Кодирование информации

ФГОУ УФИМСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИКУМ

ОТДЕЛЕНИЕ___________заочное___________________________________

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ______160305____________ГРУППА____АД-36_______

ЗАЧЕТНАЯ  КНИЖКА №__103620___________________________________

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №_______1___________

 

 

по_____Информатике________________________________________________

на тему____Вариант № 30_________________________________________

  ^{(полное наименование темы или номер варианта)}

Студента ____3____курса___Петрова_Дениса _Сергеевича_____________

  ^{(фамилия, имя, отчество полностью)}

Место работы и занимаемая должность___ОАО__ «УМПО»_____________

___слесарь – сборщик авиационных двигателей________________________

Дата сдачи работы______________

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

Введение3

Кодирование информации………………………………………………………..4

Кодирование информации в  компьютере……………………………………….5

Аналого-цифровое преобразование……………………………………………..8

 

Устройства аналоговые и цифровые…………………………………………….8

 

Хранение цифровой информации………………………………………………..9

От битов к байтам……………………………………………………………….11

Кодирование текстовой информации байтами………………………………..13

Стандартная кодировка ASCII………………………………………………….15

Кодирование цветовой информации…………………………………………...16

Кодирование графической  информации……………………………………….18

Понятие формата информации…………………………………………………19

Понятие о файле…………………………………………………………………20

Заключение……………………………………………………………………….22

Список  использованной литературы …………………………………………..23

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Воспринимая информацию с  помощью органов чувств, человек  стремится зафиксировать ее так, чтобы она стала понятной и  другим, представляя ее в той или  иной форме.

Человек выражает свои мысли  в виде предложений, составленных из слов. Слова, в свою очередь, состоят  из букв. Это — алфавитное представление  информации.

Форма представления одной  и той же информации может быть различной. Это зависит от цели, которую  вы перед собой поставили.

Таким образом, информацию можно  представить в различной форме:

• знаковой письменной, состоящей из различных знаков, среди которых принято выделять
• символьную в виде текста, чисел, специальных символов (например, текст учебника);
• графическую (например, географическая карта);
• табличную (например, таблица записи хода физического эксперимента);
• в виде жестов или сигналов (например, сигналы регулировщика дорожного движения);
• устной словесной (например, разговор).

Форма представления информации очень важна при ее передаче: если человек плохо слышит, то передавать ему информацию в звуковой форме  нельзя; если у собаки слабо развито  обоняние, то она не может работать в розыскной службе. В разные времена люди передавали информацию в различной форме с помощью: речи, дыма, барабанного боя, звона колоколов, письма, телеграфа, радио, телефона, факса.

Независимо от формы представления  и способа передачи информации, она  всегда передается с помощью какого-либо языка.

Основу любого языка составляет алфавит — набор однозначно определенных знаков (символов), из которых формируется  сообщение.

 

Кодирование информации

С появлением языка, а затем и  знаковых систем расширились возможности  общения между людьми. Это позволило  хранить идеи, полученные знания и  любые данные, передавать их различными способами на расстояние и в другие времена — не только своим современникам, но и будущим поколениям.

Представление информации с помощью  какого-либо языка часто называют кодированием. 

Код — набор символов (условных обозначений) для представления информации.

Кодирование — процесс представления информации в виде кода.

Водитель передает сигнал с помощью  гудка или миганием фар. Кодом  является наличие или отсутствие гудка, а в случае световой сигнализации — мигание фар или его отсутствие.

По мере развития техники появлялись разные способы кодирования информации. Во второй половине XIX века американский изобретатель Сэмюэль Морзе изобрел удивительный код, который служит человечеству до сих пор. Информация кодируется тремя «буквами»: длинный сигнал (тире), короткий сигнал (точка) и отсутствие сигнала (пауза) для разделения букв. Таким образом, кодирование сводится к использованию набора символов, расположенных в строго определенном порядке.

Знаменитый немецкий ученый Готфрид  Вильгельм Лейбниц предложил  еще в XVII веке уникальную и простую  систему представления чисел. «Вычисление  с помощью двоек... является для  науки основным и порождает новые  открытия... при сведении чисел к  простейшим началам, каковы 0 и 1, везде  появляется чудесный порядок».

Сегодня такой способ представления  информации с помощью языка, содержащего  всего два символа алфавита — 0 и 1, широко используется в технических  устройствах, в том числе и  в компьютере. Эти два символа 0 и 1 принято называть двоичными  цифрами или битами (от англ. bit  — Binary Digit - двоичный знак). 
 
            Инженеров такой способ кодирования привлек простотой технической реализации — есть сигнал или нет сигнала. С помощью этих двух цифр можно закодировать любое сообщение.

 

Более крупной единицей измерения  объема информации принято считать 1 байт, который состоит из 8 бит.

Принято также использовать и более  крупные единицы измерения объема информации. Число 1024 (2¹⁰) является множителем при переходе к более высокой единице измерения.

Килобит	Кбит	Кбит = 1024 бит ≈1000 бит
Мегабит	Мбит	1 Мбит = 1024 Кбит ≈ 1 000 000 бит
Гигабит	Гбит	Гбит = 1024 Мбит ≈ 1 000 000 000 бит
Килобайт	Кбайт (Кб)	1 Кбайт = 1024 байт ≈ 1000 байт
Мегабайт	Мбайт (Мб)	1 Мбайт = 1024 Кбайт ≈  1 000 000 байт
Гигабайт	Гбайт (Гб)	1 Гбайт = 1024 Мбайт ≈  1 000 000 000 байт

 

 

Кодирование информации в компьютере

 

Вся информация, которую обрабатывает компьютер, должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр — 0 и 1. Эти два символа принято называть двоичными цифрами, или битами. С помощью двух цифр 1 и 0 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организовано два важных процесса:

• кодирование, которое обеспечивается устройствами ввода при преобразовании входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, то есть в двоичный код;
• декодирование, которое обеспечивается устройствами вывода при преобразовании данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

С точки зрения технической  реализации использование двоичной системы счисления для кодирования  информации оказалось намного 
более простым, чем применение других способов. Действительно, удобно кодировать информацию в виде последовательности нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:

• 0 — отсутствие электрического сигнала или сигнал имеет низкий уровень;
• 1 — наличие сигнала или сигнал имеет высокий уровень.

Эти состояния легко различать. Недостаток двоичного кодирования  — длинные коды. Но в технике  легче иметь дело с большим  числом простых элементов, чем с  небольшим количеством сложных.

В быту ежедневно приходится сталкиваться с устройством, которое может находиться только в двух устойчивых состояниях: включено/выключено. Конечно же, это хорошо знакомый всем выключатель. А вот придумать выключатель, который мог бы устойчиво и быстро переключаться в любое из 10 состояний, оказалось невозможным. В результате после ряда неудачных попыток разработчики пришли к выводу о невозможности построения компьютера на основе десятичной системы счисления. И в основу представления чисел в компьютере была положена именно двоичная система счисления.

В настоящее время существуют разные способы двоичного кодирования  и декодирования информации в  компьютере. В первую очередь это  зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: текст, числа, графические изображения или  звук.

С одной из таких систем кодирования мы хорошо знакомы: мелодию можно записать с помощью нот. Это не единственная система кодирования музыки. В давние времена на Руси музыку записывали с помощью так называемых «крюков» — это особая форма записи.

Хранить можно не только текстовую и звуковую информацию. В виде кодов хранятся и изображения. Если посмотреть на рисунок с помощью  увеличительного стекла, то видно, что  он состоит из точек — это так  называемый растр. Координаты каждой точки можно запомнить в виде чисел. Цвет каждой точки тоже можно запомнить в виде числа. Эти числа могут храниться в памяти компьютера и передаваться на любые расстояния. По ним компьютерные программы способны изобразить рисунок на экране или напечатать его на принтере. Изображение можно сделать больше или меньше, темнее или светлее, его можно повернуть, наклонить, растянуть. Мы говорим о том, что на компьютере обрабатывается изображение, но на самом деле компьютерные программы изменяют числа, которыми отдельные точки изображения представлены в памяти компьютера.

Кроме того, при кодировании  чисел важную роль играет то, как  они будут использоваться: в тексте, в расчетах или в процессе ввода-вывода. Накладываются также и особенности  технической реализации.

Количество различных  символов, используемых для изображения  числа в позиционной системе  счисления, называется основанием системы  счисления.

В компьютере наиболее подходящей и надежной оказалась двоичная система  счисления, в которой для представления  чисел используются последовательности цифр 0 и 1.

Кроме того, для работы с  памятью компьютера оказалось удобным  использовать представление информации с помощью еще двух систем счисления:

• восьмеричной ( любое число представляется с помощью восьми цифр — 0, 1, 2... 7);
• шестнадцатеричной (используемые символы-цифры — 0, 1, 2... 9 и буквы — А, В, С, D, Е, F, заменяющие числа 10, 11, 12, 13, 14, 15 соответственно).

            В информатике отдельно рассматривают аналоговую информацию и цифровую. Это важно, поскольку человек благодаря своим органам чувств, привык иметь дело с аналоговой информацией, а вычислительная техника, наоборот, в основном работает с цифровой информацией.

Человек так устроен, что  воспринимает информацию с помощью  органов чувств. Свет, звук и тепло  — это энергетические сигналы, а  вкус и запах – это результат  воздействия химических соединений, в основе которого тоже энергетическая природа. Человек испытывает энергетические воздействия непрерывно и может  никогда не встретиться с одной  и той же их комбинацией дважды. Мы не найдем двух одинаковых зеленых  листьев на одном дереве и не услышим  двух абсолютно одинаковых звуков —  это информация аналоговая. Если же разным цветам дать номера, а разным звукам — ноты, то аналоговую информацию можно превратить в цифровую.

Музыка, когда мы ее слышим, несет аналоговую информацию, но стоит  только записать ее нотами, как она  становится цифровой. Мы легко различим разницу в одной и той же ноте, если исполнить ее на фортепиано и на флейте, хотя на бумаге эти ноты выглядят одинаково.

Разница между аналоговой информацией и цифровой прежде всего в том, что аналоговая информация непрерывна, а цифровая — дискретна. Если у художника в палитре только одна зеленая краска, то непрерывную бесконечность зеленых цветов листьев он передаст очень грубо, и все деревья на картине будут иметь одинаковый цвет. Если у художника три разные зеленые краски, то передача цвета уже будет чуть более точной. Для большей точности передачи аналоговой информации о живой природе художники смешивают разные краски и получают большое количество оттенков.

 

 

Аналого-цифровое преобразование

 

Преобразование информации из аналоговой формы в цифровую называют аналогово-цифровым преобразованием (АЦП).

Чем ближе цифровая информация приближается по качеству к аналоговой, тем больше вычислений приходится выполнять компьютеру, а значит, тем больше информации ему надо хранить и обрабатывать.

Чем мощнее компьютер, тем  больше информации он может обработать в единицу времени. Чем быстрее  компьютер обрабатывает информацию, тем выше качество изображения, лучше  звук и точнее результаты расчетов, но тем дороже обходится людям  прием, передача и обработка информации.

 

 

Устройства аналоговые и цифровые

 

Органы чувств человека так  устроены, что он способен принимать, хранить и обрабатывать аналоговую информацию. Многие устройства, созданные  человеком, тоже работают с аналоговой информацией.

1. Телевизор — это аналоговое  устройство. Внутри телевизора есть  кинескоп. Луч кинескопа непрерывно  перемещается по экрану. Чем сильнее  луч, тем ярче светится точка,  в которую он попадает. Изменение  свечения точек происходит плавно  и непрерывно.

2. Монитор компьютера  тоже похож на телевизор, но  это устройство цифровое. В нем  яркость луча изменяется не  плавно, а скачком (дискретно). Луч  либо есть, либо его нет. Если  он есть, мы видим яркую точку  (белую или цветную). Если луча  нет, мы видим черную точку.  Поэтому изображения на экране  монитора получаются более четкими,  чем на экране телевизора.

3. Проигрыватель грампластинок  — аналоговое устройство. Чем  больше высота неровностей на  звуковой дорожке, тем громче  звучит звук.

4. Телефон — тоже аналоговое  устройство. Чем громче мы говорим  в трубку, тем выше сила тока, проходящего по проводам, тем  громче звук, который слышит наш  собеседник.