Учебно-методическое пособие для подготовки студентов к пгк павлодар (стр. 3 из 59)

Суть информатики выражается как наука об автоматической обработке информации.

Код – совокупность знаков, символов и правил представления информации.

В частности, можно различать двоичный и троичный код. Алфавит первого ограничен двумя символами (0, 1), а второго - тремя символами (-1, 0, +1). Сигналы, реализующие коды, обладают одной из следующих характеристик:

- униполярный код (значения сигнала равны 0, +1, либо 0, -1);

- полярный код (значения сигнала равны -1, +1);

- биполярный код (значения равны -1, 0, +1).

Биполярные коды часто используются в каналах передачи данных. Здесь единицы представляются чередующимися положительными и отрицательными импульсами. Отсутствие импульсов определяет состояние «нуль». Биполярное кодирование обеспечивает обнаружение одиночной ошибки. Так, если вместо нуля появится единица, либо единица ошибочно сменится на нуль, то это легко обнаруживается. В обоих случаях нарушается чередование полярности импульсов.

Кодируемые (обозначаемые) элементы входного алфавита обычно называют символами.

Символом (служит условным знаком какого-нибудь понятия, явления) как правило, является цифра, буква, знак пунктуации или иероглиф естественного языка, знак препинания, знак пробела, специальный знак, символ операции. Кроме этого, учитываются управляющие символы.

Кодирующие (обозначающие) элементы выходного алфавита называются знаками; количество различных знаков в выходном алфавите назовем значностью (-арностью, -ичностью); количество знаков в кодирующей последовательности для одного символа - разрядностью кода; последовательным кодом является такой, в котором знаки следуют один за другим во времени (например, радио- или оптические сигналы либо передача по двум проводам, 2-жильному кабелю), параллельным - тот, в котором знаки передаются одновременно (например, по четырем проводам, 4-жильному кабелю), образуя символ (т. е. символ передается в один прием, в один момент времени).

Рассмотрим перечень наиболее известных кодов, некоторые из них использовались первоначально для связи, кодирования данных, а затем для представления информации в ЭВМ:

- код Бодо - 5-разрядный код, бывший в прошлом европейским стандартом для телеграфной связи;

- ASCII - стандартный 7-битовый код для передачи данных, поддерживает 128 символов, включающих заглавные и строчные символы латиницы, цифры, специальные значки и управляющие символы. Этот код, к которому были добавлены некоторые национальные символы (10 бинарных комбинаций), был принят Международной организацией по стандартизации (ISO) как стандарт ISO- 7;

- EBCDIC - 8-разрядный код, предложенный фирмой IBM для машин серий IВM/360-375 (внутреннее представление данных в памяти), а затем распространившийся и на системы других производителей;

- ASCII-8 - 8-разрядный код, принятый для внутреннего и внешнего представления данных в вычислительных системах. Включает стандартную часть (128 символов) и национальную (128 символов). Соответственно в зависимости от национальной части, кодовые таблицы различаются;

- код Холлерита, предложенный для ПК (1913 г.), затем использовавшийся для кодирования информации перед вводом в ЭВМ с перфокарт.

Одним из «последних слов» в процессе развития систем символьного кодирования является универсальный код UNICODE - стандарт 16-разрядноrо кодирования символов.

Стандарт UNICODE разработан техническим комитетом, в который вошли представители ряда ведущих фирм. Он определяет коды, обеспечивающие идентификацию различных символов букв, иероглифов, цифр и т. д. Код может использоваться вместо 7-8-битовых, в том числе и ASCII. В 16-разрядном UNICODE можно закодировать 65536 символов вместо 128 в ASCII.

Если рассмотреть с помощью увеличительного стекла черно-белое графическое изображение, напечатанное в газете или книге, то можно увидеть, что оно состоит из мельчайших точек, образующих характерный узор, называемый растром. Поскольку линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки (яркость) можно выразить с помощью целых чисел, то можно сказать, что растровое кодирование позволяет использовать двоичный код для представления графических данных. Общепринятым на сегодняшний день считается представление черно-белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета, и, таким образом, для кодирования яркости любой точки обычно достаточно восьмиразрядного двоичного числа.

Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используют три основных цвета: красный (Red, R), зеленый (Green, С) и синий (Вlue, В). На практике считается (хотя теоретически это не совсем так), что любой цвет, видимый человеческим глазом, можно получить путем механического смешения этих трех основных цветов. Такая система кодирования называется системой RGB по первым буквам названий основных цветов.

Если для кодирования яркости каждой из основных составляющих использовать по 256 значений (восемь двоичных разрядов), как это принято для полутоновых черно-белых изображений, то на кодирование цвета одной точки надо затратить 24 разряда. При этом система кодирования обеспечивает однозначное определение 16,5 млн различных цветов, что на самом деле близко к чувствительности человеческого глаза. Режим представления цветной графики с использованием 24 двоичных разрядов называется полноцветным.

Каждому из основных цветов можно поставить в соответствие дополнительный цвет, то есть цвет, дополняющий основной цвет до белого. Нетрудно заметить, что для любого из основных цветов дополнительным будет цвет, образованный суммой пары остальных основных цветов. Соответственно, дополнительными цветами являются: голубой (Сyan, С), пурпурный (Magenta, м) и желтый (Yellow, У). Принцип декомпозиции произвольного цвета на составляющие компоненты можно применять не только для основных цветов, но и для дополнительных, то есть любой цвет можно представить в виде суммы голубой, пурпурной и желтой составляющей. Такой метод кодирования цвета принят в полиграфии, но в полиграфии используется еще и четвертая краска - черная (Black, К). Поэтому данная система кодирования обозначается четырьмя буквами СМУК (черный цвет обозначается буквой К, потому что буква В уже занята синим цветом), и для представления цветной графики в этой системе надо иметь 32 двоичных разряда. Такой режим тоже называется полноцветным.

Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой точки, то можно сократить объем данных, но при этом диапазон кодируемых цветов заметно сокращается. Кодирование цветной графики 16-разрядными двоичными числами называется режимом High Color.

При кодировании информации о цвете с помощью восьми бит данных можно передать только 256 цветовых оттенков. Такой метод кодирования цвета называется индексным. Смысл названия в том, что, поскольку 256 значений совершенно недостаточно, чтобы передать весь диапазон цветов, доступный человеческому глазу, код каждой точки растра выражает не цвет сам по себе, а только его номер (индекс) в некоей справочной таблице, называемой палитрой. Разумеется, эта палитра должна прикладываться к графическим данным - без нее нельзя воспользоваться методами воспроизведения информации на экране или бумаге (то есть, воспользоваться, конечно, можно, но из-за неполноты данных полученная информация не будет адекватной: листва на деревьях может оказаться красной, а небо - зеленым).

Приемы и методы работы со звуковой информацией пришли в вычислительную технику наиболее поздно. К тому же, в отличие от числовых, текстовых и графических данных, у звукозаписей не было столь же длительной истории. В итоге методы кодирования звуковой информации двоичным кодом далеки от стандартизации. Множество отдельных компаний разработали свои корпоративные стандарты.

Наиболее естественный способ представления числа в компьютерной системе заключается в использовании строки битов, называемой двоичным числом – числом в двоичной системе счисления.

Система счисления – это способ именования и изображения чисел с помощью символов, имеющих определенные количественные значения. В зависимости от способа изображения чисел системы счисления делятся на позиционные и непозиционные.

В непозиционной системе цифры не меняют своего количественного значения при изменении их расположения в числе. В позиционной системе счисления количественное значение каждой цифры зависит от ее места (позиции) в числе.

Основание системы счисления – это количество различных цифр, используемых для изображения числа в позиционной системе счисления.

Двоичная система счисления имеет основание 2 и использует для представления информации две цифры: 0 и 1.

Для перевода целого числа из десятичной в двоичную систему счисления необходимо это число делить на двойку. Если поделилось без остатка, то пишем 0; если с остатком 1, то пишем 1. Это будет последняя цифра в записи числа. Например:

25 - 24 = 1 (остаток 1)

25/2 = 12

12 - 12 = 0 (остаток 0)

12/2 = 6

6 - 6 = 0 (остаток 0)

6/2 = 3

3 - 2 = 1 (остаток 1)

3/2 = 1 (остаток от деления числа 25 на 2) - это и будет первая цифра в записи числа 25 в двоичной системе.

То есть 2510 = 11001₂

Для перевода целого числа из двоичной системы в десятичную необходимо цифры умножать на двойку в степени номера позиции (номер позиции начинается с нуля и нумеруется справа налево). Например:

43210 - номера позиции цифр в числе - они являются степенями двойки.

Информационное общество имеет следующие основные признаки:

¾ большинство работающих в информационном обществе (около 80%) занято в информационной сфере, Т.е. сфере производства информации и информационных услуг;

¾ обеспечены техническая, технологическая и правовая возможности доступа любому члену общества практически в любой точке территории и в приемлемое время к нужной ему информации (за исключением военных и государственных секретов, точно оговоренных в соответствующих законодательных актах);