Кодирование информации

   Степанова, 080400.62с 10.01.2014

Министерство  образования и науки Российской Федерации

ФГБОУ ВПО  Сибирский государственный технологический  университет

Кафедра системотехники.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

ПО  ИНФОРМАТИКЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель 

Матвеева  И.С.

___________________

Дата               оценка          роспись

 

Выполнил студент заочного   

отделения группы 080400.62с

Степанова Л.Д.

__________________

Дата сдачи                    роспись

 

 

 

 

Кодирование информации.

Код —  это набор условных обозначений (или сигналов) для записи (или  передачи) некоторых заранее определенных понятий.

Кодирование информации – это процесс формирования определенного представления информации. В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход  от одной формы представления  информации к другой, более удобной  для хранения, передачи или обработки.  
Обычно каждый образ при кодировании (иногда говорят — шифровке) представлении отдельным знаком.

Знак - это  элемент конечного множества  отличных друг от друга элементов.

В более  узком смысле под термином "¹кодирование" часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки. 

Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся  другая информация (например, звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для  обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы перевести в числовую форму музыкальный звук, можно  через небольшие промежутки времени  измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя  результаты каждого измерения в  числовой форме. С помощью программ для компьютера можно выполнить  преобразования полученной информации, например "наложить" друг на друга  звуки от разных источников. 

Аналогичным образом на компьютере можно обрабатывать текстовую информацию. При вводе  в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или  печать) для восприятия человеком  по этим числам строятся изображения  букв. Соответствие между набором  букв и числами называется кодировкой символов. 

Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц (а  не десяти цифр, как это привычно для людей). Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе  счисления, поскольку при этом устройства для их обработки получаются значительно  более простыми. Ввод чисел в компьютер  и вывод их для чтения человеком  может осуществляться в привычной  десятичной форме, а все необходимые  преобразования выполняют программы, работающие на компьютере. 

Способы кодирования информации.

Одна  и та же информация может быть представлена (закодирована) в нескольких формах. C появлением компьютеров возникла необходимость кодирования всех видов информации, с которыми имеет  дело и отдельный человек, и человечество в целом. Но решать задачу кодирования  информации человечество начало задолго до появления компьютеров. Грандиозные достижения человечества - письменность и арифметика - есть не что иное, как система кодирования речи и числовой информации. Информация никогда не появляется в чистом виде, она всегда как-то представлена, как-то закодирована.

Двоичное  кодирование – один из распространенных способов представления информации. В вычислительных машинах, в роботах и станках с числовым программным управлением, как правило, вся информация, с которой имеет дело устройство, кодируется в виде слов двоичного алфавита.

Кодирование символьной (текстовой) информации.

Основная  операция, производимая над отдельными символами текста - сравнение символов.

При сравнении  символов наиболее важными аспектами  являются уникальность кода для каждого символа и длина этого кода, а сам выбор принципа кодирования практически не имеет значения.

Для кодирования  текстов используются различные  таблицы перекодировки. Важно, чтобы  при кодировании и декодировании  одного и того же текста использовалась одна и та же таблица.

Таблица перекодировки - таблица, содержащая упорядоченный  некоторым образом перечень кодируемых символов, в соответствии с которой  происходит преобразование символа  в его двоичный код и обратно.

Наиболее  популярные таблицы перекодировки: ДКОИ-8, ASCII, CP1251, Unicode.

Исторически сложилось, что в качестве длины  кода для кодирования символов было выбрано 8 бит или 1 байт. Поэтому  чаще всего одному символу текста, хранимому в компьютере, соответствует  один байт памяти.

Различных комбинаций из 0 и 1 при длине кода 8 бит может  быть 2⁸ = 256, поэтому с помощью одной таблицы перекодировки можно закодировать не более 256 символов. При длине кода в 2 байта (16 бит) можно закодировать 65536 символов.

Кодирование числовой информации.

Сходство  в кодировании числовой и текстовой  информации состоит в следующем: чтобы можно было сравнивать данные этого типа, у разных чисел (как и у разных символов) должен быть различный код. Основное отличие числовых данных от символьных заключается в том, что над числами кроме операции сравнения производятся разнообразные математические операции: сложение, умножение, извлечение корня, вычисление логарифма и пр. Правила выполнения этих операций в математике подробно разработаны для чисел, представленных в позиционной системе счисления.

Основной  системой счисления для представления  чисел в компьютере является двоичная позиционная система счисления.

Кодирование текстовой информации

В настоящее  время, большая часть пользователей, при помощи компьютера обрабатывает текстовую информацию, которая состоит  из символов: букв, цифр, знаков препинания и др. Подсчитаем, сколько всего  символов и какое количество бит  нам нужно.

10 цифр, 12 знаков препинания, 15 знаков арифметических  действий, буквы русского и латинского  алфавита, ВСЕГО: 155 символов, что соответствует  8 бит информации.

Единицы измерения информации.

1 байт = 8 бит

1 Кбайт  = 1024 байтам

1 Мбайт  = 1024 Кбайтам

1 Гбайт  = 1024 Мбайтам

1 Тбайт  = 1024 Гбайтам

Суть  кодирования заключается в том, что каждому символу ставят в  соответствие двоичный код от 00000000 до 11111111 или соответствующий ему  десятичный код от 0 до 255.

Необходимо  помнить, что в настоящее время  для кодировки русских букв используют пять различных кодовых таблиц (КОИ - 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы не будут  правильно отображаться в другой

Основным  отображением кодирования символов является код ASCII - American Standard Code for Information Interchange- американский стандартный код обмена информацией, который представляет из себя таблицу 16 на 16, где символы закодированы в шестнадцатеричной системе счисления.

Кодирование графической информации.

Важным  этапом кодирования графического изображения  является разбиение его на дискретные элементы (дискретизация).

Основными способами представления графики  для ее хранения и обработки с  помощью компьютера являются растровые  и векторные изображения

Векторное изображение представляет собой  графический объект, состоящий из элементарных геометрических фигур (чаще всего отрезков и дуг). Положение  этих элементарных отрезков определяется координатами точек и величиной  радиуса. Для каждой линии указывается  двоичные коды типа линии (сплошная, пунктирная, штрихпунктирная), толщины и цвета.

Растровое изображение представляет собой  совокупность точек (пикселей), полученных в результате дискретизации изображения  в соответствии с матричным принципом.

Матричный принцип кодирования графических  изображений заключается в том, что изображение разбивается  на заданное количество строк и столбцов. Затем каждый элемент полученной сетки кодируется по выбранному правилу.

Pixel (picture element - элемент рисунка) - минимальная  единица изображения, цвет и  яркость которой можно задать  независимо от остального изображения.

В соответствии с матричным принципом строятся изображения, выводимые на принтер, отображаемые на экране дисплея, получаемые с помощью сканера.

Качество  изображения будет тем выше, чем "плотнее" расположены пиксели, то есть чем больше разрешающая способность  устройства, и чем точнее закодирован  цвет каждого из них.

Для черно-белого изображения код цвета каждого  пикселя задается одним битом.

Если  рисунок цветной, то для каждой точки  задается двоичный код ее цвета.

Поскольку и цвета кодируются в двоичном коде, то если, например, вы хотите использовать 16-цветный рисунок, то для кодирования  каждого пикселя вам потребуется 4 бита (16=2⁴), а если есть возможность использовать 16 бит (2 байта) для кодирования цвета одного пикселя, то вы можете передать тогда 2¹⁶ = 65536 различных цветов. Использование трех байтов (24 битов) для кодирования цвета одной точки позволяет отразить 16777216 (или около 17 миллионов) различных оттенков цвета - так называемый режим “истинного цвета” (True Color). Заметим, что это используемые в настоящее время, но далеко не предельные возможности современных компьютеров.

Кодирование звуковой информации.

Из курса  физики вам известно, что звук - это  колебания воздуха. По своей природе  звук является непрерывным сигналом. Если преобразовать звук в электрический  сигнал (например, с помощью микрофона), мы увидим плавно изменяющееся с течением времени напряжение.

Для компьютерной обработки аналоговый сигнал нужно  каким-то образом преобразовать  в последовательность двоичных чисел, а для этого его необходимо дискретизировать и оцифровать.

Можно поступить  следующим образом: измерять амплитуду  сигнала через равные промежутки времени и записывать полученные числовые значения в память компьютера.

 

 

 

 

	Стоимость выпуска одного изделия	Количество выпущенных изделий	Продано единиц изделий	Остаток нереализованной продукции
				в товарном выражении	в денежном выражении
Стол	1500 руб.	4	3	1	1500 руб.
Стул	700 руб.	8	7	1	700 руб.
Табуретка	480 руб.	10	5	5	2400 руб.
Шкаф	3500 руб.	3	3	0	0
Кровать	7800 руб.	5	5	0	0
Тумба	1000 руб.	8	4	4	4000 руб.
Полка	1100 руб.	2	1	1	1100 руб.
Прихожая	2700 руб.	4	0	4	10800 руб.
Диван	9000 руб.	3	2	1	9000 руб.
Кресло	3000 руб.	8	8	0	0
Сумма          30780 руб.		55		17	29500 руб.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

    

 

 

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Информатика

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список  литературы

1. Кловский Д.Д. Теория передачи сигналов. -М.: Связь, 1984.
2. Кудряшов Б.Д. Теория информации. Учебник для вузов Изд-во ПИТЕР, 2008. - 320с.
3. Рябко Б.Я., Фионов А.Н. Эффективный метод адаптивного арифметического кодирования для источников с большими алфавитами // Проблемы передачи информации. - 1999. - Т.35, Вып. - С.95 - 108.
4. Семенюк В.В. Экономное кодирование дискретной информации. - СПб.: СПбГИТМО (ТУ), 2001
5. Дмитриев В.И. Прикладная теория информации. М.: Высшая школа, 1989.
6. Нефедов В.Н., Осипова В.А. Курс дискретной математики. М.: МАИ, 1992.
7. Колесник В.Д., Полтырев Г.Ш. Курс теории информации. М.: Наука, 2006

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

Кодирование информации. 2

Способы кодирования информации. 2

Кодирование символьной (текстовой) информации. 3

Кодирование числовой информации. 3

Кодирование графической информации. 4

Кодирование звуковой информации. 5

Список литературы 10

 

          ¹Кодирование - преобразование, изменение представления информации между различными форматами для передачи по линиям связи или хранения на носителях.