Вы уже знаете один язык, а может быть, даже несколько. Вы знаете некоторые понятия из химии, физики, математики и других наук. Чтобы понимать и использовать компьютерный язык, необходимо знать, как информация представлена в памяти компьютера. В этой статье мы поговорим о представлении текста, графики, звука в компьютере и рассмотрим основные моменты по этой теме.
Введение
Чтобы было намного проще понять, как файлы представлены на компьютере, приведем несколько реальных примеров, с которыми сталкивался каждый:
- Вы хотите перейти дорогу, но когда подходите к перекрестку, останавливаетесь, потому что свет красный. После короткого ожидания светофор меняется на зеленый. Машины замедляют ход, и вы продолжаете свой путь.
- Когда вы едете на работу или в школу, вы очень торопитесь. Участник дорожного движения перед вами движется на низкой скорости. Вы мигаете ему фарами, он уступает дорогу, и вы продолжаете свой путь.
Теперь переведем эти ситуации на компьютерный язык — в этих ситуациях светофор и фары передают код. Красный свет говорит нам об остановке, а мигание светофора — это "код", с помощью которого мы просим предоставить нам право проезда. Возможно, вы удивитесь, узнав, что любой человеческий язык также основан на коде, но символы называются алфавитом. Давайте теперь рассмотрим это определение более подробно. Итак:
Код — это набор обозначений, с помощью которых может быть представлена информация.
Кодирование — это процесс, в ходе которого данные преобразуются в код.
По мере развития информационной сферы исследователи и программисты предложили множество способов кодирования информации. Некоторые из них остались незамеченными, а другие используются и по сей день. Одним из примеров является азбука Морзе, разработанная Сэмюэлем Морзе в 1849 году. Он определяет буквы и цифры тремя символами:
- Тире (длинный сигнал);
- Точка (короткий сигнал);
- Пауза или отсутствие сигнала.
Однако наиболее популярным является "двоичный код", который был предложен Вильгельмом Лейбницем в 17 веке. Информация в нем задается двумя символами — 0 и 1. Программисты очень полюбили этот метод кодирования за его простоту. 0 означает отсутствие сигнала, а 1 — наличие сигнала. Это двоичное представление, которое сегодня используется в ПК и других цифровых устройствах.
Представление и устройство памяти персонального компьютера
Вы, вероятно, знаете, что внутренняя память компьютера состоит из двух частей — основной и оперативной памяти:
Информатика 7 класс (Урок№6 — Единицы измерения информации.)
- Оперативка — энергозависимая часть системы персонального компьютера, в которой хранятся входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.
- Основная — представлена энергонезависимыми устройствами, предназначенными для хранения пользовательских данных типа (текст, звук, графика и т.д.) В качестве накопителей используются HDD и SSD носители.
Чтобы получить представление о том, как работает внутренняя память компьютера и как ее использовать, нам нужно заглянуть внутрь системного блока. Здесь можно провести аналогию с "помеченной" страницей блокнота. Каждая ячейка содержит одно из двух состояний — 0 или 1. 1 в ячейке означает, что ячейка внутренней памяти включена, 0 означает, что она выключена. Такой способ представления информации называется цифровым кодированием.
Каждая ячейка внутренней памяти компьютера хранит единицу информации, называемую битом. Составляя различные последовательности битов, мы можем определить различную информацию. Цифровое кодирование имеет много преимуществ — легко копировать и переносить материал с одного носителя на другой. При создании дубликата копия полностью идентична оригиналу, что невозможно сделать с данными, представленными в аналоговой форме. Благодаря многочисленным преимуществам, в 1980-х годах люди начали использовать способы представления текста, звука и фотографий с помощью чисел.
Представление графических типов информации в ПК
В настоящее время существует два способа представления графических данных в машинном коде.
Растровый
Идея этого метода заключается в том, что графическое изображение делится на маленькие фрагменты, называемые пикселями. Каждый пиксель содержит информацию о своем цвете. Этот метод называется растровым кодированием.
Так, в черно-белой графике цвет пикселя описывается одним битом. Если пиксель черный, он имеет значение 1, а если белый — 0. Для представления цветного изображения используется цветовая палитра RGB. Каждый оттенок получается путем смешивания красного, зеленого и синего цветов. В этом случае один фрагмент кодируется 24 битами, а пиксель может содержать один из шестнадцати миллионов цветов. У этого метода есть существенный недостаток — после изменения масштаба документ потеряет свое качество.
Представление информации в компьютере. Единицы измерения информации. Видеоурок по информатике 6
Векторный
В отличие от растрового кодирования, этот метод описывает представление графики с помощью векторов. Каждый вектор имеет начальные и конечные координаты, толщину и цвет. Например, чтобы нарисовать круг, необходимо задать координаты его центра и радиуса, цвет заливки (если есть), а также цвет и толщину контура.
Преимущество такого представления заключается в том, что качество изображения остается неизменным при изменении его размера. Однако у него есть один существенный недостаток — обработка сложного фотографического изображения требует большого количества цифр для его описания. Этот вид графики используется для работы с чертежами и разработки рекламных баннеров.
Текст и числа
Представление текстовой информации во внутренней памяти персонального компьютера осуществляется с помощью специальных таблиц. В настоящее время широко распространены стандарты ASCII и UTF-8.
ASCII
Эта таблица была разработана и стандартизирована в 1963 году в США. Он был предназначен для общения по телетайпу. Однако сегодня его можно использовать для идентификации различных букв, знаков и цифр. Один символ в этой таблице кодируется восемью битами.
Стандарт был предложен в 1992 году. Она была разработана Кеном Томпсоном и Робом Пайком. Эта кодировка может быть использована для представления всех символов в мире. Она очень популярна в Интернете — большинство сайтов и сервисов используют эту таблицу.
Для записи голоса используются микрофон и звуковая карта компьютера. Для того чтобы компьютер смог распознать звуковую информацию, ее необходимо преобразовать в цифровую. Для этого аналоговый сигнал подается на аналого-цифровой преобразователь. Там он разбивается на небольшие временные срезы, каждому из которых присваивается значение интенсивности голоса.
В результате функция A(t) преобразуется в дискретную последовательность. Качество выходной аудиоинформации определяется частотой дискретизации.
Частота дискретизации — это количество измерений уровня громкости в секунду. Чем выше стоимость, тем выше качество.
Заключение
Вы уже знаете о представлении информации в памяти компьютера. Разобравшись в цифровом кодировании и внутренней памяти компьютера, вы сможете понять другие, более сложные области информатики, такие как программирование, IP-адресация и многое другое. Если у вас есть вопросы по этой теме, не стесняйтесь задавать их в разделе комментариев к этой статье.
