2. Формы представления информации в вычислительных системах

Компьютерные технологии позволяют обрабатывать информацию в разных формах ее представления – текстовой, графической, звуковой … Цифровое кодирование – основное направление в области обработки информации. При этом непрерывный сигнал «квантуется», то есть делится на дискретные порции (кванты), которые затем подвергаются цифровому кодированию.

Стремительное развитие аппаратных и программных средств приводит к большому разнообразию методов кодирования однотипной информации, причем задачи перекодировки не всегда просто разрешимы. Проблемы хранения больших массивов информации также являются достаточно сложными и по-разному решаются для разных типов данных путем «сжатия» информации с помощью программ-архиваторов.

В этом разделе необходимо выполнить три задания для знакомства с основами представления текстовых и числовых данных в современных вычислительных системах.

2.1. Системы кодирования информации

Информация, передаваемая по каналам связи в виде последовательности сообщений, состоит из знаков некоторого алфавита. В большинстве случаев наиболее удобна форма двоичных кодов с постоянной длиной для каждого символа исходного алфавита – равномерное кодирование. В этом случае повышается надежность кода - его помехоустойчивость, в том числе за счет избыточности, то есть добавления дополнительных разрядов – бит, например, для контроля по четности их количества для всех кодовых слов. Примерами равномерного кода являются ASCII (American Standard Code for Information Interchange), Unicode EBCDIC, KOI-8 и другие.

Примером неравномерного кодирования может служить азбука Морзе, где каждому символу сопоставляется свой набор точек и тире. Методы оптимального кодирования, лежащие в основе алгоритмов сжатия информации (коды Шеннона-Фано, Хафмана), используют принцип кодирования меньшим кодовым словом наиболее часто употребляемые символы исходного алфавита.

Задание №1.1. Ознакомиться с главой 1 учебного пособия по информатике [1]. В качестве дополнительной литературы рекомендуются любые книги по программированию, где излагаются вопросы кодирования в системе ASCI I и работы клавиатуры ПК. В частности: В.М. Брябрин «Программное обеспечение персональных ЭВМ», начиная со 2-го издания (1989 г.) стр.107-125 [2].

2. Используя таблицу основных кодов ASCI I (стр.13 [1]) записать в 16-ом виде свои фамилию, имя и отчество латинскими буквами и кириллицей.

4. Проделайте эти операции для изучения работы программы «Калькулятор» в инженерном режиме (при отсутствии ПК можно этот пункт можно выполнить во время сессии)..

Пример выполнения: студент ИВАНОВ ПЕТР АНДРЕЕВИЧ

Латинскими буквами IVANOV PETR ANDREEVICH

И 4956414E4F56205045545220414E4452454556494348

ASCI I (2-е представление):

0100 1001 0101 0110 0100 0001 0100 1110 0100 1111 0101 0110 0010 0000 0101 0000 0100 0101 0101 0100 0101 0010 0010 0000 0100 0001 0100 1110 0100 0100 0101 0010 0100 0101 0100 0101 0101 0110 0100 1001 0100 0011 0100 1000

ASCI I(10-е представление):

4 9 5 6 4 1 4 14 4 15 5 6 2 0 5 0 4 5 5 4 5 2 2 0 1 4 14 4 4 5 2 4 5 5 6 4 3 4 8

Дополнение. Клавиатуры многих микропроцессорных систем соединяются с ЭВМ посредством микросхемы, называемой шифратором, которая преобразует каждый удар по клавише в 8-битовый ASCI I -код . Наряду с обычными буквами, цифрами и знаками ASCI I содержит управляющие символы, например символ возврата каретки принтера (CR) или перехода на следующую строку при наборе или печати (LF).

Клавиатура при нажатии или отпускании клавиши запоминает в своей памяти один байт. В 7-ом разряде этого байта содержится код нажатия или отпускания клавиши (1 или 0 соответственно) и идентификатор клавиши (или scan-код) в остальных битах.

Количество клавиш не обеспечивает набора нужного количества символов, поэтому используются различные расширенные и «альтернативные» кодировки, для принятия которых необходимо нажать две или более клавиш. В частности, это применяется для кодирования различных национальных символов, в том числе русских.