Материал: 370
Федеральное агентство по образованию Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия
(СибАДИ)
М.Я. Епифанцева, Т.А. Мызникова
КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ПЕРСОНАЛЬНОМ КОМПЬЮТЕРЕ
УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
Вдвух частях ЧАСТЬ 2
Омск Издательство СибАДИ
2006
УДК 681.3.06 ББК 32.97 Е67
Рецензенты:
канд. техн. наук, доц. О.П. Шафеева (ОмГТУ), канд. техн. наук П.В. Орлов (ОмГУ)
Работа одобрена редакционно-издательским советом академии в качестве учебно - методического пособия.
Епифанцева М.Я., Мызникова Т.А.
КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ПЕРСОНАЛЬНОМ КОМПЬЮТЕРЕ: Учебно - методическое пособие: В 2-х ч. – Омск: Изд-во СибАДИ, 2006. – Ч. 2. – 33 с.
ISBN 5-93204-262-1
Учебно - методическое пособие содержит сведения о теоретических основах хранения информации в ПК. Рассматриваются вопросы кодирования текстовой, графической, звуковой информации и представления чисел в компьютере.
Пособие состоит из двух частей. В первой части излагается материал, связанный с двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системами счисления. Во второй части данного пособия рассмотрены основные принципы кодирования информации в компьютере.
Пособие разработано для студентов специальностей 230102, 080801, 090105 в рамках курса «Информатика», но может использоваться и студентами других специальностей для самостоятельного изучения этой дисциплины.
Ил.10.Табл. 9. Библиогр.: 6 назв.
ISBN 5-93204-262-1 |
© М.Я. Епифанцева, Т.А. Мызникова, 2006 |
2
ВВЕДЕНИЕ
Всякий язык начинается с алфавита. Алфавит русского языка содержит 33 буквы. Алфавит английского языка – 26 букв, двоичная система счисления – два символа: 0 и 1, десятичная система счисления – 10 символов, цифры 0, 1, ..., 9. Достаточно просто средствами русского алфавита представить английский алфавит. А вот если средствами латинского представить русский алфавит, то потребуются некоторые комбинации латинских букв.
Например, когда человек записывает что-то на бумаге, он кодирует информацию с помощью специальных символов (букв). В информатике (теории информации) буквой называют элемент некоторого конечного множества (набора) отличных друг от друга знаков. Множество знаков, в котором определен их порядок, называют алфавитом. Число букв в алфавите называют объемом (мощностью) алфавита. Общеизвестен порядок знаков в русском алфавите: А, Б,..., Я. В этом случае системой кодирования является используемая в нашей стране обыкновенная азбука. В разных странах – своя азбука, то есть другая система кодирования. В некоторых странах вместо букв используют иероглифы – это еще более сложный способ кодирования информации.
Сообщение, составленное из символов (букв) одного алфавита, может преобразовываться в сообщение из символов (букв) другого алфавита. Правило, описывающее однозначное соответствие букв алфавитов при таком преобразовании, называют кодом. Кодирование – процесс представления информации в виде кода. Под термином "кодирование", как правило, понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки. Кодирование в узком смысле – способ сделать сообщение непонятным для всех, кто не владеет ключом кода.
Одна и та же информация может быть представлена (закодирована) в нескольких формах. В результате кодирования получается кодовая таблица, которая устанавливает взаимно однозначное соответствие между буквами двух различных алфавитов. Примером кодовой таблицы может быть азбука Морзе в русском варианте (табл. 1).
С точки зрения информатики информацию классифицируют на аналоговую и цифровую. Разница между аналоговой информацией и цифровой прежде всего в том, что аналоговая информация непрерывна, а цифровая – дискретна.
Информация передается в виде сообщений, определяющих форму и представление передаваемой информации. Примером сообщения может быть текст, распечатанный на принтере, музыкальное произведение, команды регулировщика на перекрестке и т.п.
3
|
|
|
Азбука Морзе |
|
Таблица 1 |
||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
А ∙– |
К –∙– |
Ф ∙∙–∙ |
0 |
– – – – – |
|||
Б |
–∙∙∙ |
Л |
∙–∙∙ |
Х |
∙∙∙∙ |
1 |
∙– – – – |
В ∙– – |
М – – |
Ц –∙–∙ |
2 |
∙∙– – – |
|||
Г |
– –∙ |
Н |
–∙ |
Ч |
– – –∙ |
3 |
∙∙∙– – |
Д –∙∙ |
О – – – |
Ш – – – – |
4 |
∙∙∙∙– |
|||
Е ∙ |
П ∙– –· |
Щ – –∙– |
5 |
∙∙∙∙∙ |
|||
Ж ∙∙∙– |
Р |
∙–∙ |
Ь,Ъ –∙∙– |
6 |
–∙∙∙∙ |
||
З |
– –∙· |
С |
∙∙∙ |
Ы |
–∙– – |
7 |
– – ∙∙∙ |
И |
∙∙ |
Т |
– |
Э |
∙∙–∙ |
8 |
– – –∙∙ |
Й |
∙– – – |
У ∙∙– |
Ю ∙∙– – |
9 |
– – – –∙ |
||
|
|
|
|
Я ∙–∙– |
|
|
|
Сообщение, передаваемое с помощью носителя, назовем сигналом. В общем случае сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс. Если мы смотрим в окно, наш глаз принимает световые потоки, отраженные от объектов окружающей природы. Световой поток – это тоже сигнал.
Физический процесс может содержать различные характеристики, например, при передаче электрических сигналов могут изменяться напряжение и сила тока. Та из характеристик, которая используется для представления сообщений, называется параметром сигнала.
В случае, когда параметр сигнала принимает последовательное во времени конечное число значений, сигнал называется дискретным, а сообщение, передаваемое с помощью таких сигналов, – дискретным сообщением. Информация, передаваемая источником, в этом случае также называется дискретной. Если же источник вырабатывает непрерывное сообщение (соответственно параметр сигнала – непрерывная функция от времени), соответствующая информация называется непрерывной. Пример дискретного сообщения – процесс чтения книги, информация в которой представлена текстом, то есть дискретной последовательностью отдельных значков (букв). Примером непрерывного сообщения служит человеческая речь, передаваемая модулированной звуковой волной; параметром сигнала в этом случае является давление, создаваемое этой волной в точке нахождения приемника – человеческого уха.
C появлением компьютеров возникла необходимость кодирования всех видов информации. Современный персональный компьютер может обрабатывать только цифровую (дискретную) информацию. Непрерывная (аналоговая) информация (например, звуки, изображения, показания
4
аналоговых приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в дискретную форму. Этот процесс называется дискретизацией. Если посмотреть на рисунок с помощью увеличительного стекла, то видно, что он состоит из точек. Координаты и цвет каждой точки можно запомнить в виде чисел.
Вкачестве источника информации могут выступать человек, техническое устройство, предметы, объекты неживой и живой природы. Получателей сообщений может быть несколько или один.
Впроцессе обмена информацией совершаются две операции: кодирование и декодирование. Первая связана с переходом от исходной формы представления информации в форму, удобную для хранения, передачи или обработки. А вторая – с обратным переходом к исходному представлению информации.
Внастоящее время в компьютере существуют разные способы кодирования и декодирования информации. Выбор способа зависит от вида информации, которую необходимо кодировать: текст, число, графическое изображение или звук. Для чисел, кроме того, важную роль играет то, как будет использоваться число: в тексте, или в вычислениях, или в процессе ввода-вывода. Накладываются также особенности технической реализации.
2. КОДИРОВАНИЕ ЧИСЛОВОЙ ИНФОРМАЦИИ
2.1. Представление двоичных чисел в цифровых вычислительных машинах
Информация в цифровых вычислительных машинах записывается в двоичной системе счисления, т.е. в виде нулей и единиц. Рассмотрим физическое представление двоичных чисел. На рис.1 представлены сигналы 0; 1. Единице соответствует высокий уровень напряжения U, нулю − низкий уровень.
|
U |
||
Рис. 1. Статический способ |
|
|
|
(потенциальный код) |
1 |
|
|
представления сигнала |
0 |
||
t
На рис. 2 реализованы два сигнала, один из которых соответствует изображению 1, другой – изображению 0.
Для представления чисел применяются следующие коды: параллельный и последовательный (импульсный). В этом случае число передается по одной цепи последовательно разряд за разрядом. При
5
Смотрите также:
| Билеты_КАС |
| Політичний портрет П. Діаса |