Prikaz informacija u računalu: primjeri korištenja

Ako osoba proučava računalnu tehnologiju ne površno, ali dovoljno ozbiljno, sigurno mora znati o onome što postoji oblici informacija

Lekcija "Prikazivanje podataka na računalu": ​​osnove

Općenito, računalna oprema za način na koji je ona percipira informacije ili naredbe, pretvara ih u formatima datoteka i omogućuje korisniku gotovog rezultat je nešto drugačiji od uobičajenih koncepata.

Bitno je da se svi postojeći sustavi temelje na samo dva logička operatera - "istiniti" i "lažni" (istiniti, netočni). U jednostavnijem smislu to je "da" ili "ne".

Razumljivo je da je riječ informatike ne razumije zašto je poseban digitalni sustav s uvjetnim kod je nastao u osvit računalne tehnologije, u kojoj je odobrenje mjerodavnog jedinice i poricanje - nula. Tako se pojavio takozvani binarni prikaz informacija u računalu. Ovisno o kombinacijama nula i njihova, veličina informacijski objekt.

Najmanja jedinica ovog tipa je veličina malo - malo, što može imati vrijednost 0 ili 1. Međutim, suvremeni sustavi s tako malim količinama ne rade, a gotovo svi načini prezentiranja informacija u računalu su smanjeni na korištenje samo osam bitova, koji se zajedno čine bajtova (2 do osmog snage). Dakle, u jednom bajtu mogu biti izrađene od bilo koje kodiranje znakova od 256 mogućih. I točno binarni kod je temelj temelja bilo kojeg informacijskog objekta. Dalje će biti jasno kako izgleda u praksi.

Informatika: prikaz informacija u računalu. Brojevi u fiksnoj točki

Budući da je početak govora o brojevima, razmotrit ćemo kako ih sustav percipira. Zastupanje numeričkih podataka na računalu danas može se uvjetno podijeliti na brojeve obrađivanja s fiksnom i lebdećim točkom. Prvi tip također može uključivati ​​redovne cjelobrojne brojeve, koje imaju nulu nakon zareza.

Vjeruje se da brojevi ove vrste mogu zauzimati 1, 2 ili 4 bajtova. Tzv. Glavni bajt odgovoran je za znak broja, s pozitivnim znakom koji odgovara nuli i negativnom - jedan. Tako, na primjer, u 2-byte prikazu, raspon vrijednosti za pozitivne brojeve je između 0 i 2¹⁶-1, što je 65535, a za negativne brojeve - od -2¹⁵ do 2¹⁵-1, što je jednako numeričkom rasponu od -32768 do 32767.

Pojedinačno predstavljanje

Sada razmotrite drugu vrstu brojeva. Činjenica je da školski nastavni plan i program na temu "Predstavljanje informacija u računalu" (razina 9) brojevi s pomičnim zarezom ne uzima u obzir. Operacije s njima su prilično složene i koriste se, na primjer, prilikom izrade računalnih igara. Usput, malo omesti s teme, valja reći da je za moderne grafičke kartice je jedan od glavnih pokazatelja uspješnosti je brzina transakcija s takvim brojkama.

Ovdje se koristi eksponencijalni oblik u kojem položaj zareza može varirati. Kao osnovna formula koja prikazuje prikaz bilo kojeg broja A, prihvaćeno je sljedeće: A = m _* q^P, gdje m Je li mantissa, q^P Je li baza numeričkog sustava, a P redoslijed broja.

Mantis mora zadovoljiti zahtjev q^-1le- | m| |<1, to jest mora biti odgovarajući binarni dio koji sadrži znamenku nakon decimalnog broja, što se razlikuje od nule, a red je cijeli broj. I bilo koji normalizirani decimalni broj može biti vrlo jednostavno zastupljen u eksponencijalnom obliku. I brojevi ove vrste su veličine 4 ili 8 bajta.

Na primjer, decimalni broj 999,999 prema formuli s normaliziranom mantisijom izgledat će kao 0,999999_*10³.

Prikazivanje tekstualnih podataka: malo povijesti

Većina korisnika računalnih sustava još uvijek koristi testne podatke. A prikazivanje tekstualnih podataka u računalu odgovara istim načelima binarnog koda.

Međutim, s obzirom na činjenicu da se danas na svijetu nalaze mnogi jezici, posebni sustavi kodiranja ili tablice koda koriste se za prikazivanje tekstualnih informacija. Dolaskom MS-DOS-a temeljni je standard bio CP866 kodiranje, a Appleova računala koristila su svoj standard Mac. U to vrijeme za ruski jezik uveden je poseban kodiranje ISO 8859-5. Međutim, s razvojem računalne tehnologije morali su se uvesti novi standardi.

Vrste kodiranja

Tako, na primjer, kasnih devedesetih godina prošlog stoljeća univerzalni Unicode kodiranje, što bi moglo funkcionirati ne samo tekstualnim podacima već i audio i video zapisima. Njegova je osobitost bila da je jedan bit dodijeljen jednom znaku, ali dva.

Malo kasnije, postoje i druge vrste. Za Windows-based sustave, najviše koristi je kodiranje CP1251, ali za ruski jezik i još uvijek se koristi koi-8P - kodiranje, koja se pojavila u kasnim 70-ih i 80-ih su se aktivno koristi čak i na UNIX sustavima.

Isti prikaz tekstualnih podataka u računalu temelji se na ASCII tablici koja uključuje osnovne i proširene dijelove. Prvi uključuje kodove od 0 do 127, drugi - od 128 do 255. Međutim, prvi kodovi raspona 0-32 nisu dodijeljeni simbolima koji su dodijeljeni ključima standardne tipkovnice, već funkcijskim gumbima (F1-F12).

Grafičke slike: osnovne vrste

Što se tiče grafike, koja se aktivno koristi u modernom digitalnom svijetu, ovdje postoje nijanse. Ako pogledate prezentaciju grafičkih informacija na računalu, prvo trebate obratiti pozornost na glavne vrste slika. Među njima postoje dvije glavne vrste - vektor i raster.

Vektorske grafike na temelju korištenja primitivnih oblika (linija, krugova, krivulja, poligona, i tako dalje. D.), tekstne okvire i ispunjava određenu boju. Raster slike temelje se na korištenju pravokutne matrice, od kojih se svaki element naziva piksel. Za svaki takav element možete podesiti svjetlinu i boju.

Vektorske slike

Danas je korištenje vektorskih slika ograničeno. Oni su dobri, primjerice, prilikom izrade crteža i tehničkih shema ili za dvodimenzionalne ili trodimenzionalne modele predmeta.

Primjeri stacionarnih oblika vektora mogu biti formati kao što su PDF, WMF, PCL. Za premještanje oblika obično se koristi standard MacroMedia Flash. Ali ako govorite o kvaliteti ili obavljate složenije operacije od istog skaliranja, bolje je koristiti rastere.

Bitmap slike

S raster objekata je mnogo složenije. Činjenica da je predstavljanje podataka u računalo-based matrice uključuje korištenje dodatnih parametara - dubina boje (kvantitativno izražavanje palete boja) u bitovima i veličine matrice (broj piksela po inču, nazivaju DPI).

To je, paleta se sastoji od 16, 256, 65536 ili 16.777.216, a matrica može varirati, ali najčešće se naziva rezoluciju od 800x600 piksela (480 000 piksela). Za ove mjere možete odrediti broj bitova potrebnih za pohranjivanje objekta. Da biste to učinili, najprije koristimo formulu N = 2^ja, u kojoj N predstavlja broj boja, a ja je dubina boje.

Zatim se izračunava količina podataka. Na primjer, izračunajte veličinu datoteke za sliku koja sadrži 65536 boja i matricu od 1024x768 piksela. Rješenje je sljedeće:

• I = log₂65536, što je 16 bita;
• broj piksela 1024 _* 768 = 786,432;
• količina memorije je 16 bita _* 786 432 = 12 582 912 bajtova, što odgovara 1.2 MB.

Vrste zvuka: glavni smjer sinteze

Prikaz informacija u računalu zvanu zvuk podliježe istim osnovnim načelima kao što je gore opisano. No, kao i za bilo koju drugu vrstu informacijskih objekata, dodatne se značajke koriste za reprodukciju zvuka.

Nažalost, u posljednjoj obratu na računalnoj tehnologiji pojavio se visokokvalitetni zvuk i reprodukcija. Međutim, ako je s reprodukcijom stvari još uvijek na neki način, sinteza zvučnog glazbenog instrumenta praktički je nemoguće. Stoga su neke rekordne tvrtke uvele vlastite standarde. Danas se najčešće upotrebljava FM sinteza i tablična metoda.

U prvom slučaju, podrazumijeva se da svaki prirodni zvuk koji je neprekidan može se razbiti u određenoj sekvenci (kombinaciji) najjednostavnijih harmonika uz pomoć metode diskretizacije i proizvesti informacijsku reprezentaciju u memoriji računala na temelju koda. Za reprodukciju koristi se obrnuti postupak, međutim, u ovom slučaju, gubitak nekih komponenata je neizbježan, što je naznačeno kvalitetom.

U sintezi tabličnog vala pretpostavlja se da postoji unaprijed stvorena tablica s primjerima zvučnih živih instrumenata. Takvi primjeri nazivaju se uzorci. U ovom slučaju, često se koriste reprodukcije MIDI naredbi (glazbeni instrument digitalno sučelje), koje percipiraju vrstu instrumenta, pitch, trajanje zvuka, intenzitet i dinamiku promjena, parametre okoline i druge značajke iz koda. Zbog toga je ovaj zvuk blisko približan prirodnom.

Moderni formati

Ako je WAV standard prije bio uzeta kao osnova (zapravo, zvuk je predstavljen kao val), s vremenom je postao vrlo neugodan, barem zato što takve datoteke zauzimaju previše prostora na mediju za pohranu.

Tijekom vremena pojavile su se tehnologije koje omogućuju komprimiranje takvog formata. Sukladno tome, formati sami se promijenili. Najpoznatiji danas može biti MP3, OGG, WMA, FLAC i mnogi drugi.

Međutim, do sada glavni parametri bilo koje audio datoteke ostaju frekvencija uzorkovanja (standard je 44.1 kHz, iako se mogu zadovoljiti vrijednosti iznad i ispod) i broj razina signala (16 bita, 32 bita). U principu, takva digitalizacija može se tumačiti kao prikaz podataka u akustičnom tipa računala na temelju analognog osnovnog signala (u naravi bilo koji zvuk je izvorno analogni).

Podnošenje videozapisa

Ako su problemi s zvukom riješeni dovoljno brzo, onda s videom sve nije bilo tako glatko. Problem je bio da je isječak, film ili čak videoigracija kombinacija videozapisa i zvuka. Čini se, što je lakše nego kombinirati pokretne grafičke objekte s mjerilom? Kao što se ispostavilo, ovo je postalo pravi problem.

Sve što je bitno je da je s tehničke točke gledišta, u početku se sjetiti prvi kadar svake scene, pod nazivom ključ, a tek onda za očuvanje razlike (razlike okvira). I najgore, digitalizirani ili izrađeni videozapisi pokazali su se tako velikima da ih je jednostavno bilo nemoguće pohraniti na računalo ili prijenosni medij.

Problem je riješen kada se pojavila AVI format koji predstavlja određeni univerzalni spremnik, koji se sastoji od niza blokova koji mogu biti pohranjeni u proizvoljnog informacija, tako i stisnut na različite načine. Dakle, čak i datoteke istog AVI formata mogu se međusobno značajno razlikovati.

I danas se možete upoznati s još nekoliko popularnih formata videozapisa, ali za sve one također upotrebljavaju vlastite pokazatelje i vrijednosti parametara, od kojih je glavni broj okvira u sekundi.

Kodeka i dekodera

Prezentacija podataka u računalo kao plan je nemoguće zamisliti bez upotrebe kodeka i dekodera koji se koriste u kompresije i dekompresije u početnom sadržaju tijekom reprodukcije. Njihovo ime sugerira da neki kodiraju (komprimiraju) signal, drugi - naprotiv - raspakiraju.

Oni su odgovorni za sadržaj kontejnera bilo kojeg formata, a također određuju veličinu završne datoteke. Osim toga, važnu ulogu igra parametar razlučivosti, kako je naznačeno za rastersku grafiku. Ali danas čak možete pronaći UltraHD (4k).

zaključak

Ako sumimo neke od gore navedenih, možemo primijetiti da moderni računalni sustavi u početku rade isključivo na percepciji binarnog koda (oni jednostavno ne razumiju drugu). A na temelju njegove upotrebe ne temelji se samo prezentacija informacija, već i svi poznati programski jezici danas. Dakle, u početku, kako bi se shvatilo kako sve to funkcionira, potrebno je uloviti u bit primjene sekvenci one i nula.