Způsob kódování informací pomocí čísel. Binární kódování

V procesu vývoje člověk dospěl k realizaci potřeby ukládat a vysílat na dálku tuto nebo tyto informace. V druhém případě byla požadována jeho transformace na signály. Tento proces se nazývá kódování dat. Textové informace, stejně jako grafické obrázky lze převést na čísla. O tom, jak to lze udělat, bude náš článek říkat.

Přenos informací na dálku

Pro přenos zprávy od autora adresátovi (od zdroje k přijímači) se nejčastěji používají tři typy přenosových systémů:

• kurýrní pošta;
• akustická (například pomocí reproduktoru);
• na základě této nebo té metody telekomunikací (drátu, rozhlasu, optického, rádiového relé, satelitu, optických vláken).

Nejčastějšími v současnosti jsou přenosové systémy druhého druhu. Chcete-li je však použít, musíte nejprve použít jednu nebo jinou metodu kódování informací. Pomocí čísel v obvyklém desítkovém počtu pro moderní lidi je to nesmírně obtížné.

Šifrování

Někdy je třeba, aby obsah zprávy byl skryt před cizinci. V tomto případě se používá šifrování. Lze použít různé metody kódování informací pomocí čísel.

Binární zápis

Na úsvitu počítačové éry, vědci byli znepokojeni hledání zařízení, které by umožnilo co nejjednodušeji představovat čísla v počítači. Otázka byla vyřešena, když navrhl Claude Chenon používat systém binárních čísel. Bylo známo od 17. století a pro jeho realizaci bylo zapotřebí zařízení se dvěma stabilními stavy, které odpovídají logickému "1" a logickému "0". V té době byly dostatečně známé - z jádra, které by mohlo být magnetizované nebo demagnetizované, na tranzistor, který by mohl být buď v otevřeném nebo v uzavřeném stavu.

K plusům binárních počet také jednoduchost výpočtů, které lze provést na číslech reprezentovaných v binárním zápisu.

Jak se transformace "obyčejné" informace do formy vhodné pro zpracování a ukládání počítače

Počítač binární kód je technicky realizována nepřítomností nebo přítomností impulsů v mikroskopických paměťových prvcích. Mohou to být:

1. Fotoptické impulsy. Povrch každého optický disk (DVD, CD nebo BluRay) se skládá ze spirály tvořené malými segmenty. Každý z nich je buď světlý nebo tmavý. Když se disk v jednotce otáčí, laser zaostří na své spirálové dráze. Jeho odraz dopadá na fotobuňku. Posledně jmenovaný je v tomto případě příjemcem informací. Světelné úseky spirály odrážejí světlo a přenesou jej do fotobuňky, tmavé, naopak absorbují světlo. Výsledkem je, že fotobuňka přijímá informace zašifrované na disku jako tmavé a světlé body.

2. Magnetické impulsy. S jejich pomocí jsou informace na pevném disku kódovány, uvnitř kterých je rychle rotující deska. Stejně jako v případě optického disku, celý povrch - spirály, která se skládá ze sekvence malých úseků ve výši několika milionů. Každý z nich je prvkem, který dokáže převzít jeden ze dvou stavů: "magnetizován" nebo "nemagnetizován". Tvoří binární kód této nebo té informace. „Zjišťuje“, stav betonového dílce se provádí pomocí speciální hlavy, která se pohybuje podél povrchu plechu.

3. Elektrické impulsy. Počítač RAM je čip, skládající se z milionů malých buněk "shromážděných" z mikroskopických kondenzátorů a tranzistorů. Každá z nich může obsahovat elektrický náboj nebo být vybitá. Kombinace paměťových buněk, které jsou v jednom z těchto dvou možných stavů, tvoří binární kód. Ve všech ostatních zařízení na základě paměťových čipů, jako je flash disk, SSD-nosiče, a tak dále., Informace uložené v stejným způsobem.

Kódování textů

Jak již bylo zmíněno, jedním z typů transformace informací pro přenos a ukládání je šifrování. Používá se k ochraně před neoprávněným přístupem. Zpočátku pro šifrování, spolu s primitivnějšími, byly použity následující metody kódování informací:

• Pomocí náměstí Polybius, což je tabulka, do které je zapsána celá řecká abeceda v určitém pořadí. Každé písmeno zprávy bylo nahrazeno dvojicí čísel reprezentujících číslo sloupce a řádek.
• Přes kotouč Alberty, skládající se ze dvou soustředných kruhů. Byly označeny písmeny a čísly. Byly vzájemně zarovnány otočením disků.

Moderní způsob kódování textových informací v počítači je založen na podobných principech. Pro jeho implementaci odpovídá každý znak abecedy určitému celému číslu. Pak je přeložen do binárního kódu. Osm binárních číslic umožňuje kódovat 256 různých znaků. Stačí, aby reprezentovali všechna písmena angličtiny a ruštiny, včetně velkých písmen, znamení aritmetiky a interpunkce, stejně jako některé společné zvláštní znaky.

V současné době je systém ASCII. Pro tento účel jsou fixovány 2 kódovací tabulky. Základní hodnota definuje hodnoty od 0 do 127 a rozšířená hodnota je reprezentována čísly od 128 do 255.

Jak kódovat černobílý obraz v počítači

Jakýkoli černobílý obraz, tištěný na papíře, pod lupou, vypadá jako sada bodů, které se běžně nazývají rastry. Lineární souřadnice a jas každého z nich mohou být vyjádřeny jako celá čísla. To znamená, že k růstu obrazu můžete použít binární kód. V současné době je obecně akceptováno zobrazení monochromatických obrázků ve formě kombinace velkého počtu bodů s 256 odstupňováním šedé. Pro číselné kódování jasu libovolného z nich, osmibitové binární číslo.

Zastoupení barevných obrázků

Způsob kódování informací s čísly pro takové obrazy je poněkud komplikovanější. Pro tento účel je předběžně požadováno rozložení obrazu na tři primární barvy (zelené, červené a modré), protože v důsledku jejich smíchání v určitých poměrech získáte jakýkoli odstín vnímavý lidským okem. Tento způsob kódování obrazu pomocí čísel pomocí 24 bitů se nazývá RGB nebo True Color.

Pokud mluvíme o tisku, používá se systém CMYK. Je založen na myšlence, že každá z hlavních komponent RGB může být spojena s barvou, která ji doplňuje do bílé. Jsou modré, fialové a žluté. I když jsou dostatečné, aby se snížily náklady na tisk, přidejte čtvrtou složku - černé. Aby bylo možné reprezentovat grafiku v systému CMYK, je zapotřebí 32 bitů a samotný režim se nazývá plnofarebný.

Reprezentace zvuků

Pokud jde o to, zda existuje způsob, jak toto kódovat informace pomocí čísel, odpověď musí být pozitivní. V současné době však takové metody nejsou považovány za dokonalé. Patří sem:

• Metoda FM. Je založen na rozložení jakéhokoli složitého zvuku do sekvence elementárních harmonických signálů různých frekvencí, které lze popsat kódem.
• Metoda tabulkových vln. Vzorkované vzorky obsahují vzorky zvuků pro různé hudební nástroje. Číselné kódy vyjadřují typ a číslo modelu přístroje, rozteč, intenzitu a trvání zvuku,

Nyní víte, že binární kódování je jedním z nejčastějších způsobů prezentace informací, které hrály obrovskou roli při vývoji počítačové techniky.