Кодирование информации

1. Кодирование информации

Кодирование – это выражение данных одного типа через данные другого
типа, т.е. унификация формы представления информации
Цели кодирования
экономность, то есть уменьшение избыточности сообщения;
повышение скорости передачи или обработки;
надежность, то есть защита от случайных искажений;
сохранность, то есть защита от нежелательного доступа к информации;
удобство физической реализации (например, двоичное кодирование
информации в ЭВМ);
удобство восприятия.
Код- правило для преобразования одного набора знаков в другой набор
знаков.
Длина кода- количество знаков, которое используется при кодировании.

2. Системы счисления

Система счисления - это способ наименования и записи чисел.
1. В непозиционных системах вес цифры (то есть тот вклад, который она
вносит в значение числа) не зависит от ее позиции в записи числа.
Например, ХХХII (тридцать два) вес цифры Х в любой позиции равен просто
десяти.
2.В позиционных системах счисления вес каждой цифры изменяется в
зависимости от ее положения (позиции).
двоичная (используются цифры 0, 1);
восьмеричная (используются цифры 0, 1, ..., 7);
шестнадцатеричная (для первых целых чисел от нуля до девяти
используются цифры 0, 1, ..., 9, а для следующих чисел - от десяти до
пятнадцати – в качестве цифр используются символы A, B, C, D, E, F).

3. Двоичная система счисления

«Двоичная система представляется мне
прообразом творения.
1 – божественное начало,
0 – небытие.
Высшее Существо создает все сущее из
небытия точно так же, как математик из 1
и 0 все прочие числа»
Готфрид фон Лейбниц
(1646-1716)
10–я
2–я
8–я
16–я
0
0
0
0
1
1
1
1
2
10
2
2
3
11
3
3
4
100
4
4
5
101
5
5
6
110
6
6
7
111
7
7
8
1000
10
8
9
1001
11
9
10
1010
12
A
11
1011
13
B
12
1100
14
C
13
1101
15
D
14
1110
16
E
15
1111
17
F
16
10000
20
10
17
10001
21
11
18
10010
22
12
19
10011
23
13

4.

Представление в компьютере
целых чисел
Количество независимых кодируемых значений
N = 2m
где m – разрядность двоичного кодирования, принятая в данной
системе.
Если m=2, значения
00, 01, 10, 11.
Если m=3, значения 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.
1 байт хранит целое число в интервале 0 до 255
00000000 до 11111111
2 байта от 0 до 65535.

5.

7510 = 1 001 0112 = 1138 = 4B16
Перевод целых чисел
75 2
74 37 2
75 8
72 9
1
3
36 18 2
1 18 9
0 8
1
2
4
4
0
2
2
2
0
8
1
8
1
75 16
64 4
11
2
1
Перевод из двоичной системы счисления в десятичную
(an…a3a2a1)2 = (a1·20+ a2·21 + a3·22 + … + an·2n-1)10.
Пример:
11012 = 1·20 + 0·21 + 1·22 + 1·23 = 1+ 4 + 8 = 1310;
111102 = 0+1·21+ 1·22+ 1·23+1·24 =2+4+ 8+16 =3010.

6. Перевод целых чисел из одной системы счисления в другую

2 8
16 2
1011102= 101 110 2= 568
2Е16 =0010 11102= 1011102
5
2
6
Е
2 16
16 8
1011102= 10 1110 2= 2Е16
2Е16 = 10 1110 2=101 1102 = 568
8 2
8 16
568= 101 110 2=1011102
568= 101 110 2=10 11102 = 2Е16
2
5
6
Е
2
5
Е
6
5
2
6
Е

7. Представление в компьютере дробных чисел

Двоичная нотация с плавающей точкой
N M qp
где М – мантисса числа;
q – основание системы счисления;
p – порядок.
1,2510=12,5 10-1 = 125 10-2 = 1,25 100 = 0,125 101 = 0,0125 102
Правило нормализованного представления чисел
Десятичная система
Двоичная система
753.15 = 0.75315 103
-101.01 = -0.10101 211
-0.000034 = -0.34 10-4
-0.000011 = 0.11 2-100

8. Представление в компьютере текста

1) ASCII – American Standart Code for Information Interchange
(Американский стандартный код для обмена информацией)

9. Представление в компьютере текста

2) КОИ-8 – код обмена информацией, восьмизначный (восьмибитный).
Русский алфавит описывается в кодировке KOI8-R, украинский – в KOI8-U
и т.д.

10. Представление в компьютере текста

3) ISO – семейство ASCII-совместимых восьмибитных кодировок,
разработанных Международной организацией по стандартизации ISO
(International Organisation for Standartisation). Для русского языка
принят вариант ISO 8859-5.

11. Представление в компьютере текста

4)
Windows-1251.
Разработана
компанией
Microsoft.
Является
стандартной 8-битной кодировкой для всех русских версий MS Windows.
5) Unicode (Юникод) – универсальная система кодирования. Стандарт
Юникода содержит семейство кодировок: UTF-8, UTF-16, UTF-32 и др.
6)
UCS
(англ.
универсальный
Universal
многооктетный
Multiple-Octet
Coded
(многобайтовый)
Character
кодированный
Set)
–
набор
символов. Представлен в новой серии международных стандартов ISO/IEC
10646, разрабатываемых рабочей группой ISO в тесном сотрудничестве с
консорциумом Юникода.

12. Кодирование изображений

1) Растровая графика
BMP (bit map)
GIF
TIF
JPG
1 бит на пиксель (2 цвета)
2 бита на пиксель (4 цвета)
Кодирование растрового изображения

13. Кодирование изображений

True Type
2) Векторная графика
CAD
*.WMF
*.EPS
*.PDF
Графические примитивы

14. Цветовые схемы

Схема RGB
красный (Red), зеленый (Green), синий (Blue)
R
G
B
цвет
R
G
B
цвет
0
0
0
черный
1
0
0
красный
0
0
1
синий
1
0
1
розовый
0
1
0
зеленый
1
1
0
коричневый
0
1
1
голубой
1
1
1
белый
Аддитивная цветовая модель RGB

15. Цветовые схемы

Цветовая модель CMYK
голубой (Cyan), пурпурный (Magenta), жёлтый (Yellow),(Key) - черный
C=W – R; M=W – G; Y=W – B.
Субтрактивная цветовая
модель CMYK
Редактор (растровый):
Paint.
Простой растровый процессор:
Microsoft Photo Editor.
Простой векторный процессор:
MS Word
Мощные растровые процессоры:
Adobe Photoshop, Corel Photo-Paint.
Мощные векторные процессоры:
Corel Draw, Adobe Illustrator.

16. Кодирование звуковой информации

1) Метод FM (Frequency Modulation)
MIDI
Дискретизация (оцифровка) звука
2) Метод таблично-волнового синтеза (Wave-Table)
Сэмпл, сэмплирование
MP3