Care este codificarea informațiilor și procesarea acestora?

În lume există un schimb constant de fluxuri de informații. Sursele pot fi oameni, dispozitive tehnice, diverse lucruri, obiecte de natură neînsuflețită și vie. Puteți primi informații ca un singur obiect sau mai multe.
Pentru a comunica mai bine în același timp de codificare este efectuată și de prelucrare a datelor la partea transmițătorului (datele de formare și transformarea acestora într-o formă adecvată pentru traducere, prelucrare și depozitare), transport și decodare la partea de receptor (de conversie a datelor codificate în forma inițială). Aceste provocări interdependente: sursa și receptorul trebuie să aibă algoritmi similare de prelucrare a datelor, sau procesul de codificare-decodificare va fi imposibil. Codificarea și prelucrarea informațiilor grafice și multimedia sunt de obicei realizate pe baza tehnologiei informatice.

Codarea informațiilor pe computer

Există multe modalități de procesare a datelor (texte, numere, grafică, video, sunet) utilizând un computer. Toate informațiile procesate de calculator sunt reprezentate în cod binar - cu ajutorul cifrelor 1 și 0, numite biți. Din punct de vedere tehnic, această metodă este foarte simplă: 1 - semnalul electric este prezent, 0 - este absent. Din punct de vedere uman, astfel de coduri sunt incomode pentru percepție - liniile lungi de zerouri și cele care sunt simboluri codificate sunt foarte dificil de descifrat imediat. Dar acest format de înregistrare demonstrează imediat că o astfel de codificare a informațiilor. De exemplu, numărul 8 din forma binară de opt biți arată ca următoarea secvență de biți: 000001000. Dar ceea ce este greu pentru o persoană, doar un computer. Electronică este mai ușor de procesat o mulțime de elemente simple decât un număr mic de elemente complexe.

Codificarea textelor

Când ne apăsați butonul de pe tastatură, calculatorul primește un cod specific al butonului apăsat caută-l în standard, tabelul de caractere ASCII (Codul american pentru schimbul de informații), „înțelege“ ce butonul este apăsat, și transmite acest cod pentru o prelucrare ulterioară (de exemplu, pentru caracterul de afișare ). Pentru stocarea de cod de caractere în format binar folosind 8 biți, astfel încât numărul maxim de combinații este egal cu 256. Primele 128 de caractere utilizate pentru caractere de control, numere și litere. A doua jumătate este pentru simbolurile și pseudografiile naționale.

Codificarea textelor

Va fi mai ușor să înțelegem, de exemplu, codificarea informațiilor. Luați în considerare codurile simbolului englez "C" și scrisoarea rusă "C". Rețineți că simbolurile sunt capitalizate, iar codurile acestora diferă de litere mici. caracter engleză ar arata ca 01000010, și rusă - 11010001. Faptul că persoana de pe ecran arată la fel, computerul vede destul de diferit. De asemenea, este necesar să se acorde atenție faptului că codurile primelor 128 de caractere rămân aceleași, dar pornind de la 129 și apoi un cod binar pot corespunde litere diferite, în funcție de tabelul de cod. De exemplu, codul zecimal 194 poate corespunde literă KOI8 „b“ în SR1251 - „B“ în ISO - «T», și în SR866 codare și Mus generală acest cod nu se potrivește cu nici un caracter. Prin urmare, atunci când deschideți un text, vom vedea în loc de cuvinte rusești caracter alfanumeric Abracadabra, ceea ce înseamnă că aceste informații de codificare nu este pentru noi și trebuie să selectați un alt simboluri monetare.

Numere de codificare

În sistemul binar sunt luate doar două opțiuni - valori 0 și 1. Toate operațiunile de bază cu numere binare, folosind știința numită aritmetică binară. Aceste acțiuni au caracteristici proprii. Luați, de exemplu, numărul 45, tastat pe tastatură. Fiecare număr are propriul său cod de opt cifre din tabelul de cod ASCII, astfel încât numărul ocupă doi octeți (16 biți): 5 - 01010011 4 - 01000011. Pentru a utiliza acest număr în calcul, aceasta se traduce prin algoritmi speciali la sistemul binar numărul sub formă de număr binar de opt cifre: 45-00101101.

Codificarea și prelucrarea informațiilor grafice

În anii 1950, pentru prima dată, a fost implementat un grafic grafic de date pe computerele care erau utilizate cel mai des în scopuri științifice și militare. Astăzi, vizualizarea informațiilor de la un calculator, este o comună și familiară oricărui fenomen persoană, iar în acele zile a produs o revoluție extraordinară în lucrul cu tehnologia. Poate, influența psihicului uman afectat: informațiile clar prezentate sunt mai bine absorbite și percepute. Un progres important în dezvoltarea vizualizării datelor a avut loc în anii 80, când codificarea și prelucrarea informațiilor grafice au înregistrat o dezvoltare puternică.

Grafică grafică analogică și discretă

Informații grafice Există două tipuri: analogice (o pictură cu continuă schimbare de culoare) și discret (imagine constând dintr-o multitudine de pixeli diferite culori). Pentru comoditatea de lucru cu imagini de pe calculatorul lor tratate - eșantionare spațială, prin care fiecare element i se atribuie o valoare specifică de culoare sub forma unui cod unic. Codarea și prelucrarea informațiilor grafice similare cu munca, cu un mozaic compus din mai multe fragmente mici. În care calitatea de codificare depinde de mărimea punctelor (cea mai mică dimensiunea elementului - puncte vor avea o cantitate mai mare pe unitatea de suprafață, - calitatea superioară) și mărimea paletei de culori folosite (cele mai mari state de culoare poate lua fiecare punct, respectiv, care transportă mai multe informații, cu atât mai bine calitatea ).

Crearea și stocarea graficelor

Există mai multe formate de bază - vector, fractal și raster. Separat considerat o combinație de raster și vector - o distribuție larg răspândită în graficul nostru 3D multimedia, reprezentând tehnici și metode pentru construirea obiectelor tridimensionale în spațiul virtual. Codificarea și procesarea informațiilor grafice și multimedia sunt diferite pentru fiecare format de imagine.

Imagine rasterizată

Esența acestui format grafic este faptul că imaginea este împărțită în puncte mici (pixeli) colorate. Punctul de control din stânga sus. Codarea informațiilor grafice pornește întotdeauna din colțul din stânga al liniei de imagine cu linie, fiecare pixel primind un cod de culoare. Volumul imaginii raster poate fi calculat prin înmulțirea numărului de puncte cu volumul de informații al fiecăruia (care depinde de numărul de opțiuni de culoare). Cu cât este mai mare rezoluția monitorului, cu atât este mai mare numărul de linii și puncte raster în fiecare rând, cu atât este mai mare calitatea imaginii. Pentru a procesa date grafice tip raster, puteți utiliza codul binar, deoarece luminozitatea fiecărui punct și coordonatele locației sale pot fi reprezentate ca întregi.

Imagine Vector

Codarea informațiilor grafice și multimedia de tip vector este redusă la faptul că obiectul grafic este reprezentat sub formă de segmente elementare și arce. Proprietățile liniei care este obiectul de bază sunt forma (dreaptă sau curbă), culoare, grosime, schiță (linie întreruptă sau solidă). Acele linii care sunt închise au o altă proprietate - umplerea cu alte obiecte sau culori. Poziția obiectului este determinată de punctele de la începutul și de sfârșitul liniei și de raza de curbură a arcului. Volumul informațiilor grafice ale unui format vectorial este mult mai mic decât un bitmap, dar necesită programe speciale pentru vizualizarea acestui tip de grafică. Există, de asemenea, programe - vectorizers, converting imagini bitmap în vector.

Fractal Graphics

Acest tip de grafică, ca și vectorul, se bazează pe calcule matematice, dar componenta de bază este formula însăși. În memoria computerului, nu este nevoie să stocați imagini sau obiecte, imaginea însăși este trasată numai de formula. Cu acest tip de grafică este convenabil să vizualizați nu doar simple structuri regulate, ci și ilustrații complexe care simulează, de exemplu, peisaje în jocuri sau emulatori.

Undele sonore

Care este codificarea informațiilor, puteți totuși să demonstrați exemplul de lucru cu sunetul. Știm că lumea noastră este plină de sunete. Din cele mai vechi timpuri, oamenii au dat seama cum s-au născut sunete - valuri de aer comprimat și rarefiat, care afectează timpanele. O persoană poate percepe valuri cu o frecvență de 16 Hz până la 20 kHz (1 Hz - o oscilație pe secundă). Toate undele ale căror frecvențe de oscilație se încadrează în acest interval sunt numite unde sonore.

Proprietăți de sunet

sunet caracteristici sunt tonul, timbrul (a cărui culoare a sunetului depinde de undă), înălțimea (a cărui frecvență este determinată de frecvența de oscilații pe secundă) și volumul care depinde de intensitatea vibrațiilor. Orice sunet real constă dintr-un amestec de oscilații armonice cu un set fix de frecvențe. Oscilația cu cea mai mică frecvență se numește tonul de bază, ceilalți fiind tonul de bază. Timbrul conferă o culoare specială sunetului - un număr diferit de tonuri inerente acestui sunet particular. Este prin timbrul că putem recunoaște vocile oamenilor apropiați, distingem sunetul instrumentelor muzicale.

Programe pentru lucrul cu sunet

Condiționat, programele pentru funcțional pot fi împărțite în mai multe tipuri: programe utilitare și drivere pentru placi de sunet, care lucrează cu ei la un nivel scăzut, procesoare audio, care produc diverse operații cu fișiere audio și aplica diferite efecte, sintetizatoare de program și convertoare analog-digitale (ADC) și digital-analog (DAC).

Codare audio

Codarea informațiilor multimedia constă în transformarea naturii analogice a sunetului într-un disc discret pentru o prelucrare mai convenabilă. ADC primește la intrare un semnal analogic, Măsoară amplitudinea sa la anumite intervale de timp și emite o secvență digitală cu date privind modificările amplitudinii. Nu există transformări fizice.

Semnalul de ieșire este discret, cu toate acestea, mai mult frecvența de măsurare amplitudine (probă), mai precis semnalul de ieșire corespunde la intrare, mai bine de codificare trece și procesarea informațiilor multimedia. O probă este denumită și o secvență ordonată de date digitale achiziționate printr-un ADC. Procesul în sine este numit eșantionare, în rusă - discretizare.

Transformarea inversă are loc cu ajutorul DAC: pe baza datelor digitale care ajung la intrare, se produce un semnal electric de amplitudine necesară la anumite momente de timp.

Parametrii de eșantionare

Parametrii principali ai eșantionării sunt nu numai frecvența de măsurare, ci și adâncimea de biți - precizia măsurării modificării amplitudinii pentru fiecare probă. Cu cât este mai precis valoarea amplitudinii semnalului transmis în timpul digitizării în fiecare unitate de timp, cu cât este mai mare calitatea semnalului după ADC, cu atât este mai mare fiabilitatea reconstrucției undei în transformarea inversă.