Акпаратты кодтау

Ақпаратты кодтау

 

 Жоғарыда айтылғандай  ақпаратты қабылдаудың және өңдеудің  әр түрлі екі әдісі бар: үздіксіз (аналогтік) және үзілісті (дискретті). Қазіргі аналогтік аппараттар сапалы, мысалы түрлі-түсті теледидар және бейнекөріністер т.б. Компьютерлік технология ақпаратты қабылдаудың дискретті түрін ұсынады. Әр түрлі типті мәліметтермен жұмысты автоматтандыру үшін оның берілу формасын бірыңғайлау өте маңызды, ол үшін көбіне кодтау қолданылады.

 Техниканың, ғылымның  және мәдениеттің кейбір саласында кодтау проблемалары өте жақсы шешімін табуда. Мысал ретінде математикалық өрнектерді жазу жүйесін, телеграф азбукасын, соқырларға арналған Брайля жүйесін және т.б. айтуға болады.

 

 Есептеу техникасының  өзінің жүйесі бар – ол екілік  кодтау деп аталады және мәліметтерді 1 мен 0-ден тұратын екі белгінің  тізбегімен жазуға мүмкіндік  береді. Бұл белгілер екілік цифрлар  немесе биттер деп аталады(bit- ағылшынша, binary digit-тің қысқаша жазылуы).

 Бит – ақпараттың  ең кіші өлшем бірлігі. 8 биттің  комбинациясы байт деп аталады.  ЭЕМ-да кез-келген таңбаны және  санды биттердің көмегімен жазуға  болады. Практикада ақпаратты өлшеу  үшін үлкен өлшем бірліктер  қолданылады: 

1 Кбайт = 210 байт; 1 Мбайт  = 210 Кбайт; 1 Гбайт = 210 Мбайт. 

 Текстік мәліметтерді  кодтау. Егер алфавиттің әр символына  белгілі бір санды сәйкестендіріп  қойса (мысалы реттік номерін), онда текстік ақпаратты екілік  кодтың көмегімен кодтауға болады. Қазіргі компьютерлерде ақпарат  ASCII (American Standart Codе for Information Interchange –  американский стандартный код  для обмена информацией) кодымен  беріледі. ASCII коды АҚШ-тың (ANSI) американың  стандарттық ұлттық институтында  жасалған, бірақ оның 256 стандарт  символдан тұратын бөлігі арнайы  программаның көмегімен ұлттық  алфавиттің символдарымен ауыстыруға  болатындықтан басқа елдерде  пайдалана алады. 

 Қазақстанда құрамында  кириллица символдары бар ASCII-ге  алтернативті кодтау қолданылады.  Онда үлкен және кіші орыс  және латын әріптері, цифрлар,  тыныс белгілер және арифметикалық  амалдар және т.б. қамтылған.  ASCII символының әрқайсысына 8 биттік екілік код (байт) сәйкес қойылған, бұл 256 әр түрлі символды кодтауға мүмкіншілік береді.

 Сонымен, егер адам  текстік файл құрып және оны  дискіге жазса, онда адамның  енгізген әр символы компьютер  жадында сегіз нольдер мен  бірлердің жиынымен сақталады.  Тексті экранға немесе принтерге  шығарғанда осы кодтарға сәйкес  символдар бейнеленеді. 

 Графикалық мәліметтерді  кодтау. ЭЕМ-дағы кез-келген басқа  ақпарат секілді графикалық бейнелерді  сақтауға, өңдеуге және екілік  жүйеде кодталған түрінде байланыс  жолдармен жіберіледі. Графикалық  байланыс жолдармен жұмыс жасайтын  әр түрлі программалар саны  жеткілікті. Мұнда графикалық кодтау  әдістері әр түрлі графиктік  форматтар қолданылады. 

 

 Бейне сақталған файлдың  кеңеймесі мұнда қандай формат  қолданғанын білдіреді, яғни қандай  программаның көмегімен қарауға,  өңдеуге және баспаға шығаруға  болатынын аңғаруға болады. Осындай  әр түрлі мүмкіншіліктеріне қарамастан  бейнені кодтаудың негізінде  растрлық және векторлық графика  деген әр түрлі екі тәсілі  бар. 

 Растрлық графиканы  қолданғанда бейненің әрбір кішкене  элементінің түсі санаулы биттің  көмегімен кодталады. Бейне пиксель  деп аталатын ұсақ нүктелердің  жиынын құрайды. Тастар немесе  әйнектердің жиынтығынан құралған  мозайка немесе вираж секілді  түрлі-түсті нүктелердің көмегімен  сурет салынады. ЭЕМ-де растрлық  әдісті қолданғанда әр пиксель  үшін биттік қалыңдық(глубина)  деп аталатын санаулы биттер  саны бөлінеді. Әр түске белгілі  бір екілік код сәйкес келеді. Мысалы, егер биттік қалыңдық 1-ге  тең болса, онда 0-қара, 1-ақ түске  сәйкес келеді де, ал бейне  тек қара-ақ түсті болады. Егер  биттік қалыңдық 2-ге тең болса,  яғни әр пикселге 2 бит бөлінсе,  онда 00-ге қара, 01–ге қызыл, 10-ға  көк, 11–ге ақ сәйкес келеді  де, төрт түсті пайдалануға болады. Биттің қалыңдығы 3-ке тең болғанда 8 түсті пайдалануға болса, ал 4-те 16 түсті пайдалануға болады. Сонымен, графиктік программалардың  көмегімен 2,4,8,16,32,64,…,256 және т.б.  түсті бейнелерді құруға болады. Мүмкін түстің санының өсуіне  байланысты бейнені есте сақтауға  қажет жадыдан орынның көлемі  де өседі. Бұл растрлық графиканың  негізгі кемшілігі. Мысалы, орташа  өлшемдегі фотография компьютер  жадынан бірнеше Мегабайт орын  алады. Бұл бірнеше жүз, не  бірнеше мың беттік текстке  пара-пар. 

 Векторлық графиканы  пайдаланғанда бейнені құраушы  қарапайым графиктер – геометриялық  объектілердің математикалық өрнегі (мысалы, кесінді, шеңберлер, тік  бұрыштар және т.б.) ЭЕМ-нің жадында  сақталады. Шеңберді салу үшін  оның центрінің орнын, радиусын  және сызықтық жуандығы мен  түсін жадыда сақтау керек.  Осы мәліметтер бойынша сәйкес  программалар керек фигураны  дисплей экранында тұрғызады.  Мұндай бейнелеуде әр нүктенің  түсін жадыда сақтау керек  болмағандықтан расторлық графикаға  қарағанда ол көп жадыны қажет  етпейді (10 - 100 рет аз). Векторлық  графика жоғары сапалы көркемсурет  бейнелерімен, фотосуреттер мен  фильмдермен жұмыс істеуге мүмкіндік  бермейді. Сондықтан векторлық графика  сызбалар, схемалар, диаграммалар т.б.  жасау үшін пайдаланады. 

 Төменде растрлық графика  (а) және векторлық графика  (б) арқылы бейнелеулердің мысалдары  келтірілген. 

 б 

2 - сурет. Растрлық (а)  және векторлық графиканы (б)  пайдаланып бейнелеулердің мысалдары. 

 

 Мына кеңеймелері бар  файлдар *.bmp , *.pcx , *.gif , *.msp , *.img және  басқалар растрлық текті форматтарға,  ал *.dwg , *.dxf , *.pic және басқалар векторлық  текті форматтарға сәйкес келеді.

 

 

 

 

 

 

 

 

Ақпаратты кодтау

Әр түрлі ақпарат тасуыштарда  әр түрлі ұсыну (көрсету) тәсілдері  қолданылады.

Ақпараттарды келесі түрде  сақтауға болады:

Қағазда, таңбалар түрінде, перфокартада, перфолентада, таспа, ағашта, матада, кілт бедерінде т.б.

Элекромагниттік сигналдар  түрінде: дискіде, дискетте, кассетада, кинопленкада т.б.

Құрылымдық комбинациялар  түрінде: биологиялық объектілердің  клеткалары мен гендерінде.

Ақпарат беру мына түрлерде жүргізіледі:

1.       Сигналдар  түрінде. Техникалық құрылымдарда  да, адамдар қарым-қатынасында да, телекоммуникацияларда, қоғам өмірінде, тірі жәндіктерде. 

2.       Адамдар  қарым-қатынасында, техникалық құрылғыларда.

Механикалық жолмен.

Ақпаратты сақтау, беру және өңдеу техникалық құрылғыларына  мыналар жатады: түрлі дискілер, дискеттер, аудио және бейне кассеталар, перфокарталар, перфоленталар, кинопленкалар, телекоммуникация объектілері (радио, теледидар, телефон, телеграф, ДК мен  компьютерлік желілер т.б.)

ЭЕМ көптеген техникалық құралдарының арасында ақпарат сақтау, беру және өңдеу елеулі орын алады.

ЭЕМ – бұл ақ электр сигналдарын  қолданып, ақпаратты өңдейтін әмбебап  есептеуіш машина.

Компьютерлер шықпай тұрып  та ақпаратты беретін, өңдейтін және сақтайтын аспаптар болған. Мұндай аспаптарды қолдану үшін ақпарат  кодталған түрде болуы керек. Бұған ақпаратты Морзе әліппесінің  көмегімен кодтау мысал бола алады.

1.2.1.Тапсырма. Морзе әліппесімен  «HAPPY END» хабарын кодта. 

H  

A  

P  

P  

Y  

 

E  

N  

D

 

....  

._  

._ _.  

._ _.  

_._ _  

 

.  

_ .  

_ ..

 

Оқулықта ақпаратты Морзе  әліппесінің көмегімен кодтау кестесі  келтірілген. Тапсырма өз бетімен орындауға  ұсынылады.

Компьютер «Есептеуіш» деп  аударылады. Бірақ қазіргі дербес компьютер тек есептеулер жүргізу  машинасы емес. Оның көмегімен музыкалық  шығармалар жазуға және ойнатуға, графикалық бейнелерді көрсетуге және өзгертуге, бейне клиптерді көрсетуге және өзгертуге, бүкіл әлемнің дербес компьютерді пайдаланушыларымен ақпарат  алмасуға, қажет ақпаратты табуға, мәтіндік ақпарат жасап өңдеуге  болады. Бсқаша айтқанда дербес компьютер  кез-келген ақпаратты өңдей алады.

Барлық ақпаратты дербес компьютер сигналдар түрінде  қабылдай алады. Олар екі күйде болады: сигнал бар немесе сигнал жоқ. Бұл  сигналдарға тек екі түрлі  мән: 0 немесе 1 қабылдай алатын сәйкес код разряды қойылған. Тек екі  түрлі мәні немесе оған сәйкес код  разряды бар, 0 немесе 1 мәндерін ғана қабылдай алатын сигналды бит деп  атайды.

Бит – бұл ақпараттың ең кіші бірлігі. Басқа сөзбен айтқанда, тек екі түрде ғана болатын (сигнал бар немес сигнал жоқ) сигнал, БИТ  ақпаратын береді.

Оқушыларды ойын түрінде  ең аз ақпарат өлшеу бірлігі түсінігімен  таныстыру.

1-ші ойын жағдайы. 

Оқытушы сыныптан оқушыны  жұмбақтайды. Оқушылардың мақсаты: «Иә» немесе «Жоқ» жауап беретін  сұрақтар қою арқылы жұмбақталған оқушыны  анықтау.

Сұрақтар мынадай болуы  мүмкін:

-          Ол қыз ба?

-          Иә 

-          Оның екі бұрымы бар ма?

-          Жоқ және т.с.с. 

2-ші ойын жағдайы. 

Оқушылардың бірі белгілі  бір пәнді жұмбақтайды. Қалған оқушылар оның қандай пән екенін анықтайды.

3-ші ойын жағдайы. 

1-ден 100-ге дейінгі сандар  жұмбақталады. Тақтаға сандар осі  салынады. Сұрақ қоя отырып, оқушылар  жұмбақталған санды анықтауы  керек. Сұраққа «Иә» немесе  «Жоқ» деген жауап болуы керек.  Мысалы:

- Бұл сан елуден көп  пе?

- Иә (осіндегі 0-ден 50-ге  дейінгі аралық сызылады, өйткені  оған ойлаған сан кірмейді) және  т.с.с. 

Оқушыларға талқылау үшін жол-жөнекей сұрақтар қойылады:

«Ойлаған санды ең аз әрекетпен  қалай анықтауға болады?» 

1.2.2.Тапсырма. Бір битпен  нені кодтауға болады?

Тапсырма талқылау барысында  орындалады. Жауаптар әр түрлі болуы  мүмкін.

-          Шам-шырақ қосылған ба, өшірілген  бе?

-          Қол көтерілген бе, түсірілген  бе№ 

-          «Иә» немесе «Жоқ» жауабы.

-          Дүкен ашық па, жабық па?

-          Машина алдыға қозғала ма, немесе  артқа? 

-          Және т.с.с. 

Бақылау сұрақтары:

1.      Бір байтпен  нені кодтауға болады? 256 символдардың  бірін. 

2.      Неге техникалық  жүйелерде екілік алфавитті көбірек  бағалайды? 

Бұл сұраққа жауап техникалық құрылғыларда қосылған (ажыратылған(немесе қосылған/өшірілген), өткізгіш сымдар арқылы электр тогы жүреді/жүрмейді, кернеу жоғары/төмен болуы мүмкін деген  екі жағдайы бар ауыстырып  қосқыштар жиі қолданылатынын қарастырғаннан кейін беріледі. Бұл екі жағдайды айыру біз дағдыланған ашық санау  жүйесінде санаудағы онға қарағанда, әлдеқайда оңайырақ.

ASCII КОДЫ 

1.2.3.Тапсырма.

ASCII кодтарымен «БОРАН»  хабарын кодта. 

Б  

О  

Р  

А  

Н

 

1  

8  

Е  

8  

0  

9  

0  

8  

Д  

8

 

 

«БОРАН» хабарын екілік кодпен кодта.

Б  

О  

Р  

О  

Н

 

0  

0  

0  

1  

1  

0  

0  

0  

1  

1  

1  

0  

1  

0  

0  

0  

0  

0  

0  

0  

1  

0  

0  

1  

0  

0  

0  

0  

1  

0  

0  

0  

1  

1  

0  

1  

1  

0  

0  

0

 

 

Тапсырманы орындау үшін, оқулықта келтірілген ASCII кодтар кестесі  мен ондық, он алтылық санау жүйелерінің  сәйкестендіру кестесін қолдану  керек.

1.2.4.Тапсырма(Ү).

Қонжықтың «Уайымы» неде?

Тапсырма бастапқы мәтінді  оның екілік коды бойынша табуды ұйғарады.

-          екілік цифрлардың тетрадалары  кестеге солдан оңға қарай  енгізіледі;

-          әрбір тетраданы кесте бойынша  оның он алтылық көрсетілуімен  ауыстыру керек; 

-          ASCII кодтарының кестесінен сәйкес  символдарды табу керек; 

-          Декодталған сөздер «бос» жолдарға  жазылады.

Сөздердің арасындағы бос  орындардың кодын ескеру керек екенін оқушылардың есіне салу керек.

Қонжық не деді?

Апа бал берші.

Апасы не деп жауап берді?

Жарты жыл жат.

1.2.5.Тапсырма (Ү).Хабар құрып,  оны кодта. 

Алған дағдыларын бекіту үшін, оқушылар өздерінің хабарларын әр түрлі  тәсілдермен кодтауы керек. Тапсырма өз бетімен орындауға арналған.

АДАМ АҚПАРАТТЫ ҚАЛАЙ  АЛАДЫ.

1.2.6.Тапсырма.

Сигналдардың шығу тегі әр түрлі болуы мүмкін. Аспаптармен  немесе суретте бейнеленген ақпараттық процестер арқылы берілетін сигналдардың жаратылысы (табиғаты) қандай?

Осы процестің қандай параметрлері ақпаратты тасымалдай алады?

Жауаптар ұсынылғандардан  өзгеше болуы мүмкін.

Тапсырманың бір бөлігін  сыныпта орындап, қалғанын үй тапсырмасы ретінде беруге болады.

Егер сигнал уақыт аралығында үздіксіз болса, онда оны АНАЛОГТЫ және мұндай сигналдарды пайдаланатын машиналарды  АНАЛОГТЫҚ деп атайды. Егер сигнал үзілісті(дискретті) түрде болса, оны  және оған сәйкес машинаны ЦИФРЛЫҚ (дискретті) деп атайды. Қазіргі ДК ЦЕМ-ге жатады.

1.2.7.Тапсырма.

Кез-келген аналогтық ақпаратты  белгілі бір дәлдік дәрежесімен  дискретті түрде көрсетуге болады.

 

Аналогтық процесті дискретті  түрде көрсетіңдер.

 

Аналогтық процестің графигі  өтетін және одан төмен орналасқан шаршылар (клеткалар) боялады. Басқа  тәсіл, мысалы, көп бөлігі графиктен  төмен орналасқан шаршыларды бояуды ұсынуға да болады. 

Дискретті процесті аналогтық  түрде көрсетіңдер.

 

Жоғарғы шаршылардың орталарын  қосып, аналогтық сигналдың үздіксіз сызығын жүргізуге болады, және дискретті  сигналды аналогтық түрде көрсетудің басқа тәсілін таңдауға болады.

 

 

Жұмыстар тізімі

Рефераттар

Курстық жұмыстар

Дипломдық жұмыстар

Материалдар

Есеп берулер

Презентациялар

Ақпаратты кодтау және ақпараттың өлшем бірліктерін теориялық  түсіндіру курстық жұмыс

 

 

 

 

Мазмұны 

 

Кіріспе

 

I.Ақпаратты кодтау және  ақпараттың өлшем бірліктерін  теориялық түсіндіру.