Каким образом осуществляется двоичное кодирование текстовой информации: Каким образом осуществляется двоичное кодирование текстовой информации? Приведите пример

Содержание

Каким образом осуществляется двоичное кодирование текстовой информации? Приведите пример

1. Вводить строку, состоящую из трех слов, разделенных пробелами. 2. В первом слове введенной строки посчитать количество букв “а”. 3. Во втором слове … заменить все символы “а” на символы “А”. Если таких нет, то вывести сообщение об ошибке 4. Узнать длину третьего слова. 5. Всю полученную информацию вывести на экран.​

Cрочно помогитее!! с решениемм пожалуйста Представьте число -35 в двоичном виде в восьмибитовом представлении в формате целого со знаком.

Составьте программу рисования узора, показанного на рисунке. Количество повторений элементов узора по вертикали и горизонтали задается пользователем.

Начертите белым цветом контур буквы «Ц». Размеры буквы – произвольные.

Составьте программу рисования фигуры, изображенной на рисунке, таким образом, чтобы во время рисования перо не отрывалось от бумаги, и ни одна линия н … е проводилась дважды.

Составьте программу рисования прямоугольника со сторонами, параллельными осям координат, и вершинами в точках (2; -2) и (-1; 5).

что такое жёсткий диск? ​

Сообщающиеся сосуды | С++ 80 баллов даю. Сегодня на уроке физики рассказывали удивительные вещи. Придя домой, Витя решил проверить слова учителя о том … , что если взять два одинаковых сосуда, соединённых тонкой трубкой на уровне основания, то уровень жидкости при любом её количестве также будет одинаковым для обоих сосудов. Способ убедиться в правильности утверждения Витя избрал довольно оригинальный. Он взял аквариум с основанием длиной N и шириной 1, очень высокими стенками и поставил N–1 перегородок параллельно узкой боковой стенке аквариума, тем самым разделив аквариум на N одинаковых отсеков. Каждая перегородка имеет ширину 1 и очень большую высоту. Толщиной перегородки можно пренебречь. В каждой из перегородок есть точечное отверстие на высоте Hi, диаметром которого также можно пренебречь. После всех этих приготовлений Витя медленно наливает в первый отсек (между стенкой и первой перегородкой) C литров воды. В часть аквариума размером 1×1×1 вмещается ровно один литр воды. Так как стенки и перегородки в аквариуме были очень высокими, то через край вода не переливалась. После установления стационарного состояния он замерил уровень жидкости в каждом из N сосудов. Теперь он хочет убедиться, что его экспериментальные данные не опровергают законы, рассказанные на уроке. Он обратился к вам с просьбой выяснить, какой должна быть высота жидкости в каждом из сосудов с теоретической точки зрения. Рассмотрим подробно случай N=3. Пусть сначала h2 h3. Как только жидкость в первом отсеке достигнет уровня первого отверстия, вся вода станет поступать во второй отсек. Если после этого уровень во втором отсеке сравняется с уровнем второго отверстия, то вода станет выливаться в третий до тех пор, пока высоты жидкостей во втором и третьем отсеках не станут равными. Далее уровень воды в них будет равномерно увеличиваться, пока не достигнет первого отверстия. После этого весь аквариум будет заполняться равномерно. Входные данные В первой строке записаны целые N и C (1≤N≤100000, 0≤C≤2⋅109). В следующих N–1 строках содержится по одному целому числу Hi (0≤Hi≤2⋅109), обозначающему высоту отверстия в i-й перегородке. Выходные данные Выведите N чисел, каждое на новой строке, с точностью до шести знаков после десятичной точки — уровень жидкости в 1,2,...,N отсеке соответственно. Примеры Ввод 1 4 4 3 2 1 Вывод 3.00000000000000000000 1.00000000000000000000 0.00000000000000000000 0.00000000000000000000 ТОЛЬКО НА С++

Завдання No1 Вказування імені змінної та її типу називають Обери один варіант :Проголошення Оголошення Афірмація Спеціалізація​

Меньше среднего.C++ Дан массив A из N элементов. Требуется найти и вывести количество элементов, значение которых меньше среднего арифметического знач … ения элементов массива.

Двоичное кодирование информации

Двоичное кодирование информации

Двоичное кодирование информации.

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 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса: кодирование и декодирование.

Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.

Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

Система счисления — способ записи чисел с помощью набора специальных знаков, называемых цифрами.

Система счисления Основание Алфавит цифр
Десятичная 10 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
Двоичная 2 0, 1
Восьмеричная 8 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7
Шестнадцатеричная 16 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

Десятичная система счисления — позиционная система счисления по основанию 10. Предполагается, что основание 10 связано с количеством пальцев рук у человека. Наиболее распространённая система счисления в мире. Для записи чисел используются символы 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, называемые арабскими цифрами.

Двоичная система счисления — позиционная система счисления с основанием 2. Используются цифры 0 и 1. Двоичная система используется в цифровых устройствах, поскольку является наиболее простой.

Двоичная система счисления обладает такими же свойствами, что и десятичная, только для представления чисел используются не 10 цифр, а всего две. Соответственно и разряд числа называют не десятичным, а двоичным.

Перевод из десятичной системы счисления в систему счисления с основанием p осуществляется последовательным делением десятичного числа и его десятичных частных на p, а затем выписыванием последнего частного и остатков в обратном порядке.

Переведем десятичное число 20 в двоичную систем счисления (основание системы счисления p=2).

В итоге получили 2010 = 101002.

 

Двоичное кодирование текстовой информации

Начиная с 60-х годов, компьютеры все больше стали использовать для обработки текстовой информации и в настоящее время большая часть ПК в мире занято обработкой именно текстовой информации.

Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации = 1 байту (1 байт = 8 битов).

Для кодирования одного символа требуется один байт информации.

Учитывая, что каждый бит принимает значение 1 или 0, получаем, что с помощью 1 байта можно закодировать 256 различных символов. (28 = 256)

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (или десятичный код от 0 до 255).

Важно, что присвоение символу конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется кодовой таблицей.

Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера (коды), называется таблицей кодировки.

Кодирование изображений

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.

Кодирование растровых изображений

Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов. Пиксель - минимальный участок изображения, цвет которого можно задать независимым образом.

В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики (большого количества маленьких разноцветных стекол). Изображение разбивается на отдельные маленькие фрагменты (точки), причем каждому фрагменту присваивается значение его цвета, то есть код цвета (красный, зеленый, синий и так далее).

Для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен одному биту (либо черная, либо белая – либо 1, либо 0).

Для четырех цветного – 2 бита.

Для 8 цветов необходимо – 3 бита.

Для 16 цветов – 4 бита.

Для 256 цветов – 8 бит (1 байт).

Качество изображения зависит от количества точек (чем меньше размер точки и, соответственно, больше их количество, тем лучше качество) и количества используемых цветов (чем больше цветов, тем качественнее кодируется изображение). Растровые изображения очень чувствительны к масштабированию (увеличению или уменьшению). При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется различимость мелких деталей изображения. При увеличении изображения увеличивается размер каждой точки и появляется ступенчатый эффект, который можно увидеть невооруженным глазом.

 

Кодирование векторных изображений

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…). Каждый примитив описывается математическими формулами. Кодирование зависит от прикладной среды.

Достоинством векторной графики является то, что файлы, хранящие векторные графические изображения, имеют сравнительно небольшой объем.

Важно также, что векторные графические изображения могут быть увеличены или уменьшены без потери качества.


Кодирование информации

Общие понятия

Определение 1

Кодирование — это преобразование информации из одной ее формы представления в другую, наиболее удобную для её хранения, передачи или обработки.

Кодом называют правило отображения одного набора знаков в другом.

Двоичный код – это способ представления информации с помощью двух символов - 0 и 1.

Определение 2

Длина кода – это количество знаков, используемых для представления кодируемой информации.

Бит - это одна двоичная цифра 0 или 1. Одним битом можно закодировать два значения: 1 или 0. Двумя битами можно закодировать уже четыре значения: 00, 01, 10, 11. Тремя битами кодируются 8 разных значений. Добавление одного бита удваивает количество значений, которое можно закодировать.

Виды кодирования информации

Различают кодирование информации следующих видов:

  • Кодирование текстовой информации;
  • Кодирование цвета;
  • Кодирование графической информации;
  • Кодирование числовой информации;
  • Кодирование звуковой информации;
  • Кодирование видеозаписи.

Кодирование текстовой информации

Любой текст (к примеру, студенческий реферат) состоит из последовательности символов. Символами могут быть буквы, цифры, знаки препинания, знаки математических действий, круглые и квадратные скобки и т.д.

Текстовая информация, как и любая другая, хранится в памяти компьютера в двоичном виде. Для этого каждому ставится в соответствии некоторое неотрицательное число, называемое кодом символа, и это число записывается в память ЭВМ в двоичном виде. Конкретное соотношение между символами и их кодами называется системой кодировки. В персональных компьютерах обычно используется система кодировки ASCII (American Standard Code for Informational Interchange – Американский стандартный код для информационного обмена).

Готовые работы на аналогичную тему

Разработчики программного обеспечения создали собственные 8-битные стандарты кодировки текста. За счет дополнительного бита диапазон кодирования в них был расширен до 256 символов. Чтобы не было путаницы, первые 128 символов в таких кодировках, как правило, соответствуют стандарту ASCII. Оставшиеся 128 - реализуют региональные языковые особенности.

Восьмибитными кодировками, распространенными в нашей стране, являются KOI8, UTF8, Windows-1251 и некоторые другие.

Кодирование цвета

Чтобы сохранить в двоичном коде фотографию, ее сначала виртуально разделяют на множество мелких цветных точек, называемых пикселями (что-то на подобии мозаики). После разбивки на точки цвет каждого пикселя кодируется в бинарный код и записывается на запоминающем устройстве.

Если говорят, что размер изображения составляет, например, х 512х512 точек, это значит, что оно представляет собой матрицу, сформированную из 262144 пикселей (количество пикселей по вертикали, умноженное на количество пикселей по горизонтали).

Прибором, "разбивающим" изображения на пиксели, является любая современная фотокамера (в том числе веб-камера, камера телефона) или сканер. И если в характеристиках камеры значится, например, "10 Mega Pixels", значит количество пикселей, на которые эта камера разбивает изображение для записи в двоичном коде, - 10 миллионов. Чем на большее количество пикселей разделено изображение, тем реалистичнее выглядит фотография в декодированном виде (на мониторе или после распечатывания).

Однако качество кодирования фотографий в бинарный код зависит не только от количества пикселей, но также и от их цветового разнообразия. Алгоритмов записи цвета в двоичном коде существует несколько. Самым распространенным из них является RGB. Эта аббревиатура – первые буквы названий трех основных цветов: красного – англ.Red, зеленого – англ. Green, синего – англ. Blue. Смешивая эти три цвета в разных пропорциях, можно получить любой другой цвет или оттенок.

На этом и построен алгоритм RGB. Каждый пиксель записывается в двоичном коде путем указания количества красного, зеленого и синего цвета, участвующего в его формировании.

Чем больше битов выделяется для кодирования пикселя, тем больше вариантов смешивания этих трех каналов можно использовать и тем значительнее будет цветовая насыщенность изображения.

Замечание 1

Цветовое разнообразие пикселей, из которых состоит изображение, называется глубиной цвета.

Кодирование графической информации

Описанная выше техника формирования изображений из мелких точек является наиболее распространенной и называется растровой. Но кроме растровой графики, в компьютерах используется еще и так называемая векторная графика.

Векторные изображения создаются только при помощи компьютера и формируются не из пикселей, а из графических примитивов (линий, многоугольников, окружностей и др.).

Векторная графика - это чертежная графика. Она очень удобна для компьютерного «рисования» и широко используется дизайнерами при графическом оформлении печатной продукции, в том числе создании огромных рекламных плакатов, а также в других подобных ситуациях. Векторное изображение в двоичном коде записывается как совокупность примитивов с указанием их размеров, цвета заливки, места расположения на холсте и некоторых других свойств.

Чтобы записать на запоминающем устройстве векторное изображение круга, компьютеру достаточно в двоичный код закодировать тип объекта (окружность), координаты его центра на холсте, длину радиуса, толщину и цвет линии, цвет заливки. В растровой системе пришлось бы кодировать цвет каждого пикселя. И если размер изображения большой, для его хранения понадобилось бы значительно больше места на запоминающем устройстве.

Тем не менее, векторный способ кодирования не позволяет записывать в двоичном коде реалистичные фото. Поэтому все фотокамеры работают только по принципу растровой графики. Рядовому пользователю иметь дело с векторной графикой в повседневной жизни приходится не часто.

Кодирование числовой информации

При кодировании чисел учитывается цель, с которой цифра была введена в систему: для арифметических вычислений или просто для вывода. Все данные, кодируемые в двоичной системе, шифруются с помощью единиц и нолей. Эти символы еще называют битами. Этот метод кодировки является наиболее популярным, ведь его легче всего организовать в технологическом плане: присутствие сигнала – 1, отсутствие – 0. У двоичного шифрования есть лишь один недостаток – это длина комбинаций из символов. Но с технической точки зрения легче орудовать кучей простых, однотипных компонентов, чем малым числом более сложных.

Целые числа кодируются просто переводом чисел из одной системы счисления в другую. Для кодирования действительных чисел используют 80-разрядное кодирование. При этом число преобразуют в стандартный вид.

Кодирование звуковой информации

Любой звук, слышимый человеком, является колебанием воздуха, которое характеризируется двумя основными показателями: частотой и амплитудой. Амплитуда колебаний - это степень отклонения состояния воздуха от начального при каждом колебании. Она воспринимается нами как громкость звука. Частота колебаний - это количество отклонений состояний воздуха от начального за единицу времени. Она воспринимается как высота звука. Так, тихий комариный писк - это звук с высокой частотой, но с небольшой амплитудой. Звук грозы наоборот имеет большую амплитуду, но низкую частоту.

Схему работы компьютера со звуком в общих чертах можно описать так. Микрофон превращает колебания воздуха в аналогичные по характеристикам электрических колебаний. Звуковая карта компьютера преобразовывает электрические колебания в двоичный код, который записывается на запоминающем устройстве. При воспроизведении такой записи происходит обратный процесс (декодирование) - двоичный код преобразуется в электрические колебания, которые поступают в аудиосистему или наушники. Динамики акустической системы или наушников имеют противоположное микрофону действие. Они превращают электрические колебания в колебания воздуха.

Принцип разделения звуковой волны на мелкие участки лежит в основе двоичного кодирования звука. Аудиокарта компьютера разделяет звук на очень мелкие временные участки и кодирует степень интенсивности каждого из них в двоичный код. Такое дробление звука на части называется дискретизацией. Чем выше частота дискретизации, тем точнее фиксируется геометрия звуковой волны и тем качественней получается запись.

Качество записи сильно зависит также от количества битов, используемых компьютером для кодирования каждого участка звука, полученного в результате дискретизации. Количество битов, используемых для кодирования каждого участка звука, полученного при дискретизации, называется глубиной звука.

Кодирование видеозаписи

Видеозапись состоит из двух компонентов: звукового и графического.

Кодирование звуковой дорожки видеофайла в двоичный код осуществляется по тем же алгоритмам, что и кодирование обычных звуковых данных. Принципы кодирования видеоизображения схожи с кодированием растровой графики (рассмотрено выше), хотя и имеют некоторые особенности. Как известно, видеозапись - это последовательность быстро меняющихся статических изображений (кадров). Одна секунда видео может состоять из 25 и больше картинок. При этом, каждый следующий кадр лишь незначительно отличается от предыдущего.

Учитывая эту особенность, алгоритмы кодирования видео, как правило, предусматривают запись лишь первого (базового) кадра. Каждый же последующий кадр формируются путем записи его отличий от предыдущего.

Двоичное кодирование и компьютер.

В конце ХХ века, века компьютеризации, человечество пользуется двоичной системой ежедневно, так как вся информация, обрабатываемая современными ЭВМ, хранится в них в двоичном виде.

Каким же образом осуществляется это хранение?

Каждый регистр арифметического устройства ЭВМ, каждая ячейка памяти представляют собой физическую систему, состоящую из некоторого числа однородных элементов. Любой такой элемент способен находиться в нескольких состояниях и служит для изображения одного из разрядов числа. Именно поэтому каждый элемент ячейки называют разрядом.

Нумерацию разрядов в ячейке. принято вести справа налево, самый левый разряд имеет порядковый номер 0.

Если при записи чисел в ЭВМ мы хотим использовать обычную десятичную систему счисления, то мы должны двоичное кодирование информации уметь получать 10 устойчивых состояний для каждого разряда (как на счетах при помощи костяшек). Такие машины существуют. Однако конструкция элементов такой машины оказывается чрезвычайно сложной, что сказывается на надежности и скорости работы ЭВМ. Наиболее надежным и дешевым является устройство, каждый разряд которого может принимать два состояния: намагничено - не намагничено, высокое напряжение - низкое напряжение и т.д. В современной электронике развитие аппаратной базы ЭВМ идет именно в этом направлении.

Следовательно, использование двоичной системы счисления в качестве внутренней системы представления информации вызвано конструктивными особенностями элементов вычислительных машин.

Двоичное кодирование текстовой информации.

Различные кодировки кириллицею.     Начиная с конца 60-х годов компьютеры все больше стали использоваться для обработки текстовой информации, и в настоящее время основная доля персональных компьютеров в мире (и большая часть времени) занята обработкой именно текстовой информации.           Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации, равное 1 байту, т. е. / = 1 байт = 8 бит.      Если рассматривать символы как возможные события, то можно вычислить, какое количество различных символов можно закодировать: N-21- 28-256 .            Такое количество символов вполне достаточно для представления текстовой информации, включая прописные и заглавные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, графические символы и т. д.     Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111. Таким образом, человек различает символы по их начертанию, а компьютер — по их коду.           При вводе в компьютер текстовой информации происходит ее двоичное кодирование, изображение символа преобразуется в его двоичный код. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу с символом — и в компьютер поступает определенная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код символа). Код символа хранится в оперативной памяти компьютера, где занимает одну ячейку.           В процессе вывода символа на экран компьютера производится обратный процесс — декодирование, т. е. преобразование кода символа в его изображение.           Важно, что присвоение символу конкретного кода — это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице. Первые 33 кода (с 0 по 32) обозначают не символы, а операции (перевод строки, ввод пробела и т. д.).           Коды с 33 по 127 — интернациональные и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.           Коды с 128 по 255 являются национальными, т. е. в национальных кодировках одному и тому же коду отвечают различные символы. К сожалению, в настоящее время существует пять различных кодовых таблиц для русских букв (КОИ-8, СР1251, СР866, Мае, ISO), поэтому тексты, созданные в одной кодировке, не будут правильно отображаться в другой.           Каждая кодировка задается своей собственной кодовой таблицей. Одному и тому же двоичному коду в различных кодировках поставлены в соответствие различные символы.           В последнее время появился новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ не один байт, а два, и потому с его помощью можно закодировать не 256 символов, а  N-216- 65 536 различных символов.     

Самые первые компьютеры работали только с числами – это числовая информация.

Потом люди научились «превращать» или кодировать буквы в числа, и тогда компьютер стал работать с числами, словами ,предложениями и большими текстами.

Такую информацию называют числовой.   

Конспект урока по информатике в 10 классе на тему "Двоичное кодирование текстовой информации"

Конспект урока по информатике в 10 классе.

Тема урока: «Двоичное кодирование текстовой информации».

Цель урока: ознакомить учащихся с двоичным кодированием текстовой информации.

Задачи урока: 
формировать знания учащихся по теме “кодирование текстовой информации”;

развивать навыки анализа и самоанализа;

формировать умения планировать и оценивать свою деятельность.

Вводное слово учителя.

Познавая окружающий мир, человек постоянно имеет дело с информацией, она нужна для того, чтобы, правильно оценив происходящие события найти наиболее удачный вариант своих действий. Информация – это то, чем каждый из нас пополняет собственный багаж знаний. Хорошо известна знаменитая фраза Ротшильдов и повторенная позже Уинстоном Черчилем «Кто владеет информацией, тот владеет миром». Ведь кто владеет наибольшим объемом информации по какому-либо вопросу, тот всегда находится в более выигрышном положении по сравнению с остальными.

В ХХ веке, в связи со стремительным развитием НТП, человеческий мозг оказался не способен быстро и качественно выполнять сложные математические расчеты и действия. Были созданы технические устройства, для обработки, хранения и передачи информации. Но человек способен передавать информацию в различных формах: письменной, устной, в виде жестов, используя при этом различные языки, а компьютер только в цифровой форме. Поэтому существуют устройства ввода и вывода информации, а техническое устройство ее кодирует при вводе – переводит в язык цифр и декодирует при выводе - переводит из языка цифр в понятный нам.

? А какие виды информации вам известны? (Числовая, текстовая, звуковая и графическая).

? С кодированием какой информации мы ознакомились с вами на предыдущих уроках? (С кодированием числовой информации).

? В какой системе счисление человек обрабатывает числовую информацию? (В десятичной).

? В какой системе счисления происходит кодирование информации в компьютере? (В двоичной системе).

? Для хранения и обработки каких чисел используется формат с фиксированной запятой? (Для обработки и хранения целых чисел).

? Для хранения и обработки каких чисел используется формат с плавающей запятой? (Для обработки и хранения дробных и больших чисел).

? Какой код используется для представления положительного числа, а какой для отрицательного? (Прямой для положительного, дополнительный – для отрицательного).

Задание 1.

Вам необходимо записать число -87 в обратном и дополнительном коде.

Что необходимо для этого выполнить.

  • Модуль числа записать в прямом коде в двоичных разрядах.

  • Получить обратный код числа, для этого значения всех битов инвертируется (все единицы заменяются на нули, все нули на единицы).

  • К полученному обратному коду прибавить единицу.

Проверьте правильно ли вы выполнили перевод. (На обратной стороне доски записан перевод).

Первые ЭВМ были созданы для обработки цифровой информации. А для обработки какой информации их используем мы с вами? Чаще для текстовой. Цель нашего урока и будет заключаться в том, чтобы ознакомиться как происходит кодирование текстовой информации.

Откройте тетради и запишите тему урока: «Двоичное кодирование текстовой информации».

Человечество часто использует кодировку (шифрование) текста – тайнопись -криптография, телеграфный код - Азбука Морзе, сурдожесты, дорожные знаки, штрих-код товара.

Один из самых первых известных методов шифрования носит имя римского императора Юлия Цезаря (I век до н.э.). Этот метод основан на замене каждой буквы шифруемого текста, на другую, путем смещения в алфавите от исходной буквы на фиксированное количество символов, причем алфавит читается по кругу, то есть после буквы я рассматривается а. Так слово байт при смещении на два символа вправо кодируется словом гвлф.

Расшифруйте фразу персидского поэта Джалаледдина Руми “кгнусм ёогкг фесл тцфхя фзужщз фхгрзх ёогксп”, закодированную с помощью шифра Цезаря. Известно, что каждая буква исходного текста заменяется третьей после нее буквой. В качестве опоры используйте буквы русского алфавита, расположенные на слайде.

Что у вас получилось?

Закрой глаза свои пусть сердце станет глазом.

Для кодирования как цифровой, так и текстовой информации в компьютере применяется двоичное кодирование, т.е. представление текста в виде последовательности 0 и 1. 

Для кодирования одного символа используется количество информации, равное 1 байту.

? Чему равен 1 байт? 1 байт - 8бит.

Если рассматривать символы как возможные события, то по формуле Шенона можно вычислить какое количество символов можно закодировать.

N=2I=28=256

256 символов -такое количество символов вполне достаточно для представления текстовой информации, включая прописные и строчные буквы русского и латинского алфавита, а также цифры и другие символы?

Пожалуйста посчитайте количество возможных символов которые мы используем в письме при чтении, печатание.

33 строчные буквы русского алфавита (а) + 33 прописные буквы (А) = 66;

- для английского алфавита 26 + 26 = 52;

- цифры от 0 до 9 и т.д.

Получается, что нужно 128 символов. Остается еще 128 значений, которые можно использовать для обозначения знаков препинания, арифметических знаков, служебных операций (перевод строки, пробел и т.д.). Следовательно, одного байта вполне хватает, чтобы закодировать необходимые символы для кодирования текстовой информации.

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствии уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111. Таким образом человек различает символы по их начертаниям, а компьютер по их кодам. При вводе в компьютер текста происходит его кодирование, он преобразуется в двоичный код. Пользователь нажимает на клавишу с символом, и в компьютер поступает определенная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код символа). Код символа хранится в оперативной памяти, где занимает 1 байт. В процессе вывода на экран компьютера происходит обратный процесс – декодирование, то есть преобразование кода символа в его изображение.

Каждая кодировка задается своей собственной кодовой таблицей.

В учебнике на странице 109 представлен фрагмент такой таблицы с различными кодировками. Из таблицы видно , что одному и томуже двоичному коду в различных кодировках поставлены в соответствие различные символы. Например, последовательность числовых кодов 221, 194, 204 в кодировке CP1251 "Code ">КОИ8 "Код обмена информацией, 8-битный" – бессмысленный набор символов.

Из-за того, что существуют различные кодировки текст, созданный в одной кодировке, не будет правильно отображаться в другой.

В настоящее время получил широкое распространение новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ два байта. С его помощью можно закодировать N=2 16=65536 различных символов. Этот код включает в себя все существующие алфавиты мира, а также множество математических, музыкальных, химических символов и многое другое. Эту кодировку поддерживают последние версии платформы Microsoft.

Задание 2

В одной из кодировок Unicode каждый символ кодируется 16 битами. Определите размер следующего предложения в данной кодировке:

«Кто владеет информацией, тот владеет миром».

1) 720 байт

2) 37 бит

3) 592 бит

4) 74 байт

Практическая работа

А сейчас мы переходим к практической работе «Кодирование текстовой информации», цель которой научиться определять числовые коды символов на компьютере, вводить символы с помощью числовых кодов и осуществлять перекодировку русскоязычного текста в текстовом редакторе.

Инструктаж по технике безопасности.

Мы кодировали и декодировали числа, текс, на следующих уроках познакомимся с кодированием звука и графики. А скажите, можно ли закодировать эмоции? В виде чего? Да, мы кодируем эмоции в виде смайликов и вставляем их в наши сообщения. Кстати у смайлика есть День рождения. 19 сентября 1982 года профессор Университета Карнеги-Меллона Скотт Фалман впервые предложил использовать три символа, идущие подряд — двоеточие, дефис и закрывающую скобку, этот новый символ был назван «смайликом», т.к. в переводе с английского smile означает «улыбка». Его появление позволило людям лучше передавать свои эмоции в компьютерной переписке и обогатило электронный лексикон.

Чтобы оценить наше сотрудничество, я предлагаю вам закодировать свое настроение на уроке, и поставить в конце практической работы подходящий смайлик.

Оценки за урок.

Домашнее задание. Используя таблицу кодирования символов КОИ8, записать последовательность десятичных числовых кодов для вашей фамилии, имени и отчества.

А независимо от того, что вы смайлик поставили за урок я говорю вам - спасибо за сотрудничество.

Список литературы.

  1. Угринович Н.Д. «Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов / Н.Д. Угринович.- М.: Лаборатория Базовых знаний, 2002. – 512с.: ил.

Кодирование информации. - Информатика - Рефераты и доклады - Каталог статей

Передача и кодирование информации

План

1. Передача информации. Информационные каналы

2. Характеристики информационного канала

3. Абстрактный алфавит

4. Кодирование и декодирование

5. Понятие о теоремах Шеннона

6. Международные системы байтового кодирования

7. Кодирование информации

7.1. Двоичное кодирование текстовой информации

7.2. Кодирование графической информации

7.2.1. Кодирование растровых изображений

7.2.2. Кодирование векторных изображений.

7.3. Двоичное кодирование звука

1. Передача информации. Информационные каналы

Информация передается в виде сообщений от некоторого источника информации к ее приемнику посредством канала связи между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приемнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением. Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.

Любое событие или явление может быть выражено по-разному, разными способами, разным алфавитом. Чтобы информацию более точно и экономно передать по каналам связи, ее надо соответственно закодировать.

Информация не может существовать без материального носителя, без передачи энергии. Закодированное сообщение приобретает вид сигналов-носителей информации, которые идут по каналу. Выйдя на приемник, сигналы должны обрести вновь общепонятный вид с помощью декодирующего устройства.

Совокупность устройств, предметов или объектов, предназначенных для передачи информации от одного из них, именуемого источником, к другому, именуемому приемником, называется каналом информации, или информационным каналом.

Примером канала может служить почта. Информация, закодированная в виде текста, помещается в конверт, поступает в почтовый ящик, извлекается оттуда и перевозится в почтовое отделение, где сортируется (вручную или машиной). Далее информация перемещается с помощью поезда (самолета, теплохода и т.п.) в почтовое отделение пункта назначения, сортируется и доставляется адресату. Таким образом, почтовый канал включает в себя: конверт (предмет), транспорт и сортировочные машины (устройства), почтовых работников (объекты). Информация, помещенная в этот канал, остается неизменной.

Другим примером может служить телефон. При телефонной передаче источник сообщения – говорящий. Кодирующее устройство, изменяющее звуки слов в электрические импульсы, – микрофон. Канал, по которому передается информация, – телефонный провод. Часть трубки, которую мы подносим к уху, выполняет роль декодирующего устройства (электрические сигналы снова преобразуются в звуки). Информация поступает в "принимающее устройство” – ухо человека на другом конце провода. Канал включает в себя телефонные аппараты (устройства), провода (предметы) и аппаратуру АТС (устройства). Особенностью этого информационного канала является то обстоятельство, что при поступлении в него информация, представленная в виде звуковых волн, преобразуется в электрические колебания и затем передается. Такой канал называется каналом с преобразованием информации.

Еще один пример – компьютер. Отдельные его системы передают одна другой информацию с помощью сигналов. Компьютер – устройство для обработки информации (как станок – устройство для обработки металла), он не создает из "ничего” информацию, а преобразует то, что в него введено. Компьютер является информационным каналом с преобразованием информации: информация поступает с внешних устройств (клавиатура, диск, микрофон), преобразуется во внутренний код и обрабатывается, преобразуется в вид, пригодный для восприятия внешним выходным устройством (монитором, печатающим устройством, динамиками и др.), и передается на них.

Живой нерв канал связи совершенно другой природы. Здесь все сообщения передаются нервным импульсом. Но в технических каналах связи направление передачи информации может меняться, а по нервной системе передача идет в одном направлении.

2. Характеристики информационного канала

Информационные каналы различаются по своей пропускной способности.

Пропускная способность – это количество информации, передаваемое каналом в единицу времени. Измеряется пропускная способность в бит/с. В честь изобретателя телеграфа этой единице было дано имя Бод:

1 Бод = 1 бит/с.

Пропускная способность информационного канала определяется двумя параметрами: разрядностью и частотой. Она пропорциональна их произведению.

Разрядностью называют максимальное количество информации, которое может быть одновременно помещено в канал.

Частота показывает, сколько раз информация может быть помещена в канал в течение единицы времени.

Разрядность почтового канала огромна. Так, пересылая по почте, например, лазерный диск, можно поместить одновременно в канал более 600 Мб информации. В то же время частота почтового канала очень низкая – выемка почты из ящиков происходит не чаще пяти раз в сутки.

Телефонный канал информации однобитный: одновременно по телефонному проводу можно послать или единицу (ток, импульс), или ноль. Частота этого канала может достигать десятки и сотни тысяч циклов в секунду. Это свойство телефонной сети позволяет использовать ее для связи между компьютерами.

3. Абстрактный алфавит

Информация передается в виде сообщений. Дискретная информация записывается с помощью некоторого конечного набора знаков, которые будем называть буквами, не вкладывая в это слово привычного ограниченного значения (типа "русские буквы” или "латинские буквы”). Буква в данном расширенном понимании – любой из знаков, которые некоторым соглашением установлены для общения. Например, при привычной передаче сообщений на русском языке такими знаками будут русские буквы – прописные и строчные, знаки препинания, пробел; если в тексте есть числа – то и цифры. Вообще, буквой будем называть элемент некоторого конечного множества (набора) отличных друг от друга знаков. Множество знаков, в котором определен их порядок, назовем алфавитом (общеизвестен порядок знаков в русском алфавите: А, Б,..., Я).

Рассмотрим некоторые примеры алфавитов.

1, Алфавит прописных русских букв:

А Б В Г Д Е Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я

2. Алфавит Морзе:

3. Алфавит клавиатурных символов ПЭВМ IBM (русифицированная клавиатура):

4. Алфавит знаков правильной шестигранной игральной кости:

5. Алфавит арабских цифр:

0123456789

6. Алфавит шестнадцатиричных цифр:

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

Этот пример, в частности, показывает, что знаки одного алфавита могут образовываться из знаков других алфавитов.

7. Алфавит двоичных цифр:

0 1

Алфавит 7 является одним из примеров, так называемых, "двоичных” алфавитов, т.е. алфавитов, состоящих из двух знаков. Другими примерами являются двоичные алфавиты 8 и 9:

8. Двоичный алфавит "точка, "тире”:. _

9. Двоичный алфавит "плюс”, "минус”: + -

10. Алфавит прописных латинских букв:

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

11. Алфавит римской системы счисления:

I V Х L С D М

12. Алфавит языка блок-схем изображения алгоритмов:

4. Кодирование и декодирование

В канале связи сообщение, составленное из символов (букв) одного алфавита, может преобразовываться в сообщение из символов (букв) другого алфавита. Правило, описывающее однозначное соответствие букв алфавитов при таком преобразовании, называют кодом. Саму процедуру преобразования сообщения называют перекодировкой. Подобное преобразование сообщения может осуществляться в момент поступления сообщения от источника в канал связи (кодирование) и в момент приема сообщения получателем (декодирование). Устройства, обеспечивающие кодирование и декодирование, будем называть соответственно кодировщиком и декодировщиком. На рис. 3 приведена схема, иллюстрирующая процесс передачи сообщения в случае перекодировки, а также воздействия помех (см. следующий пункт).

Рис. 3. Процесс передачи сообщения от источника к приемнику

Рассмотрим некоторые примеры кодов.

1. Азбука Морзе в русском варианте (алфавиту, составленному из алфавита русских заглавных букв и алфавита арабских цифр ставится в соответствие алфавит Морзе):

2. Код Трисиме (знакам латинского алфавита ставятся в соответствие комбинации из трех знаков: 1,2,3):

А
111
H
132
O
223
V
321
В
112
I
133
P
231
W
322
С
113
J
211
Q
232
X
323
В
121
K
212
R
233
Y
331
D
122
L
213
S
311
Z
332
F
123
M
221
T
312
.
333
G
131
N
222
U
313

Код Трисиме является примером, так называемого, равномерного кода (такого, в котором все кодовые комбинации содержат одинаковое число знаков – в данном случае три). Пример неравномерного кода – азбука Морзе.

3. Кодирование чисел знаками различных систем счисления см. лекцию 3.

5. Понятие о теоремах Шеннона

Теоремы Шеннона затрагивают проблему эффективного кодирования Первая теорема декларирует возможность создания системы эффективного кодирования дискретных сообщений, у которой среднее число двоичных символов на один символ сообщения асимптотически стремится к энтропии источника сообщений (в отсутствии помех). Вторая теорема Шеннона гласит, что при наличии помех в канале всегда можно найти такую систему кодирования, при которой сообщения будут переданы с заданной достоверностью.

Подробнее>>

6. Международные системы байтового кодирования

Информатика и ее приложения интернациональны. Это связано как с объективными потребностями человечества в единых правилах и законах хранения, передачи и обработки информации, так и с тем, что в этой сфере деятельности (особенно в ее прикладной части) заметен приоритет одной страны, которая благодаря этому получает возможность "диктовать моду”.

Компьютер считают универсальным преобразователем информации. Тексты на естественных языках и числа, математические и специальные символы – одним словом все, что в быту или в профессиональной деятельности может быть необходимо человеку, должно иметь возможность быть введенным в компьютер.

В силу безусловного приоритета двоичной системы счисления при внутреннем представлении информации в компьютере кодирование "внешних” символов основывается на сопоставлении каждому из них определенной группы двоичных знаков. При этом из технических соображений и из соображений удобства кодирования-декодирования следует пользоваться равномерными кодами, т.е. двоичными группами равной длины.

Попробуем подсчитать наиболее короткую длину такой комбинации с точки зрения человека, заинтересованного в использовании лишь одного естественного алфавита – скажем, английского: 26 букв следует умножить на 2 (прописные и строчные) – итого 52; 10 цифр, будем считать, 10 знаков препинания; 10 разделительных знаков (три вида скобок, пробел и др.), знаки привычных математических действий, несколько специальных символов (типа #, $, & и др.) – итого ~ 100. Точный подсчет здесь не нужен, поскольку нам предстоит решить простейшую задачу: имея, скажем, равномерный код из групп по N двоичных знаков, сколько можно образовать разных кодовых комбинаций. Ответ очевиден К = 2N. Итак, при N = 6 К = 64 – явно мало, при N = 7 К = 128 – вполне достаточно.

Однако, для кодирования нескольких (хотя бы двух) естественных алфавитов (плюс все отмеченные выше знаки) и этого недостаточно. Минимально достаточное значение N в этом случае 8; имея 256 комбинаций двоичных символов, вполне можно решить указанную задачу. Поскольку 8 двоичных символов составляют 1 байт, то говорят о системах "байтового” кодирования.

Наиболее распространены две такие системы: EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code) и ASCII (American Standard Information Interchange).

Первая – исторически тяготеет к "большим” машинам, вторая чаще используется на мини- и микро-ЭВМ (включая персональные компьютеры). Ознакомимся подробнее именно с ASCII, созданной в 1963 г.

В своей первоначальной версии это – система семибитного кодирования. Она ограничивалась одним естественным алфавитом (английским), цифрами и набором различных символов, включая "символы пишущей машинки” (привычные знаки препинания, знаки математических действий и др.) и "управляющие символы”. Примеры последних легко найти на клавиатуре компьютера: для микро-ЭВМ, например, DEL – знак удаления символа.

В следующей версии фирма IBM перешла на расширенную 8-битную кодировку. В ней первые 128 символов совпадают с исходными и имеют коды со старшим битом равным нулю, а остальные коды отданы под буквы некоторых европейских языков, в основе которых лежит латиница, греческие буквы, математические символы (скажем, знак квадратного корня) и символы псевдографики. С помощью последних можно создавать таблицы, несложные схемы и др.

Для представления букв русского языка (кириллицы) в рамках ASCII было предложено несколько версий. Первоначально был разработан ГОСТ под названием КОИ-7, оказавшийся по ряду причин крайне неудачным; ныне он практически не используется.

В табл. 2 приведена часто используемая в нашей стране модифицированная альтернативная кодировка. В левую часть входят исходные коды ASCII; в правую часть (расширение ASCII) вставлены буквы кириллицы взамен букв, немецкого, французского алфавитов (не совпадающих по написанию с английскими), греческих букв, некоторых спецсимволов.

Знакам алфавита ПЭВМ ставятся в соответствие шестнадцатиричные числа по правилу: первая – номер столбца, вторая – номер строки. Например: английская 'А' – код 41, русская 'и' – код А8.

Таблица 2. Таблица кодов ASCII (расширенная)

Одним из достоинств этой системы кодировки русских букв является их естественное упорядочение, т.е. номера букв следуют друг за другом в том же порядке, в каком сами буквы стоят в русском алфавите. Это очень существенно при решении ряда задач обработки текстов, когда требуется выполнить или использовать лексикографическое упорядочение слов.

Из сказанного выше следует, что даже 8-битная кодировка недостаточна для кодирования всех символов, которые хотелось бы иметь в расширенном алфавите. Все препятствия могут быть сняты при переходе на 16-битную кодировку Unicode, допускающую 65536 кодовых комбинаций.

7. Кодирование информации

7.1. Двоичное кодирование текстовой информации

Начиная с 60-х годов, компьютеры все больше стали использовать для обработки текстовой информации и в настоящее время большая часть ПК в мире занято обработкой именно текстовой информации.

Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации равное1 байту (1 байт = 8 битов).

Для кодирования одного символа требуется один байт информации.

Учитывая, что каждый бит принимает значение 1 или 0, получаем, что с помощью 1 байта можно закодировать 256 различных символов. (28=256)

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставиться в соответствие уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (или десятичный код от 0 до 255).

Важно, что присвоение символу конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется кодовой таблицей (например, ASCII).

Обратите внимание!

Цифры кодируются по стандарту ASCII в двух случаях – при вводе-выводе и когда они встречаются в тексте. Если цифры участвуют в вычислениях, то осуществляется их преобразование в другой двоичных код.

Возьмем число 57. При использовании в тексте каждая цифра будет представлена своим кодом в соответствии с таблицей ASCII. В двоичной системе это – 00110101 00110111.

При использовании в вычислениях код этого числа будет получен по правилам перевода в двоичную систему и получим – 00111001.

7.2. Кодирование графической информации

Под графической информацией можно понимать рисунок, чертеж, фотографию, картинку в книге, изображения на экране телевизора или в кинозале и т. д. Для обсуждения общих принципов кодирования графической информации в качестве конкретного, достаточно общего случая графического объекта выберем изображение на экране телевизора. Это изображение состоит из некоторого количества горизонтальных линий – строк. А каждая строка в свою очередь состоит из элементарных мельчайших единиц изображения – точек, которые принято называть пикселами (picsel – PICture'S ELement – элемент картинки). Весь массив элементарных единиц изображения называют растром (лат. rastrum – грабли). Степень четкости изображения зависит от количества строк на весь экран и количества точек в строке, которые представляют разрешающую способность экрана или просто разрешение. Чем больше строк и точек, тем четче и лучше изображение. Достаточно хорошим считается разрешение 640x480, то есть 640 точек на строку и 480 строчек на экран.

Строки, из которых состоит изображение, можно просматривать сверху вниз друг за другом, как бы составив из них одну сплошную линию. После полного просмотра первой строки просматривается вторая, за ней третья, потом четвертая и т. д. до последней строки экрана. Так как каждая из строк представляет собой последовательность пикселов, то все изображение, вытянутое в линию, также можно считать линейной последовательностью элементарных точек. В рассматриваемом случае эта последовательность состоит из 640x480=307200 пикселов. Вначале рассмотрим принципы кодирования монохромного изображения, то есть изображения, состоящего из любых двух контрастных цветов – черного и белого, зеленого и белого, коричневого и белого и т. д. Для простоты обсуждения будем считать, что один из цветов – черный, а второй – белый. Тогда каждый пиксел изображения может иметь либо черный, либо белый цвет. Поставив в соответствие черному цвету двоичный код "0”, а белому – код "1” (либо наоборот), мы сможем закодировать в одном бите состояние одного пикселя монохромного изображения. А так как байт состоит из 8 бит, то на строчку, состоящую из 640 точек, потребуется 80 байтов памяти, а на все изображение – 38 400 байтов.

Однако полученное таким образом изображение будет чрезмерно контрастным. Реальное черно-белое изображение состоит не только из белого и черного цветов. В него входят множество различных промежуточных оттенков – серый, светло-серый, темно-серый и т. д. Если кроме белого и черного цветов использовать только две дополнительные градации, скажем светло-серый и темно-серый, то для того чтобы закодировать цветовое состояние одного пикселя, потребуется уже два бита. При этом кодировка может быть, например, такой: черный цвет – 002, темно-серый – 012, светло-серый – 102, белый – 112.

Общепринятым на сегодняшний день, дающим достаточно реалистичные монохромные изображения, считается кодирование состояния одного пикселя с помощью одного байта, которое позволяет передавать 256 различных оттенков серого цвета от полностью белого до полностью черного. В этом случае для передачи всего растра из 640x480 пикселов потребуется уже не 38 400, а все 307 200 байтов.

Цветное изображение может формироваться различными способами. Один из них – метод RGB (от слов Red, Green, Blue – красный, зеленый, синий), который опирается на то, что глаз человека воспринимает все цвета как сумму трех основных цветов – красного, зеленого и синего. Например, сиреневый цвет – это сумма красного и синего, желтый цвет – сумма красного и зеленого и т. д. Для получения цветного пикселя в одно и то же место экрана направляется не один, а сразу три цветных луча. Опять упрощая ситуацию, будем считать, что для кодирования каждого из цветов достаточно одного бита. Нуль в бите будет означать, что в суммарном цвете данный основной отсутствует, а единица – присутствует. Следовательно, для кодирования одного цветного пиксела потребуется 3 бита – по одному на каждый цвет. Пусть первый бит соответствует красному цвету, второй – зеленому и третий – синему. Тогда код 101(2) обозначает сиреневый цвет – красный есть, зеленого нет, синий есть, а код 110(2) – желтый цвет – красный есть, зеленый есть, синего нет. При такой схеме кодирования каждый пиксел может иметь один из восьми возможных цветов. Если же каждый из цветов кодировать с помощью одного байта, как это принято для реалистического монохромного изображения, то появится возможность передавать по 256 оттенков каждого из основных цветов. А всего в этом случае обеспечивается передача 256x256x256=16 777 216 различных цветов, что достаточно близко к реальной чувствительности человеческого глаза. Таким образом, при данной схеме кодирования цвета на изображение одного пикселя требуется 3 байта, или 24 бита, памяти. Этот способ представления цветной графики принято называть режимом True Color (true color – истинный цвет) или полноцветным режимом.

Следует упомянуть еще один часто используемый метод представления цвета, в котором вместо основного цвета используется его дополнение до белого. Если три цвета: красный, зеленый и синий вместе дают белый, то дополнением для красного, очевидно, является сочетание зеленого и синего, то есть голубой цвет. Аналогичным образом дополнением для зеленого является сочетание красного и синего, то есть пурпурный, а для синего – сочетание красного и зеленого, то есть желтый цвет. Эти три цвета – голубой, пурпурный и желтый с добавлением черного образуют основные цвета в системе кодирования, которая называется CMYK (от Cyan – голубой, Magenta – пурпурный, Yellow – желтый и blacK – черный). Этот режим также относится к полноцветным, но для передачи состояния одного пикселя в этом случае требуется 32 бита, или четыре байта, памяти, и может быть передано 4 294 967 295 различных цветов.

Полноцветные режимы требуют очень много памяти. Так, для обсуждавшегося выше растра 640x480 при использовании метода RGB требуется 921 600, а для режима CMYK – 1 228 800 байтов памяти. В целях экономии памяти разрабатываются различные режимы и графические форматы, которые немного хуже передают цвет, но требуют гораздо меньше памяти. В частности, можно упомянуть режим High Color (high color – богатый цвет), в котором для передачи цвета одного пикселя используется 16 битов и, следовательно, можно передать 65 535 цветовых оттенков, а также индексный режим, который базируется на заранее созданной таблице цветовых оттенков. Нужный цвет выбирается из этой таблицы с помощью номера – индекса, который занимает всего один байт памяти.

При записи изображения в память компьютера кроме цвета отдельных точек необходимо фиксировать много дополнительной информации – размеры рисунка, яркость точек и т. д. Конкретный способ кодирования всей требуемой при записи изображения информации образует графический формат. Форматы кодирования графической информации, основанные на передаче цвета каждого отдельного пикселя, из которого состоит изображение, относят к группе растровых или BitMap форматов (bit map – битовая карта).

7.2.1. Кодирование растровых изображений

Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов.

Наиболее известными растровыми форматами являются BMP, GIF и JPEG форматы. В формате BMP (от BitMaP) задается цветность всех пикселов изображения. При этом можно выбрать монохромный режим с 256 градациями или цветной с 16 256 или 16 777 216 цветами. Этот формат требует много памяти. В формате GIF (Graphics Interchange Format – графический формат обмена) используются специальные методы сжатия кода, причем поддерживается только 256 цветов. Качество изображения немного хуже, чем в формате BMP, зато код занимает в десятки раз меньше памяти. Формат JPEG (Goint Photographic Experts Group -Уединенная группа экспертов по фотографии) использует методы сжатия, приводящие к потерям некоторых деталей. Однако поддержка 16 777 216 цветов все-таки обеспечивает высокое качество изображения. По требованиям к памяти формат JPEG занимает промежуточное положение между форматами BMP и GIF.

7.2.2. Кодирование векторных изображений.

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…). Каждый примитив описывается математическими формулами. Кодирование зависти от прикладной среды.

Растровая графика обладает существенным недостатком – изображение, закодированное в одном из растровых форматов, очень плохо "переносит” увеличение или уменьшение его размеров – масштабирование. Для решения задач, в которых приходится часто выполнять эту операцию, были разработаны методы так называемой векторной графики. В векторной графике, в отличие от основанной на точке – пикселе – растровой графики, базовым объектом является линия. При этом изображение формируется из описываемых математическим, векторным способом отдельных отрезков прямых или кривых линий, а также геометрических фигур – прямоугольников, окружностей и т. д., которые могут быть из них получены. Фирма Adobe разработала специальный язык PostScript (от poster script – сценарий плакатов, объявлений, афиш), служащий для описания изображений на базе указанных методов. Этот язык является основой для нескольких векторных графических форматов. В частности, можно указать форматы PS (PostScript) и EPS, которые используются для описания как векторных, так и растровых изображений, а также разнообразных текстовых шрифтов. Изображения и тексты, записанные в этих форматах, большинством популярных программ не воспринимаются, они могут просматриваться и печататься только с помощью специализированных аппаратных и программных средств.

Кроме растровой и векторной графики существует еще и фрактальная графика, в которой формирование изображений целиком основано на математических формулах, уравнениях, описывающих те или иные фигуры, поверхности, тела. При этом само изображение в памяти компьютера фактически не хранится – оно получается как результат обработки некоторых данных. Таким способом могут быть получены даже довольно реалистичные изображения природных ландшафтов.

7.3. Двоичное кодирование звука

Развитие способов кодирования звуковой информации, а также движущихся изображений – анимации и видеозаписей – происходило с запаздыванием относительно рассмотренных выше разновидностей информации. Заметим, что под анимацией понимается похожее на мультипликацию "оживление” изображений, но выполняемое с помощь средств компьютерной графики. Анимация представляет собой последовательность незначительно отличающихся друг от друга, полученных с помощью компьютера картинок, которые фиксируют близкие по времени состояния движения какого-либо объекта или группы объектов. Приемлемые способы хранения и воспроизведения с помощью компьютера звуковых и видеозаписей появились только в девяностых годах двадцатого века. Эти способы работы со звуком и видео получили название мультимедийных технологий. Звук представляет собой достаточно сложное непрерывное колебание воздуха. Оказывается, что такие непрерывные сигналы можно с достаточной точностью представлять в виде суммы некоторого числа простейших синусоидальных колебаний. Причем каждое слагаемое, то есть каждая синусоида, может быть точно задана некоторым набором числовых параметров – амплитуды, фазы и частоты, которые можно рассматривать как код звука в некоторый момент времени. Такой подход к записи звука называется преобразованием в цифровую форму, оцифровыванием или дискретизацией, так как непрерывный звуковой сигнал заменяется дискретным (то есть состоящим из раздельных элементов) набором значений сигнала в некоторые моменты времени. Количество отсчетов сигнала в единицу времени называется частотой дискретизации. В настоящее время при записи звука в мультимедийных технологиях применяются частоты 8, 11, 22 и 44 кГц. Так, частота дискретизации 44 килогерца означает, что одна секунда непрерывного звучания заменяется набором из сорока четырех тысяч отдельных отсчетов сигнала. Чем выше частота дискретизации, тем лучше качество оцифрованного звука.

Как отмечалось выше, каждый отдельный отсчет можно описать некоторой совокупностью чисел, которые затем можно представить в виде некоторого двоичного кода. Качество преобразования звука в цифровую форму определяется не только частотой дискретизации, но и количеством битов памяти, отводимых на запись кода одного отсчета. Этот параметр принято называть разрядностью преобразования. В настоящее время обычно используется разрядность 8,16 и 24 бит. На описанных выше принципах основывается формат WAV (от WAVeform-audio – волновая форма аудио) кодирования звука. Получить запись звука в этом формате можно от подключаемых к компьютеру микрофона, проигрывателя, магнитофона, телевизора и других стандартно используемых устройств работы со звуком. Однако формат WAV требует очень много памяти. Так, при записи стереофонического звука с частотой дискретизации 44 килогерца и разрядностью 16 бит – параметрами, дающими хорошее качество звучания, – на одну минуту записи требуется около десяти миллионов байтов памяти.

Кроме волнового формата WAV, для записи звука широко применяется формат с названием MIDI (Musical Instruments Digital Interface – цифровой интерфейс музыкальных инструментов). Фактически этот формат представляет собой набор инструкций, команд так называемого музыкального синтезатора – устройства, которое имитирует звучание реальных музыкальных инструментов. Команды синтезатора фактически являются указаниями на высоту ноты, длительность ее звучания, тип имитируемого музыкального инструмента и т. д. Таким образом, последовательность команд синтезатора представляет собой нечто вроде нотной записи музыкальной мелодии. Получить запись звука в формате MIDI можно только от специальных электромузыкальных инструментов, которые поддерживают интерфейс MIDI. Формат MIDI обеспечивает высокое качество звука и требует значительно меньше памяти, чем формат WAV.

Кодирование видеоинформации еще более сложная проблема, чем кодирование звуковой информации, так как нужно позаботиться не только о дискретизации непрерывных движений, но и о синхронизации изображения со звуковым сопровождением. В настоящее время для этого используется формат, которой называется AVI (Audio-Video Interleaved – чередующееся аудио и видео). Основные мультимедийные форматы AVI и WAV очень требовательны к памяти. Поэтому на практике применяются различные способы компрессии, то есть сжатия звуковых и видео- кодов. В настоящее время стандартными стали способы сжатия, предложенные MPEG (Moving Pictures Experts Group – группа экспертов по движущимся изображениям). В частности, стандарт MPEG описывает несколько популярных в настоящее время форматов записи звука. Так, например, при записи в формате МР3 при практически том же качестве звука требуется в десять раз меньше памяти, чем при использовании формата WAV. Существуют специальные программы, которые преобразуют записи звука из формата WAV в формат МР3. Совсем недавно был разработан стандарт MPEG-4, применение которого позволяет записать полнометражный цветной фильм со звуковым сопровождением на компакт-диск обычных размеров и качества.

Перед завершением обсуждения общих принципов кодирования информации хотелось бы обратить внимание на один важный момент. Возьмем какой-либо двоичный код, например 1000 1100(2). Если обратиться к приведенному выше фрагменту кодовой таблицы, то можно утверждать, что это код буквы "М”. С другой стороны, можно сказать, что этим кодом задается цвет одного из пикселов монохромного изображения. Наконец, если воспользоваться правилами перевода из двоичной системы в десятичную, то можно утверждать, что это код числа +14010 (в другой интерпретации это код числа –12010). Что же это на самом деле? Интерпретация, то есть истолкование смысла одного и того же машинного кода, может быть самой разной. Один и тот же код разными программами может рассматриваться и как число, и как текст, и как изображение, и как звук. Другими словами, как именно трактуется тот или иной машинный код, определяется обрабатывающей этот код программой.

Код табуляции. Кодирование текстовой информации

Как известно, компьютер хранит информацию в двоичном виде, представляя её в качестве последовательности единиц и нулей. Чтобы перевести информацию в форму, удобную для человеческого восприятия, каждая уникальная последовательность цифр при отображении заменяется на соответствующий ей символ.

Одной из систем соотнесения бинарных кодов с печатными и управляющими символами является

При сегодняшнем уровне развития компьютерных технологий от пользователя не требуется знание кода каждого конкретного символа. Однако общее понимание того, как осуществляется кодирование, является крайне полезным, а для некоторых категорий специалистов и вовсе необходимым.

Создание ASCII

В первоначальном виде кодировка была разработана в 1963 году и затем в течение 25 лет дважды обновлялась.

В исходном варианте таблица символов ASCII включала 128 символов, позже появилась расширенная версия, где первые 128 знаков были сохранены, а кодам с задействованным восьмым битом поставлены в соответствие отсутствовавшие ранее символы.

На протяжении многих лет данная кодировка являлась самой популярной в мире. В 2006 году ведущее место заняла Latin 1252, а с конца 2007 года по настоящее время лидирующую позицию прочно держит Юникод.

Компьютерное представление ASCII

Каждый ASCII-символ имеет собственный код, состоящий из 8 знаков, представляющих собой нуль или единицу. Минимальным числом в таком представлении является нуль (восемь нулей в двоичной системе), который и является кодом первого элемента в таблице.

Два кода в таблице были отведены под переключение между стандартной US-ASCII и её национальным вариантом.

После того как ASCII стала включать не 128, а 256 знаков, распространение получил вариант кодировки, при котором исходная версия таблицы была сохранена в первых 128 кодах с нулевым 8-м битом. Знаки национальной письменности хранились в верхней половине таблицы (128-255-я позиции).

Знать непосредственно коды символов ASCII пользователю не требуется. Разработчику программного обеспечения обычно достаточно знать номер элемента в таблице, чтобы при необходимости рассчитать его код, используя бинарную систему.

Русский язык

После разработки в начале 70-х годов кодировок для скандинавских языков, китайского, корейского, греческого и др., созданием собственного варианта занялся и Советский Союз. Вскоре был разработан вариант 8-битной кодировки под названием КОИ8, сохраняющей первые 128 кодов символов ASCII и выделяющей столько же позиций под буквы национального алфавита и дополнительные знаки.

До внедрения Юникода КОИ8 доминировала в российском сегменте интернета. Существовали варианты кодировки как для русского, так и для украинского алфавита.

Проблемы ASCII

Поскольку количество элементов даже в расширенной таблице не превышало 256, возможность вмещения в одну кодировку нескольких различных письменностей отсутствовала. В 90-е годы в Рунете появилась проблема «крокозябр», когда тексты, набранные русскими символами ASCII, отображались некорректно.

Проблема заключалась в несоответствии кодов различных вариантов ASCII друг другу. Вспомним, что на позициях 128-255 могли располагаться различные знаки, и при смене одной кириллической кодировки на другую все буквы текста заменялись на другие, имеющие идентичный номер в другой версии кодировки.

Текущее состояние

С появлением Юникода популярность ASCII резко пошла на убыль.

Причина этого кроется в том факте, что новая кодировка позволила вместить знаки почти всех письменных языков. При этом первые 128 символов ASCII соответствуют тем же символам в Юникоде.

В 2000-м ASCII была самой популярной кодировкой в интернете и использовалась на 60 % проиндексированных «Гуглом» веб-страниц. Уже к 2012 году доля таких страниц упала до 17 %, а место самой популярной кодировки занял Юникод (UTF-8).

Таким образом, ASCII является важной частью истории информационных технологий, однако её использование в дальнейшем видится малоперспективным.

Для того, чтобы грамотно использовать ASCII , необходимо расширить знания в данной сфере и о возможностях кодирования.

Что это такое?

ASCII представляет собой кодировочную таблицу печатных символов (см. скриншот №1), набираемых на компьютерной клавиатуре, для передачи информации и некоторых кодов. Иными словами происходит кодирование алфавита и десятичных цифр в соответствующие символы, представляющие и несущие в себе необходимую информацию.

Кодировка ASCII была разработана в Америке, поэтому стандартная кодировочная таблица обычно включает в себя английский алфавит с цифрами, что в общей сложности составляет около 128 символов. Но тогда возникает справедливый вопрос: что делать, если необходима кодировка национального алфавита?

Для решения подобных вопросов были разработаны другие версии таблицы ASCII . Например, для языков с иноязычной структурой были или убраны буквы английского алфавита, или к ним добавлялись дополнительные символы в виде национального алфавита. Так, в кодировке ASCII могут присутствовать русские буквы для национального использования (см. скриншот №2).

Где применяется система кодировки ASCII?

Данная кодировочная система необходима не только для набора текстовой информации на клавиатуре. Она также используется в графике. Например, в программе ASCII Art Maker графические изображения различных расширений состоят из спектра символов кодировки ASCII (см. скриншот №3).


Как правило, подобные программы можно разделить на те, что выполняют функцию графических редакторов, инвертируя изображение в текст, и на те, что конвертируют изображение в ASCII -графику. Всем известный смайлик (или как его еще называют «улыбающееся человеческое лицо ») тоже является примером кодировочного символа.

Данный метод кодировки также может быть востребован во время написания или создания документа HTML. Например, вы вводите определённый и необходимый вам набор знаков, а при просмотре самой страницы на экран будет выведен символ, соответствующий данному коду.

Кроме всего прочего данный вид кодировки необходим при создании многоязычного сайта, потому что знаки, которые не входят в ту или иную национальную таблицу, нужно будет заменить ASCII кодами. Если читатель непосредственно связан с информационно-коммуникативными технологиями (ИКТ), то ему будет полезно ознакомиться и с такими системами как:

  1. Переносимый набор символов;
  2. Управляющие символы;
  3. EBCDIC;
  4. VISCII;
  5. YUSCII;
  6. Юникод;
  7. ASCII art;
  8. КОИ-8.

Свойства таблицы ASCII

Как и любая систематизированная программа, ASCII обладает своими характерными свойствами. Так, например, десятеричная система исчисления (цифры от 0 до 9) преобразуется в двоичную систему исчисления (т.е. каждая десятеричная цифра преобразуется в двоичную 288=1001000 соответственно).

Буквы, располагающиеся в верхних и нижних колонках, отличаются друг от друга лишь битом, что существенно снижает уровень сложности проверки и редактирование регистра.

При всех этих свойствах кодировка ASCII работает как восьми битная, хотя изначально предусматривалась как семи битная.

Применение ASCII в программах Microsoft Office:

В случае необходимости данный вариант кодирования информации может быть использован в Microsoft Notepad и Microsoft Office Word. В рамках этих приложений документ может быть сохранен в формате ASCII , но в этом случае при наборе текста невозможно будет использование некоторых функций.

В частности, будет недоступно выделение жирным и полужирным шрифтом, потому что кодирование сохраняет лишь смысл набранной информации, а не общий вид и форму. Добавить такие коды в документ вы можете с помощью следующих программных приложений:

  • Microsoft Excel;
  • Microsoft FrontPage;
  • Microsoft InfoPath;
  • Microsoft OneNote;
  • Microsoft Outlook;
  • Microsoft PowerPoint;
  • Microsoft Project.

При этом стоит учитывать, что набирая код ASCII в этих приложениях необходимо удерживать нажатой клавиатурную клавишу ALT.

Конечно, все необходимые коды требует более длительного и обстоятельного изучения, но это выходит за пределы нашей сегодняшней статьи. Надеюсь, что она оказалась для Вас действительно полезной.

До новых встреч!

Хорошо Плохо

Юникод (по-английски Unicode) - это стандарт кодирования символов. Проще говоря, это таблица соответствия текстовых знаков ( , букв, элементов пунктуации ) двоичным кодам. Компьютер понимает только последовательность нулей и единиц. Чтобы он знал, что именно должен отобразить на экране, необходимо присвоить каждому символу свой уникальный номер. В восьмидесятых, знаки кодировали одним байтом, то есть восемью битами (каждый бит это 0 или 1). Таким образом получалось, что одна таблица (она же кодировка или набор) может вместить только 256 знаков. Этого может не хватить даже для одного языка. Поэтому, появилось много разных кодировок, путаница с которыми часто приводила к тому, что на экране вместо читаемого текста появлялись какие-то странные кракозябры. Требовался единый стандарт, которым и стал Юникод. Самая используемая кодировка - UTF-8 (Unicode Transformation Format) для изображения символа задействует от 1 до 4 байт.

Символы

Символы в таблицах Юникода пронумерованы шестнадцатеричными числами. Например, кириллическая заглавная буква М обозначена U+041C. Это значит, что она стоит на пересечении строки 041 и столбца С. Её можно просто скопировать и потом вставить куда-либо. Чтобы не рыться в многокилометровом списке следует воспользоваться поиском. Зайдя на страницу символа, вы увидите его номер в Юникоде и способ начертания в разных шрифтах. В строку поиска можно вбить и сам знак, даже если вместо него отрисовывается квадратик, хотя бы для того, чтобы узнать, что это было. Ещё, на этом сайте есть специальные (и - случайные) наборы однотипных значков, собранные из разных разделов, для удобства их использования.

Стандарт Юникод - международный. Он включает знаки почти всех письменностей мира. В том числе и тех, которые уже не применяются. Египетские иероглифы, германские руны, письменность майя, клинопись и алфавиты древних государств. Представлены и обозначения мер и весов, нотных грамот, математических понятий.

Сам консорциум Юникода не изобретает новых символов. В таблицы добавляются те значки, которые находят своё применение в обществе. Например, знак рубля активно использовался в течении шести лет прежде чем был добавлен в Юникод. Пиктограммы эмодзи (смайлики) тоже сначала получили широкое применение в Япониии прежде чем были включены в кодировку. А вот товарные знаки, и логотипы компаний не добавляются принципиально. Даже такие распространённые как яблоко Apple или флаг Windows. На сегодняшний день, в версии 8.0 закодировано около 120 тысяч символов.

Dec Hex Символ Dec Hex Символ
000 00 спец. NOP 128 80 Ђ
001 01 спец. SOH 129 81 Ѓ
002 02 спец. STX 130 82
003 03 спец. ETX 131 83 ѓ
004 04 спец. EOT 132 84
005 05 спец. ENQ 133 85
006 06 спец. ACK 134 86
007 07 спец. BEL 135 87
008 08 спец. BS 136 88
009 09 спец. TAB 137 89
010 0A спец. LF 138 8A Љ
011 0B спец. VT 139 8B ‹ ‹
012 0C спец. FF 140 8C Њ
013 0D спец. CR 141 8D Ќ
014 0E спец. SO 142 8E Ћ
015 0F спец. SI 143 8F Џ
016 10 спец. DLE 144 90 ђ
017 11 спец. DC1 145 91
018 12 спец. DC2 146 92
019 13 спец. DC3 147 93
020 14 спец. DC4 148 94
021 15 спец. NAK 149 95
022 16 спец. SYN 150 96
023 17 спец. ETB 151 97
024 18 спец. CAN 152 98
025 19 спец. EM 153 99
026 1A спец. SUB 154 9A љ
027 1B спец. ESC 155 9B
028 1C спец. FS 156 9C њ
029 1D спец. GS 157 9D ќ
030 1E спец. RS 158 9E ћ
031 1F спец. US 159 9F џ
032 20 сцеп. SP (Пробел) 160 A0
033 21 ! 161 A1 Ў
034 22 " 162 A2 ў
035 23 # 163 A3 Ћ
036 24 $ 164 A4 ¤
037 25 % 165 A5 Ґ
038 26 & 166 A6 ¦
039 27 " 167 A7 §
040 28 ( 168 A8 Ё
041 29 ) 169 A9 ©
042 2A * 170 AA Є
043 2B + 171 AB «
044 2C , 172 AC ¬
045 2D - 173 AD ­
046 2E . 174 AE ®
047 2F / 175 AF Ї
048 30 0 176 B0 °
049 31 1 177 B1 ±
050 32 2 178 B2 І
051 33 3 179 B3 і
052 34 4 180 B4 ґ
053 35 5 181 B5 µ
054 36 6 182 B6
055 37 7 183 B7 ·
056 38 8 184 B8 ё
057 39 9 185 B9
058 3A : 186 BA є
059 3B ; 187 BB »
060 3C 188 BC ј
061 3D = 189 BD Ѕ
062 3E > 190 BE ѕ
063 3F ? 191 BF ї
064 40 @ 192 C0 А
065 41 A 193 C1 Б
066 42 B 194 C2 В
067 43 C 195 C3 Г
068 44 D 196 C4 Д
069 45 E 197 C5 Е
070 46 F 198 C6 Ж
071 47 G 199 C7 З
072 48 H 200 C8 И
073 49 I 201 C9 Й
074 4A J 202 CA К
075 4B K 203 CB Л
076 4C L 204 CC М
077 4D M 205 CD Н
078 4E N 206 CE О
079 4F O 207 CF П
080 50 P 208 D0 Р
081 51 Q 209 D1 С
082 52 R 210 D2 Т
083 53 S 211 D3 У
084 54 T 212 D4 Ф
085 55 U 213 D5 Х
086 56 V 214 D6 Ц
087 57 W 215 D7 Ч
088 58 X 216 D8 Ш
089 59 Y 217 D9 Щ
090 5A Z 218 DA Ъ
091 5B [ 219 DB Ы
092 5C \ 220 DC Ь
093 5D ] 221 DD Э
094 5E ^ 222 DE Ю
095 5F _ 223 DF Я
096 60 ` 224 E0 а
097 61 a 225 E1 б
098 62 b 226 E2 в
099 63 c 227 E3 г
100 64 d 228 E4 д
101 65 e 229 E5 е
102 66 f 230 E6 ж
103 67 g 231 E7 з
104 68 h 232 E8 и
105 69 i 233 E9 й
106 6A j 234 EA к
107 6B k 235 EB л
108 6C l 236 EC м
109 6D m 237 ED н
110 6E n 238 EE о
111 6F o 239 EF п
112 70 p 240 F0 р
113 71 q 241 F1 с
114 72 r 242 F2 т
115 73 s 243 F3 у
116 74 t 244 F4 ф
117 75 u 245 F5 х
118 76 v 246 F6 ц
119 77 w 247 F7 ч
120 78 x 248 F8 ш
121 79 y 249 F9 щ
122 7A z 250 FA ъ
123 7B { 251 FB ы
124 7C | 252 FC ь
125 7D } 253 FD э
126 7E ~ 254 FE ю
127 7F Спец. DEL 255 FF я

ASCII таблица кодов символов Windows.


Описание специальных (управляющих) символов Следует отметить, что первоначально управляющие символы таблицы ASCII использовались для обеспечения обмена данными по телетайпу, ввода данных с перфоленты и для простейшего управления внешними устройствами.
В настоящее время большинство из управляющих символов ASCII таблицы уже не несут эту нагрузку и могут использоваться для иных целей.
Код Описание
NUL, 00 Null, пустой
SOH, 01 Start Of Heading, начало заголовка
STX, 02 Start of TeXt, начало текста.
ETX, 03 End of TeXt, конец текста
EOT, 04 End of Transmission, конец передачи
ENQ, 05 Enquire. Прошу подтверждения
ACK, 06 Acknowledgement. Подтверждаю
BEL, 07 Bell, звонок
BS, 08 Backspace, возврат на один символ назад
TAB, 09 Tab, горизонтальная табуляция
LF, 0A Line Feed, перевод строки.
Сейчас в большинстве языков программирования обозначается как \n
VT, 0B Vertical Tab, вертикальная табуляция.
FF, 0C Form Feed, прогон страницы, новая страница
CR, 0D Carriage Return, возврат каретки.
Сейчас в большинстве языков программирования обозначается как \r
SO, 0E Shift Out, изменить цвет красящей ленты в печатающем устройстве
SI, 0F Shift In, вернуть цвет красящей ленты в печатающем устройстве обратно
DLE, 10 Data Link Escape, переключение канала на передачу данных
DC1, 11
DC2, 12
DC3, 13
DC4, 14
Device Control, символы управления устройствами
NAK, 15 Negative Acknowledgment, не подтверждаю.
SYN, 16 Synchronization. Символ синхронизации
ETB, 17 End of Text Block, конец текстового блока
CAN, 18 Cancel, отмена переданного ранее
EM, 19 End of Medium, конец носителя данных
SUB, 1A Substitute, подставить. Ставится на месте символа, значение которого было потеряно или испорчено при передаче
ESC, 1B Escape Управляющая последовательность
FS, 1C File Separator, разделитель файлов
GS, 1D Group Separator, разделитель групп
RS, 1E Record Separator, разделитель записей
US, 1F Unit Separator, разделитель юнитов
DEL, 7F Delete, стереть последний символ.

Множество символов, с помощью которых записывается текст, называется алфавитом .

Число символов в алфавите – это его мощность .

Формула определения количества информации: N = 2 b ,

где N – мощность алфавита (количество символов),

b – количество бит (информационный вес символа).

В алфавит мощностью 256 символов можно поместить практически все необходимые символы. Такой алфавит называется достаточным.

Т.к. 256 = 2 8 , то вес 1 символа – 8 бит.

Единице измерения 8 бит присвоили название 1 байт:

1 байт = 8 бит.

Двоичный код каждого символа в компьютерном тексте занимает 1 байт памяти.

Каким же образом текстовая информация представлена в памяти компьютера?

Удобство побайтового кодирования символов очевидно, поскольку байт - наименьшая адресуемая часть памяти и, следовательно, процессор может обратиться к каждому символу отдельно, выполняя обработку текста. С другой стороны, 256 символов – это вполне достаточное количество для представления самой разнообразной символьной информации.

Теперь возникает вопрос, какой именно восьмиразрядный двоичный код поставить в соответствие каждому символу.

Понятно, что это дело условное, можно придумать множество способов кодировки.

Все символы компьютерного алфавита пронумерованы от 0 до 255. Каждому номеру соответствует восьмиразрядный двоичный код от 00000000 до 11111111. Этот код просто порядковый номер символа в двоичной системе счисления.

Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера, называется таблицей кодировки.

Для разных типов ЭВМ используются различные таблицы кодировки.

Международным стандартом для ПК стала таблица ASCII (читается аски) (Американский стандартный код для информационного обмена).

Таблица кодов ASCII делится на две части.

Международным стандартом является лишь первая половина таблицы, т.е. символы с номерами от 0 (00000000), до 127 (01111111).

Структура таблицы кодировки ASCII

Порядковый номер

Код

Символ

0 - 31

00000000 - 00011111

Символы с номерами от 0 до 31 принято называть управляющими.
Их функция – управление процессом вывода текста на экран или печать, подача звукового сигнала, разметка текста и т.п.

32 - 127

00100000 - 01111111

Стандартная часть таблицы (английский). Сюда входят строчные и прописные буквы латинского алфавита, десятичные цифры, знаки препинания, всевозможные скобки, коммерческие и другие символы.
Символ 32 - пробел, т.е. пустая позиция в тексте.
Все остальные отражаются определенными знаками.

128 - 255

10000000 - 11111111

Альтернативная часть таблицы (русская).
Вторая половина кодовой таблицы ASCII, называемая кодовой страницей (128 кодов, начиная с 10000000 и кончая 11111111), может иметь различные варианты, каждый вариант имеет свой номер.
Кодовая страница в первую очередь используется для размещения национальных алфавитов, отличных от латинского. В русских национальных кодировках в этой части таблицы размещаются символы русского алфавита.

Первая половина таблицы кодов ASCII


Обращаю ваше внимание на то, что в таблице кодировки буквы (прописные и строчные) располагаются в алфавитном порядке, а цифры упорядочены по возрастанию значений. Такое соблюдение лексикографического порядка в расположении символов называется принципом последовательного кодирования алфавита.

Для букв русского алфавита также соблюдается принцип последовательного кодирования.

Вторая половина таблицы кодов ASCII


К сожалению, в настоящее время существуют пять различных кодировок кириллицы (КОИ8-Р, Windows. MS-DOS, Macintosh и ISO). Из-за этого часто возникают проблемы с переносом русского текста с одного компьютера на другой, из одной программной системы в другую.

Хронологически одним из первых стандартов кодирования русских букв на компьютерах был КОИ8 ("Код обмена информацией, 8-битный"). Эта кодировка применялась еще в 70-ые годы на компьютерах серии ЕС ЭВМ, а с середины 80-х стала использоваться в первых русифицированных версиях операционной системы UNIX.

От начала 90-х годов, времени господства операционной системы MS DOS, остается кодировка CP866 ("CP" означает "Code Page", "кодовая страница").

Компьютеры фирмы Apple, работающие под управлением операционной системы Mac OS, используют свою собственную кодировку Mac.

Кроме того, Международная организация по стандартизации (International Standards Organization, ISO) утвердила в качестве стандарта для русского языка еще одну кодировку под названием ISO 8859-5.

Наиболее распространенной в настоящее время является кодировка Microsoft Windows, обозначаемая сокращением CP1251.

С конца 90-х годов проблема стандартизации символьного кодирования решается введением нового международного стандарта, который называется Unicode . Это 16-разрядная кодировка, т.е. в ней на каждый символ отводится 2 байта памяти. Конечно, при этом объем занимаемой памяти увеличивается в 2 раза. Но зато такая кодовая таблица допускает включение до 65536 символов. Полная спецификация стандарта Unicode включает в себя все существующие, вымершие и искусственно созданные алфавиты мира, а также множество математических, музыкальных, химических и прочих символов.

Попробуем с помощью таблицы ASCII представить, как будут выглядеть слова в памяти компьютера.

Внутреннее представление слов в памяти компьютера

Иногда бывает так, что текст, состоящий из букв русского алфавита, полученный с другого компьютера, невозможно прочитать - на экране монитора видна какая-то "абракадабра". Это происходит оттого, что на компьютерах применяется разная кодировка символов русского языка.

Что такое двоичное кодирование - блог Coders Tool

Двоичное кодирование - это процедура преобразования данных в форму, которая легко используется различными компьютерными операционными системами. Это достигается путем преобразования двоичных данных в строковый формат ASCII, в частности, преобразования 8-битных данных в 7-битный формат, который используется в качестве стандартного набора печатаемых символов ASCII. ASCII, американский стандартный код для обмена информацией, был разработан AT&T в начале 1960-х годов и является наиболее широко используемым форматом кодирования символов.Современная кодировка символов по-прежнему основана на ASCII, хотя поддерживает множество дополнительных символов и разные языки.

Исходный код символа ASCII, который содержит 128 различных символов, пронумерованных от 0 до 127. ASCII и 7-битный ASCII являются синонимами. Поскольку 8-битный байт является общим элементом хранения, ASCII оставляет место для 128 дополнительных символов, которые используются для представления множества символов иностранного языка и других символов (см. Кодовую страницу). Если не используется ни одна из дополнительных комбинаций символов (128–255), первый бит байта равен 0.

Некоторые концепции и термины, с которыми необходимо ознакомиться, включают:

  • Двоичное кодирование, предоставляет команды для кодирования значений в форматы base64, шестнадцатеричные и uuencode.
  • base64, это метод кодирования двоичных данных в формате ASCII.
  • uuencode, это формат для кодирования двоичных данных.
  • ASCII: Американский стандартный код для обмена информацией, опубликованный ANSI, определяет набор из 128 символов (управляющих символов и графических символов, таких как буквы, цифры и символы) с их кодированным представлением.646 - это интернационализированная версия ASCII. ISO / IEC 8859 - это набор 8-битных кодов на основе ASCII, предназначенный для объединения со стандартным набором управляющих последовательностей терминала.
  • Текст в двоичный код, кодирование и преобразование текста в байты. Компьютеры хранят инструкции, тексты и символы как двоичные данные. Все символы Unicode могут быть представлены только единицами и нулями (двоичными числами) в кодировке UTF-8. Эти двоичные кодировки Unicode предназначены для использования при сжатии коротких строк и поддерживают порядок кодовых точек.

Простое двоичное кодирование

SBE, Простое двоичное кодирование - это протокол двоичного формата для декодирования и кодирования сообщений. Он разработан для обеспечения низкой задержки и детерминированной производительности.

Формат сообщения, закодированного в двоичном формате, задается с использованием собственных примитивных типов данных (целые числа, символы), поэтому нет необходимости переводить данные в строку. SBE касается только представления данных; структура сообщения не подлежит спецификациям бизнес-уровня. Поддерживает поля как фиксированной, так и переменной длины.

Макет сообщения указывается в шаблоне (схеме) SBE, который основан на XML. Прототип определяет, что поля принадлежат сообщению и где они находятся в сообщении. Он также определяет допустимые диапазоны значений и факты, такие как постоянные значения, которые не нужно отправлять по сети.

Что такое кодировка Base64?

Base64 обеспечивает безопасный способ передачи двоичных данных в виде только печатаемых символов ASCII по компьютерной сети. Он обычно используется, когда необходимо кодировать двоичные данные, которые необходимо хранить и передавать на носителях, предназначенных для работы с ASCII.Данные можно безопасно передавать без возможности потери данных из-за смешения управляющих символов. Кодировка Base64 является наиболее популярной из «базовой кодировки» символов, которая включает такие форматы, как Base 16 или Base 32. Base64 предлагает высокий уровень взаимодействия между широким спектром различных систем. В современных технологиях Base64 является самой популярной технологией кодирования и декодирования двоичных данных.

Base 64 Alphabet

Base64 использовал следующее подмножество символов US-ASCII.

[0-9] - 10 знаков
[az] - 26 знаков
[AZ] - 26 знаков
[/] - 1 знак [знак-заполнитель] [+] - 1 знак [знак-заполнитель] [=] - Используется для заполнения, как объяснено позже.

Base64 использует 6 бит. Это позволяет использовать до 64 символов. Вы заметите, что общее количество прописных букв, строчных букв и цифр в сумме составляет 62. «+» и «/» обозначены как заполнители и заполняют пробел, составляя 64 символа. Символы Base64 формируются путем взятия блока из трех октетов для формирования 24-битной строки, которая преобразуется в четыре символа Base64.

Символы в алфавите Base 64 включают, ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ0123456789abcdefghijklmnopqrstuvwxyz / +

Десятичный кодовый двоичный код Десятичный код

В вычислительных приложениях код десятичный или двоично-десятичный код. Этот тип двоичного кодирования использует 4 двоичных числа для представления 10 цифр от 0 до 9 в десятичном числе. Это форма двоичного цифрового кодирования, в которой используется двоичный десятичный код.Этот вариант двоичной формы кодирования кода BCD использует четыре бита для хранения десятичного числа. Это обеспечивает быстрое и эффективное преобразование между двоичным и десятичным числами. Этот метод кодирования чаще всего используется при проектировании систем бухгалтерского учета, поскольку они часто требуют точных вычислений для очень длинных цепочек чисел. По сравнению с общей нотацией с плавающей запятой, использование кода BCD может обеспечить числа с высокой точностью, которые требуют вычислений с высокой точностью, и избежать времени, затрачиваемого компьютером на кодировщик операций с плавающей запятой.

Base64 преобразует последовательность байтов в последовательность символов, каждый из которых представляет шесть битов. Каждая последовательность из трех незакодированных байтов будет аккуратно попадать в последовательность из четырех закодированных символов, каждый из которых представляет одни и те же двадцать четыре бита.

Если последовательность байтов для кодирования неравномерно распадается на три байта за раз, оставшиеся байты по-прежнему упорядочиваются в четыре закодированных символа. Знаки равенства используются для обозначения заполнителя, который не будет декодирован в исходные данные.В зависимости от длины исходных данных закодированные символы могут оканчиваться нулем, одним или двумя знаками равенства.

Практическое использование Base64 Encode

  • Base64 на одном из основных столпов, который поддерживает создание и работу сообщений электронной почты. Base64 является неотъемлемой частью структурирования электронных писем, которые нуждаются в вложениях, таких как изображения, видео, документы или любые другие форматы файлов.
  • Base-64 может кодировать и передавать любые наборы двоичных данных через разнородную систему, а затем декодировать их в исходные двоичные данные.
  • XML-документы могут использоваться для хранения двоичного содержимого. Двоичные данные могут быть закодированы в кодировке Base-64 и указаны в любом документе XML 1.0.
  • Базовая аутентификация HTTP кодируется с использованием варианта RFC2045-MIME Base64, за исключением того, что не ограничивается 76 символами в строке. И имя пользователя, и пароль объединяются одним двоеточием.
    Это делается не из соображений безопасности, а как средство экранирования специальных символов.

Передача данных HTTP, кодирование содержимого и кодирование передачи

Есть две конкретные проблемы, которые HTTP должен был решить, чтобы ввести в свои сообщения широкий спектр типов мультимедиа: кодирование данных и определение их формы и функций.Как мы уже видели, HTTP заимствует у MIME понятие медиаформ и заголовок Content-Type для обработки распознавания типа.

Аналогичным образом он заимствует принципы и заголовки MIME для решения проблемы кодирования. Но здесь мы сталкиваемся с некоторыми большими различиями между HTTP и MIME.

Кодирование было серьезной проблемой для MIME, поскольку оно было разработано с использованием старого формата сообщений электронной почты RFC 822 для конкретной цели отправки нетекстовых данных. RFC 822 налагает много больших ограничений на передаваемые сообщения, наиболее важным из которых является шифрование данных с использованием 7-битного ASCII.Даже сообщения RFC 822 ограничены строками не более 1000 символов, заканчивающимися последовательностью «CRLF».

Эти ограничения означают, что произвольные двоичные файлы, которые не имеют определения строки и состоят из байтов, каждый из которых может содержать значение от 0 до 255, не могут быть отправлены в их собственном формате с использованием RFC 822. Чтобы передать эти файлы, MIME должен закодировать их, используя такой метод, как base64, который преобразует три 8-битных символа в набор из четырех 6-битных символов, которые могут быть выражены в ASCII.

Заголовок MIME Content-Transfer-Encoding используется в сообщении, когда выполняется такое преобразование, чтобы получатель мог отменить кодирование, чтобы вернуть данные в их нормальную форму.

Теперь, хотя этот метод работает, он менее эффективен, чем отправка данных непосредственно в двоичном формате, поскольку кодирование base64 увеличивает размер сообщения на 33 процента (три байта кодируются с использованием четырех символов ASCII, для каждого из которых требуется один байт для отправки). Сообщения HTTP отправляются непосредственно через TCP-соединение между клиентом и сервером и не используют стандарт RFC 822.

Это позволяет передавать двоичные данные между HTTP-клиентами и серверами без необходимости кодирования base64 или других методов преобразования.Поскольку отправка данных в незакодированном виде более эффективна, это может быть одной из причин, по которой разработчики HTTP решили не делать протокол строго совместимым с MIME.

Что такое двоичный файл ?: Полное руководство

Двоичные файлы - это тип файлов, которые используются для хранения данных в виде непрерывных байтов, в которых метод чтения не определен. Это означает, что программе, пытающейся прочитать двоичный файл, нужно указать, как его читать. Если вы попытаетесь открыть двоичный файл с помощью обычного текстового редактора, вы заметите, что на экране появляются неизвестные или нечитаемые символы.Это связано с тем, что ваш редактор предполагает, что данные в текстовых файлах закодированы как текст. Поскольку файл не закодирован как текст, он не может быть прочитан текстовым редактором.

Найди свой матч на тренировочном лагере