Zašto je binarno kodiranje univerzalno? Programske metode

Računalo obrađuje veliku količinu informacija. Audio datoteke, slike, tekstovi - sve to mora biti reproducirano ili prikazano. Zašto je binarni kodiranje univerzalni način programiranja informacija o bilo kojoj tehničkoj opremi?

Koja je razlika između šifriranja i enkripcije?

Često ljudi prepoznaju pojmove "kodiranja" i "enkripcije" kada u stvari imaju drugačija značenja. Dakle, enkripcija je proces preobrazbe informacija kako bi je sakrio. Često se može dešifrirati osoba koja je promijenila tekst, ili posebno obučeni ljudi. Kodiranje se koristi za obradu informacija i pojednostavljivanje rada s njim. Obično se koristi zajednička tablica kodiranja, poznata svima. Također je ugrađen u računalo.

Princip binarnog kodiranja

Binarno kodiranje temelji se na korištenju samo dva znaka - 0 i 1 - za obradu informacija koje koriste razni uređaji. Ti se znakovi nazivaju binarne znamenke, na engleskom - binarni broj ili bit. Svaki od simbola binarni kod uzima memoriju računala u 1 bita. Zašto je binarni kodiranje univerzalna metoda obrade podataka? Činjenica je da je računalo lakše obrađivati ​​manje znakova. To izravno utječe na produktivnost računala: što manje funkcionalnih zadataka za izvođenje uređaja, to je veća brzina i kvaliteta rada.

Načelo binarnog kodiranja se nalazi ne samo u programiranju. Promjenom gluhih i zvučnih bubnjara, stanovnici Polinezije prenijeli su međusobno informacije. Sličan princip se također primjenjuje u Morseov kod, gdje se koriste duge i kratke zvukove za prijenos poruke. Telegraf ABC se i danas koristi.

Gdje se koristi binarno kodiranje?

binarni kodiranje podataka u računalu se koristi posvuda. Svaka datoteka, bilo glazba ili tekst, mora biti programirana tako da se u budućnosti može lako obrađivati ​​i čitati. Binarni sustav za kodiranje korisno je za rad s simbolima i brojevima, audio datotekama, grafikama.

Binarno kodiranje brojeva

Sada se brojevi računala prikazuju u kodiranom obliku, nerazumljivoj običnoj osobi. Korištenje arapskih brojki, kao što zamislimo, je neracionalno za tehnologiju. Razlog za to je potreba dodjeljivanja svakom broju svoj jedinstveni simbol, što je ponekad nemoguće učiniti.

Postoje dva sustava numeriranja: položajni i ne-položajni. Sustav bez pozicioniranja temelji se na korištenju latiničnih slova i poznat nam je u obliku Grčki brojevi. Taj način snimanja je dovoljno teško razumjeti, pa je bio napušten.

Sustav broja pozicija koristi se danas. To uključuje binarni, decimalni, oktalni, pa čak i heksadecimalni kodiranje informacija.

Koristimo decimalni sustav kodiranja u svakodnevnom životu. Ovo nam je poznato Arapskih znamenki, koje su jasne svakoj osobi. Binarno kodiranje brojeva razlikuje se samo s nula i jedan.

Integer brojevi pretvaraju se u binarni sustav za kodiranje dijeli ih za 2. Rezultirajući dijelovi također se dijele u fazama u 2, sve dok rezultat nije 0 ili 1. Na primjer, broj 123₁₀ u binarnom sustavu može se prikazati kao 1111011₂. I broj 20₁₀ izgledat će kao 10100₂.

Indeksi 10 i 2 označeni su decimalnim i binarnim brojevnim sustavom. Simbol binarnog kodiranja koristi se za pojednostavljenje rada s vrijednostima predstavljenima u različitim numeričkim sustavima.

Metode za programiranje decimalnih brojeva temelje se na "plutajućem zarezu". Da bi se ispravno prevesti vrijednost od decimalnog do binarnog kodirajućeg sustava, upotrijebite formulu N = M x qp. M je mantis (izraz broj bez ikakvog poretka), p je redoslijed vrijednosti N, i q je baza sustava kodiranja (u našem slučaju 2).

Nisu svi brojevi pozitivni. Kako bi se razlikovali pozitivni i negativni brojevi, računalo ostavlja prostor od 1 bit za kodiranje znaka. Ovdje nula predstavlja znak plus i jedan predstavlja minus znak.

Upotreba takvog broja sustava olakšava računalu rad s brojevima. Zato je binarno kodiranje univerzalno u računalnim procesima.

Binarno kodiranje tekstualnih podataka

Svaki znak abecede kodiran je vlastitim skupom nula i onih. Tekst se sastoji od različitih simbola: slova (velika i mala slova), aritmetičke znakove i druge različite vrijednosti. Kodne informacije o tekstu zahtijevaju upotrebu 8 uzastopnih binarnih vrijednosti od 00000000 do 11111111. Na taj način može se konvertirati 256 različitih znakova.

Kako bi se izbjegla zbrka kod kodiranja teksta, koriste se posebne tablice vrijednosti za svaki znak. Sadrže latinski abecedu, aritmetičke znakove i posebne znakove (na primjer, €, yen-, © i drugi). Spomenuti simboli 128-255 kodiraju nacionalnu abecedu zemlje.

Za kodiranje 1 znak, potrebno je 8 bita memorije. Da bi pojednostavili rezultate, 8 bita se izjednačuju s 1 bajtom pa se ukupni prostor na disku za tekstualne podatke mjeri u bajtovima.

Većina osobnih računala opremljena je standardnom tablicom ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Također se koriste i ostali tablice u kojima je sustav za kodiranje tekstualnih podataka različit. Na primjer, prvi poznati kodiranje znakova zove se KOI-8 (šifra razmjene podataka je 8-bitna) i radi na računalima s UNIX operativnim sustavom. Također široko pronađena je tablica kodova CP1251, koji je stvoren za operacijski sustav Windows.

Binarno kodiranje zvukova

Drugi razlog zbog kojeg je binarno kodiranje univerzalna metoda informacijskog programiranja je njegova jednostavnost pri radu s audio datotekama. Bilo koja glazba je zvuk val različitih amplituda i učestalosti oscilacije. Iz tih parametara ovisi volumen zvuka i njen nagib.

Programiranje zvučnog vala računalo ga dijeli uvjetno u nekoliko dijelova ili "uzoraka". Broj takvih uzoraka može biti velik, pa postoji 65536 različitih kombinacija nula i drugih. Sukladno tome, suvremena računala opremljena su 16-zlatnim zvučnim karticama, što znači da koristi 16 binarnih znamenki za kodiranje jednog uzorka zvučnog vala.

Za reprodukciju audio datoteke, računalo obrađuje programirane sekvence binarnih koda i povezuje ih s jednim kontinuiranim valom.

Kodiranje grafike

Grafički podaci mogu se prikazati u obliku crteža, dijagrama, slika ili slajdova u programu PowerPoint. Svaka slika sastoji se od malih točkica - piksela, koje mogu biti obojene u različitim bojama. Boja svakog piksela je kodirana i spremljena, a na kraju dobivamo punu sliku.

Ako je slika crno-bijela, kod svakog piksela može biti jedan ili nula. Ako koristite 4 boje, kôd za svaku od njih sastoji se od dvije znamenke: 00, 01, 10 ili 11. Ovo načelo razlikuje kvalitetu bilo kakve obrade slike. Povećanje ili smanjenje svjetline također utječe na broj upotrijebljenih boja. U najboljem slučaju, računalo razlikuje oko 16 777 216 nijansi.

zaključak

Postoje različite metode programiranja informacija, među kojima je binarnu kodiranje najučinkovitije. Koristeći samo dva znaka - 1 i 0 - računalo jednostavno čita većinu datoteka. Istodobno, brzina obrade je znatno veća od, primjerice, sustava decimalnog programiranja. Jednostavnost ove metode čini ga nezamjenjivom za bilo koju tehniku. Zato je binarno kodiranje univerzalno među svojim kolegama.