Prezentace informací v počítači: příklady použití

Pokud člověk studie počítačové technologie ne povrchně, ale vážně, musí určitě vědět o tom, co existuje formy informací

Lekce "Předávání informací v počítači": základní informace

Obecně lze říci, že počítačová technologie vnímá informace nebo příkazy, přeměňuje je na formáty souborů a dává uživateli připravený výsledek, poněkud odlišný od obecně přijímaných konceptů.

Důvodem je, že všechny existující systémy jsou založeny pouze na dvou logických operátorech - "true" a "false" (true, false). V jednodušším smyslu je to "ano" nebo "ne".

Je zřejmé, že slova počítačová technologie nerozumí, a proto na počátku vývoje počítačové techniky vznikl speciální digitální systém s podmíněným kódem, ve kterém jednotka odpovídá prohlášení a nulu k negaci. Tak se objevuje tzv. Binární reprezentace informací v počítači. V závislosti na kombinaci nul a velikosti nuly informační objekt.

Nejmenší jednotka tohoto typu je velikost trochu - bit, který může mít hodnotu 0 nebo 1. Nicméně, moderní systémy se tak malých množstvích nefungují, a téměř všechny způsoby prezentace informací v počítači, jsou redukovány na použití jen osm bitů, které společně vytvořte bajt (2 až osmý výkon). Takže v jednom bajtu je možné zakódovat libovolný znak z 256 možných. A přesně binární kód je základem základů jakéhokoli informačního objektu. Dále bude jasné, jak to vypadá v praxi.

Informatika: prezentace informací v počítači. Čísla s pevnými body

Od počátečního řeči se objevily čísla, uvažujeme o tom, jak je systém vnímá. Reprezentace číselných informací v počítači dnes může být podmíněně rozdělena na čísla pro zpracování s pevným a pohyblivým bodem. První typ může také obsahovat obyčejná celá čísla, která mají za čárkou nulu.

Předpokládá se, že čísla tohoto typu mohou zabírat 1, 2 nebo 4 bajty. Takzvaný hlavní bajt je zodpovědný za znamení čísla s kladným znaménkem odpovídajícím nule a negativnímu. Například v 2bajtové reprezentaci je rozsah hodnot kladných čísel mezi 0 a 2¹⁶-1, což je 65535, a pro záporná čísla - od -2¹⁵ až 2¹⁵-1, který se rovná číselnému rozsahu od -32768 do 32767.

Zobrazování s pohyblivou částí

Nyní zvažte druhý typ čísel. Faktem je, že školní osnovy na téma "Prezentace informací v počítači" (stupeň 9) čísla s plovoucí desetinnou čárkou nepovažuje. Operace s nimi jsou poměrně složité a používají se například při vytváření počítačových her. Mimochodem, trochu rozptýlení od tématu, stojí za to říkat, že u moderních grafických urychlovačů je jedním z hlavních ukazatelů výkonnosti rychlost operací přesně s těmito čísly.

Zde se používá exponenciální forma, v níž se poloha čárky může lišit. Jako základní vzorec znázorňující reprezentaci libovolného čísla A je přijato: A = m_{A * * *} q^P, kde m_A Je mantisa, q^P Je základem číselného systému a P je pořadí čísla.

Mantis musí splňovat požadavek q^-1lem |_A| |. |<1, to znamená, že musí být správný binární zlomek obsahující číslici po desítkové, která se liší od nuly a pořadí je celé číslo. A jakékoliv normalizované desítkové číslo může být jednoduše reprezentováno v exponenciální formě. Čísla tohoto typu mají velikost 4 nebo 8 bajtů.

Například desítkové číslo 999.999 podle vzorce s normalizovanou mantisou bude vypadat jako 0.999999_{* * *}10³.

Zobrazení textových dat: trochu historie

Většina uživatelů počítačových systémů stále používá informace o testování. A prezentace textových informací v počítači odpovídá stejným zásadám binárního kódu.

Ovšem vzhledem k tomu, že v dnešním světě lze nalézt mnoho jazyků, jsou pro kódování textových informací použity speciální kódovací systémy nebo kódové tabulky. S příchodem systému MS-DOS byl základním standardem kódování CP866 a počítače Apple používaly vlastní standardní Mac. V té době pro ruský jazyk byl zaveden speciální kód ISO 8859-5. S vývojem výpočetní techniky však musely být zavedeny nové standardy.

Typy kódování

Například v pozdních 90. letech minulého století byla univerzální Kódování Unicode, který by mohl fungovat nejen s textovými daty, ale také se zvukem a videem. Jeho zvláštností bylo, že jeden bit byl přiřazen jednomu znaku, ale dvěma.

O něco později existovaly i jiné odrůdy. Pro systémy na bázi Windows, nejpoužívanější je kódování CP1251, ale i pro ruského jazyka a je stále používán koi-8P - kódování, který se objevil v pozdních 70. let a 80. let se aktivně používat i v systémech UNIX.

Stejná prezentace textových informací v počítači je založena na tabulce ASCII, která obsahuje základní a rozšířené části. První obsahuje kódy od 0 do 127, druhý - od 128 do 255. Avšak první kódy rozsah 0-32 stažena za symboly, které jsou přiřazeny k klíčů standardní klávesnice a funkční klávesy (F1-F12).

Grafické obrázky: základní typy

Co se týče grafiky, která se aktivně používá v moderním digitálním světě, zde jsou zde nuance. Pokud se podíváte na prezentaci grafických informací o počítači, měli byste nejprve věnovat pozornost hlavním typům snímků. Mezi nimi jsou dva hlavní typy - vektor a rastr.

Vektorová grafika je založena na použití primitivních formulářů (čáry, kruhy, křivky, mnohoúhelníky atd.), Vkládá text a vyplňuje určitou barvu. Rastrové obrázky jsou založeny na použití obdélníkové matice, z níž každý prvek se nazývá pixel. Pro každý takový prvek můžete nastavit jas a barvu.

Vektorové obrázky

Dnes má použití vektorových obrázků omezený rozsah. Jsou to například dobré při vytváření výkresů a technických schémat nebo pro dvourozměrné nebo trojrozměrné modely objektů.

Příklady stacionárních vektorových formulářů mohou být formáty jako PDF, WMF, PCL. U pohyblivých formulářů se obecně používá standard MacroMedia Flash. Ale pokud mluvíte o kvalitě nebo složitějších operacích než o stejném měřítku, je lepší použít rastrové formáty.

Bitmapové obrázky

S rastrovými objekty je situace mnohem komplikovanější. Skutečnost, že prezentace informací do počítačové bázi matici zahrnuje použití dalších parametrů - barevné hloubky (kvantitativní vyjádření palety barev) v bitech a velikost matice (počet pixelů na palec, označované jako DPI).

To znamená, že paleta se může skládat z 16, 256, 65536 nebo 16,777,216 barev a matrice se může měnit, ale nejčastější je nazýván rozlišením 800x600 obrazových bodů (480 000 pixelů). Pro tato opatření můžete určit počet bitů potřebných k ukládání objektu. K tomu použijeme nejprve vzorec N = 2^I, ve kterém N je počet barev, a já je hloubka barev.

Potom se vypočítá množství informací. Například vypočítat velikost souboru pro obrázek obsahující 65536 barev a matici 1024x768 pixelů. Řešení je následující:

• I = log₂65536, což je 16 bitů;
• počet pixelů 1024 _{* * *} 768 = 786,432;
• velikost paměti je 16 bitů _{* * *} 786 432 = 12 582 912 bajtů, což odpovídá 1,2 MB.

Typy zvuku: hlavní směry syntézy

Prezentace informací v počítači nazývaném audiem podléhá stejným základním zásadám jako výše. Ale stejně jako u jakéhokoli jiného druhu informačních objektů se na zvuk projevují i ​​další charakteristiky.

Bohužel se v poslední době objevila v oblasti výpočetní techniky vysoce kvalitní zvuk a reprodukce. Nicméně, pokud se s reprodukcí ještě stále něco stalo, syntéza skutečně znějícího hudebního nástroje byla prakticky nemožná. Proto některé nahrávací společnosti zavedly své vlastní normy. Dnes je nejrozšířenější metoda syntézy FM a metoda vln.

V prvním případě to znamená, že jakýkoliv přirozený zvuk, který je kontinuální, lze rozložit na určitém pořadí (sekvence) nejjednodušších harmonických s použitím metody odběru vzorků a produkovat prezentaci informací v paměti počítače na základě kódu. Pro přehrání použít opačný proces, ale v tomto případě je nevyhnutelná ztráta některé součásti, které se objevují na kvalitě.

V syntéze vlnových délek se předpokládá, že existuje předem vytvořená tabulka s příklady znějících živých nástrojů. Takové příklady se nazývají vzorky. Současně hrát tým MIDI (Musical Instrument Digital Interface) se používá dost často vnímat z typu kódu přístroje, výšky, délky trvání, intenzity zvuku a dynamiky změn, nastavení prostředí a jiných charakteristik. Díky tomu je tento zvuk úzce přiblížen přirozenému zvuku.

Moderní formáty

Zatímco dříve byla přijata základem pro standardní WAV (ve skutečnosti je velmi dobrý a je ve tvaru vlny), v průběhu času se stala velmi nevhodné, i kdyby jen kvůli tomu, že tyto soubory zabírají příliš mnoho místa na paměťovém médiu.

Postupně se objevily technologie, které umožňují komprimovat takový formát. Formáty se tak změnily. Nejslavnější dnes lze nazvat MP3, OGG, WMA, FLAC a mnoho dalších.

Ovšem dosud zůstávají hlavní parametry libovolného zvukového souboru vzorkovací frekvence (standard je 44,1 kHz, ačkoli lze splnit hodnoty nad i pod) a počet úrovní signálu (16 bitů, 32 bitů). V zásadě lze tuto digitalizaci interpretovat jako reprezentaci informací v počítači typu zvuku založeného na primárním analogovém signálu (jakýkoliv zvuk v přírodě je zpočátku analogový).

Odeslání videa

Pokud byly problémy s zvukem řešeny dostatečně rychle, pak s videem všechno nebylo tak hladké. Problém spočíval v tom, že klip, film nebo dokonce videohry jsou kombinací videa a zvuku. Zdá se, že je snadnější, než kombinovat pohyblivé grafické objekty s měřítkem? Jak se ukázalo, stalo se to opravdovým problémem.

Zde je to, že z technického hlediska by měl být první snímek každé scény, nazývaný klíčový snímek, zpočátku zapamatován a teprve poté by měly být zachovány rozdíly. A nejvíce smutné, digitalizované nebo vytvořené videa se ukázaly být tak velké, že je prostě nemožné je ukládat na počítač nebo vyměnitelné médium.

Problém byl vyřešen, když se objevil formát AVI, což je druh univerzálního kontejneru, který se skládá ze sady bloků, ve kterých mohou být uloženy libovolné informace, dokonce komprimovány různými způsoby. Dokonce i soubory ve stejném formátu AVI se mezi sebou mohou značně lišit.

A dnes se můžete setkat s několika populárními formáty videa, ale pro všechny z nich používají i vlastní ukazatele a hodnoty parametrů, z nichž hlavní je počet snímků za sekundu.

Kodeky a dekodéry

Zastavení informací v počítači v plánech videa není možné si představit bez použití kodeků a dekodérů, které se používají ke komprimování počátečního obsahu a dekompresi během přehrávání. Jejich samotné jméno naznačuje, že někteří kódují (komprimují) signál, druhý - naopak rozbalují.

Jsou odpovědní za obsah kontejnerů jakéhokoli formátu a také určují velikost konečného souboru. Kromě toho hraje důležitou roli parametr rozlišení, jak je naznačeno pro rastrovou grafiku. Ale dnes můžete dokonce najít UltraHD (4k).

Závěr

Pokud shrneme některé z výše uvedených skutečností, můžeme jen poznamenat, že moderní počítačové systémy původně pracují výhradně na vnímání binárního kódu (prostě nechápou druhého). A na jeho použití je založena nejen prezentace informací, ale i všechny známé programovací jazyky dnes. Takže zpočátku, abychom pochopili, jak to všechno funguje, je třeba se ponořit do podstaty aplikace sekvencí těch a nula.