Način kodiranja informacij z uporabo številk. Binarno kodiranje

V procesu razvoja je človeštvo prišlo do uresničitve potrebe po shranjevanju in oddajanju na daljavo teh ali tistih informacij. V slednjem primeru je bilo potrebno preoblikovanje v signale. Ta proces se imenuje kodiranje podatkov. Besedilne informacije in grafične slike se lahko pretvorijo v številke. O tem, kako se to lahko naredi, bo naš članek povedal.

Prenos informacij na daljavo

Če želite poslati sporočilo od avtorja naslovniku (od vira do sprejemnika), se najpogosteje uporabljajo tri vrste prenosnih sistemov:

• kurirska pošta;
• zvočni (na primer z zvočnikom);
• na podlagi te ali tiste metode telekomunikacij (žica, radio, optični, radijski rele, satelit, optična vlakna).

Trenutno so najpogostejši prenosni sistemi slednjega tipa. Vendar pa morate za njihovo uporabo najprej uporabiti enega ali drug način kodiranja informacij. S pomočjo številk v običajnem decimalnem računu za sodobne ljudi je izjemno težko narediti to.

Šifriranje

Včasih mora biti vsebina sporočila skrita od zunanjih sodelavcev. V tem primeru se uporablja šifriranje. Lahko se uporabijo različne metode kodiranja informacij s številkami.

Binarna notacija

Na zori računalniške dobe so znanstveniki zaskrbljeni, da bi našli napravo, ki bi omogočala najbolj preprosto predstavitev številk v računalniku. Vprašanje je bilo rešeno, ko je Claude Chenon predlagal uporabo sistema binarnih števil. Znano je bilo od 17. stoletja, za njegovo izvajanje pa je bila potrebna naprava z 2 stabilnimi stanjami, ki ustrezajo logičnemu "1" in logičnemu "0". V tistem času so bili znani dovolj - iz jedra, ki bi bilo lahko magnetizirano ali razmagneteno, na tranzistor, ki bi bil lahko odprt ali v zaprtem stanju.

Za binarne pluse račun tudi preprostost izračuna, ki se lahko izvede na številu, prikazani v binarni notaciji.

Kako preoblikovanje "navadnih" informacij v obrazec, primeren za obdelavo in shranjevanje računalnika

Računalnik binarna koda tehnično realizira odsotnost ali prisotnost impulzov v mikroskopskih elementih za shranjevanje. To so lahko:

1. Fototični impulzi. Površina katere koli optični disk (DVD, CD ali BluRay) je sestavljena iz spirale, sestavljene iz majhnih segmentov. Vsak od njih je lahka ali temna. Ko se diska vrti v pogonu, se laser osredotoči na svojo spiralno pot. Njegov odraz pade na fotocelico. Slednji v tem primeru je sprejemnik informacij. Svetlobni odseki spirale odražajo svetlobo in jo prenesejo na fotocelico, temno, nasprotno, absorbirajo svetlobo. Kot rezultat, fotocelica sprejema informacije, ki so šifrirane v disku, kot temne in lahke točke.

2. Magnetne impulze. Z njihovo pomočjo so informacije na trdem disku kodirane, znotraj katerih je hitro vrtljiva plošča. Kot pri optičnih diskih je celotna površina spirala, ki je sestavljena iz zaporedja majhnih površin v številu več milijonov. Vsak od njih je element, ki lahko sprejme eno od dveh stanj: "magnetized" ali "unmagnetized". Tvorijo binarno kodo teh ali teh informacij. "Pojasnilo", v katerem se nahaja posamezni element, se ustvari s pomočjo posebne glave, ki se premika vzdolž površine plošče.

3. Električni impulzi. Računalnik RAM je čip, ki ga sestavljajo milijoni majhnih celic, "zbrani" iz mikroskopskih kondenzatorjev in tranzistorjev. Vsak od njih lahko vsebuje električni naboj ali pa se ne polni. Kombinacije pomnilniških celic, ki so v eni od teh dveh možnih stanj, tvorijo binarno kodo. V vseh drugih napravah, ki temeljijo na pomnilniških čipih, na primer na pomnilniških pogojih, SSD-nosilcih itd., So podatki shranjeni na popolnoma enak način.

Kodiranje besedil

Kot smo že omenili, je ena od vrst informacijskih transformacij za prenos in shranjevanje enkripcija. Uporablja se za zaščito pred nepooblaščenim dostopom. Na začetku smo za šifriranje skupaj z bolj primitivnimi uporabili naslednje metode kodiranja informacij:

• S pomočjo polja Polybius, ki je tabela, v katero je v določenem vrstnem redu vpisana celotna grška abeceda. Vsako črko sporočila je zamenjala par številk, ki predstavljajo število stolpca in vrstice.
• Skozi Alberti, ki sestoji iz dveh koncentričnih krogov. Označeni so s črkami in številkami. Medsebojno so bili poravnani z vrtenjem diskov.

Sodoben način kodiranja besedilnih informacij v računalniku temelji na podobnih načelih. Za njegovo izvajanje, vsak znak abecede ustreza določenemu številu. Nato se prevede v binarno kodo. Osem binarnih številk vam omogoča, da kodirate 256 različnih znakov. Dovolj je, da predstavljajo vse črke angleščine in ruščine, vključno z velikimi črkami, znaki aritmetike in ločil ter nekaj skupnih posebnih znakov.

Trenutno sistem ASCII. Za to sta določeni dve kodni tabeli. Osnovno definira vrednosti od 0 do 127, razširjeni pa so številke od 128 do 255.

Kako kodirati enobarvno sliko v računalniku

Vsaka črno-bela slika, natisnjena na papirju, pod povečevalnim steklom izgleda kot niz pik, ki se običajno imenujejo raster. Linearne koordinate in svetlost vsakega od teh lahko izrazimo v celih številih. To pomeni, da lahko uporabite binarno kodo za rast slike. V tem trenutku je splošno sprejeto, da si ogledate enobarvne ilustracije v obliki kombinacije velikega števila pik s 256 gradacijami sive barve. Za numerično kodiranje svetlosti katerega koli od njih, osem-bitno binarno število.

Zastopanje barvnih slik

Način kodiranja informacij s številkami za take slike je nekoliko bolj zapleten. V ta namen se predhodno zahteva, da se slika razporedi v tri primarne barve (zelena, rdeča in modra), zaradi mešanja v določenih razmerjih pa lahko dobite senco, ki jo človeško oko zazna. Ta način kodiranja slike s številkami, ki uporabljajo 24 bitov, se imenuje RGB ali True Color.

Če govorimo o tiskanju, potem uporabljamo sistem CMYK. Temelji na ideji, da se lahko vsaka od glavnih sestavin RGB uskladi z barvo, ki jo dopolnjuje z belimi. Modra, vijolična in rumena. Čeprav so zadostni, da bi zmanjšali stroške tiskanja, dodajte četrto komponento - črno. Tako je za predstavitev grafike v sistemu CMYK potrebnih 32 bitov, sam način pa se imenuje polnobarvni.

Zastopanje zvoka

Na vprašanje, ali obstaja način za to, da kodira podatke z uporabo številk, mora biti odgovor pozitiven. Vendar pa se v tem trenutku take metode ne štejejo za popolne. Te vključujejo:

• Metoda FM. Temelji na razgradnji kompleksnega zvoka v zaporedje elementarnih harmonskih signalov različnih frekvenc, ki jih je mogoče opisati s kodo.
• Metoda tabularnega vala. Vzorčeni vzorci vsebujejo vzorce zvokov za različne glasbene instrumente. Številčne oznake izražajo vrsto in številko instrumentalnega modela, smola, intenzivnost in trajanje zvoka,

Sedaj veste, da je binarno kodiranje eden najpogostejših načinov predstavitve informacij, ki je imelo pomembno vlogo pri razvoju računalniške tehnologije.