Кодирование информации

Информация и информационные процессы

Информация для человека – это содержание сигналов (сообщений), воспринимаемых человеком непосредственно или с помощью специальных устройств, расширяющее его знания об окружающем мире и протекающих в нем процессов

Сигналы могут быть непрерывными и дискретными.

Непрерывный сигнал принимает бесконечное множество значений из некоторого диапазона. Между значениями, который он принимает, нет разрывов.

Дискретный сигнал принимает конечное число значений. Все значения дискретного сигнала можно пронумеровать цифрами.

Чтобы лучше понять эти определения представим себе лестницу и наклонную плоскость. На лестнице имеется определенное количество ступенек с фиксированным значением высоты ступеньки, а на наклонной поверхности можно фиксировать бесконечное количество значений высоты.

Информация – это все, что нас окружает.

В информатике наиболее часто используется следующее определение этого термина: Информация — это осознанные сведения об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования.

Информация (от лат. informatio — осведомление, разъяснение, изложение) — в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста.

В узком смысле этого слова — сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. В настоящее время не существует единого определения термина информация. С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим специфическим набором признаков. Информация — совокупность данных, зафиксированных на материальном носителе, сохранённых и распространённых во времени и пространстве.

Виды информации

По способу восприятия человеком информация может быть разделена на следующие виды:

· Визуальная (с помощью органов зрения мы воспринимаем буквы, цифры, рисунки, распознаем цвет, форму, размеры и расположение предметов).

· Аудиальная (с помощью органов слуха мы воспринимаем звуковую информацию – речь, музыку, звуковые сигналы, шум).

· Обонятельная (с помощью органов обоняния мы воспринимаем запахи).

· Вкусовая (с помощью вкусовых рецепторов языка можно получить информацию о вкусовых качествах предметов).

· Тактильная (органы осязания – кончики пальцев и весь кожный покров, дают информацию о температуре предмета, о качестве поверхности).

https://vklasse.online/7-klass/uchebniki/informatika/ll-bosova-ayu-bosova-2013/stranitsa-8

Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информатики, это:

· Графическая или изобразительная — первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира;

· Звуковая — мир вокруг нас полон звуков и задача их хранения и тиражирования была решена с изобретением звукозаписывающих устройств в 1877 г. (см., например, историю звукозаписи на сайте — http://radiomuseum.ur.ru/index9.html); ее разновидностью является музыкальная информация — для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;

· Текстовая — способ кодирования речи человека специальными символами — буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;

· Числовая — количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами — цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;

· Видеоинформация — способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино.

Существуют также виды информации, для которых до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения — это тактильная информация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами и вкусами и др.

Кодирование информации

Информация, вводимая в компьютер должна быть конкретной и однозначной. Издавна люди пользовались шифрами. Самыми простыми и удобными из них были цифровые шифры. Самая разнообразная информация - цвета, ноты, дни недели - может быть представлена в виде цифр.

Код— это правило отображения одного набора объектов или знаков в другой набор знаков без потери информации.

Кодирование— это представление, моделирование одного набора знаков другим с помощью кода. Кодовая таблица — это соответствие между набором знаков и их кодами, обычно разными числами.

Чтобы сохранить какую-либо информацию в компьютере, её надо преобразовать в цифровую, т.е. записать в виде чисел.

Процесс преобразования аналоговой информации в цифровую называется оцифровкой.

Оцифровка выполняется с помощью различных датчиков в зависимости от вида информации.

Голос человека или звучание оркестра может быть оцифровано с помощью микрофона. В микрофоне колебание мембраны, вызванное колебанием звуковых волн, преобразуется в электрические сигналы различной величины, которые обрабатываются с помощью звуковой карты, числовые значения этих сигналов записываются в память компьютера и далее в файл на жесткий диск. Чем чувствительнее микрофон, тем более точно выполняется оцифровка.

Аналогично можно оцифровать графический рисунок с помощью сканера, в котором используется другой датчик - точечный источник света, или с помощью цифровой фото- или видеокамеры. Чем больше разрешение оцифровки, тем более точный рисунок мы получим.

В информатике для кодирования используется двоичный код, в котором применяются только 2 цифры – 0 и 1.

1.1. Понятие bit и bait

С английского языка двоичный код переводится как –

binary digit Þ bitÞ бит

Из этих слов выбрали 3 ключевые буквы и получили – bit.

1 бит – наименьшая единица представления информации.

В одном бите мы можем закодировать только 2 любых символа, или 2 цвета, или 2 ноты и т.д. В машинном представлении это значит, что в компьютере есть электронный элемент - ячейка памяти, в которую мы можем записать только два электрических сигнала разного уровня, один из которых соответствует цифре 1, а другой 0.

Таким образом, в вычислительной технике используется двоичная система счисления и в 1 бите мы можем закодировать только 2 = 21 каких либо значения. Это может быть два символа, 2 цвета, 2 звука и т.д. Проследим, например, на кодировании букв алфавита.

если в ячейке сигнал, соответствующий 0 ® а

если в ячейке сигнал соответствующий 1 ® б

Понятно, что если у нас есть всего 1 бит, то мы можем закодировать только 2 каких-нибудь значения информации. Этого ничтожно мало.

Если мы возьмем 2 бита, то сможем закодировать 4 символа, т.к. в двух битах мы сможем получить 4 = 2² комбинации 0 и 1.

если в ячейке сигнал, соответствующий 0 0 ® а

если в ячейке сигнал соответствующий 0 1 ® б

если в ячейке сигнал соответствующий 1 0 ® в

если в ячейке сигнал соответствующий 1 1 ® г

Если мы возьмем 3 бита, то сможем закодировать 8 = 2³ различных символов.

0 0 0 ® а

0 0 1 ® б

0 1 0 ® в

0 1 1 ® г

1 0 0 ® д

1 0 1 ® е

1 1 0 ® ё

1 1 1 ® ж

4 бита позволит закодировать 2⁴ = 16 различных букв.

2⁵ = 32

2⁶ = 64

2⁷ = 128

Соответственно 8 бит позволит закодировать 2⁸ = 256 различных букв.

Если посмотреть на клавиатуру, то можно легко понять, что для создания текстовых документов необходим вполне конкретный набор символов прописных и строчных латинского и в нашей стране русского алфавита, набора цифр от 0 до 9, символов знаков препинания, математических символов и знаков системных символов.

Получилось, 8 бит вполне достаточно, чтобы закодировать любой символ, перебирая все возможные сочетания 0 и 1.

8 бит, объединенные в единую группу, называются 1 байтом.