Раздел 2. Представление и кодирование информации в компьютере Теоретические сведения

Когда человек, какой-нибудь другой живой организм или какое-то устройство участвуют в информационном процессе, то все они представляют информацию в той или иной форме. Когда мы представляем информацию в разных формах или преобразуем ее из одной формы в другую, мы информацию кодируем. Код – это набор условных знаков для представления информации. Кодирование – это процесс представления информации в виде кода. Декодирование – это действие с информацией, обратное кодированию. Смысл декодирования – преобразование полученной формы представления информации в первоначальную форму.

Текстовая информация в компьютере, как и все другие виды информации, кодируется двоичными кодами. Для кодирования текстовой информации в компьютере используются специальные таблицы кодировки. Каждому символу алфавита ставится в соответствие его порядковый номер, который потом переводится в двоичную систему счисления и в таком виде запоминается компьютером. Всего на клавиатуре существует 256 различных символов (большие и маленькие буквы латинского и русского алфавитов, цифры, специальные символы, знаки пунктуации). Поэтому для кодирования одной буквы необходимо 8 бит (2⁸ = 256).

Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, содержащих определенное количество точек (пикселей). Каждому элементу присваивается значение его цвета, т.е. код цвета. Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или векторное изображение. Для каждого типа изображения используется свой способ кодирования.

Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Сигналы, несущие звук, являются аналоговыми. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать непрерывный звуковой сигнал, необходимо преобразовать аналоговый в дискретный сигнал. Аудиоадаптер (звуковая плата) – специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и для обратного преобразования (из числового кода в электрические колебания) при воспроизведении звука.

Процесс преобразования звуковых волн в двоичный код в памяти компьютера:

Все числовые данные в вычислительной технике хранятся в двоичном виде, т.е. в виде последовательности нулей и единиц (наличие сигнала кодируется единицей (1), а его отсутствие кодируется нулём (0)), однако формы хранения целых и действительных чисел различны. Для представления чисел в памяти ПК используются два формата: формат с фиксированной точкой (целые числа) и формат с плавающей точкой (вещественные числа). В информатике для измерения количества информации используется величина, называемая байтом и равная 8 битам.

Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую. Лабораторная работа Задание 1. Кодирование текстовой информации

1) Каждая буква алфавита может быть заменена любым числом из соответствующего столбика кодировочной таблицы.

А	Б	В	Г	Д	Е	Ж	З	И	К	Л	М	Н	О	П	Р
21	37	14	22	01	24	62	73	46	23	12	08	27	53	35	04
40	26	63	47	31	83	88	30	02	91	72	32	77	68	60	44
10	03	71	82	15	70	11	55	90	69	38	61	54	09	84	45
С	Т	У	Ф	Х	Ц	Ч	Ш	Щ	Ъ	Ы	Ь	Э	Ю	Я
20	13	59	25	75	43	19	29	06	65	74	48	36	28	16
52	39	07	49	33	85	58	80	50	34	17	56	78	64	41
89	67	93	76	18	51	87	66	81	92	42	79	86	05	57

Какие сообщения закодированы с помощью этой таблицы?

16	55	54	10	69	09	61	89	29	90	49	44	10	08	02	73	21	32	83	54	74
41	55	77	10	23	68	08	20	66	90	76	44	21	61	90	55	21	61	83	54	42
57	30	27	10	91	68	32	20	80	02	49	45	40	32	46	55	40	08	83	27	17

2) Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем каждого сообщения, полученного в задании 1.

3) Для 5 букв латинского алфавита заданы их двоичные коды: A-000, B-01, C-100, D-10, E-011. Определите, какой набор букв закодирован двоичной строкой 0110100011000. В ответе запишите цепочку символов без пробелов, например ABCDE.

4) Для кодирования сообщений, состоящих только из 5 букв A, B, C, D и E, используется неравномерный код: A-000, B-11, C-01, D-001, E-10. Определите, какие из приведённых сообщений были переданы правильно и могут быть декодированы.

1. 110000010110

2. 110000011011

3. 110001001001

4. 110000001010

5) Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем (в байтах) следующего предложения: Графика – это область информационных технологий, предназначенная для создания и редактирования графических изображений.