Koding - dette ... tegnsystemer: informasjonskoding

Kodingsinformasjon - et utrolig bredt kunnskapsfelt. Selvfølgelig er det direkte knyttet til utviklingen av digital teknologi. Mange moderne skoler er det mest populært emne - koding av informasjon. I dag vil vi lære det grunnleggende forståelsen av dette fenomenet i forhold til ulike aspekter av datamaskiner. Vi vil prøve å svare på spørsmålet: "koding - prosessen, metode, verktøy eller alle disse tingene på en gang"

Nuller og enere

Nesten alle type data som vises på en dataskjerm, en eller annen måte representerer en binær kode som består av nuller og enere. Det er den enkleste, "low-level" måte å kryptere data, noe som gjør at PC å behandle dataene. Binær kode er universell: det er forstått av alle, uten unntak, datamaskiner (faktisk, det er derfor det ble opprettet - for å standardisere bruken av informasjon i digital form).

Baseenheten, som bruker en binær koding - det er en bit (fra ordene "binære siffer" - "to-sifret"). Det er lik enten 0 eller 1. Generelt er individuelt bitene ikke brukt og kombinert i en åtte-sifret sekvens - byte. I hver av dem, og dermed kan inneholde opptil 256 kombinasjoner av nuller og enere (2 til 8. strøm). For opptak betydelige mengder informasjon blir brukt, vanligvis ikke isolerte bytes, og jo større verdi - med prefikser "kilo", "mega" "giga", "Tera", osv, som hver er 1000 ganger større enn den forrige .. .

koding tekst

Den vanligste typen av digitale data - en tekst. Hvordan er det koding? Det er lett nok forklar prosess. I brevet, skilletegn, tall eller symboler kan kodes ved en eller flere byte, det vil si, ser datamaskinen dem som en unik sekvens av nuller og enere, og deretter, i henhold til fastsatt algoritme vises. Det er to store verden standard "kryptering" data tekst - ASCII og Unicode.

ASCII-system, blir hvert tegn kodes for av bare et enkelt byte. Det er, etter denne standarden, kan du "kryptere" 256 tegn - det er mer enn nok til å vise symbolene til de fleste av verdens alfabeter. Selvfølgelig ikke alle eksisterende nasjonale brev systemet i dag ikke passer inn i denne ressursen. Derfor, for hver alfabetet opprettet sin egen "subsystem" kryptering. Det kommer koder informasjon ved hjelp av tegnsystemer, tilpasset nasjonale prøver av skriving. Men hver av disse systemene i sin tur er en del av en global ASCII-standarden vedtatt internasjonalt.

Som en del av ASCII-systemet, er denne ressursen på 256 tegn er delt i to deler. Den første 128 - er symboler som er reservert for det engelske alfabetet (A til Z), samt tall, grunnleggende skilletegn og noen andre tegn. Den andre 128 byte er reservert i sin tur under nasjonal brev system. Dette er "sub-system" for de ikke-engelske alfabeter - russisk, hindi, arabisk, japansk, kinesisk og mange andre.

Hver av dem er representert i form av et særskilt kodetabeller. Det vil si, det kan skje (og vanligvis det skjer), slik at den samme sekvens av biter vil være ansvarlig for ulike bokstaver og symboler i to separate nasjonale 'tabeller. Videre, på grunn av særegenheter i utviklingen av IT-sfæren i forskjellige land, selv om de er forskjellige. For eksempel, for det russiske språket de vanligste to kodeverk: Windows-1251 og KOI-8. Først kom senere (samt hennes egen melodi med operativsystemet), men nå mange IT-eksperter brukt på en prioritert basis. Derfor bør datamaskinen som det kan være garantert å lese russiske teksten kunne korrekt identifisere begge tabellene. Men som regel ingen problemer med det (om nødvendig moderne PC-operativsystemet).

Tekstkodingsmetoder bedre hele tiden. I tillegg til "single-byte" ASCII-system som kan håndtere kun 256 verdier for tegnene, er det også en "to-byte" UNICODE system. Det er lett å beregne at det gir mulighet for tekstkoding i et beløp som tilsvarer to til 16. grad, dvs. 65 000. 536. I det i sin tur har ressurser til å samtidig koder nesten alle eksisterende nasjonale alfabeter i verden. Bruke Unicode er ikke mindre vanlig enn involvering av den "klassiske" ASCII-standarden.

koding diagrammer

Vi har definert hvordan "kryptert" tekst og i dette tilfellet brukte bytes. Som tilfellet er med digitale bilder og bilder? Det er også ganske enkel. På samme måte som det skjer med teksten, hovedrollen i kodingen av datagrafikk spille alle de samme byte.

Prosessen med digital bildebehandling generelt er lik de mekanismene som går på TV. På TV-skjermen, hvis vi ser, bildet består av flere individuelle piksler som samlet utgjør en gjenkjennelig form på avstand øyet. TV matrise (eller CRT-prosjektør) til senderen mottar den horisontale og vertikale koordinater for hvert punkt, og bildet gradvis bygger. Datagrafikk koding prinsippet fungerer på samme måte. "kryptering" byte av bilder basert på tildeling av hver av de rasterpunkter tilsvarende koordinater (og farge for hver av dem). Det enkle ord. Selvfølgelig, grafikken koding - denne prosessen er mye mer komplisert enn den samme teksten.

Metode respektive referanse koordinatpunkter og farge parametre kalles "bitmap". Tilsvarende navnene på mange filformater av datagrafikk. Koordinatene for hvert av bildeelementene og deres farge er ført i en eller flere bytes. Hva bestemmer hvor mange? Hovedsakelig på hvor mange nyanser av fargen vil "kryptere". En byte er kjent - er 256 verdier. Hvis vi har nok bilder til å bygge et så stort antall nyanser - vil vi klarer denne ressursen. Spesielt i vår besittelse kan være 256 gråtoner. Og dette vil være nok til å kode nesten alle svart-hvitt-bilder. I sin tur, de fargebilder av ressursen er ikke nok: det menneskelige øyet, som du vet, er i stand til å skille seg til flere titalls millioner av farger. Derfor må "krise" er ikke 256 verdier, og i hundrevis av tusenvis av ganger mer. Hvorfor er aktivert for å kode punkter ikke en byte, men flere: i dag på eksisterende standarder, kan det være 16 (kan "kryptere" 65 K 536 farger.) Eller 24 (777 000 til 16 millioner 216 nyanser.).

I motsetning til tekst standarder, er det mangfoldet som kan sammenlignes med antall verdens språk, med en tegning ting litt enklere. De mest vanlige filformater (for eksempel JPEG, PNG, BMP, GIF, og D. osv.) Er anerkjent på de fleste datamaskiner generelt like godt.

Det er ingenting komplisert for å forstå kodingen er utført for noen prinsipper for grafisk informasjon. 9. klasse enhver gjennomsnittlig russiske skolen vanligvis inkluderer kurs i informatikk, hvor slike teknologier er beskrevet i detalj er veldig enkelt og forståelig språk. Det finnes også spesialiserte opplæringsprogrammer for voksne - de er organisering universiteter, videregående skoler, eller også skolen.

Derfor er det moderne russisk mann der for å få kunnskap om koder som har praktisk betydning i form av datagrafikk. Og hvis du ønsker å bli kjent med grunnleggende kunnskap, kan du få de tilgjengelige opplæringsmateriale. Til de omfatter for eksempel kapitlet "Koding av grafisk informasjon (9. klasse lærebok" Informatikk og IKT "forfattet Ugrinovich ND).

Koding av lyddata

Computer regelmessig brukt for å lytte til musikk og andre lydfiler. Akkurat som tilfellet er med tekst og grafikk, noe lyd på din PC - det er alle de samme byte. De på sin side "dekrypteres" lydkortet og andre chips og omgjort til hørbar lyd. Prinsippet her er omtrent det samme som i tilfelle av grammofonplater. De er kjent for hver lyd tilsvarer de mikroskopiske sporene på plast, som er anerkjent av leseren, og deretter stemt. I data alle ser ut. Bare sporene spille en rolle byte i naturen som, som i tilfellet med tekst og bilder, er det binære koding.

Hvis i tilfelle av databildet enheten lementiet rager punkt, når den lydopptak er såkalt "telle". Det er generelt foreskrevet to bytes, genererer opp til 65 tusen. 536 microvibrations lyd. Men i motsetning til, som oppstår i konstruksjonen av bilder for å forbedre kvaliteten på lyden utføres ikke legge flere byte (det er, selvsagt, og mer enn nok), og øke antall "teller". Selv om det i noen lydsystemer byte brukes mindre og mer. Når lyd-koding blir utført, den standard enhet av byte "flux" utfører ett sekund. Microvibrations dvs. kryptert ved hjelp av den 8.. Tellinger pr sekund, vil åpenbart være av lavere kvalitet enn den lyd som blir kodet av 44000. "Teller".

Internasjonal standardisering av lydfiler, samt i tilfelle av grafikk, er godt utviklet. Det finnes flere standard formater av lyd media - MP3, WAV, WMA, nytes hele verden.

videokoding

En slags "hybrid ordningen", hvor lyden er kombinert med krypterings koding av bilder, som brukes i data videoer. Vanligvis filmer og klipp består av to typer data - er i seg selv en god og tilhørende video. Som "kryptert" den første komponent, har vi fortalt ovenfor. Den andre litt mer komplisert. Prinsippene her er annerledes enn omfatter en grafisk koding diskutert ovenfor. Men takket være det universelle "konseptet" bytes er mekanismene er helt forståelig og logisk.

Husker hvordan å konstruere filmen. Det er ikke noe mer enn en serie av individuelle rammer (som generelt er 24). Helt samme måte arrangert data videoer. Hver ramme - er et bilde. Om hvordan det blir bygget med hjelp av bytes, har vi identifisert ovenfor. I sin tur, til stede i videokode som er definert region, og tillate binding mellom et enkeltbilder. En slags digital erstatning for film. En separat enhet av videostrømmen (samme punktene for bilder og teller for lyd, som i "film" og filmklipp format), blir rammen vurdert. Den siste sekund, i samsvar med aksepterte standarder, kan være 25 eller 50.

Akkurat som i tilfellet med lyd, er det felles internasjonale standarder for video - MP4, 3GP, AVI. Produsenter av filmer og reklamer prøve å produsere medieprøver som er kompatible med et større antall datamaskiner. Disse filformater - blant de mest populære, åpnet de på nesten alle moderne PC.

datakomprimering

Datalager blir utført på en rekke medier -. Disker, minnepinner og så videre D. Som vi har sagt ovenfor, bytes, som regel, "gjengrodd" prefikser "mega", "giga", "Tera", og så videre .. I noen tilfeller, verdi kodede filer er at plassere dem med de tilgjengelige kan ikke være på platen ressurser. Deretter bruke ulike typer data kompresjonsteknikker. De er faktisk også en koding. Dette er - en annen mulig tolkning av begrepet.

Det finnes to grunnleggende mekanismer for datakomprimering. På den første av dem er skrevet i bitsekvensen "pakket" form. Det vil si at maskinen kan ikke lese innholdet av filer (spille det som en tekst, bilde eller video), hvis du ikke utfører prosedyren for "utpakking". Programmet, som komprimerer dataene på denne måten kalles en datalogger. Hvordan det fungerer er ganske enkel. Arkivering av data som en av de mest populære måtene å implementere kodingsinformasjon, skole-nivå datamaskin studier obligatorisk.

Som vi vet, er prosessen med "Encryption" i de standardiserte fil bytes. Ta ASCII-standarden. Til, si, for å kryptere ordet "hallo", trenger vi 6 byte, basert på antall bokstaver. Det er hvor mye plass en fil med teksten vil ta på platen. Hva skjer hvis vi skriver ordet "hei" 100 ganger på rad? Ikke noe spesielt - for dette trenger vi 600 byte, henholdsvis den samme mengden diskplass. Men vi kan bruke datalogger, som vil opprette en fil, noe som betyr et mye mindre antall bytes blir "kryptert" team som ser omtrent slik ut: "Hello multiplisere med 100". Ved å telle antall bokstaver i denne rapporten kommet til den konklusjon at for å spille inn en slik fil, trenger vi bare 19 bytes. Og like mye diskplass. Når "utpakking" arkivfilen er en "dekryptering", og teksten blir kilden utsikten fra "100 hei." Således, ved hjelp av et spesielt program, som bruker en spesiell koding mekanismen, kan vi spare mye diskplass.

Prosessen ovenfor er allsidig nok: uansett hva tegnsystemer brukes, kodingsinformasjon for formålet med kompresjon er alltid mulig gjennom data arkivering.

Hva er den andre mekanismen? Til en viss grad, er det ligner på det som er brukt i datalogger. Men det grunnleggende forskjellen er at den komprimerte filen kan meget vel dukke opp en datamaskin uten "utvinning" prosedyre. Hvordan denne mekanismen fungerer?

Som vi husker, i den opprinnelige form av ordet "hallo" inntar 6 bytes. Men vi kan gå til kunsten og skrive det slik: "prvt". Publisert 4 bytes. Alt som gjenstår å gjøre - er å "lære" datamaskinen til å legge i ferd med å vise bokstaver filen, som vi ryddet. Det må sies at i praksis "læring" prosess for å organisere og det er ikke nødvendig. Grunnleggende mekanismer for anerkjennelse av de manglende tegnene er innarbeidet i de fleste moderne programvare for PC. Det vil si at mesteparten av filene som vi behandler hver dag, en eller annen måte blitt "kryptert" på denne algoritmen.

Selvfølgelig er det "hybrid" -kodende systeminformasjon, som kan utføre datakompresjon samtidig som begge de ovennevnte metoder. Og de sannsynligvis vil bli enda mer effektive når det gjelder å spare diskplass enn individuelt.

Selvfølgelig, som opererer med ordet "hallo", setter vi ut bare de grunnleggende prinsippene for datakomprimering mekanismer. I virkeligheten er de mye mer komplisert. Ulike systemer for koding av informasjon kan tilby en utrolig komplekse mekanismer "komprimering" filer. Vi ser imidlertid på bekostning av hva som kan gjøres for å spare diskplass, nesten uten å ty til en forringelse av kvaliteten på informasjonen på PC-en. Spesielt viktig er rollen til data komprimering ved bruk av bilder, lyd og video - disse typer data over andre krevende å disk ressurser.

Hva annet er "koder"?

Som vi sa i begynnelsen, koding - et komplekst fenomen. Etter å ha jobbet med de grunnleggende prinsippene for koding av digitale data basert på byte, kan vi ta et annet område. Det er forbundet med bruk av datamaskinen koder i noe forskjellige verdier. Her, under "code", mener vi ikke en sekvens av enere og nuller, og samlingen av forskjellige bokstaver og symboler (som, som vi allerede vet, og så er laget av 0 og 1), som har praktisk betydning for livet til det moderne mennesket.

koden

I hjertet av ethvert dataprogram - kode. Det er skrevet i et språk forståelig til datamaskinen. PC, tyde koden utfører visse kommandoer. Et karakteristisk trekk ved et dataprogram fra en annen type digital data som finnes i koden det er i stand til å "dekryptere" seg selv (brukeren trenger bare starte prosessen).

En annen funksjon i programmet - i den relative fleksibiliteten i koden som brukes. Det vil si, gi datamaskinen den samme jobben en mann kan, ved hjelp av et stort sett med "fraser", og om nødvendig - og i et annet språk.

markerings dokumenter

En annen praktisk betydning for omfanget av bokstavkode - etablering og formatering av dokumenter. Som regel er en enkel visning av tegn på skjermen ikke er tilstrekkelig fra synspunkt av den praktiske betydningen av PC. I de fleste tilfeller bør teksten bli konstruert ved å anvende en spesiell font størrelse og farge, være ledsaget av ytterligere elementer (slik som, for eksempel, tabeller). Alle disse parametrene er satt, så vel som i tilfelle av programmer på bestemte språk forstått av datamaskinen. PC, erkjenner "team", viser dokumentet akkurat slik brukeren ønsker. I tillegg kan teksten formateres på samme måte, akkurat som det skjer med programmene, ved hjelp av ulike sett av "fraser" og til og med på forskjellige språk.

Men det er en fundamental forskjell mellom kodene for dokumenter og dataprogrammer. Den består i det faktum at det tidligere ikke er i stand til å dekryptere seg selv. For å åpne filer med formatert tekst alltid nødvendig tredjeparts programvare.

datakryptering

En annen tolkning av begrepet "code" som brukes på datamaskiner - er kryptering. Ovenfor har vi brukt dette ordet som et synonym for begrepet "koding", og det er tillatt. Her krypterings mener vi en annen type fenomen. Nemlig koding av digitale data for å nekte tilgang til dem av andre mennesker. Beskyttelse av datafiler - de viktigste aktivitetene i IT-sfæren. Dette er faktisk en egen vitenskapelig disiplin det inkluderer også en skole datamaskin. Koding filer med sikte på å hindre uautorisert tilgang - er en oppgave, betydningen av som er presentert for borgere av moderne stater i barndommen.

Hvor er de mekanismer som datakryptering? Prinsippet er så enkelt og klart som alle tidligere har vi vurdert. Koding - en prosess som er lett forklarlige når det gjelder de grunnleggende prinsippene for logikk.

Anta at vi trenger å formidle budskapet, "Ivanov, Petrov går til", slik at ingen kunne lese den. Vi stoler på datamaskinen for å kryptere meldingen og se resultatet: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". Denne koden er, selvfølgelig, er ganske enkel: Hvert tall tilsvarer antall bokstaver i alfabetet av våre setninger. "I" står på 10. plass, "B" - 3, "A" - på en, etc. Men moderne datamaskin kodesystem kan kryptere dataene slik at det vil ta seg opp til utrolig hardt nøkkel ...