báze bytoch môžeme dotknúť inú oblasť. To je spojené s použitím počítačových kódov v mierne odlišných hodnôt. Tu, v rámci "kódexu", máme na mysli to postupnosť jednotiek a núl, a zbierku rôznych písmen a symbolov (ktoré, ako už vieme, a preto sú vyrobené z 0 a 1), ktorý má praktický význam pre život moderného človeka.

kód

V srdci akéhokoľvek počítačového programu - kódu. Je napísaný v jazyku zrozumiteľnom k počítaču. PC, rozlúštenie kódu vykonáva určité príkazy. Charakteristickým rysom počítačového programu z iného typu digitálnych dát, ktoré sú obsiahnuté v kóde, ktoré je schopné "dešifrovať" sám (musí používateľ spustiť iba proces).

Ďalším rysom tohto programu - v relatívnom pružnosti kód použitý. To znamená, že odovzdáte počítač rovnakú prácu človek môže, za použitia veľkého súboru "frázy", a v prípade potreby - aj v inom jazyku.

značkovacie dokumenty

Ďalšie praktický význam z pôsobnosti písmenom - tvorba a formátovanie dokumentov. Spravidla jednoduché zobrazenie znakov na obrazovke nie je dostačujúce z hľadiska praktického významu PC. Vo väčšine prípadov musí byť text skonštruovaný za použitia konkrétnu veľkosť písma a farbu, musí byť ďalšie prvky (ako sú, napríklad, tabuľky). Všetky tieto parametre sú nastavené rovnako ako v prípade programov na konkrétnych jazykoch, ktoré v počítači. PC, rozpoznávať "tím", zobrazí dokument presne tak, ako si užívateľ želá. Okrem toho môže byť text formátovaný rovnakým spôsobom, ako sa to deje s programami, s použitím rôznych sád "fráz" a dokonca v rôznych jazykoch.

Je tu však zásadný rozdiel medzi kódmi pre dokumenty a počítačové programy. To spočíva v tom, že prvý z nich nie sú schopní dešifrovať sami. Ak chcete otvoriť súbory s formátovaný text vždy potrebného softvéru tretích strán.

šifrovanie dát

Ďalšie výklad pojmu "kód", ako je aplikovaný na počítačoch - je šifrovanie. Vyššie sme použili toto slovo ako synonymum výrazu "kódovacie", a to je neprípustné. Tu je šifrovanie máme na mysli iný druh javu. Konkrétne kódovania digitálnych údajov na zabránenie prístupu k nim inými ľuďmi. Ochrana počítačových súborov - najvýznamnejšie aktivity v IT sfére. To je vlastne samostatný vedný odbor zahŕňa aj školské počítače. Kódovanie súborov s cieľom zabrániť neoprávnenému prístupu - je úloha, ktorého význam je uvedený na občanov moderných štátov v detstve.

Ako sú mechanizmy, ktorými šifrovanie dát? Princíp je jednoduchý a jasný ako všetky predchádzajúce, sme sa zaoberali. Kódovanie - proces, ktorý je ľahko vysvetliteľné, pokiaľ ide o základné princípy logiky.

Predpokladám, že musíme odovzdať posolstvo, "Ivanov, Petrov ide do" tak, aby nikto nemohol prečítať. Veríme, že počítač na zašifrovanie správy a pozrite sa na výsledok: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". Tento kód je samozrejme je celkom jednoduchý: každé číslo zodpovedá počtu písmen v abecede našich viet. "I" stojí na 10. mieste, "B" - 3 "A" - na 1, atď. Ale systém kódovania moderné počítače môžu šifrovanie dát, takže bude vyberať až neuveriteľne tvrdé kľúčmi ...