Двоичное кодирование информации в компьютере

1. Двоичное кодирование информации в компьютере

2. 1. Компьютер может обрабатывать: числовую текстовую графическую информацию. звуковую есть импульс (1) нет импульса (0) видео Информация кодируется в последовательности электрических импульсов:

3. 1 0 1 1 0 0 1 1 . . . ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ есть импульс (1) нет импульса (0) Логическая последовательность нулей и единиц МАШИННЫЙ ЯЗЫК

4. Информация в компьютере представлена в ДВОИЧНОМ КОДЕ, алфавит которого состоит из двух цифр: 0 1 bit(BInary digiT) – двоичный разряд Каждая цифра несёт количество информации, равное 1 биту Бит — наименьшая единица измерения объема информации. Следующая единица — 1 байт = 23 бит = 8 бит.Далее:

5. 2. Представление числовой информации в компьютере ЧИСЛА В КОМПЬЮТЕРЕ ПРЕДСТАВЛЯЮТСЯ: в естественной форме в экспоненциальной форме 13000000000000000 0,00000000000000013 1,3 · 1016 1,3 · 10-16обычная 1.3Е16 1.3Е10-16 компьютерная

6. 3. Представление чисел в компьютере в естественной форме хранение и обработка целых чисел для целых положительных: 1 ячейка памяти (1 байт = 8 бит) для целых отрицательных: 2 ячейки памяти (2 байта = 16 бит) для больших целых чисел: 4 ячейки памяти (4 байта = 32 бита) Следовательно, максимальное двоичное число равно: А2 = 1 · 230 + 1 · 229 + … + 1 · 20 Диапазон изменения составляет от –2147483647 до 2147483647 (231 – 1)

7. 4. Представление чисел в компьютере в экспоненциальной форме "числа с плавающей точкой" Числа одинарной точности – 4 ячейки памяти (32 бита) Числа двойной точности – 8 ячеек памяти (64 бита) 64 бита: Диапазон чисел, представляемых в экспоненциальной форме: от –0,556268464626800 · 10-308 до 1,79769313486232 · 10308

8. десятичный код от 0 до 255 двоичный код от 00000000 до 11111111 символ декодирование 5. Двоичное кодирование текстовой информации 1 символ = 1 байт = 8 бит Сколько различных символов можно закодировать? N = 2I = 28 = 256 символов человек компьютер

9. Кодовая таблица – соглашение, фиксирующее присвоение символу конкретного кода Таблицы кодировок для русских букв: КОИ-8, СР1251, СР866, Мак, ISO

10. Кодировка ASCII Кодировка КОИ8 – Код обмена информацией, 8-битный. (Применялась еще в 70-ые годы на компьютерах серии ЕС ЭВМ, а с середины 80-х стала использоваться в первых русифицированных версиях операционной системы UNIX.) Кодировка СР 1251 – "CP" означает "Code Page", "кодовая страница". (кодировка Microsoft Windows ) Одному и тому же коду в различных кодировках соответствуют различные символы

11. 6. Двоичное кодирование графической информации Пространственная дискретизация: • Изображение разбивается на маленькие фрагменты (точки); • Каждому элементу присваивается значение его цвета (код цвета). Качество кодирования тем выше: • Чем большее количество точек составляет изображение (т.е. размер точки меньше); • Чем большее количество цветов (большее количество возможных состояний точки изображения) используется.

12. Формирование растрового изображения Растровое изображение формируется из определённого количества строк, которые содержат определённое количество точек (пикселей) разрешающая способность экрана глубина цвета (количество точек, из которого складывается изображение) (используемое количество бит для кодирования цвета точки) Качество изображения 640  480 точек 800  600 точек 1024  768 точек 1280  1024 точек

13. Кодирование чёрно-белого изображения (каждая точка = 1 бит) Кодирование цветного изображения (каждая точка = 24 бит)

14. 7. Двоичное кодирование звуковой информации ЗВУК – звуковая волна с непрерывно меняющейся амплитудой (громкость звука) и частотой (высота звука) Непрерывный звуковой сигнал  последовательность электрических импульсов (или двоичный код [0 и 1])

15. Непрерывный звуковой сигнал дискретизируется по времени (временная дискретизация звукового сигнала): непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участочки (t), на каждом из которых устанавливается определённая амплитуда (A(t)). Гладкая кривая «заменена» «ступеньками» Каждой ступеньке присвоен уровень громкости Чем больше уровней громкости («глубина» кодирования звука), тем выше качество звука При 16-битной глубине кодирования количество уровней громкости: N = 216 = 65536 Чем выше частота дискретизации (количество измерений уровней громкости), тем выше качество звука Количество измерений в секунду лежит в диапазоне от 8000 до 48000, иначе – частота дискретизации принимает значения от 8 до 48 Гц

16. Звуковой редактор Cool Edit 2000. Зависимость амплитуды сигнала от времени с точками дискретизации для двух каналов.