Kódování - to ... orientačních systémů: kódování informací

Kódování informace - neuvěřitelně široká oblast znalostí. Samozřejmě, že je přímo spojena s rozvojem digitálních technologií. Mnoho moderních škol je nejoblíbenější téma the - kódování informace. Dnes se budeme učit základní výklad tohoto jevu ve vztahu k různým aspektům počítačů. Pokusíme se odpovědět na otázku: „Kódování - proces, metoda nástroj nebo všechny tyto věci najednou“

Nul a jedniček

Téměř každý typ dat , která se zobrazí na obrazovce počítače, tak či onak představují binární kód skládající se z nul a jedniček. Je to nejjednodušší, „low-level“ cesta k šifrování dat, který umožňuje PC ke zpracování dat. Binární kód je univerzální: je srozumitelná všem, bez výjimky, počítače (ve skutečnosti, to je důvod, proč to bylo vytvořeno - normalizovat využívání informací v digitální podobě).

Základní jednotka, která používá binární kódování - je to trochu (od slov „binární číslice“ - „Dvouciferný“). To se rovná 0 nebo 1. Obecně, jednotlivě bity nepoužívá a kombinované v 8-číselného kódu - bytů. V každém z nich, a tak může obsahovat až 256 kombinací nul a jedniček (2 až 8. výkonu). Pro záznam značné množství informací se používají, obvykle ne izolované bajtů, a vyšší hodnota - s předponami „kilo“, „mega“ „giga“, „Tera“, atd., Z nichž každý je 1000 krát větší než předchozí .. ,

kódování textu

Nejběžnějším typem digitálních dat - text. Jak je to kódování? Je to dost snadné vysvětlit proces. V dopise, interpunkční znaménko, čísla nebo symboly mohou být kódovány pomocí jednoho nebo více bytů, to znamená, že počítač je vidí jako jedinečnou sekvenci nul a jedniček, a pak, v souladu se stanoveným algoritmem detekce je zobrazeno. Existují dva hlavní světový standard „šifrování“ computer text - ASCII a UNICODE.

ASCII systém, každý znak je kódován pouze jednoho bajtu. To znamená, že v této normě, můžete „šifrovat“ 256 znaků - to je víc než dost pro zobrazení symboly většiny světových abeced. Samozřejmě, že všechny stávající národní písmeno systém dnes nezapadá do tohoto zdroje. Proto každému písmu vytvořila vlastní „subsystému“ šifrování. To se děje informace zakóduje pomocí znakové systémy, uzpůsobené národním vzorky psaní. Nicméně, každý z těchto systémů, na oplátku, je součástí globálního standardu ASCII přijat na mezinárodní úrovni.

Jako součást ASCII systému, to je zdroj 256 znaků je rozdělen do dvou částí. První 128 - jsou symboly vyhrazené pro anglické abecedy (A až Z), stejně jako čísla, základní interpunkční znaménka a některé další znaky. Druhé 128 bajtů je vyhrazeno v pořadí, v rámci národního písmenem systému. Jedná se o „sub-systém“ pro non-anglické abecedy - Ruština, hindština, arabština, japonština, čínština a mnoho dalších.

Každý z nich je zastoupena v podobě samostatných kódovacích tabulek. To znamená, že se může stát (a obvykle se to stane), takže stejná posloupnost bitů bude zodpovědný za různých písmen a symbolů ve dvou samostatných ‚národních‘ stolů. Navíc vzhledem k zvláštnosti vývoje IT-koule v různých zemích, i když jsou rozdílné. Například v ruském jazyce nejčastější dva kódovací systémy: Windows-1251 a KOI-8. Nejprve přišla později (stejně jako její vlastní melodie s operačním systémem), ale nyní mnozí IT odborníci používají na základě priorit. Počítač tedy, že může být zaručena přečíst ruský text by měl být schopen správně identifikovat obě tabulky. Ale zpravidla žádné problémy s ním (v případě potřeby moderního operačního systému PC).

Kódování textu Způsoby zlepšení po celou dobu. Kromě „jednobajtové“ ASCII systému, který může zvládnout pouze 256 hodnoty pro znaky, je zde také „dvoubajtové“ UNICODE systém. Je snadné si spočítat, že umožňuje kódování textu v částce rovnající se 2 až 16. stupni, tedy 65.000. 536. V něm zase mají zdroje současně kódují prakticky všech existujících národních abeced světa. Používání UNICODE není méně časté než zapojení „klasické“ ASCII standard.

kódování grafů

Definovali jsme, jak se „šifrovaný“ text a v tomto případě jsou použité bajtů. Stejně jako je tomu u digitálních fotografií a obrázků? Je také docela jednoduché. Stejným způsobem, jako se to děje s textem, hlavní roli v kódování počítačové grafiky hrát všechny stejné bajtů.

Proces digitálního zpracování obrazu je obecně podobné mechanismy, jimiž provozuje televizi. Na televizní obrazovce, Podíváme-li se, obraz se skládá z většího počtu jednotlivých pixelů, které dohromady tvoří rozpoznatelný tvar na dálku oka. Televize matrice (nebo CRT projektor) vysílače přijímá horizontální a vertikální souřadnice každého bodu a obraz se postupně buduje. Počítačová grafika princip kódování funguje stejným způsobem. „Šifrování“ bytů obrázků na základě přiřazení každého z bodů obrazovky odpovídajících souřadnic (a barvu každého z nich). Je to jednoduché podmínky. Samozřejmě, grafika kódování - tento proces je mnohem složitější, než ve stejném textu.

Metoda příslušných referenčních souřadnic bodů a barva parametry se nazývá „bitmap“. Stejně jména mnoha formátů počítačové grafiky. Souřadnice každého pixelu a jejich barva se zaznamenává v jednom nebo více bytů. Co určuje číslo? Hlavně na tom, kolik odstínů barvy budou „šifrovat“. Jeden bajt je známo - je 256 hodnot. Pokud budeme mít dostatek fotky vybudování takového velkého množství odstínů - se nám podaří tento zdroj. Zejména v našem držení, může být 256 odstínů šedi. A to bude stačit k zakódování téměř jakýkoliv černo-bílé obrazy. Na druhé straně, barevné obrazy zdroje nestačí: lidské oko, jak víte, je schopen rozlišit až několik desítek milionů barev. Proto potřebuje „nouzový“ není 256 hodnot a ve stovkách tisíc krát více. Proč se aktivuje k zakódování body ani jeden byte, ale několik: dnes na stávajících norem, může být 16 (lze „šifrovat“ 65 K 536 barev.) Nebo 24 (777 tisíc až 16 milionů 216 odstínů.).

Na rozdíl od textových standardy, rozmanitost, která je srovnatelná s řadou světových jazyků, s kresbou věci trochu jednodušší. Mezi nejběžnější formáty souborů (například JPEG, PNG, BMP, GIF, a tak dále. D.) uznány na většině počítačů obecně stejně dobře.

Na tom není nic složité, aby pochopil, kódování se provádí na některých principech grafických informací. Třída 9 jakýkoliv průměrný ruská škola obvykle zahrnuje kurzy v oblasti informatiky, kde jsou popsané tyto technologie v nějakém detailu je velmi jednoduchý a srozumitelný jazyk. Existují také specializované vzdělávací programy pro dospělé - jsou organizují univerzity, vysoké školy, nebo také škola.

Proto se moderní Rus je místo, kde získat poznatky o kódy, které mají praktický význam z hlediska počítačové grafiky. A pokud chcete, aby se seznámili se základními problémy, můžete získat dostupné školicí materiály. K těm patří například kapitola „Kódování grafických informací (9. ročník učebnice“ Informatika a ICT „napsal Ugrinovich ND).

Kódování zvukových dat

Počítač pravidelně používá pro poslech hudby a dalších zvukových souborů. Stejně jako je tomu v případě textu a grafiky, některý zvuku na vašem PC - je to všechno stejné bajtů. Oni, podle pořadí, „dešifrovat“ zvuková karta a další čipy a přeměněn na slyšitelný zvuk. Princip zde je zhruba stejná jako v případě gramofonových desek. Je známo, že každý zvuk odpovídá mikroskopické drážek na plastu, který je rozpoznáván čtenáře a vyjádřil. V počítači všechny vypadá. Pouze drážky hrát roli bytů v přírodě, které, jako je tomu v případě textu a obrázků, je binární kódování.

Pokud se v případě, že počítač jako jednotka prvku vyčnívá bodu, kdy zvukový záznam je takzvaný „počítat“. To je obecně předepsán dva bajty, vytváří až 65 tisíc. 536 microvibrations zvuk. Nicméně, na rozdíl od, jak k tomu dochází při stavbě obrázků ke zlepšení kvality zvuku se provádí není přidáním dalších bajtů (tam jsou, samozřejmě, a víc než dost), a zvýšení počtu „počítá“. I když v některých audio systémů bajtů se používá méně a více. Když se provede kódování zvuku, standardní jednotka byte „toku“ provádí jednu sekundu. Microvibrations tj šifrované pomocí 8.. Impulzy za sekundu, bude zřejmě nižší kvality než zvukovou sekvencí kódovanou 44 tisíc. „Přepočet“.

Mezinárodní standardizace zvukových souborů, stejně jako v případě grafiky, je dobře vyvinuté. Existuje několik standardních formátů audio nosičů - MP3, WAV, WMA, si užil po celém světě.

kódování videa

Jakási „hybridního systému“, ve kterém je zvuk v kombinaci s šifrovacím kódování obrazu, který se používá v počítačových videa. Obvykle filmy a videa se skládají ze dvou typů dat - je samo o sobě zvuk a doprovodné videa. Jako „šifrovaný“ první složka, my jsme řekli výše. Druhý o něco složitější. zde Zásady jsou jiné, než obsahuje grafický kódování zmíněných výše. Ale díky univerzálnosti „koncepce“ bajtů jsou mechanismy, je zcela pochopitelné a logické.

Připomeňme si, jak vytvořit film. To není nic jiného než řada jednotlivých snímků (které jsou obvykle 24). Zcela stejným způsobem uspořádány počítačové videa. Každý snímek - je obrázek. O tom, jak se staví pomocí bytů jsme identifikovali výše. Na druhé straně, přítomný ve video kódu definované oblasti, která umožňuje vazbu mezi jednotlivým rámů. Druh digitální náhrada za film. (Stejné body za obrazy a počty pro zvuk, jako je tomu v „film“ a videosekvence ve formátu klipy), je považován za samostatný jednotka video streamu rám. Poslední z nich za druhé, v souladu s uznávanými standardy, může být 25 nebo 50.

Stejně jako v případě zvuku, existují společné mezinárodní standardy pro video - MP4, 3GP, AVI. Výrobci filmů a reklam se snaží vyrobit vzorky médií, které jsou kompatibilní s větším počtem počítačů. Tyto formáty souborů - mezi nejoblíbenější, otevřeli téměř na všech moderních PC.

komprese dat

elektronická paměť je prováděna na různých médiích - disky, flash disky, atd Jak jsme již uvedli výše, bajtů, jako pravidlo, „zarostlé“ předpony „mega“, „giga“, „tera“, etc. V některých případech .... soubory hodnota zakódovaná je, že místo nich s dostupnými zdroji nemůže být na disku. Pak použít různé typy komprese dat technik. Oni jsou ve skutečnosti také kódování. To je - jiný možný výklad tohoto pojmu.

Existují dva základní mechanismy pro kompresi dat. Na první z nich je napsáno v bitové sekvenci „zabalené“ forma. To znamená, že počítač nemůže číst obsah souborů (hraje ji jako textu, fotografií nebo videa), pokud nechcete provést postup „rozbalení“. Program, který komprimuje data tímto způsobem se nazývá data logger. Jak to funguje, je docela jednoduché. Archivace dat je jedním z nejpopulárnějších způsobů, ve kterých se realizují informace o kódování, školní úrovni počítačové studie povinná.

Jak víme, proces „šifrování“ v normalizovaných souborů bajtů. Vezměte standard ASCII. Chcete-li, řekněme, zašifrovat slovo „ahoj“, musíme 6 bytů, založené na počtu písmen. To je to, kolik prostoru soubor s tímto textem zabere na disku. Co se stane, pokud budeme psát slovo „hi“ 100 krát za sebou? Nic zvláštního - k tomu potřebujeme 600 bajtů, respektive stejné množství místa na disku. Nicméně, my můžeme použít data logger, který vytvoří soubor, což znamená mnohem menší počet bajtů bude „šifrovaný“ tým, který vypadá asi takto: „Dobrý den, vynásobte 100“. Spočítáním počet písmen v této zprávě dospěla k závěru, že aby se takový soubor nahrát, potřebujeme pouze 19 bajtů. A stejné množství místa na disku. Když „rozbalení“ archivní soubor je „dešifrování“, a text se stává zdrojem pohled z „100 ahoj.“ Tím, že pomocí speciálního programu, který používá speciální kódovací mechanismus, můžeme ušetřit značné množství místa na disku.

Výše uvedený postup je dostatečně univerzální: bez ohledu na to, co orientačních systémů používá, kódování informace pro účely komprese je vždy možné prostřednictvím archivace dat.

Jaký je druhý mechanismus? Do jisté míry je to podobné tomu, co se používá v ústředně. Ale jeho zásadní rozdíl je, že komprimovaný soubor by mohla velmi dobře objevit počítač bez procedury „extrakce“. Jak se tento mechanismus funguje?

Jak si pamatujeme, v původní podobě slova „ahoj“ zabírá 6 bajtů. Nicméně, my můžeme jít na triku a napsat to takhle: „prvt“. Zveřejněny 4 bajty. Vše, co zbývá udělat - je „učit“ počítač přidat do procesu zobrazování soubor dopisů, které jsme vyčistit. Je třeba říci, že v praxi procesu „učení“, aby organizovat a to není nutné. Základní mechanismy uznávání chybějící znaky jsou začleněny do nejmodernějšího softwaru pro PC. To znamená, že většina souborů, s nimiž jsme se zabývají každý den, tak či onak byla „šifrovaný“ Na základě tohoto algoritmu.

Samozřejmě, že jsou „hybridní“ kódování informace o systému, který může provádět kompresi dat a zároveň umožňuje oba výše uvedené přístupy. A je pravděpodobné, že bude ještě účinnější, pokud jde o úsporu místa na disku, než individuálně.

Samozřejmě, že pracuje se slovem „ahoj“, jsme se vydali pouze základní principy komprese dat mechanismy. Ve skutečnosti jsou mnohem složitější. Různé systémy kódování informací může nabídnout neuvěřitelně složité mechanismy „komprese“ soubory. Nicméně, vidíme, na úkor toho, co lze udělat, aby se ušetřilo místo na disku, téměř aniž by se uchýlil ke zhoršení kvality informací o počítači. Zvláště významná je role komprese dat při použití obrázků, audio a video - tyto typy dat přes jiné náročných na diskové prostředky.

Co jiného jsou „kódy“?

Jak jsme řekli na začátku, kódování - komplexní jev. Poté, co se zabýval základními principy kódování digitálních dat na bázi bytech můžeme dotknout jinou oblast. To je spojeno s použitím počítačových kódů v mírně odlišných hodnot. Zde, v rámci „kodexu“, máme na mysli to posloupnost jedniček a nul, a sbírku různých písmen a symbolů (které, jak už víme, a proto jsou vyrobeny z 0 a 1), který má praktický význam pro život moderního člověka.

kód

Jádrem práce kteréhokoli počítačového programu je kód. Je napsán v jazyce, kterému počítač rozumí. Počítač, který dešifruje kód, provádí určité příkazy. Výraznou vlastností počítačového programu z jiného typu digitálních dat je, že kód obsažený v něm je schopen sám "dešifrovat" (uživatel potřebuje tento proces spouštět).

Dalším rysem programů je relativní flexibilita použitého kódu. To znamená, že člověk může dát stejným úkolům počítač pomocí dostatečně velkého souboru "frází" a v případě potřeby v jiném jazyce.

Kódovací kód dokumentu

Další prakticky významnou oblastí použití písmenového kódu je vytvoření a formátování dokumentů. Obvykle jednoduché zobrazení znaků na obrazovce nestačí z hlediska praktického významu používání počítače. Ve většině případů by text měl být vytvořen pomocí písma určité barvy a velikosti, doplněné o další prvky (například tabulky). Všechny tyto parametry jsou nastaveny, stejně jako v případě programů, v konkrétních jazycích, které počítač chápe. PC, který rozpoznává "příkazy", zobrazuje dokumenty přesně tak, jak si přeje uživatel. Texty mohou být navíc formátovány stejným způsobem, stejně jako u programů, používají různé sady "frází" a dokonce i v různých jazycích.

Existuje však zásadní rozdíl mezi kódy dokumentů a počítačových programů. Skládá se ze skutečnosti, že první z nich nejsou schopni rozluštit se. Pro otevření souborů s formátovanými texty jsou vždy vyžadovány programy třetích stran.

Šifrování dat

Další interpretací pojmu "kód" pro počítače je šifrování dat. Nad tímto slovem jsme použili synonymum pro termín "kódování", což je přípustné. V tomto případě šifrováním pochopíme jiný druh jevu. Konkrétně se jedná o kódování digitálních dat s cílem zakázat přístup k nim jiným lidem. Ochrana počítačových souborů je hlavní oblastí činnosti v oblasti IT. Toto je vlastně samostatná vědecká disciplína, zahrnuje také počítačové vědy. Kódování souborů, které zabraňují neoprávněnému přístupu, je úkol, jehož význam je prezentován občanům moderních zemí již v dětství.

Jak se používají mechanismy šifrování dat? V zásadě je to stejně jednoduché a srozumitelné jako všechny předchozí, považované za nás. Kódování je proces snadno vysvětlovaný z pohledu základních principů logiky.

Předpokládejme, že musíme poslat zprávu "Ivanov jde do Petrova", aby ji nikdo nemohl přečíst. Věříme, že zašifrujeme zprávu do počítače a zobrazíme výsledek: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". Tento kód je samozřejmě velmi jednoduchý: každá číslice odpovídá pořadovému číslu písmen naší fráze v abecedě. "A" stojí na 10. místě, "B" - na 3, "A" - na 1, atd. Ale moderní počítačové kódovací systémy mohou šifrovat data, takže bude neuvěřitelně těžké najít klíč k nim.