Encoding - това ... знакови системи: кодиране на информация

Кодиране на информация - изключително широка област на знанието. Разбира се, това е пряко свързано с развитието на цифровата технология. Много съвременни училища е най-популярната тема - кодиране на информация. Днес ще научите основната тълкуването на това явление във връзка с различни аспекти на компютри. Ние ще се опитаме да отговорим на въпроса: "Encoding - процес, метод, инструмент или всички тези неща наведнъж"

Нули и единици

Почти всеки тип данни , който се показва на екрана на компютъра, един или друг начин представляват двоичен код, състоящ се от нули и единици. Това е най-лесният, "ниско ниво" начин за криптиране на данни, която позволява на компютъра да обработва данните. Двоичен код е универсална: тя се разбира от всички, без изключение, компютри (всъщност, това е защо тя е била създадена - да се стандартизират използването на информация в цифров вид).

Базата, която използва двоично кодиране - това е малко (от думите "двоично" - "двуцифрен"). Това е равно на 0 или 1. Най-общо, индивидуално битовете не се използват и комбинирани в 8-цифрен последователност - байта. Във всеки един от тях, по този начин, може да съдържа до 256 комбинации от нули и единици (2 до 8 мощност). За запис на значителни количества информация се използват, обикновено не изолирани байта, а по-голямата стойност - с представки "килограм", "мега" "гига", "Тера" и т.н., всеки от които е 1000 пъти по-голямо от предишното .. ,

Encoding текст

Най-често срещаният тип на цифрови данни - текст. Как се кодиране? Това е лесно обяснимо достатъчно процес. В писмо, препинателен знак, цифри или символи може да се кодира с един или повече байта, което означава, че компютърът ги вижда като уникална последователност от нули и единици, а след това, в съответствие с предвидена алгоритъм за откриване се показва. Има две основни световен стандарт "криптиране" компютър текст - ASCII и Unicode.

Системата на ASCII, като всеки символ се кодира от само един байт. Това означава, че от този стандарт, можете да "шифроване" до 256 знака - това е повече от достатъчно, за да се покаже символите на по-голямата част от световните азбуки. Разбира се, всички съществуващи национални системи писмо днес не се вписва в този ресурс. Ето защо, за всеки азбука създаде своя собствена "подсистема" криптиране. Това се случва информация кодират с помощта на знаците системи, адаптирани към националните извадки от писане. Въпреки това, всяка от тези системи, от своя страна, е част от глобален стандарт ASCII, приета на международно ниво.

Като част от системата на ASCII, това е ресурсът от 256 знака е разделен на две части. Първата 128 - са символите, запазени за английската азбука (а чрез щ), както и номерата, основни препинателни знаци и някои други знаци. Вторите 128 байта са запазени, от своя страна, по силата на националното писмо система. Това е "под-система" за извън английската азбука - руски, хинди, арабски, японски, китайски и много други.

Всеки от тях е представена под формата на отделни кодиране таблици. Това означава, че може да се случи (и обикновено това се случва), така че една и съща последователност от битове ще отговаря за различни букви и символи, в две отделни "национални" таблици. Освен това, поради особеностите на развитието на ИТ сфера в различни страни, дори и те са различни. Например, за руски език най-често срещаните две системи за кодиране: Windows-1251 и KOI-8. Първо дойде по-късно (както и собствената си мелодия с операционната система), но сега много ИТ-специалисти, използвани за всеки отделен приоритет. Ето защо, на компютъра, който може да се гарантира, за да прочетете на руския текст трябва да бъде в състояние да идентифицират правилно двете таблици. Но като правило, няма проблеми с това (ако е необходимо модерната операционна система PC).

Кодиране на текста Методи подобряват през цялото време. В допълнение към "еднобайтовата" ASCII система, която може да се справи само 256 стойности за героите, има и "двубайтовите" системата за UNICODE. Лесно е да се изчисли, че тя дава възможност за кодиране на текста в размер, равен на 2 до 16 градус, т.е. 65 000. 536. В това, от своя страна, разполагат с необходимите ресурси, за да кодират едновременно почти всички съществуващи национални азбуки на света. Използването на UNICODE не е по-рядко от участието на "класически" ASCII стандарт.

кодиране диаграми

Ние определено как "криптиран" текст и в този случай употребявани байта. Както е случаят с цифрови снимки и изображения? Също така е доста проста. По същия начин, както това се случва с текста, главната роля в кодирането на компютърната графика играят едни и същи байта.

Процесът на цифрови изображения като цяло е подобен на механизмите, чрез които управлява телевизора. На екрана на телевизора, ако погледнем, изображението се състои от множество отделни пиксели, които заедно образуват разпознаваема форма на око разстояние. Телевизия матрица (или CRT проектор) на предавателя получава хоризонтални и вертикални координати на всяка точка и изображението постепенно изгражда. Компютърна графика принцип кодиране работи по същия начин. "шифроване" байта изображения въз основа на възлагането на всяка от точките на екрана съответните координати (и цвета на всеки един от тях). Тя просто казано. Разбира се, графики за кодиране - този процес е много по-сложно от един и същ текст.

Начин на съответните референтни координира точки и параметрите на цвят се нарича "растерна графика". По същия начин, имената на много файлови формати на компютърната графика. Координатите на всеки от пикселите и техния цвят се записват в един или повече байта. Какво определя броя? Основно за това как много нюанси на цвят ще "криптиране". Един байт е известно - е 256 стойности. Ако имаме достатъчно снимки на изграждането на такъв голям брой нюанси - ние ще управлява този ресурс. По-специално, в наше притежание може да бъде 256 нюанса на сивото. И това ще бъде достатъчно, за да кодира почти всяко черно-бели изображения. От своя страна, цветни изображения на ресурса не е достатъчно: човешкото око, както знаете, е в състояние да разграничи до няколко десетки милиони цветове. Затова има нужда от "извънредно положение" не е 256 стойности, а в стотиците хиляди пъти повече. Защо се активира, за да кодира точки не един байт, но няколко: днес на съществуващите стандарти, не може да има 16 (може да "шифроване" 65 K 536 цвята.) Или 24 (777 000 до 16 милиона 216 нюанси.).

За разлика текстови стандарти, разнообразието от който е сравним с броя на езици в света, с рисунка нещата малко по-лесно. Най-често срещаните файлови формати (като JPEG, PNG, BMP, GIF, и така нататък. Г.) се признават на повечето компютри като цяло еднакво добре.

Няма нищо сложно, за да се разбере кодирането се извършва за някои принципи на графична информация. 9 клас всеки средностатистически руски училище обикновено включва курсове по компютърни науки, когато тези технологии са оповестени в детайли е много прост и разбираем език. Има и специализирани програми за обучение на възрастни - те са организиране на университети, висши училища, или също училище.

Ето защо, съвременната руска Мъжът е мястото, където да получите знания за кодовете, които имат практическо значение от гледна точка на компютърната графика. А ако искате да се запознаете с основните знания, можете да получите на наличните материали за обучение. За тези, които включват, например, в глава "кодиране на графична информация (9-ти клас учебник" Информатика и информационни и комуникационни технологии "автор Ugrinovich НД).

Кодиране на аудио данни

Компютърна редовно се използват за слушане на музика и други аудио файлове. Точно както е в случая с текст и графики, всеки звук на компютъра ви - това е все едно байта. Те, от своя страна, "разшифрован" аудио карта и други чипове и се превръща в звуков сигнал. Принципът тук е приблизително същото, както в случая на грамофонни плочи. Те са известни на всеки звук съответства на микроскопични каналите на пластмасата, която се разпознава от читателя, и след това се изрази. В компютъра всички прилича. Само каналите играе роля байта в природата, която, както е в случая с текст и изображения, е двоично кодиране.

Ако в случай на компютъра изображение единица елемент излиза точка, когато звукозаписът е така наречената "брои". По принцип се предписано два байта, генериране на до 65 хиляди. 536 микровибрации звук. Въпреки това, за разлика от, както се случва в изграждането на изображения, за да се подобри качеството на звука се извършва не добавяне на допълнителни байта (има, разбира се, и повече от достатъчно) и увеличаване на броя на "значение". Въпреки че в някои аудио системи байтове се използва по-малко и повече. Когато се извършва аудио кодиране, а стандартната единица байт "поток" изпълнява една секунда. Микровибрации т.е., кодирани с помощта на 8-ия. Импулси за секунда, очевидно ще бъде по-ниско качество от звук последователност кодирана с 44 хиляди. "Отчита".

Международната стандартизация на аудио файлове, както и в случай на графики, е добре развита. Има няколко стандартни формати на аудио медии - MP3, WAV, WMA, радва целия свят.

кодиране на видео

Един вид "хибридна схема", в който звукът се комбинира с кодиране кодиране на изображения, използвани в компютърните видеоклипове. Обикновено филми и клипове се състоят от два вида данни - е самият звук и съпътстващите видео. Както "криптиран" на първия компонент, ние сме казах по-горе. Вторият е малко по-сложно. Принципите тук са различни от включва графично кодиране обсъдено по-горе. Но благодарение на универсалността на "концепцията" байтове са механизмите, е напълно разбираемо и логично.

Спомнете си как да се изгради филма. Това не е нищо повече от поредица от отделни кадри (които по принцип са 24). Доста по същия начин, подредени компютърни видео. Всеки кадър - е снимка. За това как се изгражда с помощта на байта, ние установихме по-горе. На свой ред, присъства във видео кода за определен регион, което позволява свързване между отделните кадри. Един вид дигитален заместител на филм. А отделно звено на видеопотока (същите точки за изображения и обвинения за звук, както и в "филм" и кино клипове формат), рамката се вземат под внимание. Последният един втори, в съответствие с приетите стандарти, може да бъде 25 или 50.

Точно както в случая на аудио, има общи международни стандарти за видео - MP4, 3GP, AVI. Производителите на филми и реклами се опитват да произвеждат медийни проби, които са съвместими с по-голям брой компютри. Тези файлови формати - сред най-популярните, те започнаха на почти всеки съвременен компютър.

компресиране на данни

оперативна памет се извършва на различни медии - дискове, флаш памети и т.н. Както казахме по-горе, байтове, като правило, "обрасли" представки "мега", "гига", "Тера" и т.н. В някои случаи .... файлове стойност кодиран е, че ги поставете с наличните не може да бъде на диска ресурси. След това използвайте различни видове техники за компресия на данни. Те са в действителност, също кодиране. Това е - друг възможен тълкуване на понятието.

Има два основни механизми за компресиране на данни. На първата от тях е писано в последователността малко "опаковани" форма. Това означава, че компютърът не може да се запознае със съдържанието на файловете (той играе като текст, снимка или видео), ако не се изпълнява процедура на "разопаковане". Програмата, която компресира данните по този начин, се нарича данни дървар. Как работи е съвсем проста. Архивиране на данни, като един от най-популярните начини, по които да се прилагат за кодиране информацията, училище ниво компютърни изследвания задължително.

Както е известно, процесът на "Encryption" в стандартизирани файлови байта. Вземете стандарта ASCII. Да, да речем, за да кодира думата "здравей", ние се нуждаем 6 байта, въз основа на броя на буквите. Това е колко място на файл с този текст ще се на диска. Какво се случва, ако напишете думата "здравей" 100 пъти подред? Нищо особено - за това се нуждаем от 600 байта, съответно същото количество дисково пространство. Въпреки това, ние можем да използваме регистратора на данни, който ще създадете файл, което означава много по-малък брой байтове, ще бъдат "криптиран" екип, който изглежда по следния начин: "Здравейте умножете по 100". С отчитане на броя на буквите в този доклад стигнах до заключението, че за да се запише като файл, ние се нуждаем само 19 байта. И в същия размер на дисково пространство. Когато "разопаковане" на архива е "разшифроване", а текстът става мнението източник от "100 здрасти." По този начин, с помощта на специална програма, която използва специален механизъм, кодиране, ние може да спести значително количество дисково пространство.

Горният процес е достатъчно гъвкав: без значение какво се използват системите за знаците, кодиращата информация за целите на компресия, винаги е възможно чрез архивиране на данни.

Какво е вторият механизъм? До известна степен, това е подобно на това, което се използва в регистратора на данни. Но нейната основна разлика е, че компресиран файл може много добре да се появи на компютър без процедура "извличане". Как действа този механизъм?

Тъй като ние не забравяйте, в оригиналната форма на думата "здравей" заема 6 байта. Въпреки това, ние можем да отидем да свърши работа и да го пиша по този начин: "Prvt". Публикуван 4 байта. Всичко, което остава да се направи - е да се "научи" на компютъра, за да добавите в процеса на показване на файла с букви, които се почистват. Трябва да се каже, че на практика процес "обучение" за организиране и това не е необходимо. Основни механизми на признаване на липсващи знаци са включени в най-модерния софтуер за PC. Това означава, че по-голямата част от файловете, с които си имаме работа, всеки ден, по един или друг начин са били "криптиран" на този алгоритъм.

Разбира се, има "хибридна" система за кодиране на информация, която може да извършва компресиране на данни като същевременно позволяват на двете горепосочени подходи. И те вероятно ще бъдат още по-ефективен от гледна точка на спестяване на дисково пространство, отколкото поотделно.

Разбира се, работещи с думата "здравей", тръгнахме само основните принципи на механизми за компресиране на данни. В действителност те са много по-сложно. Различни системи за кодиране на информация може да предложи невероятно сложни механизми на "компресия" файлове. Въпреки това, ние виждаме, за сметка на това, което може да се направи, за да запазите място на диска, почти без да се прибягва до влошаване на качеството на информацията в компютъра. Особено значима е ролята на компресиране на данни при използване на изображения, аудио и видео - тези типове данни в сравнение с други взискателни към дискови ресурси.

Какво друго са "кодове"?

Както казахме в началото, кодиране - сложно явление. След като приключва с основните принципи на кодиране на цифрови данни, базирани на байта, ние можем да се докосват до друг район. Той е свързан с използването на компютърни програми в малко по-различни стойности. Тук, в рамките на "Кодът", ние не е последователност от нули и единици, както и събирането на различни букви и символи (които, както вече знаем, и така са направени от 0 и 1), която има практическо значение за живота на съвременния човек.

кодът

В основата на всяка компютърна програма - кода. Той е написан на език, разбираем за компютъра. PC, дешифриране на кода изпълнява някои команди. Отличителна черта на компютърна програма от друг вид цифрови данни, които се съдържат в кодекса е в състояние да "дешифриране" себе си (потребителят е необходимо да започне едва в процеса).

Друга особеност на програмата - в относителната гъвкавост на кода, използван. Това означава, че даде на компютъра същата работа човек може, като използва голям набор от "фрази", и ако е необходимо - и на друг език.

за маркиране на документи

Друга практическа значимост на обхвата на писмо код - създаване и форматиране на документи. Като правило, просто показване на символи на екрана не е достатъчно от гледна точка на практическото значение на PC на. В повечето случаи, текстът трябва да бъдат конструирани с помощта на специално на шрифта и цвят, се придружава от допълнителни елементи (като, например, таблици). Всички тези параметри са определени, както и в случай на програми по конкретни езици разбират от компютъра. PC, признаване на "екипа", показва документът точно като потребителят желае. В допълнение, текстът може да бъде форматиран по същия начин, както това се случва с програмите, като се използват различни набори от "фрази" и дори на различни езици.

Въпреки това, има съществена разлика между кодовете за документи и компютърни програми. Тя се състои в това, че първите не са в състояние да се декриптира. За да отваряте файлове с форматиран текст винаги се изисква софтуер на трета страна.

криптиране на данните

Друго тълкуване на понятието "код", както се прилага към компютрите - е криптиране. Над сме използвали тази дума като синоним на понятието "кодиране", и това е допустимо. Тук криптирането имаме предвид друг вид феномен. А именно, кодиращ цифрови данни, за да се забрани достъпа до тях от други хора. Защита на компютърни файлове - най-важните дейности в ИТ сферата. Това всъщност е отделна научна дисциплина тя включва също училище компютър. Encoding файлове с оглед предотвратяване на неоторизиран достъп - е задача, чието значение е представена на граждани на модерните държави в детството.

Как са механизмите, чрез които шифроване на данни? Принципът е толкова просто и ясно, като всички предишни, ние имаме предвид. Encoding - процес, който е лесно обяснимо от гледна точка на основните принципи на логиката.

Да предположим, че ние трябва да се предаде посланието ", Иванов, Петров отива в", така че никой не може да я прочете. Надяваме се на компютъра, за да кодира съобщението и да видим резултата: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". Този код е, разбира се, е съвсем проста: всеки брой съответства на броя на буквите в азбуката на нашите фрази. "I" стои на 10-то място, "Б" - 3, "A" - на 1, и т.н. Но система за кодиране на съвременните компютърни системи може да криптира данните, така че тя ще се вдигне до невероятно трудно ключът ...