Таблица двоичный код для компьютера. Двоичное кодирование текстовой информации

Начиная с конца 60-х годов, компьютеры все больше стали использоваться для обработки текстовой информации и в настоящее время большая часть персональных компьютеров в мире (и наибольшее время) занято обработкой именно текстовой информации.

Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации, равное 1 байту, то есть I = 1 байт = 8 битов.

Для кодирования одного символа требуется 1 байт информации.

Если рассматривать символы как возможные события, то можно вычислить, какое количество различных символов можно закодировать:
N = 2 I = 2 8 = 256.

Такое количество символов вполне достаточно для представления текстовой информации, включая прописные и строчные буквы русского и латинского алфавита, цифры, знаки, графические символы и пр.

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111. Таким образом, человек различает символы по их начертаниям, а компьютер - по их кодам.

При вводе в компьютер текстовой информации происходит ее двоичное кодирование, изображение символа преобразуется в его двоичный код. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу с символом, и в компьютер поступает определенная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код символа). Код символа хранится в оперативной памяти компьютера, где занимает один байт.

В процессе вывода символа на экран компьютера производится обратный процесс - декодирование, то есть преобразование кода символа в его изображение.

Важно, что присвоение символу конкретного кода - это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице. Первые 33 кода (с 0 по 32) соответствуют не символам, а операциям (перевод строки, ввод пробела и так далее).
Коды с 33 по 127 являются интернациональными и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.
Коды с 128 по 255 являются национальными, то есть в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы.

К сожалению, в настоящее время существуют пять различных кодовых таблиц для русских букв (КОИ8, СР1251, СР866, Mac, ISO), поэтому тексты, созданные в одной кодировке, не будут правильно отображаться в другой.

В настоящее время широкое распространение получил новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ не один байт, а два, поэтому с его помощью можно закодировать не 256 символов, а N = 2 16 = 65536 различных символов.

С развитием IBM PC международным стандартом стала таблица кодов ASCII:

Сегодня очень многие люди для подготовки писем, документов, статей, книг и пр. используют компьютерные текстовые редакторы. Компьютерные редакторы, в основном, работают с алфавитом размером 256 символов.

Пусть небольшая книжка, сделанная с помощью компьютера, содердит 150 страни; на каждой странице - 40 строк, в каждой строке - 60 символов. Значит страница содержит 40 х 60 = 2400 байт информации. Объем всей информации в книге: 2400 х 150 = 360 000 байт.

Обратите внимание! Цифры кодируются по стандарту ASCII в двух случаях - при вводе-выводе и когда они встречаются в тексте. Если цифры участвуют в высилениях, то осуществляется их преобразование в другой двоичный код.

Возьмем число 57.

При использовании в тексте каждая буква будет представлена своим кодом в соответсвии с таблицей ASCII. В двоичной системе - это 00110101 00110111.

При использовании в вычислениях, код этого числа будет получен по правилам перевода в двоичную систему и получим - 00111001.

В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange), кодирующая первую половину символов с числовыми кодами от 0 до 127 (коды от 0 до 32 отведены не символам, а функциональным клавишам).кодовая таблица ASCII

Во второй половине содержатся коды национальных алфавитов, символы псевдографики и некоторые математические знаки. К сожалению, в настоящее время существуют пять различных кодировок кириллицы (КОИ8-Р, Windows, MS-DOS, Macintosh и ISO), что вызывает дополнительные трудности при работе с русскоязычными документами.

Хронологически одним из первых стандартов кодирования русских букв на компьютерах был КОИ8.КОИ8 Эта кодировка применялась еще в 70-ые годы на компьютерах серии ЕС ЭВМ, а с середины 80-х стала использоваться в первых русифицированных версиях операционной системы UNIX.

Не один байт, а два В конце 90-ых годов появился новый международный стандарт Unicode, который отводит под один символ не один байт, а два, и поэтому с его помощью можно закодировать не 256, а различных символов. Полная спецификация стандарта Unicode включает в себя все существующие, вымершие и искусственно созданные алфавиты мира, а также множество математических, музыкальных, химических и прочих символов.

Компьютерная графика – раздел информатики, предметом которого является работа на компьютере с графическими изображениями. Создание и хранение графических изображений возможно в нескольких видах – в виде растрового, векторного или фрактального изображения.

Растровые изображения представляются в виде сетки (растра), ячейки которой называются пикселями. Каждый пиксель (ячейка сетки) имеет определенное положение и цвет (цветовое значение). РастровыеВекторные Векторное изображение формируется из математических линий (прямых и кривых), называемых векторами. Внешний вид изображения определяется геометрическими характеристиками векторов. Векторные изображения кодируются математическими формулами.

Разрешающая способность экрана – размер сетки растра, задаваемого в виде произведения M x N, где M – число точек по горизонтали, N – число точек по вертикали. Чем разрешающая способность выше, тем выше качество изображения. Число цветов, воспроизводимых на экране и число бит, отводимых в видеопамяти под каждый пиксель (глубина цвета) связаны формулой: 2 a = K где a – глубина цвета K – количество цветов

Видеопамять – оперативная память, хранящая видеоинформацию во время ее воспроизведения на экране. Объем занимаемой видеопамяти вычисляется по формуле: V = M × N × a где V – объем видеопамяти M – число точек по горизонтали N – число точек по вертикали a – глубина цвета

Присвоение символу конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице.

При вводе в компьютер текстовой информации происходит ее двоичное кодирование. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу с символом, а в компьютер поступает его двоичный код (последовательность из восьми электрических импульсов). Код символа хранится в оперативной памяти компьютера, где занимает 1 байт.

При выводе символа на экран происходит обратный процесс – декодирование, т.е. преобразование кода символа в его изображение.

7. Аналоговый и дискретный способы представления изображений и звука

Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлена в аналоговой и дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, причем величина изменяется скачкообразно. Примеры аналогового и дискретного представлений информации помещены в Таблице 3 .

Таблица 3. Примеры аналогового и дискретного представлений информации

Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации , т.е. разбиения непрерывного графического изображения (звукового сигнала) на отдельные элементы. В процессе дискретизации производится кодирование, т.е. присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода.

Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кода.

8. Двоичное кодирование графической информации.

В процессе кодирования изображения производится пространственная дискретизация . Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики. Изображение разбивается на отдельные мелкие фрагменты (точки), каждому из которых присваивается код цвета.

Качество кодирования зависит от размера точки (чем меньше размер точки, тем качество выше) и от цветовой палитры - количества цветов (чем больше количество, тем выше качество изображения).

Формирование растрового изображения.

Графическая информация на экране монитора представляет собой растровое изображение , которое формируется из определенного количества строк, содержащих определенное количество точек – пикселей .

Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, например, 800*600, 1280*1024. Чем больше разрешающая способность, тем выше качество изображения.

Рассмотрим формирование на экране монитора растрового изображения с разрешением 800*600 (800 точек на 600 строк, итого 480 000 точек на экране). В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) – каждая точка может иметь одно из двух состояний – ”черная” или “белая”, т.е для хранения ее состояния необходим 1 бит. Таким образом, объем черно-белого изображения (количество информации) равен:

<Количество информации> = <Разрешающая способность>*1 (бит)

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки (хранится в видеопамяти). Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемых для кодирования цвета, например: 8, 16, 24 или 32 бита.

Качество двоичного кодирования изображения определяется разрешающей способностью и глубиной цвета (См. Таблицу 4 ).

Количество цветов N может быть вычислено по формуле: N =2 i , где i – глубина цвета.

Таблица 4. Глубина цвета и количество отображаемых цветов .

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания базовых цветов: красного, зеленого и синего. Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяется по 8 бит, т.е. для каждого из цветов возможны N=2 8 =256 уровней интенсивности, заданные двоичными кодами от минимальной 00000000 до максимальной 11111111 (См. Таблицу 5 ).

Таблица 5. Формирование некоторых цветов при глубине цвета 24 бита.

Название	Интенсивность

Задание 2 1. (Задание A20 демоверсии 2005 г., А17 демоверсии 2006 г.)

Для хранения растрового изображения размером 128*128 пикселей отвели 4 килобайта памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

В нашем случае:

Подставив значения (8) и (9) в (5), получим, что: 2 15 = 2 14 *i, откуда i=2.

Тогда по формуле (6): <Количество цветов> =N = 2 i =2 2 =4, что соответствует ответу №4.