sistemas de este signo … – Codificación: Codificación de la información

Codificación de la información – un increíblemente amplio campo de conocimiento. Por supuesto, está directamente relacionada con el desarrollo de la tecnología digital. Muchas escuelas modernas es el más popular tema – codificación de la información. Hoy vamos a aprender la interpretación básica de este fenómeno en relación con diversos aspectos de las computadoras. Vamos a tratar de responder a la pregunta: "? Codificación – el proceso, método, herramienta o todas estas cosas a la vez"

Ceros y unos

Casi cualquier tipo de datos que se muestra en una pantalla de ordenador, de una manera u otra, representan un código binario que consta de ceros y unos. Es la forma más fácil, "de bajo nivel" para cifrar los datos, lo que permite que el ordenador para procesar los datos. código binario es universal: se entiende por todos, sin excepción, los ordenadores (en realidad, es por eso que se creó – para normalizar el uso de la información en formato digital).

La unidad base, que utiliza una codificación binaria – que es un poco (de las palabras "dígito binario" – "de dos dígitos"). Es igual a 0 ó 1. Generalmente, individualmente los bits no utilizados y combinados en una secuencia de 8 dígitos – bytes. En cada uno de ellos, por lo tanto, puede contener hasta 256 combinaciones de ceros y unos (2 a la octava potencia). Para la grabación de cantidades significativas de información se utilizan, por lo general bytes no aislados, y el valor más grande – con prefijos "kilo", "mega" "giga", "Tera", etc., cada uno de los cuales es 1.000 veces mayor que la anterior .. .

codificación de texto

El tipo más común de datos digitales – un texto. ¿Cómo es la codificación? Es bastante fácil proceso explicable. La carta, marca de puntuacion, números o símbolos se pueden codificar por uno o más bytes, es decir, el ordenador los ve como una única secuencia de ceros y unos, y luego, de acuerdo con el algoritmo de detección establecido se muestra. Hay dos principales estándar mundial "cifrado" texto de ordenador – ASCII y Unicode.

El sistema ASCII, cada carácter es codificado por un solo byte. Es decir, por esta norma, puede "encriptar" 256 caracteres – eso es más que suficiente para mostrar los símbolos de la mayoría de los alfabetos mundo. Por supuesto, todos los sistemas de carta nacional existente hoy en día no se ajusta a este recurso. Por lo tanto, para cada alfabeto creado su propio cifrado "subsistema". Se va codifican información utilizando sistemas de signos, adaptados a las muestras nacionales de la escritura. Sin embargo, cada uno de estos sistemas, a su vez, es parte de un estándar ASCII mundial adoptado internacionalmente.

Como parte del sistema ASCII, este es el recurso de 256 caracteres se divide en dos partes. El primer 128 – son los símbolos reservados para el alfabeto Inglés (A a Z), así como los números, signos de puntuación básicos y algunos otros personajes. Los segundos 128 bytes se reservan, a su vez, en el marco del sistema de carta nacional. Este es el "subsistema" para los alfabetos no ingleses – Russian, hindi, árabe, japonés, chino y muchos otros.

Cada uno de ellos está representado en forma de tablas de codificación separados. Es decir, puede suceder (y suele ocurrir), de manera que la misma secuencia de bits será responsable de diversas letras y símbolos en dos mesas separadas 'nacionales'. Por otra parte, debido a las peculiaridades del desarrollo de IT-esfera en diferentes países, incluso ellos son diferentes. Por ejemplo, para el idioma ruso los dos sistemas de codificación más comunes: Windows-1251 y KOI-8. Primero llegaron más tarde (así como su propia sintonía con el sistema operativo), pero ahora muchos de TI-expertos utilizan de manera prioritaria. Por lo tanto, el equipo que se puede garantizar que leer el texto en ruso debe ser capaz de identificar correctamente las dos tablas. Pero por regla general, no hay problemas con él (si el sistema operativo del PC moderna es necesario).

Texto métodos de codificación mejorando todo el tiempo. Además del sistema ASCII "de un solo byte" que puede manejar sólo 256 valores para los personajes, también hay un "doble-byte" el sistema UNICODE. Es fácil calcular que permite la codificación de texto en una cantidad igual a 2 para el grado 16o, es decir, de 65 mil. 536. En él, a su vez, tiene los recursos para codificar simultáneamente prácticamente todos los alfabetos nacionales existentes en el mundo. Uso de Unicode no es menos común que la participación de la norma ASCII "clásico".

tablas de codificación

Hemos definido cómo el texto "cifrado" y en este caso los bytes usados. Como es el caso de fotografías e imágenes digitales? También es bastante simple. Del mismo modo que ocurre con el texto, el papel principal en la codificación de gráficos por ordenador jugar todos los mismos bytes.

El proceso de la imagen digital en general es similar a los mecanismos mediante los que se ejecuta el TV. En la pantalla de TV, si miramos, la imagen se compone de una pluralidad de píxeles individuales que forman colectivamente una forma reconocible en un ojo distancia. matriz de Televisión (o proyector CRT) del transmisor recibe las coordenadas horizontal y vertical de cada punto y la imagen se acumula gradualmente. gráficos por ordenador principio de codificación funciona de la misma manera. bytes "cifrado" de imágenes en base a la asignación de cada uno de los puntos de trama correspondientes coordenadas (y el color de cada uno de ellos). Se términos simples. Por supuesto, los gráficos codificando – este proceso es mucho más complicado que el mismo texto.

respectivos puntos de referencia de coordenadas Método y los parámetros de color se llama "mapa de bits". Del mismo modo, los nombres de muchos formatos de archivo de gráficos por ordenador. Las coordenadas de cada uno de los píxeles y su color se registra en uno o más bytes. ¿Qué determina el número? Principalmente en el número de tonos de color se "cifrar". Un byte es conocida – es de 256 valores. Si tenemos suficientes fotos de la construcción de un número tan grande de tonos – vamos a gestionar este recurso. En particular, en nuestra posesión puede ser 256 tonos de gris. Y esto será suficiente para codificar casi ninguna imagen en blanco y negro. A su vez, las imágenes en color del recurso no es suficiente: el ojo humano, como usted sabe, es capaz de distinguir hasta varias decenas de millones de colores. Por lo tanto necesita "emergencia" no es 256 valores, y en los cientos de miles de veces más. ¿Por qué se activa para codificar puntos no un byte, sino varias: hoy en día en las normas existentes, no puede haber 16 (puede "encriptar" 65 K 536 colores.) O 24 (777 mil a 16 millones 216 tonos.).

A diferencia de los estándares de texto, la variedad de lo que es comparable con el número de lenguas del mundo, con un dibujo las cosas un poco más fácil. Los formatos de archivo más comunes (como JPEG, PNG, BMP, GIF, y así sucesivamente. D.) se reconocen en la mayoría de los ordenadores en general, igual de bien.

No hay nada complicado con el fin de entender la codificación se lleva a cabo por algunos principios de la información gráfica. Grado 9 cualquier escuela rusa promedio general incluye cursos de informática, donde tales tecnologías se dan a conocer con cierto detalle es muy simple y un lenguaje comprensible. También hay programas de formación especializada para adultos – son universidades organizadoras, colegios, o también la escuela.

Por lo tanto, el hombre ruso moderno es dónde obtener conocimiento acerca de los códigos que tienen un significado práctico en términos de gráficos por ordenador. Y si desea familiarizarse con los conocimientos básicos, puede obtener los materiales de capacitación disponibles. Para aquellos que incluyen, por ejemplo, el capítulo "Codificación de la información gráfica (libro de texto de noveno grado" Informática y TIC ", escrito Ugrinovich ND).

La codificación de los datos de audio

Equipo utilizado regularmente para escuchar a otros archivos de audio y música. Así como es el caso de texto y gráficos, cualquier sonido en su PC – es todos los mismos bytes. Ellos, a su vez, "descifran" tarjeta de sonido y otros chips y se convierten en sonido audible. El principio aquí es aproximadamente la misma que en el caso de placas de gramófono. Se sabe que cada sonido se corresponde con las ranuras microscópicas en el plástico, que es reconocido por el lector, y luego expresó. En el equipo todos se parece. Sólo las ranuras juegan un papel bytes en la naturaleza que, como en el caso de texto e imágenes, es la codificación binaria.

Si en el caso del elemento de unidad de imagen de la computadora sobresale punto, cuando la grabación de sonido es la llamada "contar". En general, se prescribe dos bytes, generando hasta 65 mil. 536 microvibraciones sonido. Sin embargo, en contraste con, como ocurre en la construcción de imágenes para mejorar la calidad del sonido se realiza sin añadir bytes adicionales (hay, obviamente, y más que suficiente), y el aumento del número de "cuentas". Aunque en algunos sistemas de audio bytes se utiliza menos y más. Cuando se realiza la codificación de audio, la unidad estándar de bytes "flujo" realiza un segundo. Microvibraciones es decir, encriptados usando la 8ª. Cuentas por segundo, obviamente, será de calidad inferior a la secuencia de sonido codificada en un 44 por mil. "Cuenta".

La normalización internacional de archivos de audio, así como en el caso de los gráficos, está bien desarrollado. Hay varios formatos estándar de medios de audio – MP3, WAV, WMA, disfrutado por todo el mundo.

codificación de vídeo

Una especie de "esquema híbrido", en el que el sonido se combina con la codificación de cifrado de imágenes, vídeos utilizado en la computadora. Por lo general, las películas y los clips se componen de dos tipos de datos – es en sí mismo un sonido y video que lo acompaña. Como "cifrado" el primer componente, hemos dicho anteriormente. El segundo un poco más complicado. Los principios aquí son diferentes que incluye una codificación gráfica se discutió anteriormente. Pero gracias a la universalidad del "concepto" de bytes son los mecanismos es bastante comprensible y lógica.

Recordemos cómo construir la película. No es nada más que una serie de fotogramas individuales (que son generalmente 24). De la misma manera dispuesta vídeos informáticos. Cada cuadro – es un cuadro. Acerca de la forma en que se está construyendo con la ayuda de bytes, se han identificado anteriormente. A su vez, presente en el código de video región definida, lo que permite la unión entre un fotogramas individuales. Una especie de sustituto digital para la película. Una unidad separada del flujo de vídeo (los mismos puntos para las imágenes y los recuentos de sonido, como en la "película" y la película de formato clips), se considera el marco. El último de un segundo, de acuerdo con los estándares aceptados, puede ser de 25 o 50.

Al igual que en el caso del audio, existen normas internacionales comunes para vídeo – MP4, 3GP, AVI. Los productores de películas y anuncios tratan de producir muestras de medios que son compatibles con un mayor número de equipos. Estos formatos de archivo – entre los más populares, que abrieron en casi cualquier PC moderno.

compresión de datos

almacenamiento de datos informáticos se lleva a cabo en una variedad de medios – discos, unidades de memoria flash, etc. Como hemos dicho anteriormente, bytes, por regla general, los prefijos "maleza" "Mega", "giga", "tera", etc. En algunos casos …. archivos de valor codificado es ese lugar con los recursos disponibles no pueden estar en el disco. A continuación, utilice los diversos tipos de técnicas de compresión de datos. Son, de hecho, también una codificación. Esto es – otra posible interpretación del término.

Existen dos mecanismos básicos para la compresión de datos. En el primero de ellos está escrito en la secuencia de bits "lleno" forma. Es decir, el equipo no puede leer el contenido de archivos (jugar como un texto, imagen o vídeo), si usted no lleva a cabo el procedimiento de "desempaquetar". El programa, que comprime los datos de esta manera se llama un registrador de datos. El funcionamiento es bastante simple. Archivado de datos como una de las maneras más populares en las que para implementar la codificación de la información, informática a nivel de la enseñanza obligatoria.

Como sabemos, el proceso de "cifrado" en los bytes de archivos estandarizados. Tome el estándar ASCII. A, por ejemplo, para cifrar la palabra "hola", necesitamos 6 bytes, con base en el número de letras. Esa es la cantidad de espacio en un archivo de texto con los que se llevará en el disco. ¿Qué pasa si escribimos la palabra "hola" 100 veces en una fila? Nada especial – para esto necesitamos 600 bytes, respectivamente, la misma cantidad de espacio en disco. Sin embargo, podemos utilizar el registrador de datos, lo que creará un archivo, lo que significa un número mucho menor de bytes será "encriptada" equipo que se ve algo como esto: "Hola multiplicar por 100". Contando el número de letras en este informe llegado a la conclusión de que con el fin de grabar un archivo de este tipo, necesitamos sólo 19 bytes. Y la misma cantidad de espacio en disco. Cuando "desempaquetar" el archivo de almacenamiento es un "descifrado", y el texto se convierte en la vista del origen de la "100 hola." De este modo, mediante el uso de un programa especial, que utiliza un mecanismo especial de codificación, podemos ahorrar una cantidad significativa de espacio en disco.

El proceso anterior es lo suficientemente versátil: no importa lo que utilizan los sistemas de signos, la codificación de la información con el propósito de compresión es siempre posible a través de archivado de datos.

¿Cuál es el segundo mecanismo? En cierta medida, es similar al que se usa en el registrador de datos. Sin embargo, su diferencia fundamental es que el archivo comprimido muy bien podría aparecer un ordenador sin procedimiento de "extracción". ¿Cómo funciona este mecanismo?

Como recordamos, en la forma original de la palabra "hola" ocupa 6 bytes. Sin embargo, podemos ir al truco y escribir así: "Priv". Publicado 4 bytes. Todo lo que queda por hacer – es "enseñar" al ordenador para añadir en el proceso de mostrar el archivo de cartas, que nos habían limpiado. Hay que decir que en el proceso de la práctica de "aprendizaje" para organizar y no es necesario. Mecanismos básicos de reconocimiento de los caracteres que faltan son incorporados en el software más moderno para el PC. Es decir, la mayor parte de los archivos con los que nos enfrentamos todos los días, de una manera u otra ha "encriptada" en este algoritmo.

Por supuesto, hay "híbrido" codificación de la información del sistema, que puede realizar la compresión de datos al tiempo que permite tanto de los enfoques anteriores. Y es probable que sea aún más eficaz en términos de ahorro de espacio en disco que forma individual.

Por supuesto, que opera con la palabra "hola", nos propusimos solamente los principios básicos de los mecanismos de compresión de datos. En realidad, son mucho más complicadas. Los diferentes sistemas de información de codificación puede ofrecer una increíblemente complejos mecanismos de archivos de "compresión". Sin embargo, vemos, a expensas de lo que se puede hacer para ahorrar espacio en disco, casi sin tener que recurrir a un deterioro de la calidad de la información en el PC. Especialmente significativo es el papel de la compresión de datos cuando se utilizan imágenes, audio y video – estos tipos de datos más exigentes que otros a los recursos de disco.

¿Qué otra cosa son "códigos"?

Como decíamos al principio, la codificación – un fenómeno complejo. Después de haber tratado con los principios básicos de la codificación de los datos digitales basados en bytes, que se puede tocar otra área. Está conectada con el uso de códigos de computadora en valores ligeramente diferentes. Aquí, bajo el "código", que no significa una secuencia de unos y ceros, y la colección de diferentes letras y símbolos (que, como ya sabemos, y así se hacen de 0 y 1), que tiene una importancia práctica para la vida del hombre moderno.

el código

En el corazón de cualquier programa informático – código. Está escrito en un lenguaje comprensible para el ordenador. PC, descifrar el código se ejecuta ciertos comandos. Una característica distintiva de un programa de ordenador de otro tipo de datos digitales que está contenida en el código que es capaz de "descifrar" en sí (el usuario sólo necesita iniciar el proceso).

Otra característica del programa – en la relativa flexibilidad del código utilizado. Es decir, dar el equipo el mismo trabajo que un hombre puede, usando un gran conjunto de "frases", y si es necesario – y en otro idioma.

documentos de marcado

Otro significado práctico del ámbito de aplicación del código de letras – la creación y el formato de los documentos. Como regla general, una simple pantalla de caracteres en la pantalla no es suficiente desde el punto de vista de la importancia práctica de la PC. En la mayoría de los casos, el texto debe ser construido usando un tamaño de fuente particular y color, estar acompañado de elementos adicionales (tales como, por ejemplo, tablas). Todos estos parámetros se establecen, así como en el caso de programas en lenguajes específicos comprendidos por el equipo. PC, reconociendo el "equipo", muestra el documento exactamente como el usuario desee. Además, el texto se puede formatear de la misma manera, tal como sucede con los programas, utilizando diferentes conjuntos de "frases" e incluso en diferentes idiomas.

Sin embargo, hay una diferencia fundamental entre los códigos de documentos y programas informáticos. Consiste en el hecho de que los primeros no son capaces de descifrar los mismos. Para abrir los archivos con formatos de texto software de terceros siempre es necesario.

cifrado de datos

Otra interpretación del término "código" tal como se aplica a las computadoras – es el cifrado. Anterior, hemos utilizado esta palabra como sinónimo de la expresión "codificación", y es permisible. Aquí, el cifrado nos referimos a un tipo diferente de fenómeno. A saber, la codificación de datos digitales con el fin de prohibir el acceso a ellos por otras personas. Protección de archivos de computadora – las actividades más importantes de la TI-esfera. Esto es realmente una disciplina científica separada que incluye también un ordenador de la escuela. La codificación de archivos con el fin de prevenir el acceso no autorizado – es una tarea, la importancia de que se presenta a los ciudadanos de los Estados modernos en la infancia.

¿Cómo son los mecanismos por los que el cifrado de datos? El principio es tan simple y claro como todos los anteriores, hemos considerado. Codificación – un proceso que es fácilmente explicable en términos de los principios básicos de la lógica.

Supongamos que tenemos que transmitir el mensaje, "Ivanov, Petrov va a la" de manera que nadie podía leerlo. Confiamos en el equipo para cifrar el mensaje y ver el resultado: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". Este código es, por supuesto, es bastante simple: cada número corresponde al número de letras en el alfabeto de nuestras frases. "I" significa en la 10ª posición, "B" – 3 "A" – el 1, etc. Pero sistema de codificación de la computadora moderna puede cifrar los datos para que se va a recoger a la tecla increíblemente difícil …