Predstavitev informacij v računalniku: primeri uporabe

Če se oseba ukvarja s študijem računalniške tehnologije ne površno, ampak precej resno, mora nujno vedeti, katere oblike predstavitve informacij v računalniku. To vprašanje je eno od glavnih vprašanj, saj na teh osnovah načeloma ne temelji le uporaba programov in operacijskih sistemov, ampak tudi programiranje.

Lekcija "Pošiljanje informacij računalniku": osnove

Običajno računalniška tehnologija, kako zaznava informacije ali ukaze, jih pretvori v datotečne formate in daje uporabniku že končni rezultat, nekoliko drugačen od splošno sprejetih konceptov. .


Dejstvo je, da vsi obstoječi sistemi temeljijo le na dveh logičnih operatorjih - "true" in "lie" (true, false). V enostavnejšem smislu je "da" ali "ne".
Jasno je, da besede računalniške tehnologije ne razumejo, zato je ob zori računalniške tehnologije razvil poseben digitalni sistem s pogojno kodo, v kateri enota ustreza stavku, negacija pa je nič. Tako se je pojavil tako imenovani binarni prikaz informacij v računalniku. Glede na kombinacije ničel in enot se določi tudi velikost informacijskega objekta.
Najmanjša merska enota te velikosti je bitna - binarni bit, ki je lahko 0 ali 1. Vendar sodobni sistemi s tako majhnimi velikostmi ne delujejo in praktično vsi načini predstavljanja informacij v računalniku se zmanjšajo na uporabo le osem.bitov, ki skupaj predstavljajo bajt (2 v osmini). Tako lahko en bajt kodira vsak znak iz 256. In sama binarna koda je osnova katerega koli informacijskega objekta. Potem bo jasno, kako izgleda v praksi.


Informatika: predstavitev informacij v računalniku. Številke s fiksno številko

Jezik, ki je prvotno izviral iz številk, ponovno preuči, kako jih sistem zazna. Predstavitev numeričnih informacij v računalniku se danes lahko pogojno razdeli na obdelavo števil s fiksno in plavajočo točko. Prva vrsta lahko vključuje običajna cela števila, v katerih je po komi nič.
Menijo, da lahko številke te vrste sprejmejo 1 ali 4 bajta. Tako imenovani glavni bajt je odgovoren za številski znak, pozitivni znak ustreza ničli, negativni pa enota. Tako je na primer pri 2-bajtni predstavitvi območje vrednosti za pozitivna števila v območju od 0 do 1616 -1, kar je 65535 a za negativna števila - od -2 15 do 2 15 -1, ki je enako številskemu območju od -32768 do 32767.

Predstavitev števila s plavajočo vejico

Zdaj upoštevajte drugo vrsto številk. Dejstvo je, da se šolski kurikulum ne ukvarja s predstavitvijo informacij v računalniku (razred 9) s plavajočo vejico. Operacije z njimi so precej zapletene in se uporabljajo, na primer, pri ustvarjanju računalniških iger. Mimogrede, malo moti od teme, je treba reči, da za sodobne grafične pospeševalnike, eden od glavnih kazalnikov uspešnosti je hitrosts temi številkami.
Tu se uporablja eksponentna oblika, v kateri se lahko spremeni položaj vejice. Kot glavna formula za predstavitev poljubnega števila A se sprejme naslednje: A = m A * q P, kjer je m A mantisa, q P je osnova numeričnega sistema in P je vrstni red števila. Mantisa mora izpolnjevati zahtevo q -1 Prikaz besedilnih podatkov: malo zgodovine Večina uporabnikov računalniških sistemov še vedno uporablja testne informacije. Predstavitev besedilnih informacij v računalniku ustreza istim načelom binarne kode. Vendar pa zaradi dejstva, da je danes v svetu lahko prešteti precej veliko jezikov, za predstavitev besedilnih informacij uporablja posebne kodne sisteme ali kodne tabele. S prihodom MS-DOS-a se je upošteval glavni standard za kodiranje CP866, Appleovi računalniki pa so uporabljali svoj standardni Mac. Takrat je bila uvedena posebna oznaka ISO-8859-5 za ruski jezik. Vendar pa je moral razvoj računalniške tehnologije uvesti nove standarde.

Vrste kodiranja

Na primer, konec devetdesetih let prejšnjega stoletja je univerzalno kodiranje Unicode, ki lahko deluje ne le z besedilnimi podatki, ampak tudi z avdio in video. Njegova značilnost je bila, da je bil en znak dodeljen še en bit, namesto enega, in dva.
Malo kasneje so obstajale tudi druge sorte. Za sisteme Windows je najpogosteje uporabljeno kodiranje CP1251, za isti ruski jezik pa ga še vedno uporablja kodiranje VRADI-8P, pojavilo se je v poznih 70-ih, v 80-ih pa je bilo aktivnouporablja tudi v sistemih UNIX.
Ista predstavitev besedilnih informacij v računalniku temelji na tabeli ASCII, ki vključuje glavne in razširjene dele. Prvi vključuje kode od 0 do 127 prijatelja - od 128 do 255. Vendar pa prve 0-32 kode niso dodeljene znakom, dodeljenim tipkam standardne tipkovnice, temveč funkcijskim gumbom (F1-F12).

Grafične podobe: osnovne vrste

V zvezi z grafiko, ki se aktivno uporablja v sodobnem digitalnem svetu, obstajajo njene nianse. Če pogledate predstavitev grafičnih informacij v računalniku, morate najprej paziti na glavne vrste slik. Med njimi sta dve glavni vrsti - vektor in raster. Vektorska grafika temelji na uporabi primitivnih oblik (črte, krogi, krivulje, mnogokotniki itd.), Besedilnih vložkov in polnitev določene barve. Rastrske slike temeljijo na uporabi pravokotne matrike, katere vsak element se imenuje piksel. Hkrati lahko za vsak tak element nastavite svetlost in barvo.

Vektorske slike

Danes je uporaba vektorskih slik omejena. Dobri so na primer pri izdelavi risb in tehničnih shem ali pri dvodimenzionalnih ali tridimenzionalnih modelih objektov.
Primeri stacionarnih vektorskih oblik lahko vključujejo oblike, kot so PDF, WMF, PCL. Za gibljive obrazce se običajno uporablja standard MacroMedia Flash. Toda, če govorimo o kakovosti ali opravljanju bolj zapletenih operacij kot pri enaki lestvici, je bolje uporabiti rasterformatov

Bitne slike

Pri rastrskih objektih je to veliko bolj zapleteno. Dejstvo, da predstavitev informacij v računalniku na podlagi matrike vključuje uporabo dodatnih parametrov - globino barve (pri kvantitativnem izražanju števila barv palete) v bitih in velikost matrike (število slikovnih pik na palec, označeno kot DPI).
To pomeni, da lahko paleta vsebuje 1625665536 ali 16777216 barv, matrike pa se lahko razlikujejo, čeprav se najpogostejša ločljivost imenuje 800x600 slikovnih pik (480.000 pik). S temi indikatorji lahko določite število bitov, ki so potrebni za shranjevanje objekta. V ta namen najprej uporabimo formulo N = 2 I, v kateri je N število barv, in I je barvna globina. Nato se izračuna količina informacij. Na primer, izračunajmo velikost datoteke za sliko, ki vsebuje 65536 barv in matriko 1024x768 slikovnih pik. Rešitev izgleda takole:
  • I = log 2 65536, ki je 16 bitov;
  • število slikovnih pik 1024 * 768 = 786432;
  • Velikost pomnilnika je 16 bitov * 786432 = 12582912 bajtov, kar ustreza 12 MB.
  • Vrste zvoka: glavne usmeritve sinteze

    Za predstavitev informacij v računalniku, imenovanem avdio, veljajo ista osnovna načela, kot so opisana zgoraj. Toda tako kot za vsako drugo vrsto informacijskih objektov se za predstavitev zvoka uporabljajo tudi njihove dodatne značilnosti. Na žalost se je v zadnjem primeru pojavila kakovostna reprodukcija zvoka v računalniški tehnologiji. Vendar, če je obnova stvari še vedno šla tako daleč, potem sintezares sončen glasbeni instrument je bil praktično nemogoč. Zato so nekatera glasbena podjetja uvedla lastne standarde. Danes je najbolj razširjena FM sinteza in metoda tabelarnega valovanja.
    V prvem primeru se razume, da se lahko vsak naravni zvok, ki je neprekinjen, razčleni v določeno zaporedje preprostih harmonikov z metodo vzorčenja in predstavi informacije v pomnilniku računalnika na podlagi kode. Reprodukcija uporablja obratni proces, toda v tem primeru se neizogibna izguba nekaterih komponent odraža na kakovosti. Za sintezo tabelnih valov se predpostavlja, da obstaja vnaprej pripravljena tabela s primeri zvočnih instrumentov. Takšni primeri se imenujejo vzorčenje. V tem primeru se ukazi MIDI (Musical Instrument Digital Interface) pogosto uporabljajo za reprodukcijo, ki iz kode zaznava vrsto instrumenta, višino tona, trajanje zvoka, intenzivnost in dinamiko spremembe, parametre okolja in druge značilnosti. Zaradi tega je ta zvok dovolj blizu naravni.

    Sodobni formati

    Če je bila osnova WAV (pravzaprav sam zvok in predstavlja v obliki valova), potem je sčasoma postalo zelo neprijetno, vsaj zaradi dejstva, da so take datoteke zavzele veliko prostora na nosilcu. informacije.
    Sčasoma so bile razvite tehnologije za stiskanje takšne oblike. V skladu s tem so se spremenili tudi formati. Najbolj znani danes so MP3 OGG, WMA, FLAC in mnogi drugi. Vendar doslejosnovni parametri katere koli zvočne datoteke ostajajo frekvenca vzorčenja (standard je 441 kHz, čeprav je mogoče najti vrednosti tako višje kot nižje in število signalov (16 bitov, 32 bitov). Načeloma je takšno digitalizacijo mogoče razlagati kot predstavitev informacij v računalniški vrsti zvoka, ki temelji na izvirnem analognem signalu (vsak zvok v naravi je sprva analogni).

    Video predstavitev

    Če je bil zvok problema rešen precej hitro, potem video ni šel tako gladko. Težava je bila v tem, da posnetek, film ali celo video igra predstavljajo kombinacijo videa in zvoka. Zdi se, da je tisto, kar je preprostejše kot kombiniranje premikajočih se grafičnih objektov z zvočno kartico? Kot se je izkazalo, je to postalo resen problem.
    Bistvo je, da je treba s tehničnega vidika najprej zapomniti prvi okvir vsake scene, ki se imenuje ključ, in šele nato shraniti razlike (okvirje razlik). In najbolj žalostna stvar, digitalizirani ali ustvarjeni videi so bili tako veliki, da jih je bilo preprosto nemogoče shraniti na računalnik ali izmenljive medije. Problem je bil rešen, ko se je pojavil format AVI, ki je nekakšen univerzalni zabojnik, sestavljen iz niza blokov, v katerih je mogoče shraniti vse informacije in jih celo stisniti na različne načine. Tako se lahko tudi datoteke istega formata AVI zelo razlikujejo. Danes je mogoče najti veliko drugih priljubljenih video formatov, za vse pa uporabljajo tudi svoje meritve in vrednosti parametrov, od katerih je večinaštevilo sličic na sekundo

    Kodeki in dekodirniki

    Predstavitve računalniških informacij v smislu videa ne morete zamisliti brez uporabe kodekov in dekoderjev, ki se uporabljajo za stiskanje izvirne vsebine in dekompresijo med predvajanjem. Samo ime njihovega imena nakazuje, da nekateri kodirajo (stisnejo) signal, drugi - nasprotno - razpakirajo.
    Odgovorni so za vsebino vsebnikov poljubne oblike in tudi za določitev velikosti končne datoteke. Poleg tega ima parameter dovoljenja pomembno vlogo, kot je navedeno za rastrsko grafiko. Danes lahko najdete celo UltraHD (4k).

    Sklep

    Če povzamemo zgoraj navedeno, lahko le omenimo, da sodobni računalniški sistemi na začetku delajo izključno na zaznavanju binarne kode (drugo pa preprosto ne razumejo). Njegova uporaba pa temelji ne samo na predstavitvi informacij, ampak tudi na vseh znanih programskih jezikih danes. Prvič, da bi razumeli, kako deluje, je treba upoštevati bistvo uporabe zaporedja enot in ničel.

    Sorodne publikacije