Presentera information i en dator: använd exemplen

Om en person är engagerad i studiet av datorteknik är inte ytlig, men allvarligt, måste det ju vara medveten om vilka olika former av information i datorn. Denna fråga är en grundläggande, eftersom inte bara användning av programvara och operativsystem, men även programmeringen är i princip baserad på dessa Ahas.

Lektionen "informationen i datorn": grunderna

Generellt datorutrustning för hur hon uppfattar informationen eller kommandon, omvandlar dem till filformat och ger användaren det färdiga resultatet skiljer sig något från de konventionella koncept.

Det faktum att alla de befintliga system baserade på endast två logiska operatorer - "sann" och "falsk» (sant, falskt). I en enklare mening är "ja" eller "nej".

Det är underförstått att orden computer science inte förstår varför ett speciellt digitalt system med villkorlig kod skapades i början av datorteknik, där godkännande av den relevanta enheten och förnekande - noll. Det är precis vad som föreföll det så kallade binära representationen av information i en dator. Beroende på kombinationen av ettor och nollor är bestämd och storleken på dataobjektet.

Den minsta enheten av denna typ är storleken lite - bit, som kan ha ett värde på antingen 0 eller 1. Men moderna system med så små mängder som inte fungerar, och nästan alla sätt att presentera informationen i datorn reduceras till med bara åtta bitar, som tillsammans utgör bitgrupper (2 till den åttonde effekt). Sålunda, i en enda byte kan vara tillverkad av något teckenkodning av 256 möjliga. Och det är en binär kod är grunden för någon av informationsobjekt. Det är underförstått, hur det ser ut i praktiken.

Informatik: tillhandahållande av information i datorn. fast-punkt nummer

Eftersom det var ursprungligen talar om siffror, anser vi hur systemet behandlar dem. Representation av numerisk information i datorn idag kan delas in siffror bearbetning med fast och flytande punkt. Den första typen kan också tillskrivas vanliga heltal, som efter decimalkommat är värda noll.

Det antas att antalet av denna typ kan ta 1, 2, eller 4 byte. Den så kallade head byte är ansvarig för tecken på numret, medan ett positivt tecken motsvarar noll och negativ - enhet. Således, till exempel, en 2-byte representation av området av värden för positiva tal i intervallet från 0 till ^{16 Feb.} 1, vilket är 65535, och för negativa tal - -2 ¹⁵ till 2 ¹⁵ -1, vilket är lika med ett sifferintervall från -32.768-32.767.

Flyttalsrepresentation

Nu anser den andra typen av siffror. Det faktum att läroplanen lektioner på "Rapport om en dator" (klass 9) flyttal inte beaktas. Verksamheten med dem är ganska komplexa och används till exempel i datorspel. Förresten, lite distraherad från ämnet, bör det sägas att för moderna grafikkort en av de viktigaste indikatorerna på prestanda är hastigheten på transaktioner med sådana siffror.

Här använder vi den exponentiella formen, i vilken position decimalkommat kan ändras. Som den grundläggande formel, som visar en representation av ett godtyckligt antal accept A _{^{följande: A = m A * q P}} , där m _A - är mantissan, q ^P - är en radix, och P - ordernummer.

Mantissan måste uppfylla kravet på q ^-1 ≤ | m _A | <1, så måste det finnas en korrekt binär fraktion innehållande siffran efter decimalkommat, som är skild från noll, och ordningen på - ett heltal. Och varje normaliserade decimaltal kan vara ganska lätt att föreställa sig i exponentiell form. Och antalet av denna typ har en storlek på 4 eller 8 byte.

Till exempel, kommer det decimala talet 999,999 enligt formel med en normaliserad mantissa se ut 0,999999 _~ 10 ^3.

Visning av textdata: lite historia

De flesta av alla användare av datorsystem fortfarande använda informationen testet. Och visa textinformation i datorn motsvarar samma binär kod principer.

Men på grund av det faktum att det i dag kan vi räkna en hel del språk i världen, för att representera textinformation använder speciella kodningar system eller kodtabeller. Med tillkomsten av MS-DOS ansågs vara en grundläggande standard kodning CP866 och Apple Mac-datorer kommer att använda sin egen standard. Medan en speciell ISO 8859-5 kodning infördes i ryska språket. Men med utvecklingen av datorteknik nödvändigt att införa nya standarder.

olika kodningar

Till exempel i slutet av 90-talet av förra seklet fanns en universell kodning av Unicode, som kan hantera inte bara textdata, men även ljud och video. Dess egenhet är att ett enda tecken tilldelades mer än en bit, men två.

Lite senare, det finns andra sorter. För Windows-baserade system, är den mest använda kodnings CP1251, men för det ryska språket och används fortfarande av koi-8P - kodning, som dök upp i slutet av 70-talet, och 80-talet var aktivt användas även i UNIX-baserade system.

Samma information textrepresentation av en dator baserad på ASCII bordet, inklusive en bas och en förlängd del. Den första innefattar koderna från 0 till 127, den andra - från 128 till 255. Emellertid, de första avståndskoder 0-32 återtagits utöver de symboler som är tilldelade tangenterna på ett vanligt tangentbord och funktionstangenterna (F1-F12).

Grafik: De vanligaste typerna av

När det gäller grafik, som ofta används i dagens digitala värld, det finns vissa nyanser. Om man tittar på den grafiska representation av information i en dator, måste du först uppmärksamma de viktigaste typer av bilder. Bland dem finns två huvudtyper - vektor och raster.

Vektorgrafik baserade på användningen av primitiva former (linjer, cirklar, kurvor, polygoner och så vidare. D.), Textrutor och fyller en viss färg. Bitmappar är baserade på användningen av en rektangulär matris, varvid varje element av vilka kallas en pixel. Dessutom, för varje element, kan du ställa in ljusstyrka och färg.

vektorbild

Idag har användningen av vektorn har ett begränsat område. De är bra, till exempel när du skapar tekniska ritningar och diagram, eller för tvådimensionella eller tredimensionella modeller av objekt.

Exempel stationära vektorformer är format som PDF, WMF, PCL. För att flytta former används främst Macromedia Flash standard. Men om vi talar om kvalitet eller utföra mer komplicerade operationer än samma skala, är det bättre att använda rasterformat.

bitmappar

Med rasterobjekt är det mycket mer komplicerat. Det faktum att informationen i det datorbaserade matris innefattar användningen av ytterligare parametrar - färgdjup (kvantitativt uttryck av palettfärger) i bitar, och matrisstorleken (antalet pixlar per tum, benämnda DPI).

Det är, kan paletten bestå av 16, 256, 65,536 eller 16777216 färger, och matrisen kan variera, men den vanligaste kallas en upplösning på 800x600 pixlar (480 000 pixlar). Enligt dessa indikatorer för att bestämma antalet bitar som krävs för att lagra objektet. För detta vi först använda formeln N = 2 ^I, i vilken N - är antalet färger, och jag - är ett färgdjup.

Därefter beräknas mängden information. Till exempel, för att beräkna storleken på filen bild innehållande 65,536 färger och en matris av 1024x768 pixlar. Lösningen är som följer:

• I = log ₂ 65536, är att 16 bitar;
• antalet pixlar 1024 _* 768 = 786 432;
• minneskapaciteten är 16 bitar _* 786 432 = 12 582 912 byte, vilket motsvarar 1,2 Mb.

Variation av ljud: den huvudsakliga inriktningen av syntes

Framläggande av information i en dator, som kallas ljud, omfattas av samma grundprinciper som har beskrivits ovan. Men, som för någon annan form av informationsobjekt som representerar ljudet också använt sina ytterligare funktioner.

Tyvärr, högkvalitativ ljudåtergivning och dök upp i datateknik i den allra sista. Om uppspelningen har klarat sig sämre, var praktiskt taget omöjligt syntesen av verkliga klingande musikinstrument. Därför har vissa skivbolag infört sina egna normer. Idag, den mest använda, FM-syntes och bords våg metoden.

I det första fallet innebär det att varje naturligt ljud, som är kontinuerlig, kan delas upp i en viss sekvens (sekvens av) de enklaste tonerna med användning av en provtagningsmetod och producera presentation av information i datorminnet baserat på koden. För att spela använda den omvända processen, men i det här fallet, det oundvikliga förlusten av några av komponenterna som visas på kvaliteten.

När bords våg syntes antas att det finns en pre-skapade tabell med exempel på ljudet av levande instrument. Sådana exempel kallas prover. Samtidigt för att spela laget MIDI (Musical Instrument Digital Interface) används tillräckligt ofta för att uppfatta från koden typ av instrument, tonhöjd, längd, ljudintensitet och dynamik förändring, miljöinställningar och andra egenskaper. Tack vare denna typ av ljud nära nog nära naturlig.

moderna format

Medan tidigare grunden för standard WAV har tagits (i själva verket mycket bra och är i form av en våg), med tiden blev det mycket besvärligt, om så bara på grund av det faktum att sådana filer upptar alltför mycket utrymme på lagringsmedia.

Med tiden till teknologier komprimera detta format. Således förändras och formaterar sig. Den mest kända idag kan kallas MP3, OGG, WMA, FLAC och många andra.

Emellertid tills nu de viktigaste parametrarna för varje ljudfilen förblir samplingsfrekvensen (44,1 kHz är standard, även om de värden kan hittas ovan och nedan), och antalet signalnivåer (16 bitar, 32 bitar). I princip kan en sådan digitalisering tolkas som en representation av informationen i den akustiska typen dator baserad på den analoga primära signal (i form av något ljud är ursprungligen analog).

presentation video

Om ljudproblem löstes snabbt nog, video allt var inte så smidigt. Problemet var att klippet, en film eller ett tv-spel är en kombination av video och ljud. Det verkar som om det kan vara enklare än att kombinera rörliga bildobjekt med en skala? Det visade sig, var det ett verkligt problem.

Det avgörande är att ur en teknisk synvinkel, initialt för att komma ihåg den första bildrutan i varje scen, en så kallad nyckel, och först därefter för att bevara de skillnader (skillnaden ramar). Och vad är mer smärtsamt, digitaliseras eller skapade videoklipp erhålls en sådan storlek att lagra dem på datorn eller flyttbara media var helt enkelt omöjligt.

Problemet löstes när dök AVI-format som representerar en viss universell behållare, bestående av en uppsättning block som kan lagras i en godtycklig information, vilket även komprimeras på olika sätt. Således kan även filer med samma format AVI till varandra variera avsevärt.

Och idag kan du träffa en massa andra populära videoformat, men för dem alla använde sina egna parametrar och parametervärden, bland vilka är antalet bildrutor per sekund.

Codecs och dekodrar

Framläggande av information i datorn som planen är omöjligt att föreställa sig utan användning av codecs och avkodare som används i komprimering och dekomprimering av det initiala innehållet under uppspelning. Deras mycket namnet antyder att en del kodar (komprimera) signalen, den andra - tvärtom - packas upp.

Det är de som är ansvariga för innehållet i behållare av alla storlekar, samt bestämma storleken på den slutliga filen. Dessutom viktiga roll upplösningen parametern som anges för rastergrafik. Men idag kan vi även möta UltraHD (4k).

slutsats

Om någon mån sammanfatta det ovanstående, kan det noteras endast att de moderna datorsystem från början arbetar uteslutande på uppfattningen av en binär kod (annars de bara inte förstår). Och dess användning bygger inte bara ge information, men också alla kända programmeringsspråk idag. Således inledningsvis att förstå hur det hela fungerar, är det nödvändigt att förstå essensen av användningen av sekvenser av ettor och nollor.