| Главная » Файлы » Для вчителя » Інформатика | [ Добавить материал ] |
| [ · Скачать удаленно (77.5 Kb) ] | 30.07.2010, 16:02 |
| § 4. Кодування інформації У цьому параграфі ви вивчите: - кодування числової і текстової інформації; - принципи формування зображення в комп'ютері; - характеристики кольорів; - принципи кодування звуку. Поняття кодування Як сказано раніше, дискретна форма подання інформації забезпечує значні переваги практично у всіх інформаційних процесах. Тому в тих випадках, коли первинний сигнал має аналогову форму, здійснюється його перетворення до дискретного виду. Надалі дискретний сигнал підлягає кодуванню. Кодування — це відображення дискретного повідомлення у вигляді певних сполучень символів. Сукупність правил, за якими виконується кодування, називається кодом (від французького слова соdе — кодекс, звід законів). Інакше кажучи, код — це правило відображення інфор¬мації. Завдяки кодуванню комп'ютер може обробляти різноманітну інформацію: числову, текстову, графічну, звукову, відео. Всім цим видам інформації після кодування надається вигляд послідовності електричних імпульсів, у якій наяв-ність імпульсу позначається одиницею, а його відсутність — нулем. Кодування чисел Через те що комп'ютер оперує з двійковими числами, будь-яку введену до нього інформацію потрібно подавати у вигляді двійкового коду. Наприклад, коли користувач уводить із клавіатури десяткові числа, вони відразу перетворюються на двійкові числа (це процес кодування). З цими числами комп'ютер виконує необхідні арифметичні операції. Отриманий результат комп'ютер можна вивести на екран монітора або на принтер. Щоб користувач зміг зрозуміти виведену інформацію, числа мають бути знову подані в десятковій системі (про¬цес декодування). Існують різні методи перетворення чисел з однієї системи в іншу. Розглянемо найпростіший, що називається ділення на основу. Нехай потрібно перевести в двійкову систему число 47. Виконаємо послідовні ділення на 2, а остачу запи¬шемо в круглих дужках: 47:2=23+(1) 23:2=11+(1) 11:2=5+(1) Тепер випишемо отриману остачу послідовно знизу вгору (адже кожне ділення означає перехід до старшого розряду). У результаті одержимо двійкове число 101111. Можете перевірити, що воно справді дорівнює 47. Зробимо тепер за описаною схемою зворотне перетворення числа 101111 у десяткову систему, пам'ятаючи, що основа «нової» системи дорівнює 10 = (1010)2 101111 : 1010= 100 +(111) 100 : 1010 = 0 + (100) Щоб одержати десяткове зображення числа 47, виразимо остачу в десяткових числах: 100 = 4 і 111 = 7. Максимальне число, яке може обробляти комп'ютер, визначається розрядністю процесора . Процесори перших персональних комп'ютерів (ПК), що з'явилися на початку 80-х років, були 8-розрядними. Тому максимальне оброблюване число не могло перевищувати (1111 1111)2 = 255. Згодом розрядність процесорів зросла: з'явилися 16-, 32- і, нарешті, 64-розрядні процесори. Відповідно зросли і можливості ПК щодо обробки числової інфор-мації. Кодування текстової інформації Кодування тексту, що вводять в комп'ютер, відбувається найпростішим способом: кожному знаку (символу) відповідає двійкове число. Правила відпо-відності або правила кодування записують до таблиці, що називається кодовою. Кодова таблиця — це таблиця, що встановлює відповідність між символами алфавіту і двійковими числами. Ці числа називаються кодами символів і відповідають внутрішньому зображенню символів у комп'ютері. Кодову таблицю називають також кодовою сторінкою. Як працює кодова таблиця? Коли ви натискаєте будь-яку клавішу на клавіатурі, електронна схема клавіатури формує певний двійковий код. Наприклад, якщо ви натиснули на клавішу цифри «І», клавіатура персонального комп'ютера сформує двійковий код 00110001. При натисканні на клавішу «2» утвориться код 00110010 тощо. Залежно від натиснутої клавіші утворюється той чи інший двійковий код, що задається кодовою таблицею. Скільки символів можна закодувати у семирозрядній кодовій таблиці? Ос-кільки за допомогою одного розряду (0 або 1) можна присвоювати номери тільки двом символам, семирозрядні числа дають можливість перенумерувати 27 = 128 символів. Такої кількості можливих кодів вистачає для кодування в таблиці АSСII літер одного алфавіту (англійського), і залишаються ще вільні коди для керуючих і різних спеціальних символів: %, #, &,:, -, ", *, $ та ін. Якщо в комп'ютері потрібно підтримувати два алфавіти, наприклад англій¬ський і російський, то семи розрядів коду (128 символів) уже недостатньо. Тому для кодування символів використовується 8-бітний код. Старші розряди в кодовій таблиці пробігають ряд значень від 0 до 15 (а не від 0 до 7, як у АSCII), Двійковим кодом завдовжки 8 бітів можна закодувати 28 = 256 символів. Кож-ному символу відповідає своя унікальна послідовність із восьми нулів і одиниць, яка може набувати значення від (00000000)2 до (1111111)2. Звичайно для кожного алфавіту розробляється своя кодова сторінка. Перші 128 кодів (перша половина таблиці) призначаються для таблиці АSСII — ці коді є стандартними й обов'язковими для всіх кодових сторінок. Наступні коди — від 128 до 255 (друга половина таблиці) — віддаються під національний стандарт, тобто під алфавіт тієї чи іншої мови. У 90-ті роки було розроблено стандарт Unicode, згідно з яким для подання кожного символу використовуються два байти. Це дає можливість закодувати . дуже велику кількість символів з різних алфавітів (теоретично 216 = 65536 сим¬волів). У документах Unicode можуть застосовуватися, наприклад, математичні символи, кирилиця, латинські та грецькі літери і навіть китайські ієрогліфи. При застосуванні стандарту Unicode немає необхідності у кодових сторінках. Ми описали перетворення символів (або тексту) у двійкові коди, що виконується в пристрої введення. Під час виведення інформації з комп'ютера відбувається зворотне перетворення: двійковий код кожного символу переводиться в звичайне (графічне) зображення так, щоб ця інформація могла бути прочитана людиною. Формування зображення в комп'ютері Зображення на екрані монітора дуже нагадує аркуш паперу в клітинку . Кожна така клітинка зафарбована своїм кольором і називається пікселем. Піксел — це мінімальний елемент зображення, що формується на екрані монітора. Щільно розташовані піксели поліпшують зображення на екрані монітора. Зверніть увагу: на поданому малюнку межа об'єктів схожа на сходинки. Це пов'язано з тим, що щільність пікселів не висока. Висока щільність пікселів утворює чіткішу межу об'єктів зображення. : Щільність пікселів вимірюється як кількість пікселів на одиницю довжини. Найпоширенішими одиницями є так звані dpi ((dots рег іnch — кількість точок на дюйм, 1 дюйм=2,54 см). Одиниця dpi загальноприйнята в галузі комп'ютерної графіки і видавничої справи. Звичайно щільність пікселів для екранного зображення становить 72 dpi або 96 dpi. Найпростішим видом зображення є чорно-біле, що складається з білих і чорних пікселів. Його та¬кож називають бітовим, оскільки воно кодується за допомогою двох цифр: 0 (білий колір) і 1 (чорний колір). Тобто у чорно-бі¬лому зображенні одному пікселу відповідає один біт інформації. Щоб піксели відобра¬жали кольори, із кожним пікселом зв'язується біль¬ше ніж один біт інформації про колір. Наприклад, якщо кожному пікселу при¬писати 4 біти колірної інформації, можна буде відобразити 24 = 16 кольорів. Змішування кольорів Найзручніше подавати кольори як результат змішування основних (базових) кольорів. До таких належать червоний (red), зелений (green) і синій (blue) кольори. Ще один компонент, який бере участь у створенні кольорового зобра¬ження, — це яскравість (intensity — інтенсивність). Змішування кольорів на екрані монітора аналогічне зміщуванню акварель¬них фарб на папері, але з однією відмінністю. Колір акварельних фарб утво¬рюється внаслідок відбиття світла, яке падає на них, тоді як колір на екрані формується в результаті випромінювання світла. Тому, коли ви змішуєте на папері три основні фарби (червону, зелену і синю), то одержуєте чорний колір. А при змішуванні цих самих кольорів максимальної яскравості на екрані утво-рюється білий колір. При змішуванні максимально яскравих червоного і зеленого кольорів утво¬рюється жовтий колір. Якщо ж яскравість червоного і зеленого кольорів неве¬лика, утвориться коричневий колір. Змішування чотирьох основних компонентів кольору можна описати за допомогою табл. 4.2. Табл. 4.2. Кодування кольорів у 4-бітній палітрі Колір Яскравість Червоний Зелений Синій Чорний Сірий Синій Світло-синій Зелений Світло-зелений Блакитний Світло-блакитний * Червоний Рожевий Коричневий Жовтий Пурпуровий Світло-пурпуровий Світло-сірий Білий Розглянемо можливості колірних палітр великого розміру. За допомогою 8 бітів можна відобразити усього 256 кольорів (28 = 256). Цієї кількості кольорів обмаль, щоб одержати якісну картинку на екрані. Однак цілком достатньо, щоб відобразити різні відтінки сірого кольору (усього 256 відтінків). Приклад кар-тинки, отриманої в сірих кольорах. | |
| Просмотров: 400 | Загрузок: 111 | | |