O modalitate de codificare a informațiilor folosind numere. Codificare binară

În procesul de dezvoltare, omenirea a ajuns la realizarea necesității de a stoca și transmite la distanță această sau acea informație. În ultimul caz, a fost necesară transformarea sa în semnale. Acest proces se numește codificare de date. Informațiile text, precum și imaginile grafice pot fi transformate în numere. Despre cum se poate face acest lucru, articolul nostru va spune.

Transferul de informații pe distanțe

Pentru a transmite un mesaj de la autor către destinatar (de la sursă la receptor), sunt cel mai adesea folosite trei tipuri de sisteme de transmisie:

• curier post;
• acustic (de exemplu, utilizând un difuzor);
• pe baza acestei sau acelei metode de telecomunicații (sârmă, radio, optică, releu radio, satelit, fibră optică).

Cele mai des întâlnite în acest moment sunt sistemele de transmisie din ultimul tip. Cu toate acestea, pentru a le utiliza, trebuie să aplicați mai întâi una sau altă metodă de codificare a informațiilor. Cu ajutorul numerelor în calculul zecimal obișnuit pentru persoanele moderne, este extrem de dificil să faceți acest lucru.

criptare

Uneori, conținutul mesajului trebuie să fie ascuns de cei din afară. În acest caz, se utilizează criptarea. Pot fi utilizate diverse metode de codificare a informațiilor utilizând numere.

Notă binară

La începutul erei computerelor, oamenii de știință erau preocupați de găsirea unui dispozitiv care să permită reprezentarea cea mai simplă a numerelor într-un computer. Întrebarea a fost rezolvată atunci când Claude Chenon a sugerat utilizarea unui sistem de numere binare. A fost cunoscută încă din secolul al XVII-lea și pentru implementarea sa a fost necesar un dispozitiv cu două stări stabile care corespundeau logicului "1" și logicului "0". La acea vreme, ei erau cunoscuți pentru suficient - de la nucleu, care ar putea fi magnetizat sau demagnetizat, la un tranzistor capabil să fie fie în stare deschisă, fie în stare închisă.

Pentru plusurile binare sistem de contabilitate de asemenea, simplitatea calculelor care pot fi efectuate pe numerele reprezentate în notația binară.

Cum transformă informațiile "obișnuite" într-o formă potrivită pentru procesarea și stocarea unui computer

calculator cod binar este realizată din punct de vedere tehnic prin absența sau prezența impulsurilor în elementele de stocare microscopice. Acestea pot fi:

1. Impulsuri fotoptice. Suprafața oricărui disc optic (DVD, CD sau BluRay) constă într-o spirală formată din segmente mici. Fiecare dintre ele este fie lumină, fie întunecată. Când discul se rotește în unitate, laserul se concentrează pe traseul său spiralat. Reflecția îi revine asupra celulei fotocelulare. Cel din urmă, în acest caz, este destinatarul informațiilor. Secțiunile luminoase ale spiralei reflectă lumina și o transferă în celula foto, întuneric, dimpotrivă, absorb lumina. Ca urmare, fotocelula primeste informatii criptate pe pista de disc ca puncte intunecate si luminoase.

2. Impulsuri magnetice. Cu ajutorul acestora, informațiile de pe hard disk sunt codificate, în interiorul cărora există o placă rotativă rapidă. Ca și în cazul discurilor optice, întreaga suprafață este o spirală, care constă dintr-o secvență de zone mici în număr de câteva milioane. Fiecare dintre ele este un element care poate lua una din cele două stări: "magnetizată" sau "nemagnetizată". Ei formează codul binar al acestei sau acelor informații. "Clarificarea", în care se află elementul special, se realizează prin intermediul unui cap special care se deplasează de-a lungul suprafeței plăcii.

3. Impulsuri electrice. Computerul RAM este un cip, format din milioane de celule mici, "colectate" de la condensatoare și tranzistoare microscopice. Fiecare dintre ele poate conține o încărcătură electrică sau poate fi descărcată. Combinațiile de celule de memorie care se află într-una din aceste două stări posibile formează un cod binar. În toate celelalte dispozitive bazate pe cipuri de memorie, de exemplu, pe unități flash, pe suporturi SSD etc., informațiile sunt stocate exact în același mod.

Codificarea textelor

După cum sa menționat deja, unul dintre tipurile de transformare a informațiilor pentru transmisia și stocarea sa este criptarea. Este folosit pentru a proteja împotriva accesului neautorizat. Inițial, pentru criptare, împreună cu metodele mai primitive, s-au folosit următoarele metode de codificare a informațiilor:

• Prin intermediul pătratului Polybius, care este o masă în care este inscripționat întregul alfabet grecesc într-o anumită ordine. Fiecare literă a mesajului a fost înlocuită cu o pereche de numere reprezentând numărul coloanei și rândului.
• Prin discul lui Alberti, format din două cercuri concentrice. Au fost marcate cu litere și numere. Ele au fost aliniate între ele prin rotirea discurilor.

Modul modern de codificare a informațiilor textuale într-un calculator se bazează pe principii similare. Pentru ao implementa, fiecare caracter al alfabetului corespunde unui anumit număr întreg. Apoi este tradus în cod binar. Opt cifre binare vă permit să codificați 256 de caractere diferite. Sunt suficiente pentru a reprezenta toate literele englezei și rusei, inclusiv literele mari, semnele de aritmetică și punctuație, precum și unele personaje speciale comune.

În prezent, sistemul ASCII. Pentru aceasta, sunt fixate 2 tabele de codare. Cel de bază definește valorile de la 0 la 127, iar cel extins este reprezentat de numere de la 128 la 255.

Cum să codificați o imagine monocromă într-un computer

Orice imagine alb-negru, imprimată pe hârtie, sub lupă, arată ca un set de puncte, numite în mod obișnuit raster. Coordonatele liniare și luminozitatea fiecăruia dintre acestea pot fi exprimate în termeni de numere întregi. Aceasta înseamnă că puteți utiliza un cod binar pentru a crește imaginea. Este în general acceptat în prezent să vizualizăm ilustrațiile monocrome sub forma unei combinații a unui număr mare de puncte cu 256 gradări de gri. Pentru codarea numerică a luminozității oricăruia dintre ele, un 8 biți numărul binar.

Reprezentarea imaginilor color

Modul de codare a informațiilor cu numere pentru astfel de imagini este oarecum mai complicat. În acest scop, este necesară în prealabil descompunerea imaginii în trei culori primare (verde, roșu și albastru), ca urmare a amestecării lor în anumite proporții, puteți obține orice umbră percepută de ochiul uman. Acest mod de codare a unei imagini utilizând numere folosind 24 de biți se numește RGB sau True Color.

Dacă vorbim despre imprimare, atunci este utilizat sistemul CMYK. Se bazează pe ideea că fiecare dintre componentele principale ale RGB poate fi pusă în concordanță cu culoarea care o completează în alb. Sunt albastru, violet și galben. Deși sunt suficiente, pentru a reduce costurile de imprimare, adăugați oa patra componentă - negru. Astfel, pentru a reprezenta grafica în sistemul CMYK, sunt necesare 32 de biți, iar modul în sine este numit culoare plină.

Reprezentarea sunetelor

Cu privire la întrebarea dacă există o modalitate pentru a codifica informațiile utilizând numere, răspunsul trebuie să fie pozitiv. Cu toate acestea, în prezent aceste metode nu sunt considerate perfecte. Acestea includ:

• Metoda FM. Se bazează pe descompunerea oricărui sunet complex într-o secvență de semnale armonice elementare de frecvențe diferite, care pot fi descrise prin cod.
• Metoda valului de undă. Probele eșantionate conțin mostre de sunete pentru diverse instrumente muzicale. Codurile numerice exprimă tipul și numărul modelului de instrument, intensitatea și durata sunetului,

Acum știi că codarea binară este una dintre cele mai comune metode de prezentare a informațiilor, care a jucat un rol imens în dezvoltarea tehnologiei informatice.