De ce codificarea binară este universală? Metode de programare

Calculatorul procesează o cantitate mare de informații. Fișiere audio, imagini, texte - toate acestea trebuie să fie reproduse sau afișate. De ce codificarea binară este o metodă universală de programare a informațiilor despre orice echipament tehnic?

Care este diferența dintre criptare și criptare?

Adesea, oamenii identifică conceptele de "codificare" și "criptare" atunci când de fapt au semnificații diferite. Deci, criptarea este procesul de transformare a informațiilor pentru ao ascunde. Deseori poate fi descifrat de persoana care a schimbat textul sau de oameni special instruiți. Codificarea este utilizată pentru procesarea informațiilor și pentru simplificarea lucrului cu acestea. De obicei, este folosit un tabel comun de codare, familiar tuturor. Este, de asemenea, construit în computer.

Principiu de codare binar

Codarea binară se bazează pe utilizarea numai a două caractere - 0 și 1 - pentru a procesa informațiile utilizate de diferite dispozitive. Aceste semne au fost numite cifre binare, în engleză - binară sau bit. Fiecare dintre simboluri cod binar ia memoria calculatorului în 1 biți. De ce codarea binară este o metodă universală de procesare a informațiilor? Faptul este că este mai ușor pentru un computer să proceseze mai puține caractere. Acest lucru afectează în mod direct productivitatea PC-ului: cu cât mai puține sarcini funcționale pentru a efectua dispozitivul, cu atât viteza și calitatea lucrului sunt mai ridicate.

Principiul codificării binare se găsește nu numai în programare. Prin alternarea batetelor sonore și sonore, locuitorii din Polinezia și-au transmis reciproc informații. Un principiu similar se aplică și în cazul Codul Morse, unde sunetele lungi și scurte sunt folosite pentru a transmite mesajul. Telegraph ABC este încă folosit astăzi.

Unde se folosește codarea binară?

binar informații de codificare în computer este folosit peste tot. Fiecare fișier, fie că este vorba de muzică sau text, trebuie să fie programat astfel încât în ​​viitor să poată fi ușor procesat și citit. Sistemul de codare binar este util pentru lucrul cu simboluri și numere, fișiere audio, grafică.

Codificare binară a numerelor

Acum, în calculatoare numerele sunt prezentate într-o formă codificată, incomprehensibilă pentru o persoană obișnuită. Folosirea numeralelor arabe, așa cum ne imaginăm, este irațională pentru tehnologie. Motivul pentru aceasta este necesitatea de a atribui fiecărui număr un simbol unic, uneori imposibil de făcut.

Există două sisteme de numerotare: poziționale și non-pozitive. Sistemul de non-poziționare se bazează pe folosirea literelor latine și ne este cunoscut în formă Numere grecești. Acest mod de înregistrare este destul de dificil de înțeles, așa că a fost abandonat.

Sistemul numărului de poziții este utilizat astăzi. Aceasta include codarea binară, zecimală, octală și chiar hexazecimală a informațiilor.

Folosim sistemul zecimal de codificare în viața de zi cu zi. Acest lucru ne este cunoscut Cifre arabe, care sunt clare pentru fiecare persoană. Codarea binară a numerelor diferă folosind numai zero și una.

Întregi sunt convertite în cod binar, prin împărțirea la 2. rezultată parțial, de asemenea, împărțit în două etape, până când în final 0 sau 1. De exemplu, numărul 123₁₀ în sistemul binar poate fi reprezentat ca 1111011₂. Și numărul 20₁₀ va arata ca 10100₂.

Indiciile 10 și 2 sunt notate, respectiv, de un sistem de codare numerică zecimal și binar. Simbolul de codificare binar este utilizat pentru a simplifica lucrul cu valorile reprezentate în diferite sisteme de numere.

Metodele de programare a numerelor zecimale se bazează pe o "virgulă plutitoare". Pentru a traduce corect valoarea de la sistemul de codare zecimal la sistemul binar, utilizați formula N = M x qp. M - este mantisa (fără exprimarea orice ordine), p - este ordinea valorilor N și q - sistem de codificare de bază (în acest caz 2).

Nu toate numerele sunt pozitive. Pentru a distinge numerele pozitive și negative, computerul lasă un spațiu de 1 bit pentru a codifica caracterul. Aici zero reprezintă un semn plus și unul reprezintă un semn minus.

Utilizarea unui astfel de sistem numeric facilitează funcționarea unui calculator cu numere. De aceea, codificarea binară este universală în procesele de calcul.

Codificarea binară a informațiilor textuale

Fiecare caracter alfabet este codificat de propriul său set de zerouri și unul. Textul conține diferite simboluri: litere (majuscule și mici), semne aritmetice și alte valori diferite. Codificarea informației textuale necesită utilizarea a opt valori binare consecutive de la 00000000 la 11111111. Astfel, este posibil de a converti 256 caractere diferite.

Pentru a evita confuzia în codarea textului, se folosesc tabele speciale de valori pentru fiecare caracter. Acestea conțin alfabetul latin, semnele aritmetice și semnele speciale (de exemplu, €, yen-, © și altele). Simbolurile de rutare 128-255 codifică alfabetul național al țării.

Pentru a codifica un caracter, sunt necesare 8 biți de memorie. Pentru a simplifica scorurile, 8 biți sunt echivalenți cu un octet, astfel încât spațiul total pe disc pentru informațiile text este măsurat în octeți.

Cele mai multe computere personale sunt echipate cu un tabel standard ASCII (Codul Standard al SUA pentru schimbul de informații). Sunt utilizate și alte tabele în care sistemul de codificare a informațiilor de tip text este diferit. De exemplu, prima cunoscută codificarea caracterelor numite KOI-8 (cod pentru schimbul de informații pe 8 biți), și funcționează pe un sistem de operare UNIX calculator. De asemenea, a fost găsit pe larg tabelul cu codurile CP1251, care a fost creat pentru sistemul de operare Windows.

Codificarea binară a sunetelor

Un alt motiv pentru care codarea binară este o metodă universală de programare a informației este simplitatea ei atunci când lucrați cu fișiere audio. Orice muzică este un val de sunet de diferite amplitudine și frecvență de oscilație. Din aceste parametri depinde volumul sunetului și ponderea acestuia.

Pentru a programa un val de sunet, calculatorul o împarte condițional în mai multe părți sau "probe". Numărul acestor eșantioane poate fi mare, deci există 65536 combinații diferite de zerouri și altele. În consecință, computerele moderne sunt echipate cu carduri de sunet pe 16 biți, ceea ce înseamnă utilizarea a 16 cifre binare pentru a codifica un eșantion de undă sonoră.

Pentru a reda fișierul audio, computerul procesează secvențele de coduri binare programate și le conectează la un val continuu.

Codificare grafică

Informațiile grafice pot fi prezentate sub formă de desene, diagrame, imagini sau diapozitive în PowerPoint. Orice imagine constă din puncte mici - pixeli, care pot fi vopsite în culori diferite. Culoarea fiecărui pixel este codificată și salvată, iar în cele din urmă obținem o imagine completă.

Dacă imaginea este alb-negru, codul fiecărui pixel poate fi unul sau zero. Dacă utilizați 4 culori, codul pentru fiecare dintre ele constă din două cifre: 00, 01, 10 sau 11. Acest principiu distinge calitatea oricărei prelucrări de imagini. Creșterea sau scăderea luminozității afectează și numărul de culori utilizate. În cel mai bun caz, calculatorul distinge aproximativ 16 777 216 de nuanțe.

concluzie

Există diferite metode de programare a informațiilor, dintre care codificarea binară este cea mai eficientă. Folosind doar două caractere - 1 și 0 - computerul citește cu ușurință majoritatea fișierelor. În același timp, viteza de procesare este mult mai mare decât, de exemplu, sistemul de programare zecimal. Simplitatea acestei metode o face de neînlocuit pentru orice tehnică. De aceea, codificarea binară este universală între omologii săi.