Tablični binarni kod za računar. Binarno kodiranje tekstualnih informacija

Od kasnih 1960-ih, kompjuteri se sve više koriste za obradu tekstualne informacije i trenutno večina personalni računari u svijetu (i većinu vremena) su zauzeti obradom tekstualnih informacija.

Tradicionalno, za kodiranje jednog znaka koristi se količina informacija jednaka 1 bajtu, odnosno I = 1 bajt = 8 bita.

Za kodiranje jednog znaka potreban je 1 bajt informacije.

Ako karaktere smatramo mogućim događajima, onda možemo izračunati koliko različitih znakova može biti kodirano:
N = 2 I = 2 8 = 256.

Ovaj broj znakova sasvim je dovoljan za predstavljanje tekstualnih informacija, uključujući velika i mala slova ruske i latinične abecede, brojeve, znakove, grafičke simbole itd.

Kodiranje je da se svakom karakteru dodijeli jedinstven decimalni kod 0 do 255 ili ekvivalentno binarni kod od 00000000 do 11111111. Dakle, osoba razlikuje likove po stilu, a kompjuter po šiframa.

Kada se tekstualna informacija unese u računar, ona je binarno kodirana, a slika simbola se konvertuje u svoj binarni kod. Korisnik pritisne taster sa simbolom na tastaturi, a određeni niz od osam električnih impulsa (binarni kod simbola) ulazi u računar. Šifra karaktera je pohranjena u RAM-u računara, gdje zauzima jedan bajt.

U procesu prikazivanja znaka na ekranu računara vrši se obrnuti proces - dekodiranje, odnosno pretvaranje koda znaka u njegovu sliku.

Važno je da je dodjela specifičnog koda simbolu stvar dogovora, što je fiksirano u tablici kodova. Prva 33 koda (od 0 do 32) ne odgovaraju znakovima, već operacijama (prevod reda, unos razmaka i tako dalje).
Kodovi od 33 do 127 su međunarodni i odgovaraju latiničnim znakovima, brojevima, aritmetičkim znakovima i znacima interpunkcije.
Kodovi od 128 do 255 su nacionalni, odnosno u nacionalnim kodovima različiti znakovi odgovaraju istom kodu.

Nažalost, trenutno postoji pet različitih kodnih tabela za ruska slova (KOI8, SR1251, SR866, Mac, ISO), tako da se tekstovi kreirani u jednom kodiranju neće ispravno prikazati u drugom.

Trenutno široku upotrebu dobio novi međunarodni Unicode standard, koji svakom karakteru dodeljuje ne jedan bajt, već dva, tako da se može koristiti za kodiranje ne 256 karaktera, već N = 2 16 = 65536 različitih karaktera.

Sa razvojem IBM PC-a, ASCII kodna tabela je postala međunarodni standard:

Danas mnogi ljudi koriste kompjuterske uređivače teksta za pripremu pisama, dokumenata, članaka, knjiga itd. Računalni uređivači uglavnom rade sa abecedom od 256 znakova.

Neka mala knjiga napravljena uz pomoć kompjutera ima 150 stranica; 40 redova po stranici, 60 znakova po redu. Dakle, stranica sadrži 40 x 60 = 2400 bajtova informacija. Obim svih informacija u knjizi: 2400 x 150 = 360.000 bajtova.

Bilješka! Brojevi se kodiraju prema ASCII standardu u dva slučaja - prilikom unosa-izlaza i kada se pojave u tekstu. Ako su brojevi uključeni u vysyvaniya, tada se pretvaraju u drugi binarni kod.

Uzmimo broj 57.

Kada se koristi u tekstu, svako slovo će biti predstavljeno svojim kodom prema ASCII tabeli. U binarnom smislu, ovo je 00110101 00110111.

Kada se koristi u proračunima, kod ovog broja će se dobiti prema pravilima za pretvaranje u binarni sistem i dobićemo - 00111001.

Kodeks je usvojen kao međunarodni standard. ASCII tabela(American Standard Code for Information Interchange), koji kodira prvu polovinu znakova numeričkim kodovima od 0 do 127 (kodovi od 0 do 32 nisu dodijeljeni znakovima, već funkcijskim tipkama). ASCII tablica kodova

Druga polovina sadrži kodove nacionalnih abeceda, pseudografske simbole i neke matematičke simbole. Nažalost, trenutno ih ima pet razna kodiranjaĆirilica (KOI8-R, Windows, MS-DOS, Macintosh i ISO), što uzrokuje dodatne poteškoće pri radu sa dokumentima na ruskom jeziku.

Kronološki, jedan od prvih standarda za kodiranje ruskih slova na računarima bio je KOI8.KOI8 Ovo kodiranje se koristilo još 70-ih godina na računarima serije ES EVM, a od sredine 80-ih počelo se koristiti u prvim rusificiranim verzijama operativni sistem UNIX.

Ne jedan bajt, već dva Krajem 90-ih pojavio se novi međunarodni Unicode standard, koji dodeljuje ne jedan bajt, već dva, jednom znaku, pa se može koristiti za kodiranje ne 256, već različitih znakova. Kompletna specifikacija Unicode standarda uključuje sve postojeće, izumrle i umjetno stvorene alfabete svijeta, kao i mnoge matematičke, muzičke, hemijske i druge simbole.

Kompjuterska grafika je grana računarstva čiji je predmet rad na računaru sa grafičkim slikama. Kreiranje i skladištenje grafičke slike moguće u nekoliko oblika - u obliku rasterske, vektorske ili fraktalne slike.

Rasterske slike su predstavljene kao mreža (raster), čije se ćelije nazivaju pikseli. Svaki piksel (ćelija mreže) ima specifičnu poziciju i boju (vrijednost boje). RasterVektor Vektorska slika se formira od matematičkih linija (pravih i krivih) koje se nazivaju vektori. Izgled slika je određena geometrijskim karakteristikama vektora. Vektorske slike su kodirane matematičkim formulama.

Rezolucija ekrana je veličina rasterske mreže, specificirana kao proizvod M x N, gdje je M broj tačaka horizontalno, N broj tačaka vertikalno. Što je veća rezolucija, to je veći kvalitet slike. Broj boja reprodukovanih na ekranu i broj bitova dodeljenih u video memoriji za svaki piksel (dubina boje) povezani su formulom: 2 a = K gde je a dubina boje K je broj boja

Video memorija je memorija sa slučajnim pristupom koja pohranjuje video informacije tokom njihove reprodukcije na ekranu. Količina zauzete video memorije izračunava se po formuli: V = M × N × a gdje je V količina video memorije M je broj horizontalnih tačaka N je broj vertikalnih tačaka a dubina boje

Kodiranje je da se svakom znaku dodijeli jedinstveni decimalni kod od 0 do 255 ili odgovarajući binarni kod od 00000000 do 11111111. Dakle, osoba razlikuje znakove po stilu, a kompjuter po kodovima.

Dodjeljivanje specifičnog koda simbolu je stvar dogovora, što je fiksirano u tablici kodova.

Kada se tekstualna informacija unese u računar, ona se kodira u binarnom obliku. Korisnik pritisne taster sa simbolom na tastaturi, a njegov binarni kod (niz od osam električnih impulsa) ulazi u računar. Šifra karaktera se pohranjuje u RAM računara, gde zauzima 1 bajt.

Kada se znak prikaže na ekranu, dešava se obrnuti proces - dekodiranje, tj. transformacija koda karaktera u njegovu sliku.

7. Analogni i diskretni načini predstavljanja slike i zvuka

Informacije, uključujući grafiku i zvuk, mogu biti predstavljene u analogni I diskretno formu. At analogna reprezentacija fizička veličina poprima beskonačan broj vrijednosti, a njene vrijednosti se kontinuirano mijenjaju. At diskretno predstavljanje fizička veličina poprima konačan skup vrijednosti, a količina se postepeno mijenja. Stavljeni su primjeri analognih i diskretnih reprezentacija informacija Tabela 3.

Tabela 3. Primjeri analognih i diskretnih reprezentacija informacija

Konverzija grafičkih i zvučnih informacija iz analognog u diskretni oblik se vrši pomoću diskretizacija, tj. cijepanje kontinuirane grafičke slike (zvučni signal) na zasebne elemente. U procesu uzorkovanja vrši se kodiranje, tj. dodjeljujući svakom elementu specifičnu vrijednost u obliku koda.

Uzorkovanje je transformacija kontinuirane slike i zvuka u skup diskretnih vrijednosti u obliku koda.

8. Binarno kodiranje grafičkih informacija.

Tokom kodiranja slike, prostorna diskretizacija. Prostorna diskretizacija slike može se uporediti sa građenjem slike iz mozaika. Slika je podijeljena na zasebne male fragmente (tačke), od kojih je svakom dodijeljen kod boje.

Kvaliteta kodiranja ovisi o veličini tačke (što je manja veličina tačke, to je veći kvalitet) i o paleti boja - broju boja (što je veći broj, to je kvalitet slike veći).

Formiranje rasterske slike.

Grafičke informacije na ekranu monitora su bitmap, koji se formira od određenog broja linija koje sadrže određeni broj tačaka - piksela.

Kvalitet slike je određen rezolucijom monitora, na primjer, 800*600, 1280*1024. Što je veća rezolucija, to je veći kvalitet slike.

Razmotrimo formiranje rasterske slike na ekranu monitora rezolucije 800 * 600 (800 piksela na 600 linija, ukupno 480.000 piksela na ekranu). U najjednostavnijem slučaju (crno-bijela slika bez gradacije sive boje) - svaka tačka može imati jedno od dva stanja - "crno" ili "bijelo", tj. potreban je 1 bit za pohranjivanje njenog stanja. Dakle, volumen crno-bijele slike (količina informacija) jednak je:

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

Slike u boji se formiraju u skladu sa binarnim kodom boje svake tačke (pohranjene u video memoriji). Slike u boji mogu imati različite dubine boje, koje su određene brojem bitova koji se koriste za kodiranje boje, na primjer: 8, 16, 24 ili 32 bita.

Kvaliteta binarnog kodiranja slike određena je rezolucijom i dubinom boje (vidi Tabela 4).

Broj boja N može se izračunati pomoću formule: N=2 i, gdje je i dubina boje.

Tabela 4. Dubina boje i broj boja prikaza.

Slika u boji na ekranu monitora se formira mešanjem osnovnih boja: crvene, zelene i plave. Da bi se dobila bogata paleta boja, osnovnim bojama se može dati različit intenzitet. Na primjer, sa dubinom boje od 24 bita, za svaku boju se dodjeljuje 8 bita, tj. za svaku od boja moguće je N=2 8 =256 nivoa intenziteta, datih binarnim kodovima od minimalnog 00000000 do maksimalnog 11111111 (vidi Sl. Tabela 5).

Tabela 5. Formiranje nekih boja na dubini boje od 24 bita.

Ime	Intenzitet

Vježbajte2 1. (Zadatak A20 2005 demo, A17 2006 demo)

Za pohranjivanje bitmap slike od 128 * 128 piksela, dodijeljeno je 4 kilobajta memorije. Koliki je najveći mogući broj boja u paleti slike?

u našem slučaju:

Zamjenom vrijednosti (8) i (9) u (5) dobijamo: 2 15 = 2 14 *i, odakle je i=2.

Tada prema formuli (6):<Количество цветов>=N = 2 i =2 2 =4, što odgovara odgovoru br. 4.