Ако човек не се занимава с изучаване на компютърни технологии не повърхностно, а по-скоро сериозно, той задължително трябва да знае какви форми на представяне на информацията в компютъра. Този въпрос е един от основните, тъй като не само използването на програми и операционни системи, но и самото програмиране се основава по принцип на тези бази.
Урок "Предаване на информация на компютър": основите
Като цяло компютърните технологии за това как възприемат информация или команди, ги конвертират във файлови формати и дават на потребителя вече завършен резултат, малко по-различен от общоприетите концепции. ,
Факт е, че всички съществуващи системи се основават само на два логически оператора - "истина" и "лъжа" (true, false). В по-прост смисъл, това е "да" или "не".
Ясно е, че думите на компютърните технологии не разбират, следователно, в зората на компютърната технология е разработена специална цифрова система с условен код, в която единицата отговаря на твърдението, а отрицанието е нула. Така се появи така нареченото двоично представяне на информацията в компютъра. В зависимост от комбинациите от нули и единици, размерът на информационния обект също се определя.
Най-малката измервателна единица от този размер е бит - бинарен бит, който може да бъде или 0 или 1. Но съвременните системи с такива малки размери не работят и почти всички начини за представяне на информация в компютъра се свеждат до използването само на осембитове, които общо са байт (2 в осмата степен). По този начин един байт може да кодира всеки символ от 256 възможно. А самият двоичен код е в основата на всеки информационен обект. Тогава ще стане ясно как изглежда на практика.
Информатика: представяне на информация в компютър. Фиксирани номера
Още веднъж, езикът първоначално идва от числата, обмисля как системата ги възприема. Представянето на цифрова информация в компютъра днес може условно да се раздели на обработка на числа с фиксирана и плаваща точка. Първият тип може да включва обичайните числа, в които след кома е нула.
Смята се, че числата от този тип могат да отнемат 1 2 или 4 байта. Така нареченият главен байт е отговорен за числовия знак, като положителният знак съответства на нула, а отрицателният знак е единица. Така например, при 2-байтово представяне, диапазонът от стойности за положителни числа е в диапазона от 0 до 2 16 -1, което е 65535 a за отрицателни числа - от -2 15 до 2 15 -1, което е равно на числения диапазон от -32768 до 32767.
Представяне на числа с плаваща точка
Сега разгледайте втория тип числа. Факт е, че училищната програма не се занимава с „Представянето на информация в компютъра“ (степен 9) с плаваща запетая. Операциите с тях са доста сложни и се използват, например, при създаването на компютърни игри. Между другото, малко отвлечени от темата, трябва да се каже, че за съвременните графични ускорители, един от основните показатели за изпълнение е скоросттаоперации с точно тези числа.
Тук се използва експоненциална форма, в която позицията на запетая може да се промени. Като основна формула за представянето на произволно число А се възприема следното: A = m A * q P, където m A е мантиса, q P е основата на числената система и P е редът на числото. Mantisa трябва да отговаря на изискването q -1 Показване на текстови данни: малко история Повечето потребители на компютърни системи все още използват тестова информация. А представянето на текстова информация в компютъра отговаря на същите принципи на двоичния код. Въпреки това, поради факта, че днес в света може да се броят доста езици, за представяне на текстова информация се използват специални системи за кодиране или кодови таблици. С появата на MS-DOS, основният стандарт се смяташе за кодиране CP866 и компютрите на Apple използваха свой собствен стандартен Mac. По това време е въведено специално кодиране ISO-8859-5 за руския език. Развитието на компютърните технологии обаче трябваше да въведе нови стандарти.
Видове кодировки
Например в края на 90-те години на миналия век универсалното кодиране на Unicode, което може да работи не само с текстови данни, но и от аудио и видео. Неговата черта е, че един знак е назначен още един бит вместо един и два.
Малко по-късно има и други разновидности. За Windows системите най-често се използва CP1251 кодирането, но за същия руски език той все още се използва от VRADI-8P кодирането, той се появява в края на 70-те години, а през 80-те години е активноизползвани дори в UNIX системи.
Същото представяне на текстова информация в компютъра се основава на таблицата ASCII, която включва основните и разширените части. Първата включва кодове от 0 до 127 приятел - от 128 до 255. Въпреки това, първите 0-32 кодове на обхвата не са присвоени на символи, присвоени на клавишите на стандартната клавиатура, а на функционалните бутони (F1-F12).
Графични изображения: Основни типове
По отношение на графиките, които се използват активно в съвременния цифров свят, съществуват неговите нюанси. Ако погледнете представянето на графична информация в компютъра, първо трябва да обърнете внимание на основните типове изображения. Сред тях има два основни типа - вектор и растер. Векторните графики се основават на използването на примитивни форми (линии, кръгове, криви, полигони и др.), Текстови вложки и запълвания на определен цвят. Растерните изображения се основават на използването на правоъгълна матрица, всеки елемент от която се нарича пиксел. В същото време за всеки такъв елемент можете да зададете яркостта и цвета.
Векторни изображения
Днес използването на векторни изображения има ограничена област. Те са добри, например при създаването на чертежи и технически схеми или за двуизмерни или триизмерни модели на обекти.
Примери на стационарни векторни форми могат да включват формати като PDF, WMF, PCL. За движещи се форми обикновено се използва стандартът MacroMedia Flash. Но ако говорите за качество или извършвате по-сложни операции от едно и също мащабиране, по-добре е да използвате растерформати.
Растерни изображения
С растерни обекти, той е много по-сложен. Фактът, че представянето на информация в компютъра на базата на матрицата включва използването на допълнителни параметри - дълбочината на цвета (в количествено изражение на броя на цветовете на палитрата) в битове и размера на матрицата (броя на пикселите на инч, обозначени като DPI).
Това означава, че палитрата може да се състои от 1625665536 или 16777216 цвята, а матриците могат да варират, въпреки че най-често срещаната резолюция се нарича 800x600 пиксела (480,000 точки). Чрез тези индикатори можете да определите броя на битовете, необходими за съхраняване на обекта. За да направим това, първо използваме формулата N = 2 I, в която N е броят на цветовете, а I е дълбочината на цвета. След това се изчислява количеството информация. Например, да изчислим размера на файла за изображение, което съдържа 65536 цвята и матрица 1024x768 пиксела. Решението изглежда така:
I = log 2 65536, което е 16 бита;
брой пиксели 1024 * 768 = 786432;
Размерът на паметта е 16 бита * 786432 = 12582912 байта, което съответства на 12 MB.
Видове аудио: основни насоки на синтеза
Представянето на информация в компютър, наречен аудио, е предмет на същите основни принципи, както е описано по-горе. Но както за всяко друго разнообразие от информационни обекти, за представянето на звука се използват и техните допълнителни характеристики. За съжаление в компютърните технологии се появи възпроизвеждане на висококачествен звук в краен случай. Въпреки това, ако възстановяването на нещата все още е отишло толкова далеч, тогава синтезнаистина звучен музикален инструмент беше практически невъзможен. Ето защо, някои звукозаписни компании са въвели свои собствени стандарти. Днес най-широко използваният синтез на FM и метода на табличните вълни.
В първия случай се разбира, че всеки естествен звук, който е непрекъснат, може да бъде декомпозиран в определена последователност от прости хармоници, като се използва методът за вземане на проби и представянето на информацията в паметта на компютъра въз основа на кода. Възпроизвеждането използва обратен процес, но в този случай неизбежната загуба на някои компоненти се отразява върху качеството. За синтез на таблични вълци се приема, че има предварително създадена таблица с примери на звукови инструменти на живо. Такива примери се наричат проби. В този случай командите MIDI (Digital Musical Instrument Digital Interface) често се използват за възпроизвеждане, което възприема от кода вида на инструмента, височината на тона, продължителността на звука, интензивността и динамиката на промяната, параметрите на околната среда и други характеристики. Поради това този звук е достатъчно близък до естествения.
Съвременни формати
Ако стандартният WAV (всъщност самият звук и представлява във формата на вълна) е взет като основа, то с течение на времето става много неудобно, поне поради факта, че тези файлове заемат много място на носителя информация.
С течение на времето бяха разработени технологии за компресиране на такъв формат. Съответно самите формати са се променили. Най-известните днес са MP3 OGG, WMA, FLAC и много други. Засега обачеосновните параметри на всеки звуков файл остават честотата на дискретизация (стандартът е 441 kHz, въпреки че е възможно да се намерят стойности както по-високи, така и по-ниски, както и броя на сигналните нива (16 бита, 32 бита). По принцип такава дигитализация може да се тълкува като представяне на информация в компютърен звук въз основа на оригиналния аналогов сигнал (всеки звук в природата първоначално е аналогов).
Видео презентация
Ако звукът на проблема беше решен доста бързо, тогава видеото не стигна толкова гладко. Проблемът е, че клип, филм или дори видео игра представляват комбинация от видео и звук. Изглежда, че това, което е по-просто, отколкото комбинирането на движещи се графични обекти със звукова карта? Както се оказа, това се превърна в истински проблем.
Въпросът тук е, че от техническа гледна точка е необходимо първо да се запомни първият кадър на всяка сцена, наречен ключ, и едва тогава да се запазят разликите (разликата между кадрите). И най-тъжното е, че цифровизираните или създадените видеоклипове са толкова големи, че просто е невъзможно да се съхраняват на компютър или на сменяем носител. Проблемът беше решен, когато се появи форматът AVI, който е вид универсален контейнер, състоящ се от набор от блокове, в които всяка информация може да се съхранява и дори да се компресира по различни начини. По този начин дори файловете от един и същ AVI формат могат да варират значително. Днес могат да бъдат намерени много други популярни видео формати, но за всички тях те използват собствени показатели и стойности на параметри, повечето от които саброй на кадрите в секунда
Кодеци и декодери
Не можете да си представите представянето на компютърна информация по отношение на видео без използването на кодеци и декодери, които се използват за компресиране на оригиналното съдържание и за декомпресиране по време на възпроизвеждане. Самото име на името им подсказва, че някои кодират (компресират) сигнала, а вторият - напротив - разопакова.
Те отговарят за съдържанието на контейнери от всякакъв формат и също така определят размера на окончателния файл. В допълнение, параметърът за разрешение играе важна роля, както е посочено за растерни графики. Но днес можете да намерите UltraHD (4k).
Заключение
Ако обобщим гореизложеното, може само да се отбележи, че съвременните компютърни системи първоначално работят изключително върху възприемането на двоичен код (друг просто не разбира). А използването му се основава не само на представянето на информация, но и на всички известни езици за програмиране днес. И така, първо, за да разберем как работи всичко, трябва да вземем предвид самата същност на приложението на последователността от единици и нули.
Смята се, че числата от този тип могат да отнемат 1 2 или 4 байта. Така нареченият главен байт е отговорен за числовия знак, като положителният знак съответства на нула, а отрицателният знак е единица. Така например, при 2-байтово представяне, диапазонът от стойности за положителни числа е в диапазона от 0 до 2 16 -1, което е 65535 a за отрицателни числа - от -2 15 до 2 15 -1, което е равно на числения диапазон от -32768 до 32767.
Малко по-късно има и други разновидности. За Windows системите най-често се използва CP1251 кодирането, но за същия руски език той все още се използва от VRADI-8P кодирането, той се появява в края на 70-те години, а през 80-те години е активноизползвани дори в UNIX системи.
