Двійкове кодування інформації.

Відео: Кодування текстової інформації

Система кодування даних двійковим кодом заснована на наданні даних послідовністю двох знаків - 0 і 1. Ці знаки називають двійковими цифрами - битами. Одним бітом можуть бути виражені два поняття: 0 або 1 (так чи ні, чорне або біле, істина або брехня і т.п.). Якщо кількість бітів збільшити до двох, то вже можна висловити чотири різних поняття. Трьома бітами можна закодувати вісім різних значень.

Відео: Двійкове кодування інформації

Кодування цілих і дійсних чисел.

Цілі числа кодуються двійковим кодом просто - береться ціле число і ділиться навпіл доти, поки приватне не буде дорівнює одиниці. Сукупність залишків від кожного поділу, записана справа наліво разом з останнім приватним, і утворює двійковий аналог десяткового числа.

Для кодування цілих чисел від 0 до 255 достатньо мати 8 розрядів двійкового коду (8 біт). 16 біт дозволяють закодувати цілі числа від 0 до 65535, а 24 - вже понад 16,5 мільйонів різних значень.

Для кодування дійсних чисел використовують 80-розрядне кодування. При цьому число попередньо перетворюють в нормализованную форму:

3,1414926 = 0,31415926 101

300 000 = 0,3 Ч 106

Перша частина числа називається мантиси, а друга - характеристикою. Більшу частину з 80 біт відводять для зберігання мантиси (разом зі знаком) і якийсь фіксована кількість розрядів відводять для зберігання характеристики.

Кодування текстових даних.

Також за допомогою двійкового коду можна кодувати текстову інформацію, якщо кожному символу алфавіту зіставити певне ціле число. Восьми двійкових розрядів достатньо для кодування 256 різних символів. Це вистачить, щоб висловити різними комбінаціями восьми бітів все символи англійської та російської мов, як рядкові, так і прописні, а також знаки пунктуації, символи основних арифметичних дій і деякі загальноприйняті спеціальні символи.

Для англійської мови введена в дію система кодування ASCII. В системі ASCII закріплені дві таблиці кодування базова і розширена. Базова таблиця закріплює значення кодів від 0 до 127, а розширена відноситься до символів з номерами від 128 до 255.

Компанією Microsoft була введена кодування символів російської мови - Windows-1251.

Інша поширена кодування носить назву КОИ-8 (код обміну інформацією, восьмизначний). Сьогодні кодування КОИ - 8 має широке поширення в комп`ютерних мережах на території Росії і в російському секторі Інтернету.

Міжнародний стандарт, в якому передбачена кодування символів російської мови, носить назви ISO. На практиці дана кодування використовується рідко.

Універсальна система кодування текстових даних.

Щоб збільшити діапазон можливих кодів, потрібно кодувати символом не восьмирозрядних двійковими числами, а числами з великим розрядом. Така система, заснована на 16-розрядному кодуванні символів, отримала назву універсальної - UNICODE. Шістнадцять розрядів дозволяють забезпечити унікальні коди для 65 536 різних символів - цього поля цілком достатньо для розміщення в одній таблиці символів більшості мов планети.

Зараз спостерігається поступове переведення документів і програмних засобів на універсальну систему кодування.

Відео: Чомучка. Машинні коди.

Кодування графічних даних.

Растрове кодування (надання зображення у вигляді точок) дозволяє використовувати двійковий код для представлення графічних даних. Загальноприйнятим на сьогоднішній день вважається уявлення чорно-білих ілюстрацій у вигляді комбінації точок з 256 градаціями сірого кольору, і, таким чином, для кодування яскравості будь-якої точки зазвичай досить восьмирозрядного двійкового числа.

Для кодування кольорових графічних зображень застосовується принцип декомпозиції довільного кольору на основні складові. В якості таких складових використовують три основні кольори: червоний, зелений і синій. Вважається, що будь-який колір, видимий людським оком, можна отримати механічного змішування цих квітів.

Режим подання кольорової графіки з використанням 24 двійкових розрядів називається повнокольоровим (True Color).

Якщо зменшити кількість двійкових розрядів, використовуваних для кодування кольору кожної точки, то можна скоротити обсяг даних, але при цьому діапазон кодованих квітів помітно скорочується. Кодування кольорової графіки 16-розрядних двійковими числами називається режимом High Color.

При кодуванні інформації про колір за допомогою восьми біт даних можна передати лише 256 відтінків. Такий метод кодування кольору називається індексним.

Кодування звукової інформації.

Два основні методи кодування звукової інформації двійковим кодом:

- метод FM. Теоретично будь-який складний звук можна розкласти на послідовність найпростіших гармонійних сигналів різних частот, кожен з яких представляє собою правильну синусоїду, а, отже, може бути описаний числовими параметрами, тобто кодом. У природі звукові сигнали мають неперервний спектр, тобто є аналоговими. Їх розкладання в гармонійні ряди і подання у вигляді дискретних цифрових сигналів виконують спеціальний пристрої - аналогово-цифрові перетворювачі (АЦП). Зворотне перетворення для відтворення звуку, закодованого числовим кодом, виконують цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП). При таких перетвореннях неминучі втрати інформації, пов`язані з методом кодування, тому якість звукозапису зазвичай виходить не цілком задовільним.

- метод таблично-хвильового (Wave-Table) синтезу. Він краще відповідає сучасному рівню розвитку техніки. У заздалегідь підготовлених таблицях зберігаються зразки звуків для безлічі різних музичних інструментах. У техніці такі зразки називають семплами. Числові коди висловлюють тип інструменту, номер його моделі, висоту тону, тривалість та інтенсивність звуку, динаміку його зміни, деякі параметри середовища, в якій відбувається звучання, а також інші параметри, що характеризують особливості звучання. Оскільки в якості зразків виконуються реальні звуки, то його якість виходить дуже високим і наближається до якості звучання реальних музичних інструментів.