Кодирование информации

Наибольшие объемы информации, как правило, представлены на языках программирования или естественных языках: русском, латинском и т. д., представляющих собой конечные множества символов — алфавиты. Основой каждого их них являются:

1) символы:

— буквы алфавита от А до Z;

— цифры от 0 до 9;

— знаки арифметических операций: сложения «+»; вычитания «—»; умножения «*»; деления «/»; возведения в степень «^»; больше «>»; меньше «<»; равно «=» и т.д.;

— разделительные и другие символы (пробел  , процент «%», скобки (), кавычки «» и т. п.);

2) данные (константы и переменные);

3) встроенные математические функции (sin х, cos x, tg х и т. д.);

4) операторы (команды).

Сегодня компьютеры имеют единые системы кодировки символов, представляющие собой набор таблиц кодов, согласно которым каждому изображенному на экране символу соответствует код от 0 до 255, поэтому от пользователя не требуется специальных усилий для перевода текстовой информации в цифровую форму. Преобразование цифровой информации в текстовую и наоборот выполняют разнообразные программы создания, обработки и редактирования текстов: текстовые блокноты, записные книжки, текстовые редакторы и т. д.

Операции над числами также предусмотрены программным обеспечением ЭВМ и предполагают использование числового ряда на клавиатуре и мониторе компьютера в качестве микрокалькулятора.

Однако данные и сведения могут быть представлены не только в числовой или текстовой форме, но и в графической: в виде таблиц, схем, графиков, рисунков, чертежей и т.п. Эта информация, так же как предыдущая, претерпевает процесс разбиения на части — преобразования и кодирования, и только после этого выдается на устройства вывода информации компьютера. Такие действия можно осуществить с помощью операторов одного из языков программирования или с помощью специализированных функций программного обеспечения ЭВМ — графических систем, программ инженерной графики и редакторов.

Далее, графическая информация отображается на мониторе, поверхность которого условно представляет собой набор очень близко расположенных друг к другу элементов. Изображение на мониторе формируется из мельчайших светящихся точек люминофора по принципу мозаики (рис. 2.1). Отдельный мозаичный элемент (точка) называется пикселем (от англ. pixel — picture element).

Рис. 2.1. Размещение пикселей на экране монитора

На поверхность монитора накладывается определенная координатная сетка таким образом, что каждая точка имеет свои координаты по осям.

Звуковая информация, являясь аналоговой, также подвергается преобразованию в сигналы двоичного кода и только после этого обрабатывается или передается по каналам и сетям связи, телекоммуникационным и компьютерным сетям.

Для выполнения этого действия в компьютере используют звуковую карту, которая, взаимодействуя с другими устройствами ЭВМ, предназначена для записи и воспроизведения звука. Поэтому данное устройство должно содержать как минимум два преобразователя:

— аналого-цифровой (АЦП), преобразующий аналоговые звуковые сигналы, поступающие от различных источников, например микрофона, в цифровую двоичную форму;

— цифроаналоговый (ЦАП), реализующий обратный процесс декодирования цифрового сигнала в аналоговый.

Таким образом, любые аналоговые (непрерывные) информационные сигналы должны быть последовательно подвергнуты трем действиям.

Дискретизация — это процесс разбиения сигнала на отдельные составляющие, взятые в определенные тактовые моменты времени t ₀ ,t ₁ ,t ₂ ,... ичерез четко определенные тактовые интервалы времени T.

Рис. 2.2. Сетка уровней квантования

Квантование — замена отдельных составляющих исходного дискретного значения сигнала ближайшим уровнем квантования (рис. 2.2), сдвинутых друг относительно друга на промежуток, называемый шагом квантования:

t ₀= 2, t₁ = 5, t ₂= 6, t ₃ = 6, t ₄ = 5,t ₅ = 5, t ₆ = 6, t ₇ = 6, t ₈= 4

Кодирование — перевод значения уровня квантования в конкретный двоичный код, например 8421:

2 — 0010, 6 — 0110, 6 — 0110,

Дата добавления: 2013-12-12