Παρουσιάζοντας τις πληροφορίες σε έναν υπολογιστή: χρησιμοποιήστε τα παραδείγματα

Εάν ένα άτομο ασχολείται με τη μελέτη της τεχνολογίας των υπολογιστών δεν είναι επιφανειακή, αλλά σοβαρά, θα πρέπει σίγουρα να γνωρίζουν ποιες είναι οι διαφορετικές μορφές των πληροφοριών στον υπολογιστή. Το ερώτημα αυτό είναι ένα θεμελιώδες, γιατί όχι μόνο η χρήση των συστημάτων λογισμικού και λειτουργίας, αλλά και ο προγραμματισμός είναι κατ 'αρχήν με βάση αυτά τα Άχαζ.

Μάθημα «Παρουσίαση των πληροφοριών στον υπολογιστή»: τα βασικά

Σε γενικές γραμμές, εξοπλισμού πληροφορικής για τον τρόπο που αντιλαμβάνεται τις πληροφορίες ή τις εντολές, τις μετατρέπει σε μορφές αρχείων και παρέχει στο χρήστη το τελικό αποτέλεσμα είναι κάπως διαφορετική από τις συμβατικές έννοιες.

Το γεγονός ότι όλα τα υπάρχοντα συστήματα που βασίζονται μόνο σε δύο λογικούς τελεστές - «αλήθεια» και «ψευδή» (true, false). Σε μια απλούστερη έννοια, είναι «ναι» ή «όχι».

Είναι κατανοητό ότι η επιστήμη λέξεις υπολογιστής δεν καταλαβαίνω γιατί ένα ειδικό ψηφιακό σύστημα με τον κωδικό όρους δημιουργήθηκε στην αυγή της τεχνολογίας των υπολογιστών, στα οποία η έγκριση της σχετικής μονάδας, και την άρνηση - μηδέν. Αυτό είναι ακριβώς αυτό που εμφανίστηκε η λεγόμενη δυαδική αναπαράσταση των πληροφοριών σε έναν υπολογιστή. Ανάλογα με τον συνδυασμό των μονάδων και μηδενικών είναι αποφασιστική και το μέγεθος του αντικειμένου δεδομένων.

Η μικρότερη μονάδα αυτού του τύπου είναι το μέγεθος λίγο - λίγο, το οποίο μπορεί να έχει μια τιμή 0 ή 1. Ωστόσο, τα σύγχρονα συστήματα με τέτοιες μικρές ποσότητες που δεν εργάζονται, και σχεδόν όλοι οι τρόποι παρουσίασης των πληροφοριών στον υπολογιστή μειωθεί σε χρήση μόλις οκτώ κομμάτια, που μαζί συνιστούν bytes (2 στο όγδοο δύναμη). Έτσι, σε ένα μόνο byte μπορεί να κατασκευάζεται από οποιοδήποτε κωδικοποίηση χαρακτήρων των 256 πιθανών. Και αυτό είναι ένα δυαδικό κώδικα είναι το θεμέλιο οποιουδήποτε αντικειμένου πληροφοριών. Θα γίνει κατανοητό, πώς φαίνεται στην πράξη.

Πληροφορική: η παροχή πληροφοριών στον υπολογιστή. αριθμό σταθερού σημείου

Δεδομένου ότι αρχικά μιλάμε για αριθμούς, θεωρούμε πως το σύστημα τις αντιμετωπίζει. Εκπροσώπηση των αριθμητικών πληροφοριών στη σημερινή του υπολογιστή μπορεί να χωριστεί σε αριθμούς επεξεργασία με σταθερό και κυμαινόμενο σημείο. Ο πρώτος τύπος μπορεί επίσης να αποδοθεί απλούς ακέραιους αριθμούς, οι οποίοι μετά την υποδιαστολή, αξίζει μηδέν.

Πιστεύεται ότι οι αριθμοί αυτού του τύπου μπορεί να διαρκέσει από 1, 2, ή 4 bytes. Η λεγόμενη κεφάλι byte είναι υπεύθυνη για την ένδειξη του αριθμού, ενώ θετικό πρόσημο αντιστοιχεί στο μηδέν, και αρνητικές - μονάδα. Έτσι, για παράδειγμα, μια αναπαράσταση 2-byte του εύρους των τιμών για τους θετικούς αριθμούς στην περιοχή από 0 έως ¹⁶ 1 ^{Φεβρουαρίου,} η οποία είναι 65535, και για τους αρνητικούς αριθμούς - -2 ¹⁵ έως 2 ¹⁵ -1, το οποίο είναι ίσο με ένα αριθμό εύρος από -32768000000000-32.767000000000 δισεκατομμύρια.

Floating-point αναπαράσταση

Τώρα σκεφτείτε το δεύτερο είδος των αριθμών. Το γεγονός ότι τα μαθήματα του προγράμματος σπουδών του σχολείου με θέμα «αναφοράς σε έναν υπολογιστή» (Βαθμός 9) αριθμούς κινητής υποδιαστολής δεν θεωρούνται. Λειτουργίες μαζί τους είναι αρκετά πολύπλοκη και χρησιμοποιούνται, για παράδειγμα, σε ηλεκτρονικά παιχνίδια. Με την ευκαιρία, λίγο αποσπούν την προσοχή από το θέμα, θα πρέπει να πούμε ότι για τις κάρτες γραφικών σύγχρονη ένας από τους κύριους δείκτες επιδόσεων είναι η ταχύτητα των συναλλαγών είναι με αυτούς τους αριθμούς.

Εδώ χρησιμοποιούμε την εκθετική μορφή, στην οποία μπορεί να αλλάξει η θέση της υποδιαστολής. Δεδομένου ότι η βασική φόρμουλα, που δείχνει μία αναπαράσταση οποιουδήποτε αριθμού δέχθηκε μια _{^{ακόλουθα: Α = m A * q P}} , όπου το m _Α - είναι η mantissa, q ^P - είναι μια radix, και Ρ - αύξουσα σειρά των.

Η mantissa πρέπει να πληροί την απαίτηση του q ^-1 ≤ | m _A | <1, τότε πρέπει να υπάρχει κατάλληλη δυαδική κλάσμα που περιέχει το ψηφίο μετά την υποδιαστολή, το οποίο είναι διαφορετικό από το μηδέν, και η σειρά των - έναν ακέραιο αριθμό. Και κάθε κανονικοποιημένη δεκαδικός αριθμός μπορεί να είναι αρκετά εύκολο να φανταστεί κανείς σε εκθετική μορφή. Και ο αριθμός αυτού του τύπου έχουν μέγεθος 4 ή 8 bytes.

Για παράδειγμα, ο δεκαδικός αριθμός 999.999 σύμφωνα με τον τύπο με μία κανονικοποιημένη mantissa θα μοιάζει 0,999999 _~ 10 ^3.

Εμφάνιση των δεδομένων κειμένου: ένα κομμάτι της ιστορίας

Οι περισσότεροι από όλους τους χρήστες των συστημάτων ηλεκτρονικών υπολογιστών εξακολουθούν να χρησιμοποιούν τις πληροφορίες δοκιμής. Και δείτε το έγγραφες πληροφορίες στον υπολογιστή αντιστοιχεί στις ίδιες δυαδικό αρχές κώδικα.

Ωστόσο, λόγω του γεγονότος ότι σήμερα μπορούμε να υπολογίζουμε πολύ γλώσσες στον κόσμο, για να αντιπροσωπεύουν πληροφορίες κειμένου χρησιμοποιεί ειδικό σύστημα κωδικοποιήσεις ή πίνακες κωδικών. Με την έλευση του MS-DOS θεωρήθηκε ένα βασικό πρότυπο που κωδικοποιεί CP866, και οι υπολογιστές Mac της Apple θα χρησιμοποιήσει δικό της πρότυπο. Ενώ μια ειδική ISO 8859-5 κωδικοποίηση εισήχθη στη ρωσική γλώσσα. Ωστόσο, με την ανάπτυξη της τεχνολογίας των υπολογιστών είναι απαραίτητο για την εισαγωγή νέων προτύπων.

ποικιλία από κωδικοποιήσεις

Για παράδειγμα, στα τέλη της δεκαετίας του 90-ες του περασμένου αιώνα υπήρχε μια καθολική κωδικοποίηση Unicode, το οποίο μπορεί να χειριστεί όχι μόνο δεδομένα κειμένου, αλλά και ήχου και βίντεο. ιδιαιτερότητα του είναι ότι ένα ενιαίο χαρακτήρα διατέθηκαν περισσότερα από ένα κομμάτι, αλλά δύο.

Λίγο αργότερα, υπάρχουν και άλλες ποικιλίες. Για συστήματα που βασίζονται στα Windows, η πλέον χρησιμοποιούμενη είναι η κωδικοποίηση CP1251, αλλά για τη ρωσική γλώσσα και εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από koi-8P - κωδικοποίηση, η οποία εμφανίστηκε στα τέλη της δεκαετίας του '70 και του '80 χρησιμοποιήθηκαν ενεργά ακόμη και σε συστήματα που βασίζονται σε UNIX.

Η ίδια πληροφορία σε μορφή κειμένου αναπαράσταση ενός υπολογιστή με βάση τον πίνακα ASCII, συμπεριλαμβανομένης μιας βάσης και ένα εκτεταμένο τμήμα. Η πρώτη περιλαμβάνει κωδικούς από 0 έως 127, το δεύτερο - από 128 έως 255. Ωστόσο, τα πρώτα κωδικοί εύρος 0-32 αποσυρθεί πέραν των συμβόλων που έχουν εκχωρηθεί στα πλήκτρα ενός προτύπου πληκτρολογίου και τα πλήκτρα λειτουργιών (F1-F12).

Γραφικά: τα βασικά είδη

Όσο για τα γραφικά, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως στο σημερινό ψηφιακό κόσμο, υπάρχουν κάποιες αποχρώσεις. Αν κοιτάξετε τη γραφική αναπαράσταση των πληροφοριών σε έναν υπολογιστή, θα πρέπει να πληρώσετε πρώτα προσοχή στα βασικά είδη εικόνων. Μεταξύ αυτών είναι δύο βασικοί τύποι - διάνυσμα και ράστερ.

Διανυσματικά γραφικά που βασίζονται στη χρήση των πρωτόγονων μορφών (γραμμές, κύκλοι, καμπύλες, πολύγωνα, και ούτω καθεξής. Δ), πλαίσια κειμένου και καλύπτει ένα συγκεκριμένο χρώμα. Οι εικόνες bitmap βασίζονται στη χρήση ενός ορθογώνιου πλέγματος, κάθε στοιχείο του οποίου ονομάζεται ένα pixel. Επιπλέον, για κάθε στοιχείο, μπορείτε να ρυθμίσετε τη φωτεινότητα και το χρώμα.

εικόνα διάνυσμα

Σήμερα, η χρήση του φορέα έχει μια περιορισμένη περιοχή. Είναι καλό, για παράδειγμα, κατά τη δημιουργία τεχνικών σχεδίων και διαγραμμάτων, ή για δισδιάστατη ή τρισδιάστατη μοντέλα των αντικειμένων.

Παραδείγματα στάσει σχήματα φορέα είναι μορφές όπως PDF, WMF, PCL. Για τη μετακίνηση σχήματα κυρίως χρησιμοποιημένο πρότυπο Macromedia Flash. Αλλά αν μιλάμε για την ποιότητα ή την εκτέλεση των πιο σύνθετες λειτουργίες από ό, τι στην ίδια κλίμακα, είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε σχήματα ράστερ.

bitmaps

Με αντικείμενα ράστερ είναι πολύ πιο περίπλοκη. Το γεγονός ότι η παρουσίαση των πληροφοριών στη μήτρα υπολογιστή που βασίζεται περιλαμβάνει τη χρήση των πρόσθετων παραμέτρων - βάθος χρώματος (ποσοτική έκφραση των χρωμάτων παλέτα) σε bits, και το μέγεθος της μήτρας (αριθμός των pixels ανά ίντσα, που αναφέρεται ως DPI).

Δηλαδή, η παλέτα μπορεί να αποτελείται από 16, 256, 65.536 ή 16.777.216 χρώματα, και η μήτρα μπορεί να ποικίλει, αλλά η πιο κοινή ονομάζεται ανάλυση 800x600 pixels (480 000 pixels). Σύμφωνα με αυτούς τους δείκτες για να καθορίσει τον αριθμό των bits που απαιτούνται για την αποθήκευση του αντικειμένου. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιούμε πρώτα τον τύπο N = 2 ^Ι, στις οποίες Ν - είναι ο αριθμός των χρωμάτων, και Ι - είναι ένα βάθος χρώματος.

Στη συνέχεια υπολογίζεται το ποσό των πληροφοριών. Για παράδειγμα, για να υπολογίσει το μέγεθος της εικόνας αρχείο που περιέχει 65.536 χρώματα και μια μήτρα των 1024x768 pixels. Η λύση είναι η εξής:

• Ι = log ₂ 65536, δηλαδή 16 bits?
• ο αριθμός των pixel 1024 _* 768 = 786 432?
• χωρητικότητα μνήμης είναι 16 bits _* 786 432 = 12 582 912 bytes, το οποίο αντιστοιχεί σε 1.2 Mb.

Ποικιλία ήχου: η κύρια κατεύθυνση της σύνθεσης

Παρουσίαση των πληροφοριών σε έναν υπολογιστή, που ονομάζεται ήχου, υπόκεινται στις ίδιες βασικές αρχές που έχουν περιγραφεί παραπάνω. Αλλά, όπως και για κάθε άλλη μορφή πληροφοριών αντικείμενα για να εκπροσωπεί τον ήχο, επίσης, χρησιμοποιούνται πρόσθετα χαρακτηριστικά τους.

Δυστυχώς, υψηλής ποιότητας αναπαραγωγή ήχου και εμφανίστηκε στην τεχνολογία των υπολογιστών στην τελευταία. Ωστόσο, εάν η αναπαραγωγή έχει τα πήγε πιο φτωχά, η σύνθεση πραγματικό ήχο μουσικό όργανο ήταν πρακτικά αδύνατη. Ως εκ τούτου, ορισμένες δισκογραφικές εταιρείες έχουν εισαγάγει τα δικά τους πρότυπα. Σήμερα, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο, η σύνθεση FM και μέθοδος τραπέζι-κύματος.

Στην πρώτη περίπτωση αυτό σημαίνει ότι οποιοδήποτε φυσικό ήχο, ο οποίος είναι συνεχής, μπορεί να αναλυθεί σε ένα ορισμένο ακολουθία (αλληλουχία) τις απλούστερες αρμονικές χρησιμοποιώντας μία μέθοδο δειγματοληψίας και να παράγει παρουσίαση των πληροφοριών στη μνήμη του υπολογιστή με βάση τον κώδικα. Για να παίξετε χρήση της αντίστροφης διαδικασίας, αλλά στην προκειμένη περίπτωση, η αναπόφευκτη απώλεια του μερικά από τα στοιχεία που εμφανίζονται στην ποιότητα.

Όταν η σύνθεση πίνακα κύματος υποτίθεται ότι υπάρχει μια προ-δημιουργήθηκε πίνακας με παραδείγματα από τον ήχο των ζωντανών οργάνων. Τέτοια παραδείγματα ονομάζονται δείγματα. Την ίδια στιγμή για να παίξει με την ομάδα του MIDI (Musical Instrument Digital Interface) χρησιμοποιείται αρκετά συχνά για να αντιληφθεί από τον κωδικό τύπου του οργάνου, πίσσα, τη διάρκεια, την ένταση του ήχου και τη δυναμική της αλλαγής, οι ρυθμίσεις του περιβάλλοντος και άλλα χαρακτηριστικά. Χάρη σε αυτό το είδος του ήχου κοντά αρκετά κοντά στο φυσικό.

σύγχρονα φορμά

Ενώ παλαιότερα η βάση για την τυπική WAV έχει ληφθεί (στην πραγματικότητα, η πολύ καλή και έχει τη μορφή ενός κύματος), με την πάροδο του χρόνου έγινε πολύ ενοχλητικό, έστω και μόνο λόγω του γεγονότος ότι τα εν λόγω αρχεία καταλαμβάνουν πολύ χώρο στο μέσο αποθήκευσης.

Με τον καιρό, οι τεχνολογίες για τη συμπίεση αυτή τη μορφή. Κατά συνέπεια, άλλαξε και μορφοποιεί τον εαυτό τους. Το πιο γνωστό σήμερα μπορεί να ονομαστεί MP3, OGG, WMA, FLAC και πολλά άλλα.

Ωστόσο, μέχρι τώρα οι κύριες παράμετροι του κάθε αρχείου ήχου παραμένει συχνότητας δειγματοληψίας (44,1 kHz είναι στάνταρ, αν και οι τιμές μπορούν να βρεθούν ανωτέρω και κατωτέρω), και ο αριθμός των επιπέδων σήματος (16 bits, 32 bits). Κατ 'αρχήν, μια τέτοια ψηφιοποίησης μπορεί να ερμηνευθεί ως μια αναπαράσταση των πληροφοριών στην ακουστική υπολογιστή τύπου βάσει του αναλογικού πρωτογενές σήμα (στη φύση οποιουδήποτε ήχου είναι αρχικά αναλογική).

παρουσίαση βίντεο

Αν τα ηχητικά προβλήματα επιλύθηκαν αρκετά γρήγορα, το ό, τι το βίντεο δεν ήταν τόσο ομαλή. Το πρόβλημα ήταν ότι το κλιπ, μια ταινία ή ένα τηλεοπτικό παιχνίδι είναι ένας συνδυασμός εικόνας και ήχου. Φαίνεται ότι αυτό θα μπορούσε να είναι πιο απλό από το να συνδυάζουν κινούμενα αντικείμενα εικόνα με κλίμακα; Όπως αποδείχθηκε, αυτό ήταν ένα πραγματικό πρόβλημα.

Το μόνο που έχει σημασία είναι ότι από τεχνική άποψη, αρχικά για να θυμόμαστε το πρώτο καρέ κάθε σκηνής, που ονομάζεται ένα κλειδί, και μόνο τότε να διατηρηθούν οι διαφορές (διαφορά καρέ). Και τι είναι πιο επώδυνη, ψηφιοποιημένο ή να δημιουργηθούν βίντεο που λαμβάνεται ένα τέτοιο μέγεθος που να τις αποθηκεύσετε στον υπολογιστή σας ή αφαιρούμενα μέσα ήταν απλώς αδύνατο.

Το πρόβλημα λύθηκε όταν εμφανίστηκε μορφή AVI που αντιπροσωπεύει μια ορισμένη καθολική δοχείο, που αποτελείται από ένα σύνολο μπλοκ τα οποία μπορούν να αποθηκεύονται σε ένα αυθαίρετο πληροφοριών, έτσι ακόμη και συμπιέζεται με διαφορετικούς τρόπους. Έτσι, ακόμη και τα αρχεία του ίδιου μορφή AVI μεταξύ τους μπορεί να ποικίλλει σημαντικά.

Και σήμερα μπορείτε να συναντήσετε πολλές άλλες δημοφιλείς μορφές βίντεο, αλλά και για όλα αυτά που χρησιμοποιούνται δικές τους παραμέτρους και τις τιμές των παραμέτρων, μεταξύ των οποίων είναι ο αριθμός των καρέ ανά δευτερόλεπτο.

Κωδικοποιητές και αποκωδικοποιητές

Παρουσίαση των πληροφοριών στον υπολογιστή, όπως το σχέδιο είναι αδύνατο να φανταστεί κανείς χωρίς τη χρήση των codecs και αποκωδικοποιητές που χρησιμοποιούνται για την συμπίεση και αποσυμπίεση του αρχικού περιεχομένου κατά τη διάρκεια της αναπαραγωγής. πολύ το όνομά τους υποδηλώνει ότι κάποια κωδικοποίηση (συμπίεση) το σήμα, το δεύτερο - το αντίθετο μάλιστα - αποσυσκευασίας.

Είναι αυτοί που είναι υπεύθυνοι για το περιεχόμενο των δοχείων οποιουδήποτε μεγέθους, καθώς και να καθορίσει το μέγεθος του τελικού αρχείου. Επιπλέον, ο σημαντικός ρόλος που διαδραματίζει η παράμετρος ανάλυσης, όπως ενδείκνυται για raster γραφικά. Σήμερα, όμως, μπορεί ακόμη και να ανταποκριθεί UltraHD (4k).

συμπέρασμα

Αν κάποιο βαθμό Συνοψίζοντας τα παραπάνω, μπορεί να σημειωθεί μόνο ότι τα σύγχρονα συστήματα πληροφορικής αρχικά εργάζονται αποκλειστικά στην αντίληψη ενός δυαδικού κώδικα (αλλιώς απλά δεν καταλαβαίνουν). Και η χρήση του δεν βασίζεται μόνο την παροχή πληροφοριών, αλλά και όλες τις γνωστές γλώσσες προγραμματισμού σήμερα. Έτσι, αρχικά, για να καταλάβει πως όλα τα έργα, είναι αναγκαίο να συλλάβει την ουσία της χρήσης των ακολουθιών της μονάδες και μηδενικά.