Kodning er ... Signerede systemer: kodning information

Coding information - et utroligt bredt felt af viden. Selvfølgelig er det direkte forbundet med udviklingen af digital teknologi. Mange moderne skoler er det mest populære emne - kodning oplysninger. I dag vil vi lære den grundlæggende fortolkning af dette fænomen i forhold til forskellige aspekter af computere. Vi vil forsøge at besvare spørgsmålet: "? Encoding - processen, metode, værktøj eller alle disse ting på én gang"

Nuller og ettaller

Næsten enhver type data , der vises på en computerskærm, en eller anden måde repræsenterer en binær kode, der består af nuller og ettaller. Det er den nemmeste, "lavt niveau" måde at kryptere data, som gør det muligt for pc'en at behandle oplysningerne. Binær kode er universel: det forstås af alle, uden undtagelse, computere (faktisk, det er derfor det blev skabt - at standardisere brugen af oplysninger i digital form).

Basisenheden, som anvender en binær kodning - det er lidt (fra ordene "binær ciffer" - "tocifret"). Den er lig med enten 0 eller 1. I almindelighed enkeltvis bittene ikke anvendes og kombineres i en 8-cifret sekvens - bytes. I hver af dem, og dermed kan indeholde op til 256 kombinationer af nuller og ettaller (2 i 8. potens). Til optagelse væsentlige mængder oplysninger, anvendes, sædvanligvis ikke isolerede bytes, og jo større værdi - med præfikser "kilo", "mega" "giga", "Tera" osv, som hver især er 1.000 gange større end den tidligere .. .

Kodning tekst

Den mest almindelige form for digitale data - en tekst. Hvordan er det kodning? Det er nemt nok forklares proces. Brevet, tegnsætningstegn, tal eller symboler kan kodes af en eller flere byte, det vil sige, at computeren ser dem som en unik sekvens af nuller og ettaller, og derefter, i overensstemmelse med proceduren afsløring algoritme vises. Der er to store verden standard "kryptering" computer tekst - ASCII og Unicode.

ASCII-systemet, er hvert tegn kodet af kun en enkelt byte. Det vil sige, ved denne standard, kan du "kryptere" til 256 tegn - det er mere end nok til at vise symbolerne for flertallet af verdens alfabeter. Selvfølgelig betyder alle eksisterende nationale brev system i dag ikke passer ind i denne ressource. Derfor, for hver alfabet skabt sin egen "undersystem" kryptering. Det vil indkode oplysninger ved hjælp af tegnsystemer, der er tilpasset de nationale prøver af skriftligt. Men hver af disse systemer, til gengæld er en del af en global ASCII standard vedtaget internationalt.

Som en del af ASCII-systemet, dette er den ressource på 256 tegn er opdelt i to dele. Den første 128 - er symboler forbeholdt det engelske alfabet (A til Z), samt tal, grundlæggende tegnsætning og nogle andre tegn. Den anden 128 bytes er reserveret til gengæld under den nationale bogstav systemet. Dette er den "sub-system" for de ikke-engelske alfabeter - Russian, hindi, arabisk, japansk, kinesisk og mange andre.

Hver af dem er repræsenteret i form af separate koder tabeller. Det vil sige, det kan ske (og sædvanligvis det sker), således at den samme sekvens af bit vil være ansvarlig for forskellige bogstaver og symboler i to separate 'nationale' tabeller. Som følge af de særlige forhold i udviklingen af IT-sfære i forskellige lande, selv de er anderledes. For eksempel, for det russiske sprog de mest almindelige to kodesystemer: Windows-1251 og KOI-8. Først kom senere (samt hendes egen melodi med operativsystemet), men nu er mange IT-eksperter bruges på en prioriteret grundlag. Derfor bør den computer, det kan garanteres at læse den russiske tekst kunne identificere begge tabeller korrekt. Men som regel, ingen problemer med det (om nødvendigt moderne PC operativsystem).

Tekstkodning Metoder forbedres hele tiden. Ud over "single-byte" ASCII-system, der kan håndtere kun 256 værdier for de karakterer, er der også en "dobbelt-byte" Unicode-systemet. Det er let at beregne, at det giver mulighed for tekstkodning i en mængde svarende til 2 til det 16. grad, det vil sige 65 tusind. 536. I det, til gengæld har ressourcerne til samtidigt koder stort set alle eksisterende nationale alfabeter i verden. Ved hjælp af Unicode er ikke mindre udbredt end inddragelse af de "klassiske" ASCII standard.

kodning diagrammer

Vi har defineret, hvordan den "krypteret" tekst og i dette tilfælde brugte bytes. Som det er tilfældet med digitale fotos og billeder? Det er også ganske enkel. Den samme måde som det sker med teksten, den vigtigste rolle i kodning af computergrafik spille alle de samme bytes.

Processen med digital billedbehandling generelt ligner de mekanismer, hvorigennem kører tv'et. På tv-skærmen, hvis vi ser, at billedet består af en flerhed af individuelle pixels, der tilsammen danner en genkendelig form i en afstand øje. Tv matrix (eller CRT projektor) af senderen modtager horisontale og vertikale koordinater for hvert punkt, og billedet gradvist bygger. Computergrafik kodning princip fungerer på samme måde. "Kryptering" bytes af billeder baseret på overdragelse af hver af skærmen prikker tilsvarende koordinater (og farven på hver enkelt af dem). Det enkle vendinger. Selvfølgelig grafikken kodning - denne proces er meget mere kompliceret end den samme tekst.

Metode respektive referencepunkter koordinere point og farven parametre kaldes "bitmap". Ligeledes navnene på mange filformater af computergrafik. Koordinaterne for hver af pixlerne og deres farve er optaget i en eller flere bytes. Hvad bestemmer antallet? Hovedsageligt på, hvor mange nuancer af farve vil "kryptere". En byte er kendt - er 256 værdier. Hvis vi har nok billeder af opbygningen af et så stort antal nuancer - vil vi håndtere denne ressource. Især i vores besiddelse kan være 256 gråtoner. Og det vil være nok til at indkode næsten enhver sort-hvide billeder. Til gengæld farvebilleder af ressourcen er ikke nok: det menneskelige øje, som du ved, er i stand til at skelne op til flere millioner af farver. Derfor har brug for "nødsituation" er ikke 256 værdier, og i hundredtusindvis af gange mere. Hvorfor er aktiveret til at indkode punkter ikke én byte, men flere: i dag på eksisterende standarder, kan der være 16 (kan "kryptere" 65 K 536 farver.) Eller 24 (777 tusinde til 16 millioner 216 nuancer.).

I modsætning til SMS-standarder, de mange forskellige, der er sammenlignelig med antallet af verdens sprog, med en tegning ting en lille smule lettere. De mest almindelige filformater (såsom JPEG, PNG, BMP, GIF, og så videre. D.) indregnes på de fleste computere generelt lige godt.

Der er intet kompliceret for at forstå kodningen udføres for nogle principper for grafisk information. Grade 9 enhver gennemsnitlig russisk skole normalt omfatter kurser i datalogi, hvor sådanne teknologier oplyses i nogle detaljer er meget enkelt og forståeligt sprog. Der er også specialiserede uddannelsesprogrammer for voksne - de er organisere universiteter, gymnasier, eller også skole.

Derfor er den moderne russiske menneske er hvor man kan få viden om de koder, der har praktisk betydning i form af computergrafik. Og hvis du ønsker at blive fortrolig med den grundlæggende viden, kan du få de tilgængelige undervisningsmaterialer. Til dem omfatter for eksempel kapitlet "Kodning af grafisk information (9. klasse lærebog" Informatik og IKT "forfattet Ugrinovich ND).

Kodning af lyddata

Computer regelmæssigt bruges til at lytte til musik og andre lydfiler. Ligesom det er tilfældet med tekst og grafik, enhver lyd på din PC - det er alle de samme bytes. De til gengæld "dekrypteret" lydkortet og andre chips og omdannet til hørbar lyd. Princippet her er omtrent det samme som i tilfældet med grammofonplader plader. De er kendt af hver lyd svarer til de mikroskopiske riller på plast, som genkendes af læseren, og derefter udtryk. I computeren alle ser ud. Kun rillerne spille en rolle bytes i naturen, der som i tilfældet med tekst og billeder, er den binære kodning.

Hvis der er tale om computerbilledet enhed element stikker punkt, når lydoptagelsen er såkaldte "tæller". Det er almindeligt ordineret to bytes, genererer op til 65 tusind. 536 microvibrations lyd. Men i modsætning til, som opstår i konstruktionen af billeder for at forbedre kvaliteten af lyden sker ikke tilføje ekstra byte (der er, naturligvis, og mere end nok), og øge antallet af "tæller". Selvom der i nogle lydsystemer bytes bruges mindre og mere. Når lydkodning- udføres, standardmåleenheden byte "flux" udfører et sekund. Microvibrations dvs. krypteret med den 8.. Counts per sekund, vil naturligvis være af lavere kvalitet end lyden kodes med 44 tusinde. "Tæller".

International standardisering af lydfiler, samt i tilfælde af grafik, er veludviklet. Der er flere standard formater af lyd medier - MP3, WAV, WMA, nød i hele verden.

video-kodning

En slags "hybrid ordning", hvor lyden er kombineret med kryptering kodning af billeder, der anvendes i edb-videoer. Normalt film og klip består af to typer af data - er i sig selv en sund og tilhørende video. Som "krypteret" den første komponent, har vi fortalt ovenfor. Den anden lidt mere kompliceret. Principperne her er anderledes end indeholder en grafisk kodning diskuteret ovenfor. Men takket være den universelle karakter af "konceptet" byte er mekanismerne er ganske forståeligt og logisk.

Husk, hvordan man opfører filmen. Det er intet mere end en række individuelle rammer (som generelt er 24). Ganske på samme måde arrangeret computer videoer. Hver ramme - er et billede. Om, hvor det er ved at blive bygget ved hjælp af bytes, har vi identificeret ovenfor. Til gengæld stede i videoen kode defineret område, tillade binding mellem en individuel rammer. En slags digital erstatning for film. En separat enhed af video-stream (samme point for billeder og tæller for lyd, som i "film" og film klip format), rammen overvejes. Den sidste sekund, i overensstemmelse med accepterede standarder, kan være 25 eller 50.

Ligesom i tilfældet med lyd, der er fælles internationale standarder for video - MP4, 3GP, AVI. Producenter af film og reklamer forsøger at producere medier prøver, der er kompatible med et større antal computere. Disse filformater - blandt det mest populære, de åbnede på næsten alle moderne pc.

komprimering af data

computer datalagring udføres på en lang række medier - diske, flash-drev, osv Som vi har sagt ovenfor, bytes, som regel, "forvoksede" præfikser "mega", "giga", "tera" osv I nogle tilfælde .... værdi kodede filer er, at placere dem med de tilgængelige ressourcer kan ikke være på disken. Så bruger de forskellige typer af datakompressionsteknikker. De er i virkeligheden også en kodning. Dette er - en anden mulig fortolkning af begrebet.

Der er to grundlæggende mekanismer for datakomprimering. På den første af dem er skrevet i bit sekvens "pakket" form. Det vil sige, at computeren kan ikke læse indholdet af filer (spille den som en tekst, billede eller video), hvis du ikke gennemføre proceduren for "udpakning". Programmet, der komprimerer data på denne måde, kaldes en datalogger. Sådan fungerer det er ganske enkel. Arkivering data som en af de mest populære måder at gennemføre kodning oplysninger, skole-niveau computer undersøgelser obligatoriske.

Som vi ved, at processen med "Kryptering" i de standardiserede fil bytes. Tag ASCII standard. At sige, at kryptere ordet "hello", vi har brug for 6 bytes, baseret på antallet af bogstaver. Det er, hvor meget plads en fil med denne tekst vil tage på disken. Hvad sker der, hvis vi skrive ordet "hej" 100 gange i træk? Ikke noget særligt - for dette har vi brug 600 bytes, henholdsvis den samme mængde diskplads. Men kan vi bruge dataloggeren, som vil oprette en fil, hvilket betyder en meget mindre antal bytes, vil blive "krypteret" hold, der ser nogenlunde sådan her: "Hej ganges med 100". Ved at tælle antallet af bogstaver i denne rapport kommet til den konklusion, at for at optage en sådan fil, vi har brug for kun 19 bytes. Og den samme mængde diskplads. Når "udpakning" arkivfilen er en "dekryptering", og teksten bliver kilden udsigten fra "100 hej." Således ved hjælp af et særligt program, som bruger en speciel kodning mekanisme, kan vi spare en betydelig mængde diskplads.

Ovenstående proces er alsidig nok: uanset hvad de tegnsystemer anvendte kodningsinformationen med henblik på kompression er altid muligt gennem dataarkivering.

Hvad er den anden mekanisme? Til en vis grad, er det svarer til, hvad der bruges i dataloggeren. Men dens grundlæggende forskel er, at den komprimerede fil meget vel kunne forekomme en computer uden "udtræk" procedure. Hvordan fungerer denne mekanisme virker?

Som vi husker, i den oprindelige form af ordet "hello" indtager 6 bytes. Men vi kan gå til det trick og skrive det sådan her: "prvt". Udgivet 4 byte. Alt der er tilbage at gøre - er at "lære" computeren til at tilføje i færd med at vise bogstaverne fil, som vi rengøres. Det skal siges, at det i praksis "learning" proces til at organisere, og det er ikke nødvendigt. Grundlæggende mekanismer for anerkendelse af de manglende tegn er indarbejdet i de fleste moderne software til pc'en. Det vil sige, at hovedparten af de filer, som vi beskæftiger hver dag, en eller anden måde er blevet "krypteret" på denne algoritme.

Selvfølgelig er der "hybrid" kodesystem information, som kan udføre datakomprimering samtidig med at begge ovennævnte tilgange. Og de er tilbøjelige til at være endnu mere effektive i forhold til at spare diskplads end individuelt.

Selvfølgelig, der opererer med ordet "hello", vi satte kun de grundlæggende principper for datakomprimering mekanismer. I virkeligheden er de meget mere kompliceret. Forskellige systemer af kodning oplysninger kan tilbyde en utrolig komplekse mekanismer i "komprimering" filer. Men vi ser, på bekostning af, hvad der kan gøres for at spare diskplads, næsten uden at ty til en forringelse af kvaliteten af oplysningerne på pc'en. Særlig markant er den rolle, datakomprimering ved brug af billeder, lyd og video - disse typer af data over andre krævende til diskressourcer.

Hvad er "koder"?

Som vi sagde i begyndelsen, kodning - et komplekst fænomen. Efter at have behandlet de grundlæggende principper for kodning af digitale data baseret på bytes, kan vi røre et andet område. Det er forbundet med brugen af edb-koder i lidt forskellige værdier. Her under "kode," mener vi ikke en sekvens af ettaller og nuller, og den samling af forskellige bogstaver og symboler (der, som vi allerede kender, og så er lavet af 0 og 1), der har praktisk betydning for livet i det moderne menneske.

koden

I hjertet af enhver computer-program - kode. Det er skrevet i sproget forståeligt for computeren. PC, decifrere koden udfører bestemte kommandoer. Et karakteristisk træk ved et edb-program fra en anden type digitale data, der er indeholdt i koden det er i stand til at "dekryptere" i sig selv (brugeren behøver blot starte processen).

En anden funktion i programmet - i den relative fleksibilitet af koden anvendes. Det vil sige, giver computeren det samme job en mand kan, ved hjælp af et stort sæt "fraser", og hvis det er nødvendigt - og på et andet sprog.

markup dokumenter

En anden praktisk betydning for omfanget af den bogstavkode - oprettelse og formatering af dokumenter. Som regel en simpel visning af tegn på skærmen ikke er tilstrækkelig fra synspunkt af det praktiske betydning af pc. I de fleste tilfælde bør teksten konstrueres ved anvendelse af en bestemt skrifttype størrelse og farve, ledsages af yderligere elementer (såsom fx tabeller). Alle disse parametre er indstillet, så vel som i tilfældet med programmer på bestemte sprog forstås af computeren. PC, erkender "hold", viser dokumentet præcis som brugeren ønsker. Derudover kan teksten formateres på samme måde, ligesom det sker med de programmer, ved hjælp af forskellige sæt af "fraser", og endda på forskellige sprog.

Men der er en grundlæggende forskel mellem koderne for dokumenter og computerprogrammer. Den består i, at den tidligere ikke er i stand til at dekryptere sig selv. For at åbne filer med formateret tekst altid påkrævet tredjepartssoftware.

datakryptering

En anden fortolkning af udtrykket "kode" som anvendt på computere - er kryptering. Ovenfor har vi brugt dette ord som synonym for udtrykket "kodning", og det er tilladt. Her kryptering mener vi en anden slags fænomen. Nemlig koder digitale data med henblik på at forbyde adgang til dem af andre mennesker. Beskyttelse af computerfiler - de vigtigste aktiviteter i IT-sfære. Dette er faktisk en særskilt videnskabelig disciplin det omfatter også en skole computer. Encoding filer med henblik på at forebygge uautoriseret adgang - er en opgave, hvis betydning er præsenteret for borgerne i moderne stater i barndommen.

Hvordan er de mekanismer, som datakryptering? Princippet er så enkel og klar som alle tidligere, har vi overvejet. Kodning - en proces, der er let forklares med hensyn til de grundlæggende principper for logik.

Antag, at vi har brug for at formidle budskabet, "Ivanov, Petrov går til", så ingen kunne læse den. Vi har tillid til computeren til at kryptere meddelelsen og se resultatet: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". Denne kode er naturligvis, er ganske enkel: hvert nummer svarer til antallet af bogstaver i alfabetet af vores sætninger. "I" står på 10. pladsen, "B" - 3, "A" - den 1. osv Men moderne computer kodesystem kan kryptere data, så det vil tage op til utroligt hårdt nøgle ...