Kakšno je kodiranje informacij in njihovo obdelovanje?

V svetu obstaja stalna izmenjava informacijskih tokov. Viri so lahko ljudje, tehnične naprave, različne stvari, predmeti nežive in živi narave. Podatke lahko prejmete kot en predmet ali več.
Za boljšo komunikacijo hkrati kodira izvedemo in obdelavo podatkov na strani oddajnika (podatki za treniranje in jih pretvori v obliko, primerno za prevajanje, predelavo in skladiščenjem), pošiljanje in dekodiranje na strani sprejemnika (pretvorbo kodiranih podatkov v prvotno obliko). To so medsebojno povezane naloge: vir in sprejemnik morata imeti podobne algoritme za obdelavo informacij, drugače bo postopek dekodiranja kodiranja nemogoč. Kodiranje in obdelava grafičnih in multimedijskih informacij se običajno uresničuje na podlagi računalniške tehnologije.

Kodiranje informacij na računalniku

Obstaja veliko načinov za obdelavo podatkov (besedila, številke, grafika, video, zvok) z uporabo računalnika. Vse informacije, ki jih obdeluje računalnik, so predstavljene v binarni kodi - s pomočjo številk 1 in 0, imenovanih bitov. Tehnično je ta metoda zelo preprosta: 1 - je prisoten električni signal, 0 - je odsoten. S človeškega vidika so takšne kode neprimerne za zaznavanje - dolge črte ničel in tiste, ki so kodirani simboli, je zelo težko takoj razložiti. Toda ta format snemanja takoj pokaže, da takšno kodiranje informacij. Na primer, številka 8 v binarni osem-bitni obliki izgleda kot naslednje zaporedje bitov: 000001000. Toda kaj je težko za osebo, samo računalnik. Elektronika je lažje obdelati veliko preprostih elementov kot majhno število kompleksnih.

Kodiranje besedil

Ko pritisnemo tipko na tipkovnici, računalnik prejme posebno kodo pritisnjenem gumbu išče njo v standardu ASCII znakov tabeli (ameriški zakonik za izmenjavo informacij), "razume", kar pritisnete gumb, in prenaša to kodo za nadaljnjo predelavo (na primer, za zaslona značaja ). Za shranjevanje znakovne kode v binarni obliki se uporabljajo 8 števk, zato je največje število kombinacij 256. Prvih 128 znakov se uporablja za kontrolne znake, številke in latinske črke. Druga polovica je za nacionalne simbole in pseudografijo.

Kodiranje besedil

Lažje bo razumeti, na kaj je kodiranje informacij, na primer. Razmislite o oznakah angleškega simbola "C" in ruski črki "C". Upoštevajte, da so simboli usredstveni, njihova koda pa se razlikuje od malih črk. Angleški znak bo videti kot 01000010, ruski - 11010001. Dejstvo, da za osebo na zaslonu zaslona izgleda enako, računalnik zaznava precej drugače. Prav tako je treba upoštevati dejstvo, da kode prvih 128 znakov ostanejo nespremenjene in od leta 129 naprej lahko različne črke ustrezajo eni binarni kodi, odvisno od uporabljene kode. Na primer, lahko Dekadski 194 ustrezajo KOI8 črko "b" v SR1251 - "B" v ISO - «T» in kodiranja SR866 in Mus splošno ta številka ne ustreza nobenemu en znak. Zato, ko odprete besedilo, vidimo namesto ruskih besed alfanumeričnih znakov Abracadabra, kar pomeni, da so ti podatki kodiranje ne za nas, in morate izbrati drugačno simbolov valut.

Številke kodiranja

V binarnem računskem sistemu so sprejete samo dve različici vrednosti-0 in 1. Vse osnovne operacije z binarnimi številkami uporablja znanost, imenovana binarna aritmetika. Ti ukrepi imajo lastne značilnosti. Vzemite, na primer, številko 45, vnesena na tipkovnici. Vsaka številka ima svojo 8-bitno kodo v tabeli kod ASCII, zato številka traja dva bajta (16 bitov): 5 - 01010011, 4 - 01000011. Da bi to število uporabili v izračunih, ga s posebnimi algoritmi prevedejo v binarni sistem računanja v obliki osemmestne binarne številke: 45 - 00101101.

Kodiranje in obdelava grafičnih informacij

V petdesetih letih prejšnjega stoletja se je na računalniku prvič prikazal grafični prikaz podatkov, ki se je najpogosteje uporabljal v znanstvene in vojaške namene. Danes je vizualizacija informacij, pridobljenih iz računalnika, običajna in običajna fenomena za katero koli osebo, v teh dneh pa je prinesla izredno revolucijo pri delu s tehnologijo. Morda je vpliv prizadetosti človeške psihe: jasno predstavljene informacije se bolje absorbirajo in zaznavajo. Velik napredek pri razvoju vizualizacije podatkov se je zgodil v osemdesetih letih, ko so se kodiranje in obdelava grafičnih informacij močno razvili.

Analogna in ločena grafična predstavitev

Grafični podatki Obstajata dve vrsti: analogni (barvanje z nenehno spreminjajočo se barvo) in ločen (slika, sestavljena iz številnih točk različnih barv). Za udobno delo s slikami na računalniku se obdelujejo - prostorsko vzorčenje, pri katerem je vsakemu elementu dodeljena določena barvna vrednost v obliki posamezne kode. Kodiranje in obdelava grafičnih informacij je podobno delu z mozaikom, sestavljenim iz velikega števila majhnih fragmentov. Kjer je kakovost kodiranje odvisna od velikosti pike (manjša velikost elementa - mestih ima večjo količino na enoto površine, - višja kakovost) in velikost paleto barv znamke (višje barvni države lahko sprejme vsako točko, v tem zaporedju, nosi več informacij, boljše kakovosti ).

Ustvarjanje in shranjevanje grafike

Obstaja več osnovnih slikovnih formatov - vektor, fraktal in raster. Ločeno šteje kombinacija rastrja in vektorja - v našem času široko porazdeljena multimedijska 3D-grafika, ki predstavlja tehnike in metode za konstruiranje tridimenzionalnih predmetov v virtualnem prostoru. Kodiranje in obdelava grafičnih in večpredstavnostnih informacij je drugačen za vsak format slike.

Raster slika

Bistvo te grafične oblike je, da je slika razdeljena na majhne barve (pik). Zgornja leva kontrolna točka. Kodiranje grafičnih informacij se vedno začne v levem kotu slikovne črte po vrstici, pri čemer vsak piksel prejme barvno kodo. Prostornino rastrske slike lahko izračunate tako, da pomnožite število točk z obsegom informacij vsake od njih (odvisno od števila možnosti barv). Višja je ločljivost monitorja, večje je število rastrskih linij in pik v vsaki vrstici, tem večja je kakovost slike. Za obdelavo grafičnih podatkov raster-type lahko uporabite binarno kodo, saj je svetlost vsake točke in koordinate njene lokacije lahko prikazana kot cela števila.

Vector Image

Kodiranje grafičnih in multimedijskih informacij vektorskega tipa se zmanjša na dejstvo, da je grafični objekt predstavljen v obliki elementarnih segmentov in lokov. Lastnosti linije, ki je osnovni predmet, so oblika (ravna ali krivulja), barva, debelina, oris (črtkana ali črta črta). Tiste zaprti liniji imajo še eno lastnost - polnjenje z drugimi predmeti ali barvo. Položaj predmeta določajo točke začetka in konca črte in polmer ukrivljenosti loka. Obseg grafičnih informacij vektorskega formata je veliko manjši od bitne slike, vendar zahteva posebne programe za ogled te vrste grafike. Obstajajo tudi programi - vektorizatorji, pretvorbe bitne slike v vektorju.

Fraktalna grafika

Ta vrsta grafike, kot je vektor, temelji na matematičnih izračunih, vendar je njegova osnovna komponenta formula sam. V računalniškem pomnilniku ni nobene potrebe po shranjevanju slik ali predmetov, samo slika je sestavljena iz formule. S to vrsto grafike je prikladno prikazati ne le preproste redne strukture, temveč tudi kompleksne ilustracije, ki simulirajo, na primer, krajine v igrah ali emulatorjih.

Zvočni valovi

Kakšno je kodiranje informacij, lahko še vedno predstavljate primer dela z zvokom. Vemo, da je naš svet poln zvokov. Od antičnih časov so ljudje ugotovili, kako se rojevajo zvoki - valovi stisnjenega in razžarjenega zraka, ki vplivajo na bubanj. Oseba lahko zaznava valove s frekvenco 16 Hz do 20 kHz (1 Hz - eno nihanje na sekundo). Vsi valovi, katerih oscilacijske frekvence spadajo v to območje, se imenujejo zvočni valovi.

Zvočne lastnosti

Značilnosti zvoka so ton, barva zvokov, odvisno od oblike nihanj, višina (frekvenca, ki je določena s frekvenco oscilacije na sekundo) in glasnost, odvisno od intenzitete nihanj. Vsak pravi zvok je sestavljen iz mešanice harmoničnih nihanj z določenim nizom frekvenc. Oscilacija z najnižjo frekvenco se imenuje osnovni ton, drugi pa nadtone. Zvok daje posebni barvi zvoku - različno število zvokov, ki so značilni za ta poseben zvok. Z glasom lahko prepoznamo glasove bližnjih ljudi, razlikujemo zvok glasbenih instrumentov.

Programi za delo z zvokom

Pogojno so programi za funkcionalno razdeljeni na več vrst: pripomočki in gonilniki za zvočne kartice, ki delajo z njimi na nizki ravni, avdio procesorji, ki proizvajajo različne dejavnosti z avdio datotek in uporabljajo različne učinke, programske sintetizatorjev in analogno-digitalni pretvorniki (ADC) in digitalno-analogno (DAC).

Zvočno kodiranje

Kodiranje večpredstavnostnih informacij je pretvorba analogne narave zvoka v diskretno eno za bolj priročno obdelavo. ADC dobi na vhodu analogni signal, Izmeri amplitudo v določenih časovnih presledkih in sproži digitalno sekvenco s podatki o spremembah amplitude. Ni fizičnih transformacij.

Izhodni signal je diskretna, vendar je bolj pogostost meritev amplituda (vzorec), bolj natančno izhodni signal ustreza vhodu, bolje kodiranje prelazov in obdelavo multimedijski informacij. Vzorec se imenuje tudi urejeno zaporedje digitalnih podatkov, pridobljenih z ADC. Sam proces se imenuje vzorčenje, v ruskem jeziku - diskretizacija.

Inverzna transformacija poteka s pomočjo DAC: na podlagi digitalnih podatkov, ki prihajajo na vhod, se v določenih trenutkih generira električni signal potrebne amplitude.

Primeri parametrov

Glavni parametri vzorčenja niso samo merilna frekvenca, temveč tudi globina bitov - natančnost merjenja spremembe amplitude za vsak vzorec. Bolj natančno se vrednost amplitude signala prenaša med digitalizacijo v vsaki enoti časa, večja je kakovost signala po ADC, večja je zanesljivost rekonstrukcije valov v inverzni transformaciji.