Kodlama ve kod çözme Bir kişi, diğer insanlarla bilgi alışverişinde bulunmak için doğal dilleri kullanır. Doğal dillerin yanı sıra her alanda profesyonel kullanımları için biçimsel diller geliştirilmiştir. Bilginin bir dil kullanılarak temsiline genellikle kodlama denir. Kod, bilgileri temsil eden bir dizi karakterdir (kurallar). Kod, bilginin (iletişim) iletilmesi, işlenmesi ve depolanması için geleneksel işaretler (semboller) sistemidir. Kodlama, bilgilerin (mesajların) bir kod biçiminde sunulması işlemidir. Kodlama için kullanılan tüm karakter kümesine kodlama alfabesi denir. Örneğin, bilgisayar belleğinde herhangi bir bilgi, yalnızca iki karakter içeren ikili bir alfabe kullanılarak kodlanır: 0 ve 1.
Bilgi Kodlama Yöntemleri Aynı bilgiyi kodlamak için farklı yöntemler kullanılabilir; seçimleri bir dizi koşula bağlıdır: kodlamanın amacı, koşullar, mevcut araçlar. Metni konuşma hızında yazmanız gerekiyorsa, stenografi kullanıyoruz; yurtdışına metin aktarmanız gerekiyorsa, İngiliz alfabesini kullanıyoruz; Metni okuryazar bir Rus için anlaşılabilir bir biçimde sunmak gerekirse, onu Rus dilinin gramer kurallarına göre yazarız. "İyi günler Dima!" "Dobryi den, Dima"
Bilgi kodlama yöntemleri Bilgi kodlama yönteminin seçimi, işlenmesinin amaçlanan yöntemi ile ilişkilendirilebilir. Bunu nicel bilgi sayısını temsil eden bir örnekle gösterelim. Rus alfabesini kullanarak "kırk yedi" sayısını yazabilirsiniz. Arap ondalık sayı sistemini kullanarak "47" yazıyoruz. gösterim hesaplamaları yapmak için daha uygundur: “kırk yedi çarpı yüz yirmi beş "veya" 47x 125 "? Açıkçası ikincisi.
Bir mesajı şifrelemek Bazı durumlarda, bir mesajın veya belgenin metnini, okumaması gereken kişiler tarafından okunamayacak şekilde sınıflandırma ihtiyacı vardır. Buna kurcalama koruması denir. Bu durumda, gizli metin şifrelenir. Eski zamanlarda şifrelemeye kriptografi denirdi. Şifreleme, düz metni şifreli metne dönüştürme işlemidir, şifre çözme ise orijinal metnin geri yüklendiği ters dönüştürme işlemidir. Şifreleme de kodlamadır, ancak yalnızca kaynak ve muhatap tarafından bilinen gizli bir yöntemle. Kriptografi adı verilen bir bilim, şifreleme yöntemleriyle ilgilenir.
Chappe'nin optik telgrafı 1792'de Fransa'da Claude Chappe, "Optik Telgraf" adı verilen görsel bilgileri iletmek için bir sistem yarattı. En basit haliyle, birbirini görebilecek şekilde oluşturulmuş, hareketli traverslerle çatıya yerleştirilmiş direkleri olan tipik bir binalar zinciriydi. Hareketli semafor traversli direkler, binaların içinden özel operatörler tarafından kablolarla kontrol edildi. Chappe, çapraz çubukların destek direğine göre konumlarına bağlı olarak, alfabenin her harfinin Semafor tarafından oluşturulan belirli bir şekle karşılık geldiği özel bir kod tablosu oluşturdu. Chapp'in sistemi, mesajları dakikada iki kelime hızında iletebiliyor ve hızla Avrupa'ya yayılıyor. İsveç'te, 1880'e kadar bir dizi optik telgraf istasyonu faaliyet gösterdi.
İlk telgraf Bilgiyi uzaktan iletmenin ilk teknik yolu, 1837'de Amerikalı Samuel Morse tarafından icat edilen telgraftı. Bir telgraf mesajı, bir telgraf cihazından teller üzerinden başka bir telgraf cihazına iletilen bir dizi elektrik sinyalidir. Mucit Samuel Morse, bugün hala insanlığa hizmet eden inanılmaz bir kod (Mors kodu, Mors kodu, "Mors kodu") icat etti. Bilgiler üç "harf" ile kodlanmıştır: uzun bip (tire), kısa bip (nokta) ve harfleri ayırmak için sinyal yok (duraklama). Böylece kodlama, kesin olarak tanımlanmış bir sırada düzenlenmiş bir dizi karakter kullanmaya indirgenir. En ünlü telgraf mesajı "SOS" (Ruhlarımızı Kurtar) tehlike sinyalidir. Göründüğü gibi: "- - -"
Mors kodu Nokta 4 Virgül 5/6? 7!
İlk kablosuz telgraf (radyo alıcısı) 7 Mayıs 1895'te Rus bilim adamı Alexander Stepanovich Popov, Rus Fizikokimya Derneği toplantısında, elektromanyetik dalgaları kaydetmek için tasarlanmış "yıldırım dedektörü" adını verdiği bir cihazı gösterdi. Bu cihaz, bir radyo alıcısı olan dünyanın ilk kablosuz telgraf cihazı olarak kabul edilir. 1897'de Popov, kablosuz telgraf cihazlarını kullanarak kıyı ile askeri bir gemi arasında mesajlar aldı ve iletti. 1899'da Popov, operatörün kafa telefonlarında sinyallerin (Mors kodunda) alındığı elektromanyetik dalga alıcısının modernize edilmiş bir versiyonunu tasarladı. 1900 yılında Popov önderliğinde Gogland adasında ve Kotka'daki Rus deniz üssünde kurulan radyo istasyonları sayesinde Gogland adası açıklarında karaya oturan General-Amiral Apraksin savaş gemisinde kurtarma operasyonları başarıyla gerçekleştirildi. Telsiz telgrafla iletilen mesaj alışverişi sonucunda, Rus buzkıran Ermak'ın mürettebatı, kopan buz kütlesindeki Fin balıkçılar hakkında derhal ve doğru bir şekilde bilgi aktardı.
Baudot'nun telgraf aygıtı Tek tip telgraf kodu, 19. yüzyılın sonunda Fransız Jean Maurice Baudot tarafından icat edildi. Yalnızca iki farklı türde sinyal kullandı. Onlara ne dediğiniz önemli değil: nokta ve tire, artı ve eksi, sıfır ve bir. Bunlar iki farklı elektrik sinyalidir. Tüm karakterlerin kodunun uzunluğu aynıdır ve beşe eşittir. Bu durumda harfleri birbirinden ayırma sorunu yoktur: Sinyallerin her beşi bir metin işaretidir. Bu nedenle, bir geçiş gerekli değildir. Tüm karakterlerin kodunun uzunluğu eşitse, bir kod tek tip olarak adlandırılır. Baudot kodu, teknoloji tarihinde bilgiyi ikili biçimde kodlamak için kullanılan ilk yöntemdir. Bu fikir sayesinde, daktiloya benzeyen doğrudan baskı yapan bir telgraf cihazı oluşturmak mümkün oldu. Belirli bir harfe sahip bir tuşa basılması, iletişim hattı üzerinden iletilen karşılık gelen beş darbeli bir sinyal üretir. Bodo'nun onuruna, baud hızı birimi seçildi. Modern bilgisayarlar ayrıca metni kodlamak için tek tip bir ikili kod kullanır.
Bir bilgisayarda ikili kodlama Bir bilgisayarın işlediği tüm bilgiler, iki basamak kullanılarak ikili bir kodla temsil edilmelidir: 0 ve 1. Bu iki karaktere genellikle ikili basamaklar veya bitler denir. Herhangi bir mesaj 0 ve 1 olmak üzere iki rakamla kodlanabilir. Bir bilgisayarda iki önemli işlemin organize edilmesinin nedeni buydu: kodlama ve kod çözme. Kodlama, girdi bilgilerinin bir bilgisayar tarafından algılanabilecek bir forma dönüştürülmesidir, yani. ikili kod.
Neden İkili Kodlama Teknik açıdan, bilgileri kodlamak için ikili sayı sistemi kullanmanın diğer yöntemleri kullanmaktan çok daha kolay olduğu kanıtlanmıştır. Gerçekten de, bu değerler bir elektronik elemanın iki olası kararlı durumu olarak sunulursa, bilgileri bir sıfırlar ve birler dizisi şeklinde kodlamak uygundur: 0 - elektrik sinyali yok; 1 - bir elektrik sinyalinin varlığı. Bir bilgisayardaki bilgileri kodlama ve kod çözme yöntemleri, her şeyden önce, bilgi türüne, yani neyin kodlanması gerektiğine bağlıdır: sayılar, metin, grafikler veya ses.
Sayı sistemlerinin türleri SAYI SİSTEMLERİ KONUMSAL OLASI OLMAYAN Konumsal olmayan sayı sistemlerinde, bir basamağın gösterdiği değer, sayıdaki konuma bağlı değildir. XXI Konumsal numaralandırma sistemlerinde, bir sayı gösteriminde bir rakamla gösterilen değer, sayı (konum) içindeki konumuna bağlıdır. 2011
Konumsal olmayan sayı sistemleri Gerçekte konumsal olmayan sayı sisteminin kanonik örneği, Latin harflerinin sayı olarak kullanıldığı Roma'dır: I 1, V - 5, X - 10, L - 50, C - 100, D anlamına gelir. - 500, M Doğal sayılar bu sayıların tekrarına yardımcı olurken yazılır. Örneğin, II = = 2, burada I sembolü, sayıdaki yerine bakılmaksızın 1'i temsil eder. Büyük sayıları Romen rakamlarıyla doğru yazmak için önce binleri, sonra yüzleri, sonra onlukları ve son olarak da birimleri yazmanız gerekir. Örnek: sayı İki bin MM, dokuz yüz CM, seksen LXXX, sekiz VIII. Bunları birlikte yazalım: MCMLXXXVIII. МMCMLXXXVIII = () + () = 2988 Konumsal olmayan bir sayı sisteminde sayıları görüntülemek için kendinizi sonlu bir sayı kümesiyle sınırlayamazsınız. Ayrıca, içlerinde aritmetik işlemler yapmak son derece elverişsizdir.
Eski Mısır ondalık konumsal olmayan sayı sistemi. MÖ üçüncü binyıl civarında, eski Mısırlılar, anahtar sayıların 1, 10, 100 vb. Olduğu kendi sayısal sistemlerini icat ettiler. özel karakterler hiyeroglifler kullanıldı. Diğer tüm sayılar, toplama işlemi kullanılarak bu anahtarlardan derlendi. Eski Mısır'ın sayı sistemi ondalıktır, ancak konumsal değildir.
Alfabetik sayı sistemleri. Daha mükemmel konumsal olmayan sayı sistemleri alfabetik sistemlerdi. Bu sayı sistemleri Yunan, Slav, Fenike ve diğerlerini içeriyordu. Onlarda, 1'den 9'a kadar olan sayılar, onluk tam sayılar (10'dan 90'a kadar) ve yüzlerce tam sayılar (100'den 900'e kadar) alfabenin harfleriyle belirlendi. Antik Yunanistan'ın alfabetik sayı sisteminde 1, 2, ..., 9 sayıları Yunan alfabesinin ilk dokuz harfiyle gösterilirdi, örneğin a=1, b=2, g=3 vb. 10, 20, ..., 90 sayılarını belirtmek için aşağıdaki 9 harf kullanıldı (i = 10, k = 20, l = 30, m = 40, vb.) ve 100, 200, sayıları belirtmek için ... , 900 son 9 harf (r = 100, s = 200, t = 300, vb.). Örneğin, 141 sayısı rma ile gösterilirdi. Slav halkları arasında, harflerin sayısal değerleri, önce fiilin ardından Kiril alfabesinin kullanıldığı Slav alfabesinin sırasına göre oluşturulmuştur. Rus yazısının kökeni ve gelişimi hakkında daha fazla bilgiyi web sitesinde bulabilirsiniz.
Konumsal sayı sistemleri Konumsal sayı sistemlerinde, bir sayı gösteriminde bir rakamla gösterilen değer, sayı (konum) içindeki konumuna bağlıdır. Kullanılan basamak sayısına sayı sisteminin tabanı denir. Örneğin, 11 iki değil on birdir: = 2 (Roma rakam sistemiyle karşılaştırın). Burada 1 karakteri, sayıdaki konuma bağlı olarak farklı bir anlama sahiptir.
İlk konumsal sayı sistemleri El parmaklarının bir sayma "aygıtı" olarak hizmet ettiği bu tür ilk sistem beşli bir sistemdi. Filipin Adaları'ndaki bazı kabileler bugün onu kullanıyor ve medeni ülkelerde, uzmanlara göre kalıntısı, yalnızca beş puanlık bir okul ölçeği şeklinde hayatta kaldı.
Onikilik sayı sistemi Beşli sayı sisteminden sonra onikilik sayı sistemi ortaya çıktı. Antik Sümer'de ortaya çıktı. Bazı bilim adamları, böyle bir sistemin, eldeki falanjları başparmakla saymaktan kaynaklandığına inanıyor. On iki basamaklı sayı sistemi 19. yüzyılda yaygınlaştı. Geçmişte yaygın kullanımı, birçok dilde sayıların isimlerinin yanı sıra, bir dizi ülkede korunmuş olan zaman, para sayma yöntemleri ve bazı ölçü birimleri arasındaki ilişki ile açıkça belirtilmiştir. Bir yıl 12 aydan oluşur ve bir buçuk gün 12 saatten oluşur. Modern zamanlarda onikilik sistemin bir unsuru, düzinelerce sayma işlevi görebilir. 12'nin ilk üç kuvvetinin kendi isimleri vardır: 1 düzine = 12 parça; 1 brüt = 12 düzine = 144 parça; 1 kütle = 12 brüt = 144 düzine = 1728 parça. İngiliz Sterlini 12 Şilin'e bölünmüştür.
Altıyaşlı numaralandırma sistemi Bir sonraki konumsal numaralandırma sistemi Eski Babil'de icat edildi ve Babil numaralandırması altıyaşlıktı, yani. altmış rakam kullandı! Daha sonraki bir zamanda, Arapların yanı sıra antik ve ortaçağ astronomları tarafından da kullanıldı. Araştırmacılara göre altıyaşlı sayı sistemi, yukarıda bahsedilen beşli ve on iki onlu sistemlerin bir sentezidir.
Şimdi hangi konumsal sayı sistemleri kullanılıyor? Şu anda en yaygın olanı ondalık, ikili, sekizli ve onaltılı sayı sistemleridir. İkili, sekizli (şimdi onaltılı ile değiştiriliyor) ve onaltılı sistemler genellikle dijital cihazlar, programlama ve genel olarak bilgisayar dokümantasyonu ile ilgili alanlarda kullanılmaktadır. Modern bilgisayar sistemleri, dijital biçimde sunulan bilgilerle çalışır.
Ondalık sayı sistemi Ondalık sayı sistemi, 10 tabanına dayalı bir konumsal sayı sistemidir. 10 tabanının bir kişinin sahip olduğu parmak sayısı ile ilişkili olduğu varsayılır. Dünyadaki en yaygın sayı sistemi. Sayıları yazmak için Arap rakamları olarak adlandırılan 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 sembolleri kullanılır.
İkili sayı sistemi İkili sayı sistemi 2 tabanlı konumsal sayı sistemi 0 ve 1 haneleri kullanılır İkili sistem en basit ve gereksinimleri karşıladığı için dijital cihazlarda kullanılır: Sistemde ne kadar az değer varsa, o kadar az değer vardır. bireysel elemanların üretilmesi daha kolaydır. Bir elemanın sahip olduğu durum sayısı ne kadar azsa, gürültü bağışıklığı o kadar yüksek ve o kadar hızlı çalışabilir. Sayılarla ilgili temel işlemlerin toplama ve çarpma tablolarını oluşturma kolaylığı
Alfabe Ondalık, İkili, Sekizli ve Onaltılı Sayı Sistemleri Temel Alfabe Sayıları Ondalık 100, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Binary20, 1 Octal80, 1, 2, 3, 4, 5, 6 , 7 Onaltılık 160,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F
Ondalık, ikili, sekizlik ve onaltılık sayı sistemleri arasındaki yazışmalar p = p = p = p = ABCDEF10 Kullanılan basamak sayısına sayı sisteminin tabanı denir. Aynı anda birkaç sayı sistemiyle çalışırken, aralarında ayrım yapmak için, sistemin tabanı genellikle ondalık sistemde yazılan bir alt simge olarak belirtilir: bu, ondalık sayı sisteminde 123 sayısıdır; aynı sayı, ancak ikili olarak. Bir ikili sayı şu şekilde yazılabilir: = 1 * * * * 2 0.
Sayıları bir sayı sisteminden diğerine çevirme Ondalık sayı sisteminden p tabanlı bir sayı sistemine dönüştürme, ondalık sayının ve ondalık bölümlerinin p'ye sırayla bölünmesi ve ardından son bölümün ve kalanların ters sırada yazılmasıyla gerçekleştirilir. . Ondalık bir sayıyı ikili sayıya dönüştürme (taban p = 2). Sonuç olarak, elde ettik = 99 10
Bilgisayardaki sayılar Bilgisayardaki sayılar ikili gösterimde saklanır ve işlenir. Sıfırlar ve birler dizisine ikili kod denir. "Sayı sistemleri" konusundaki diğer derslerde sayıların bilgisayar belleğinde temsilinin belirli özelliklerini ele alacağız.
Metin bilgilerini kodlama Geleneksel kodlamalar, bir karakteri kodlamak için 8 bit kullanır. Denklem 2.3'ü kullanarak böyle bir 8 bitlik bir kodun 256 farklı karakteri kodlayabildiğini hesaplamak kolaydır. Bir karaktere belirli bir sayısal kod atamak bir gelenek meselesidir. ASCII kod tablosu (Amerikan Bilgi Değişimi Standart Kodu), karakterlerin ilk yarısını 0'dan 127'ye kadar sayısal kodlarla kodlayan uluslararası bir standart olarak benimsenmiştir (0'dan 32'ye kadar olan kodlar karakterlere değil, işlev tuşlarına atanır) ASCII kod tablosu Ulusal kod tabloları standartları, kod tablosunun uluslararası kısmını değişmeden içerir ve ikinci yarıda ulusal alfabe kodlarını, sözde grafik sembollerini ve bazı matematiksel işaretleri içerir. Ne yazık ki, şu anda Rusça belgelerle çalışırken ek zorluklara neden olan beş farklı Kiril kodlaması (KOI8-R, Windows.MS-DOS, Macintosh ve ISO) bulunmaktadır. Kronolojik olarak, bilgisayarlarda Rusça harfleri kodlamak için ilk standartlardan biri KOI8 ("Bilgi değişim kodu, 8-bit") idi. Bu kodlama 70'lerde ES bilgisayar serisi bilgisayarlarda kullanıldı ve 80'lerin ortalarından itibaren UNIX işletim sisteminin ilk Ruslaştırılmış sürümlerinde kullanılmaya başlandı. "Kod Sayfası", "kod sayfası").
Metin bilgilerinin kodlanması MS DOS işletim sisteminin egemen olduğu 90'lı yılların başından itibaren CP866 kodlaması kalır. Mac OS çalıştıran Apple bilgisayarlar kendi Mac kodlamalarını kullanır. Ek olarak, Uluslararası Standardizasyon Örgütü (Uluslararası Standartlar Örgütü, ISO), Rus dili için bir standart olarak ISO CP866MacISO adlı başka bir kodlamayı onayladı ve bu nedenle 256 değil, farklı karakterleri kodlamak için kullanılabilir. Unicode standardının eksiksiz özellikleri, dünyanın mevcut, nesli tükenmiş ve yapay olarak oluşturulmuş alfabelerinin yanı sıra birçok matematiksel, müzikal, kimyasal ve diğer sembolleri içerir. Örnek Onaltılık koddaki beş kodlamanın hepsinde "ana bilgisayar" kelimesini hayal edin. CP866, Mac ve ISO kod tablolarını ve bir bilgisayar ondalık ila onaltılık hesaplayıcı elde etmek için CD-ROM'u kullanın. Kodlama tabloları temelinde çeşitli kodlamalarda "bilgisayar" kelimesinin ondalık kod dizilerini oluşturuyoruz: KOI8-R: CP1251: CP866: Mac: ISO: Hesap makinesini kullanarak kod dizisini ondalık sistemden onaltılıya çeviriyoruz: KOI8-R: FC F7 ED CP1251: DD C2 CC CP866: 9D 82 8C Mac: 9D 82 8C ISO: CD B2 BC Rusça metin belgelerini bir kodlamadan diğerine dönüştürmek için özel dönüştürme programları kullanılır. Bu programlardan biri, yazılan metni bir kodlamadan diğerine çevirmenize ve hatta bir metinde farklı kodlamalar kullanmanıza izin veren metin editörü Hiyeroglif'tir.
Analog ve ayrık bilgi sunumu biçimi Bir kişi, bilgileri görüntüler (görsel, ses, dokunsal, tat ve koku alma) biçiminde algılayabilir ve saklayabilir. Görsel görüntüler görüntü (çizim, fotoğraf vb.) şeklinde kaydedilebilir ve ses görüntüleri plaklara, manyetik bantlara, lazer disklere vb. kaydedilebilir. Grafik ve ses dahil olmak üzere bilgiler analog veya ayrık biçimde sunulabilir. Analog gösterimde, fiziksel bir nicelik sonsuz bir değerler kümesi alır ve değerleri sürekli değişir. Ayrık bir gösterimde, fiziksel bir nicelik sonlu bir değerler kümesi alır ve değeri aniden değişir.
Analog ve ayrık bilgi gösterimi biçimi Analog ve ayrık bilgi gösterimine bir örnek verelim. Vücudun eğik bir düzlemde ve bir merdiven üzerindeki konumu, X ve Y koordinatlarının değerleri ile belirlenir.Bir vücut eğik bir düzlem boyunca hareket ettiğinde, koordinatları sonsuz bir sürekli değişen değerler kümesi alabilir. belirli bir aralıktan ve bir merdiven boyunca hareket ederken, yalnızca belirli bir değerler kümesi ve aniden değişiyor.
Ayrıklaştırma Grafik bilgilerinin analog temsiline bir örnek, örneğin rengi sürekli değişen bir boyama tuvali ve bir mürekkep püskürtmeli yazıcı kullanılarak basılan ve farklı renklerde ayrı noktalardan oluşan ayrı bir görüntü olabilir. Ses bilgisinin analog depolanmasına bir örnek, bir vinil kayıt (ses izi sürekli olarak şeklini değiştirir) ve ayrı bir ses CD'sidir (ses izi farklı yansıtıcılığa sahip alanlar içerir). Grafik ve ses bilgilerinin analogdan ayrık forma dönüştürülmesi, örnekleme yoluyla, yani sürekli bir grafik görüntüyü ve sürekli (analog) bir ses sinyalini ayrı öğelere bölerek gerçekleştirilir. Örnekleme sürecinde kodlama gerçekleştirilir, yani her öğeye kod şeklinde belirli bir değer atanır. Örnekleme, sürekli görüntü ve sesin kodlar biçiminde bir dizi ayrık değere dönüştürülmesidir.
Bitmap kodlaması Bir bitmap, farklı renklerde noktalar (pikseller) topluluğudur. Piksel, rengi bağımsız olarak ayarlanabilen görüntünün en küçük alanıdır. Görüntü kodlama sürecinde, mekansal örneklemesi gerçekleştirilir. Bir görüntünün mekansal örneklemesi, bir mozaikten (çok sayıda küçük çok renkli cam) bir görüntü oluşturmaya benzetilebilir. Görüntü ayrı küçük parçalara (noktalar) bölünür ve her parçaya rengi için bir değer, yani bir renk kodu (kırmızı, yeşil, mavi vb.) atanır. Görüntü kalitesi, nokta sayısına (nokta boyutu ne kadar küçükse ve buna göre sayı ne kadar büyükse kalite o kadar iyi) ve kullanılan renk sayısına (ne kadar çok renk, görüntü o kadar iyi kodlanır) bağlıdır.
Renk Modelleri Rengi sayısal bir kod olarak göstermek için iki ters renk modeli kullanılır: RGB veya CMYK. RGB modeli TV'lerde, monitörlerde, projektörlerde, tarayıcılarda, dijital kameralarda kullanılmaktadır... Bu modeldeki ana renkler kırmızı (Kırmızı), yeşil (Yeşil), mavi (Mavi). CMYK renk modeli, baskı endüstrisinde, kağıda yazdırılması amaçlanan görüntüleri oluşturmak için kullanılır.
RGB renk modeli Renkli görüntüler, bir noktanın rengini kodlamak için kullanılan bit sayısıyla tanımlanan farklı renk derinliklerine sahip olabilir. Görüntüdeki bir noktanın rengini üç bitle (her RGB rengi için bir bit) kodlarsak, sekiz farklı rengin tümünü elde ederiz.
Gerçek Renk Pratikte, RGB modelinde bir renkli görüntünün her noktasının rengi hakkında bilgi depolamak için, genellikle 3 bayt (yani 24 bit) tahsis edilir - her bileşenin renk değeri için 1 bayt (yani 8 bit). Böylece her RGB bileşeni 0 ile 255 arasında bir değer alabilir (toplam 2 8 = 256 değer) ve böyle bir kodlama sistemi ile görüntünün her noktası renklerden biri ile renklendirilebilir. Bu renk grubuna genellikle Gerçek Renk denir, çünkü insan gözü hala daha fazla çeşitliliği ayırt edemez.
Vektör görüntü kodlama Bir vektör görüntü, grafik temel öğelerin (nokta, çizgi, elips ...) bir koleksiyonudur. Her ilkel, matematiksel formüllerle tanımlanır. Kodlama uygulamaya bağlıdır. Vektör grafiklerinin avantajı, vektör grafiklerini depolayan dosyaların nispeten küçük olmasıdır. Vektör grafiklerinin kalite kaybı olmadan büyütülebilmesi veya küçültülebilmesi de önemlidir.
Grafik Dosya Biçimleri Bit MaP görüntüsü (BMP), Windows işletim sisteminde kullanılan evrensel bir bitmap grafik dosyası biçimidir. Bu biçim, Paint de dahil olmak üzere birçok grafik düzenleyici tarafından desteklenir. Diğer uygulamalarla veri depolamak ve değiştirmek için önerilir. Tagged Image File Format (TIFF), tüm büyük grafik editörleri ve bilgisayar platformları tarafından desteklenen bir raster görüntü dosyası formatıdır. Kayıpsız bir sıkıştırma algoritması içerir. Farklı programlar arasında belge alışverişi yapmak için kullanılır. Yayıncılık sistemleriyle çalışırken kullanılması önerilir. Grafik Değişim Formatı (GIF), çeşitli işletim sistemleri için uygulamalar tarafından desteklenen bir bitmap grafik dosyası formatıdır. Dosya boyutunu birkaç kez küçültmenizi sağlayan kayıpsız bir sıkıştırma algoritması içerir. Yazılım (diyagramlar, grafikler vb.) ve çizimler (uygulamalar gibi) tarafından oluşturulan görüntüleri sınırlı sayıda renkle (256'ya kadar) depolamak için önerilir. İnternetteki Web sayfalarına grafik görüntüleri yerleştirmek için kullanılır. Taşınabilir Ağ Grafiği (PNG), GIF'e benzer bir bitmap grafik dosyası formatıdır. İnternetteki Web sayfalarına grafik yerleştirmek için önerilir. Joint Photographic Expert Group (JPEG), taranan fotoğraflar ve çizimler için verimli bir sıkıştırma algoritması (JPEG yöntemi) uygulayan bir raster görüntü dosyası formatıdır. Sıkıştırma algoritması, dosya boyutunu onlarca kez küçültmenize izin verir, ancak bazı bilgilerin geri döndürülemez şekilde kaybolmasına neden olur. Çeşitli işletim sistemleri için uygulamalar tarafından desteklenir. İnternetteki Web sayfalarına grafik görüntüleri yerleştirmek için kullanılır.
Ses Kodlama Ses işleme için bilgisayarların kullanımı sayılar, metinler ve grafiklerden sonra başlamıştır. Ses, genliği ve frekansı sürekli değişen bir dalgadır. Genlik ne kadar büyükse, bir kişi için o kadar yüksek, frekans ne kadar yüksekse, ton o kadar yüksek olur. Çevremizdeki dünyadaki ses sinyalleri alışılmadık derecede çeşitlidir. Karmaşık sürekli sinyaller, belirli sayıdaki en basit sinüsoidal salınımların toplamı olarak yeterli doğrulukla temsil edilebilir. Ayrıca, her terim, yani her sinüzoid, belirli bir zamanda belirli bir anda bir ses kodu olarak kabul edilebilecek genlik, faz ve frekans gibi belirli bir sayısal parametre seti ile kesin olarak belirlenebilir.
Sesin zaman örneklemesi Bir ses sinyalinin kodlanması sürecinde, zaman örneklemesi gerçekleştirilir - sürekli bir dalga ayrı küçük zaman bölümlerine bölünür ve bu tür her bölüm için belirli bir genlik değeri ayarlanır. Böylece, sinyal genliğinin zamana sürekli bağımlılığı, ayrı bir ses yüksekliği seviyeleri dizisi ile değiştirilir.
İkili ses kodlamasının kalitesi, kodlama derinliği ve örnekleme hızı ile belirlenir. Örnekleme hızı - birim zaman başına sinyal seviyesinin ölçüm sayısı. Ses düzeylerinin sayısı kodlama derinliğini belirler. Modern ses kartları, 16 bit ses kodlama derinliği sağlar. Bu durumda, ses yüksekliği seviyelerinin sayısı N = 2 I = 2 16 =
Video bilgilerinin sunumu Son zamanlarda, bilgisayar video bilgileriyle çalışmak için giderek daha fazla kullanılmaktadır. Bu tür en basit iş, film ve video klip izlemektir. Video bilgilerinin işlenmesinin çok yüksek bir bilgisayar sistemi hızı gerektirdiği açıkça anlaşılmalıdır. Bilgisayar bilimi açısından bir film nedir? Her şeyden önce, ses ve grafik bilgilerinin bir birleşimidir. Ek olarak, ekranda bir hareket efekti oluşturmak için, statik görüntülerin hızlı değişiminin doğası gereği ayrı bir teknolojisi kullanılır. Araştırmalar, bir saniyede daha fazla kare değiştirilirse, insan gözünün bu karelerdeki değişiklikleri sürekli olarak algıladığını göstermiştir.
Video bilgilerinin sunumu Statik grafik ve ses kodlama sorunları çözülürse, video görüntüsünü kaydetmek zor olmayacak gibi görünüyor. Ancak bu sadece ilk bakışta, çünkü geleneksel bilgi depolama yöntemlerini kullanırken, filmin elektronik versiyonu çok büyük olacak. Oldukça bariz bir gelişme, ilk çerçevenin tamamının ezberlenmesinden (literatürde buna anahtar çerçeve denir) ve sonrakilerde sadece ilk çerçeveden (fark çerçevelerinden) farklılıkların korunmasından oluşur.
Bazı Video Dosyası Formatları Video verilerini sunmak için birçok farklı format vardır. Örneğin Windows ortamında, Windows için Video formatı, AVI (Audio Video Interleave) uzantılı evrensel dosyalara dayalı olarak 10 yıldan uzun süredir kullanılmaktadır. Daha çok yönlü, orijinal olarak Apple bilgisayarlarında görünen Quick Time multimedya formatıdır. Video görüntü sıkıştırma sistemleri son yıllarda giderek daha yaygın hale geldi ve sıkıştırma oranını artırmak için bazı algılanamayan görüntü bozulmalarına izin verdi. Bu sınıfın en ünlü standardı MPEG'dir (Motion Picture Expert Group). MPEG'de kullanılan yöntemlerin anlaşılması kolay değildir ve oldukça karmaşık matematiğe dayanır. DivX (Dijital Video Ekspres) adı verilen bir teknoloji daha yaygın hale geldi. DivX sayesinde, tam uzunlukta bir filmin yüksek kaliteli kaydını tek bir CD'de karıştırmaya izin veren bir sıkıştırma oranı elde etmek mümkün oldu - 4,7 GB'lık bir DVD filmi 650 MB'a sıkıştırıldı.
Multimedya Multimedya (multimedya, İngilizceden çok - çok ve medya - orta, orta) - aynı anda birkaç bilgi ortamını kullanan bir dizi bilgisayar teknolojisi: metin, grafik, video, fotoğraf, animasyon, ses efektleri, yüksek kaliteli film müziği. "Multimedya" kelimesi, aynı anda birkaç bilgi kanalı aracılığıyla kullanıcı üzerindeki etki anlamına gelir. Şunu da söyleyebilirsiniz: multimedya, bir bilgisayar ekranındaki (grafik animasyon ve video çerçeveleri dahil) görüntülerin metin ve ses ile birleşimidir. En yaygın multimedya sistemleri eğitim, reklam, eğlence alanındadır.
Sorular: Kod nedir? Okul derslerinde kullanılan bazı bilgi kodlama örnekleri nelerdir? Rus harflerini kodlamanın kendi yollarını bul. Bilişim mesajınızı Mors kodu ile kodlayın. Sayı sistemi nedir? Hangi iki tür sayı sistemini biliyorsunuz? radix nedir? Sayı sisteminin alfabesi nedir? Örnekler Sayılar bilgisayar belleğinde hangi sayı sisteminde saklanır ve işlenir? Ne tür bilgisayar görüntüleri biliyorsunuz? Her nokta için 3 bit tahsis edilirse, bir görüntüde kullanılabilecek maksimum renk sayısı nedir? RGB renk modeli hakkında ne biliyorsunuz?
Ödevler: 1945 sayısını Romen rakamı sistemine yazın. Sayıları genişletilmiş biçimde yazın:, 957 8, 74 8, 3E 16, 1010 sayıları ondalık gösterimde ne olacak? İkili gösterimde bir sayı nasıl yazılır? sekizli olarak? Grafik modu için gereken video belleği miktarını hesaplayın: ekran çözünürlüğü 800x600, renk kalitesi 16 bit.
22. BİLGİ KODLAMASI
22.1. Genel bilgi
kodlama- bilgilerin alternatif bir biçimde sunulması. Özünde, kodlama sistemleri (veya basitçe kodlar), kodlanmış bilgilerin öğelerinin kod tanımlarına karşılık geldiği benzerdir. Aradaki fark, şifrelerin, aynı şifreleme algoritmasına sahip belirli bir ilk mesaj için farklı şifreli metinler üretebilen değişken bir parça (anahtar) içermesi gerçeğinde yatmaktadır. Kodlama sistemlerinde değişken kısım yoktur. Bu nedenle, aynı orijinal mesaj, kodlandığında genellikle her zaman aynı görünür 1. Kodlamanın diğer bir ayırt edici özelliği, tamamen kelimeler, ifadeler veya sayılar (bir sayı kümesi) için kod atamalarının (değiştirmeler) kullanılmasıdır. Şifrelenmiş bilginin elemanlarının kod atamaları ile değiştirilmesi, karşılık gelen tablo (bir şifre ikameleri tablosu gibi) temelinde gerçekleştirilebilir veya bir fonksiyon veya bir kodlama algoritması vasıtasıyla belirlenebilir.
Olarak kodlanmış bilgi öğeleri hareket edebilir:
Doğal dildeki harfler, kelimeler ve deyimler;
Noktalama işaretleri, aritmetik ve mantıksal işlemler, karşılaştırma operatörleri vb. gibi çeşitli semboller. İşlem işaretleri ve karşılaştırma operatörlerinin kendilerinin kod tanımlamaları olduğuna dikkat edilmelidir;
Görsel-işitsel görüntüler;
Durumlar ve fenomenler;
Kalıtsal bilgiler;
kod tanımları temsil edebilir:
Doğal dildeki harfler ve harf kombinasyonları;
Grafik sembolleri;
Elektromanyetik darbeler;
Işık ve ses sinyalleri;
Kimyasal moleküllerin bir seti ve kombinasyonu;
Kodlama yapılabilir amaçlar:
Bilgileri depolama, işleme ve iletme kolaylığı (kural olarak, kodlanmış bilgiler daha kompakt bir şekilde sunulur ve ayrıca otomatik yazılım ve donanım tarafından işlenmesi ve iletilmesi için uygundur);
Konular arasında bilgi alışverişinin kolaylığı;
Ekranın görünürlüğü;
Nesnelerin ve öznelerin tanımlanması;
Gizli bilgilerin gizlenmesi;
Bilgi kodlaması bir- ve çok seviyeli... Tek seviyeli kodlamaya bir örnek, trafik ışığı tarafından verilen ışık sinyalleridir (kırmızı - dur, sarı - hazır ol, yeşil - ileri). Görsel (grafik) bir görüntünün fotoğraf dosyası şeklinde sunulması çok düzeyli kodlama olarak adlandırılabilir. İlk olarak, görsel görüntü, kendisini oluşturan temel öğelere (pikseller), yani. görsel görüntünün her bir ayrı parçası, bir temel öğe tarafından kodlanmıştır. Her öğe, karşılık gelen yoğunluğa sahip bir dizi temel renk (RGB: İngilizce kırmızı - kırmızı, yeşil - yeşil, mavi - mavi) olarak temsil edilir (kodlanır), bu da sayısal bir değer olarak temsil edilir. Daha sonra, bilgileri daha kompakt bir şekilde temsil etmek için (örneğin, jpeg, png, vb.) Sayı kümeleri kural olarak dönüştürülür (kodlanır). Ve son olarak, toplam sayılar, iletişim kanalları veya depolama ortamındaki alanlar üzerinden iletim için elektromanyetik sinyaller şeklinde temsil edilir (kodlanır). Yazılım işleme sırasında sayıların, benimsenen sayı kodlama sistemine göre temsil edildiğine dikkat edilmelidir.
Bilgi kodlaması olabilir tersine çevrilebilir ve geri döndürülemez... Kodlanmış mesaja dayalı tersine çevrilebilir kodlama ile, kodlanmış mesajı (orijinal görüntü) açık bir şekilde (kalite kaybı olmadan) kurtarmak mümkündür. Örneğin, Mors kodu veya barkod kullanarak kodlama. Geri döndürülemez kodlama ile orijinal görüntünün net bir şekilde geri yüklenmesi imkansızdır. Örneğin, görsel-işitsel bilgilerin kodlanması (jpg, mp3 veya avi formatları) veya.
Mors kodu- bir dizi "nokta" ve "tire" kullanarak karakterleri (alfabe harfleri, sayılar, noktalama işaretleri vb.) kodlamanın bir yolu. Bir noktanın süresi, zaman birimi olarak alınır. Bir tirenin süresi üç noktadır. Aynı karakterin öğeleri arasındaki duraklama bir noktadır (yaklaşık 1/25 saniye), bir sözcükteki karakterler arasında - 3 puan, sözcükler arasında - 7 puan. Adını Amerikalı mucit ve sanatçı Samuel Morse'dan almıştır.
| Rusça mektup |
Latince mektup |
Mors kodu | Rusça mektup |
Latince mektup |
Mors kodu | Sembol | Mors kodu |
| A | A | · - | r | r | · - · | 1 | · - - - - |
| B | B | - · · · | İLE BİRLİKTE | S | · · · | 2 | · · - - - |
| V | W | · - - | T | T | - | 3 | · · · - - |
| G | G | - - · | Sahip olmak | sen | · · - | 4 | · · · · - |
| NS | NS | - · · | F | F | · · - · | 5 | · · · · · |
| ONA) | E | · | NS | H | · · · · | 6 | - · · · · |
| F | V | · · · - | C | C | - · - · | 7 | - - · · · |
| Z | Z | - - · · | H | Ö | - - - · | 8 | - - - · · |
| VE | ben | · · | NS | CH | - - - - | 9 | - - - - · |
| NS | J | · - - - | SCH | Q | - - · - | 0 | - - - - - |
| İLE | K | - · - | B | n | - - · - - | Puan | · · · · · · |
| L | L | · - · · | NS | Y | - · - - | Virgül | · - · - · - |
| m | m | - - | (b) | x | - · · - | - | · · - - · · |
| H | n | - · | NS | E | · · - · · | ! | - - · · - - |
| Ö | Ö | - - - | NS | sen | · · - - | @ | · - - · - · |
| NS | P | · - - · | NS | A | · - · - | Kişiyi sonlandır | · · - · - |
Şekil 22.1. Mors kodu parçası
Başlangıçta, telgrafta mesajları iletmek için Mors kodu kullanıldı. Bu durumda, noktalar ve tireler, tellerden geçen elektrik sinyalleri şeklinde iletildi. Şu anda, Mors kodu genellikle diğer iletişim araçlarının bulunmadığı yerlerde (örneğin hapishanelerde) kullanılmaktadır.
İlginç bir gerçek, ilk ampulün mucidi Thomas Alva Edison (1847-1931) ile bağlantılıdır. İşitme engelliydi ve karısı Mary Stiwell ile Mors kodunu kullanarak iletişim kurdu. Kur sırasında Edison, sözcükleri eliyle hafifçe vurarak teklif etti ve o da aynı şekilde yanıt verdi. Telgraf kodu, eşler için ortak bir iletişim aracı haline geldi. Tiyatroya gittiklerinde bile, Edison, oyuncuların diyaloglarını ona “bağlayabilmesi” için Mary'nin elini dizine koydu.
Baudot kodu- dijital 5 bit kod. Emile Baudot tarafından 1870 yılında telgrafı için geliştirilmiştir. Kod, beş bitlik bir kodda bir bitin iletilmesine veya iletilmemesine karşılık gelen bir tuşa basılması veya basılmaması, beş tuştan oluşan bir klavye ile doğrudan girildi. Bu kodun birkaç çeşidi (standartları) vardır (CCITT-1, CCITT-2, MTK-2, vb.) Özellikle MTK-2, Kiril harflerinin eklenmesiyle uluslararası standart CCITT-2'nin bir modifikasyonudur.
| Kontrol karakterleri | ||||
| İkili kod |
Ondalık kod |
Randevu | ||
| 01000 | 8 | Satırbaşı | ||
| 00010 | 2 | Satır çevirisi | ||
| 11111 | 31 | Latin harfleri | ||
| 11011 | 27 | Sayılar | ||
| 00100 | 4 | Uzay | ||
| 00000 | 0 | Rus harfleri | ||
| İkili kod |
Ondalık kod |
Latince mektup |
Rusça mektup |
rakamlar ve diğer semboller |
| 00011 | 3 | A | A | - |
| 11001 | 25 | B | B | ? |
| 01110 | 14 | C | C | : |
| 01001 | 9 | NS | NS | Oradaki kim? |
| 00001 | 1 | E | E | Z |
| 01101 | 13 | F | F | NS |
| 11010 | 26 | G | G | NS |
| 10100 | 20 | H | NS | SCH |
| 00110 | 6 | ben | VE | 8 |
| 01011 | 11 | J | NS | NS |
| 01111 | 15 | K | İLE | ( |
| 10010 | 18 | L | L | ) |
| 11100 | 28 | m | m | . |
| 01100 | 12 | n | H | , |
| 11000 | 24 | Ö | Ö | 9 |
| 10110 | 22 | P | NS | 0 |
| 10111 | 23 | Q | NS | 1 |
| 01010 | 10 | r | r | 4 |
| 00101 | 5 | S | İLE BİRLİKTE | " |
| 10000 | 16 | T | T | 5 |
| 00111 | 7 | sen | Sahip olmak | 7 |
| 11110 | 30 | V | F | = |
| 10011 | 19 | W | V | 2 |
| 11101 | 29 | x | B | / |
| 10101 | 21 | Y | NS | 6 |
| 10001 | 17 | Z | Z | + |
Şekil 22.2. Bodo MTK-2 kod standardı
Aşağıdaki resimde, Baudot kodu kullanılarak iletilen bir mesaj içeren bir teleprinter delikli bandı gösterilmektedir.
Pirinç. 22.3. Bodo kodu ile delikli bant
Baudot kodu hakkında dikkat edilmesi gereken iki ilginç gerçek var.
1. 1917'de AT&T telgraf şirketi Gilberto Vernam ve Binbaşı Joseph Mauborgne çalışanları, Baudot koduna dayalı olarak telgraf mesajlarının otomatik olarak şifrelenmesi fikrini önerdiler. Şifreleme sürüyordu.
2. MTK-2'de kabul edilen İngilizce ve Rus alfabeleri arasındaki yazışmalar, KOI-7 ve KOI-8 bilgisayar kodlamalarını oluşturmak için kullanıldı.
ASCII ve Unicode.
ASCII (Bilgi Değişimi için İngiliz Amerikan Standart Kodu), yazdırılabilir ve kontrol karakterleri için Amerikan standart kodlama tablosudur. Başlangıçta 128 karakteri temsil etmek için 7 bit olarak geliştirildi, bilgisayarlarda kullanıldığında karakter başına 8 bit (1 bayt) tahsis edildi, burada 8. bit bütünlük kontrolü (eşlik biti) için kullanıldı. Daha sonra ek karakterleri temsil etmek için 8 bit kullanılmasıyla (toplam 256 karakter), örneğin ulusal alfabelerin harfleri, 8 bitin yarısı olarak algılanmaya başlandı. Özellikle, ASCII temelinde, Rus alfabesinin harflerini içeren kodlamalar geliştirildi: MS-DOS işletim sistemi için - cp866 (İngilizce kod sayfası - kod sayfası), MS Windows işletim sistemi için - Windows 1251 için çeşitli işletim sistemleri - KOI-8 ( bilgi değişim kodu, 8 bit), ISO 8859-5 ve diğerleri.
| ASCII kodlaması | Ek semboller | ||||||||||
| İkili kod |
Ondalık kod |
Sembol | İkili kod |
Ondalık kod |
Sembol | İkili kod |
Ondalık kod |
Sembol | İkili kod |
Ondalık kod |
Sembol |
| 00000000 | 0 | NUL | 01000000 | 64 | @ | 10000000 | 128 | Ђ | 11000000 | 192 | A |
| 00000001 | 1 | SOH | 01000001 | 65 | A | 10000001 | 129 | Ѓ | 11000001 | 193 | B |
| 00000010 | 2 | STX | 01000010 | 66 | B | 10000010 | 130 | ‚ | 11000010 | 194 | V |
| 00000011 | 3 | ETX | 01000011 | 67 | C | 10000011 | 131 | ѓ | 11000011 | 195 | G |
| 00000100 | 4 | EOT | 01000100 | 68 | NS | 10000100 | 132 | „ | 11000100 | 196 | NS |
| 00000101 | 5 | ENQ | 01000101 | 69 | E | 10000101 | 133 | … | 11000101 | 197 | E |
| 00000110 | 6 | ACK | 01000110 | 70 | F | 10000110 | 134 | † | 11000110 | 198 | F |
| 00000111 | 7 | BEL | 01000111 | 71 | G | 10000111 | 135 | ‡ | 11000111 | 199 | Z |
| 00001000 | 8 | BS | 01001000 | 72 | H | 10001000 | 136 | € | 11001000 | 200 | VE |
| 00001001 | 9 | HT | 01001001 | 73 | ben | 10001001 | 137 | ‰ | 11001001 | 201 | NS |
| 00001010 | 10 | LF | 01001010 | 74 | J | 10001010 | 138 | Љ | 11001010 | 202 | İLE |
| 00001011 | 11 | VT | 01001011 | 75 | K | 10001011 | 139 | ‹ | 11001011 | 203 | L |
| 00001100 | 12 | FF | 01001100 | 76 | L | 10001100 | 140 | Њ | 11001100 | 204 | m |
| 00001101 | 13 | CR | 01001101 | 77 | m | 10001101 | 141 | Ќ | 11001101 | 205 | H |
| 00001110 | 14 | BU YÜZDEN | 01001110 | 78 | n | 10001110 | 142 | Ћ | 11001110 | 206 | Ö |
| 00001111 | 15 | Sİ | 01001111 | 79 | Ö | 10001111 | 143 | Џ | 11001111 | 207 | NS |
| 00010000 | 16 | DLE | 01010000 | 80 | P | 10010000 | 144 | ђ | 11010000 | 208 | r |
| 00010001 | 17 | DC1 | 01010001 | 81 | Q | 10010001 | 145 | ‘ | 11010001 | 209 | İLE BİRLİKTE |
| 00010010 | 18 | DC2 | 01010010 | 82 | r | 10010010 | 146 | ’ | 11010010 | 210 | T |
| 00010011 | 19 | DC3 | 01010011 | 83 | S | 10010011 | 147 | “ | 11010011 | 211 | Sahip olmak |
| 00010100 | 20 | DC4 | 01010100 | 84 | T | 10010100 | 148 | ” | 11010100 | 212 | F |
| 00010101 | 21 | NAK | 01010101 | 85 | sen | 10010101 | 149 | 11010101 | 213 | NS | |
| 00010110 | 22 | SYN | 01010110 | 86 | V | 10010110 | 150 | – | 11010110 | 214 | C |
| 00010111 | 23 | ETB | 01010111 | 87 | W | 10010111 | 151 | - | 11010111 | 215 | H |
| 00011000 | 24 | YAPABİLMEK | 01011000 | 88 | x | 10011000 | 152 | |
11011000 | 216 | NS |
| 00011001 | 25 | EM | 01011001 | 89 | Y | 10011001 | 153 | ™ | 11011001 | 217 | SCH |
| 00011010 | 26 | ALT | 01011010 | 90 | Z | 10011010 | 154 | љ | 11011010 | 218 | B |
| 00011011 | 27 | ESC | 01011011 | 91 | [ | 10011011 | 155 | › | 11011011 | 219 | NS |
| 00011100 | 28 | FS | 01011100 | 92 | \ | 10011100 | 156 | њ | 11011100 | 220 | B |
| 00011101 | 29 | GS | 01011101 | 93 | ] | 10011101 | 157 | ќ | 11011101 | 221 | NS |
| 00011110 | 30 | Rs | 01011110 | 94 | ^ | 10011110 | 158 | ћ | 11011110 | 222 | NS |
| 00011111 | 31 | Biz | 01011111 | 95 | _ | 10011111 | 159 | џ | 11011111 | 223 | NS |
| 00100000 | 32 | 01100000 | 96 | ` | 10100000 | 160 | |
11100000 | 224 | a | |
| 00100001 | 33 | ! | 01100001 | 97 | a | 10100001 | 161 | Ў | 11100001 | 225 | B |
| 00100010 | 34 | " | 01100010 | 98 | B | 10100010 | 162 | ў | 11100010 | 226 | v |
| 00100011 | 35 | # | 01100011 | 99 | C | 10100011 | 163 | Ј | 11100011 | 227 | G |
| 00100100 | 36 | $ | 01100100 | 100 | NS | 10100100 | 164 | ¤ | 11100100 | 228 | NS |
| 00100101 | 37 | % | 01100101 | 101 | e | 10100101 | 165 | Ґ | 11100101 | 229 | e |
| 00100110 | 38 | & | 01100110 | 102 | F | 10100110 | 166 | ¦ | 11100110 | 230 | F |
| 00100111 | 39 | " | 01100111 | 103 | G | 10100111 | 167 | § | 11100111 | 231 | s |
| 00101000 | 40 | ( | 01101000 | 104 | H | 10101000 | 168 | sen | 11101000 | 232 | ve |
| 00101001 | 41 | ) | 01101001 | 105 | ben | 10101001 | 169 | © | 11101001 | 233 | NS |
| 00101010 | 42 | * | 01101010 | 106 | J | 10101010 | 170 | Є | 11101010 | 234 | NS |
| 00101011 | 43 | + | 01101011 | 107 | k | 10101011 | 171 | « | 11101011 | 235 | ben |
| 00101100 | 44 | , | 01101100 | 108 | ben | 10101100 | 172 | ¬ | 11101100 | 236 | m |
| 00101101 | 45 | - | 01101101 | 109 | m | 10101101 | 173 | ¬ | 11101101 | 237 | n |
| 00101110 | 46 | . | 01101110 | 110 | n | 10101110 | 174 | ® | 11101110 | 238 | Ö |
| 00101111 | 47 | / | 01101111 | 111 | Ö | 10101111 | 175 | Ї | 11101111 | 239 | NS |
| 00110000 | 48 | 0 | 01110000 | 112 | P | 10110000 | 176 | ° | 11110000 | 240 | r |
| 00110001 | 49 | 1 | 01110001 | 113 | Q | 10110001 | 177 | ± | 11110001 | 241 | ile birlikte |
| 00110010 | 50 | 2 | 01110010 | 114 | r | 10110010 | 178 | І | 11110010 | 242 | T |
| 00110011 | 51 | 3 | 01110011 | 115 | s | 10110011 | 179 | і | 11110011 | 243 | NS |
| 00110100 | 52 | 4 | 01110100 | 116 | T | 10110100 | 180 | ґ | 11110100 | 244 | F |
| 00110101 | 53 | 5 | 01110101 | 117 | sen | 10110101 | 181 | µ | 11110101 | 245 | NS |
| 00110110 | 54 | 6 | 01110110 | 118 | v | 10110110 | 182 | ¶ | 11110110 | 246 | C |
| 00110111 | 55 | 7 | 01110111 | 119 | w | 10110111 | 183 | · | 11110111 | 247 | H |
| 00111000 | 56 | 8 | 01111000 | 120 | x | 10111000 | 184 | e | 11111000 | 248 | NS |
| 00111001 | 57 | 9 | 01111001 | 121 | y | 10111001 | 185 | № | 11111001 | 249 | SCH |
| 00111010 | 58 | : | 01111010 | 122 | z | 10111010 | 186 | є | 11111010 | 250 | B |
| 00111011 | 59 | ; | 01111011 | 123 | { | 10111011 | 187 | » | 11111011 | 251 | NS |
| 00111100 | 60 | < | 01111100 | 124 | | | 10111100 | 188 | ј | 11111100 | 252 | B |
| 00111101 | 61 | = | 01111101 | 125 | } | 10111101 | 189 | Ѕ | 11111101 | 253 | NS |
| 00111110 | 62 | > | 01111110 | 126 | ~ | 10111110 | 190 | ѕ | 11111110 | 254 | NS |
| 00111111 | 63 | ? | 01111111 | 127 | DEL | 10111111 | 191 | ї | 11111111 | 255 | NS |
Pirinç. 22.4. Windows kod sayfası 1251
Unicode, karakterlerin neredeyse tüm yazılı dillerde temsil edilmesini sağlayan bir karakter kodlama standardıdır. Standart 1991 yılında kar amacı gütmeyen bir kuruluş olan Unicode Inc., Unicode Konsorsiyumu tarafından önerildi. Bu standardın kullanımı, çift baytlık karakter kodlaması (toplamda 65536 karakter) nedeniyle (ASCII ve diğer kodlamalardan daha fazla) daha fazla karakter kodlamanıza izin verir. Unicode belgelerinde Çince karakterler, matematiksel semboller, Yunan alfabesinin harfleri, Latin ve Kiril alfabeleri bir arada bulunabilir.
Unicode standardındaki kodlar birkaç bölüme ayrılmıştır. İlk 128 kod, ASCII kodlamasına karşılık gelir. Ayrıca çeşitli yazı, noktalama işaretleri ve teknik sembollerin harflerinin bölümleri vardır. Özellikle, Rus alfabesinin büyük ve küçük harfleri, 1025 (Ё), 1040-1103 (A-z) ve 1105 (ё) kodlarına karşılık gelir.
Braille alfabesi- kör insanlar tarafından yazmak ve okumak için tasarlanmış kabartma noktalı dokunsal yazı tipi. 1824 yılında bir kunduracının oğlu olan Fransız Louis Braille tarafından geliştirildi. Louis, üç yaşında, çocuğun babasının atölyesinde bir eyer bıçağı (bıza benzer) tarafından yaralanması nedeniyle başlayan göz iltihabı sonucu görüşünü kaybetti. 15 yaşındayken, o zamanlar ordu tarafından karanlıkta raporları okumak için kullanılan topçu kaptanı Charles Barbier'in "gece senaryosunun" sadeliğinden esinlenerek noktalı tümseği yarattı.
Braille'de karakterleri (esas olarak harfler ve sayılar) temsil etmek için, her birinde 3 olmak üzere iki sütun halinde düzenlenmiş 6 nokta kullanılır.
Pirinç. 22.5. Nokta numaralandırma
Her sembolün kendine özgü yükseltilmiş noktaları vardır. O. Braille, 2 6 = 64 karakter kodlamak için bir sistemdir. Ancak yazı tipinde kontrol karakterlerinin bulunması (örneğin, harflere veya sayılara geçiş), kodlanmış karakter sayısını artırmanıza olanak tanır.
| Kontrol karakterleri | |||
| Sembol yazı tipi Braille alfabesi |
Randevu | ||
| ⠠ | Edebiyat | ||
| ⠼ | Sayılar | ||
| Harfler, sayılar ve diğer semboller | |||
| Sembol yazı tipi Braille alfabesi |
Latince Edebiyat |
Ruslar Edebiyat |
Sayılar |
| ⠁ | A | A | 1 |
| ⠃ | B | B | 2 |
| ⠉ | C | C | 3 |
| ⠙ | NS | NS | 4 |
| ⠑ | E | E | 5 |
| ⠋ | F | F | 6 |
| ⠛ | G | G | 7 |
| ⠓ | H | NS | 8 |
| ⠊ | ben | VE | 9 |
| ⠚ | J | F | 0 |
| ⠅ | K | İLE | |
| ⠇ | L | L | |
| ⠍ | m | m | |
| ⠝ | n | H | |
| ⠕ | Ö | Ö | |
| ⠏ | P | NS | |
| ⠟ | Q | H | |
| ⠗ | r | r | |
| ⠎ | S | İLE BİRLİKTE | |
| ⠞ | T | T | |
| ⠥ | sen | Sahip olmak | |
| ⠧ | V | ||
| ⠺ | W | V | |
| ⠭ | x | SCH | |
| ⠽ | Y | ||
| ⠵ | Z | Z | |
| ⠡ | sen | ||
| ⠯ | NS | ||
| ⠱ | NS | ||
| ⠷ | B | ||
| ⠮ | NS | ||
| ⠾ | B | ||
| ⠪ | NS | ||
| ⠳ | NS | ||
| ⠫ | NS | ||
| ⠲ | Puan | ||
| ⠂ | Virgül | ||
| ⠖ | Ünlem işareti | ||
| ⠢ | Soru işareti | ||
| ⠆ | Noktalı virgül | ||
| ⠤ | Tire | ||
| Uzay | |||
Pirinç. 22.6. Braille alfabesi
Braille, engelli insanlara artan ilgi nedeniyle son zamanlarda kamusal yaşamda ve günlük yaşamda yaygın olarak kullanılmaya başlandı.
Pirinç. 22.7. 2014 Paralimpik altın madalyasında "Sochi 2014" braille yazısı.
Barkod- teknik yollarla okunması amacıyla siyah ve beyaz şeritler veya diğer geometrik şekillerden oluşan ürünlerin yüzeyine, işaretlenmesine veya paketlenmesine uygulanan grafik bilgiler.
1948'de, Philadelphia'daki Drexel Üniversitesi Teknoloji Enstitüsü'nde yüksek lisans öğrencisi olan Bernard Silver, yerel bir gıda zinciri başkanının, dekanlardan birinden bir ürünü incelerken otomatik olarak bilgi okuyan bir sistem geliştirmesini istediğini duydu. Silver, arkadaşlarına bundan bahsetti - Norman Joseph Woodland ve Jordin Johanson. Üçü farklı markalama sistemlerini keşfetmeye başladı. İlk çalışma sistemlerinde ultraviyole mürekkepler kullanılıyordu, ancak bunlar oldukça pahalıydı ve zamanla solmuşlardı.
Sistemin uygulanabilir olduğuna ikna olan Woodland, Philadelphia'dan ayrıldı ve çalışmaya devam etmek için Florida'ya babasının dairesine taşındı. 20 Ekim 1949'da Woodland ve Silver, 7 Ekim 1952'de kabul edilen bir buluş için başvuruda bulundular. Patent, alıştığımız satırlar yerine, eşmerkezli daireler şeklinde bir barkod sisteminin tanımını içeriyordu.
Pirinç. 22.8. Modern barkodların öncüsü olan eşmerkezli dairelere sahip Woodland ve Silver sistemi için patent
Barkodlar ilk olarak 1974'te Troy, Ohio'daki mağazalarda resmen kullanıldı. Bar kodlama sistemleri kamusal hayatta yaygın olarak kullanılmaktadır: ticaret, postalama, finans ve mahkeme bildirimleri, depolama birimleri, kişisel kimlik, iletişim bilgileri (web bağlantıları, e-posta adresleri, telefon numaraları), vb.
Doğrusal (tek yönde okunan) ve iki boyutlu barkodları ayırt edin. Çeşitlerin her biri, hem grafik görüntünün boyutunda hem de sunulan bilgi miktarında farklılık gösterir. Aşağıdaki tablo, bazı barkod varyasyonlarının örneklerini sağlar.
Tablo 22.1. Barkod çeşitleri
| İsim | Barkod örneği | Notlar (düzenle) |
| Doğrusal | ||
| Evrensel Ürün Kodu, UPC (Evrensel Ürün Kodu) |
 (UPC-A) |
Ürün ve üretici tanımlayıcılarını kodlamak için tasarlanmış Amerikan barkod standardı. Çeşitleri var: - UPC-E - 8 basamak kodlanmıştır; - UPC-A - 13 basamak kodlanmış. |
| Avrupa Makale Numarası, EAN (Avrupa ürün numarası) |
 (EAN-13) |
Ürün ve üretici tanımlayıcılarını kodlamak için tasarlanmış Avrupa barkod standardı. Çeşitleri var: - EAN-8 - 8 basamak kodlanmıştır; - EAN 13 - 13 hane kodlanmıştır; - EAN-128 - düzenlenmiş gruplar halinde birleştirilen herhangi bir sayıda harf ve sayı kodlanır. GOST ISO/IEC 15420-2001 “Otomatik tanımlama. Barkodlama. EAN / UPC Semboloji Spesifikasyonu”. |
| Kod 128 (Kod 128) |
 |
107 karakter içerir. 103 veri sembolü, 3 başlangıç sembolü ve 1 durma sembolü. 128 ASCII karakterinin tümünü kodlamak için, tek bir barkod içinde kullanılabilen A, B ve C olmak üzere üç karakter grubu vardır. EAN-128 Alfabetik Olarak Kod 128'i Kodlar GOST 30743-2001 (ISO/IEC 15417-2000) “Otomatik tanımlama. Barkodlama. Kod 128 semboloji belirtimi ". |
| iki boyutlu | ||
| Veri matrisi (matris verileri) |
 |
Bir koda sığabilecek maksimum karakter sayısı 2048 bayttır. GOST R ISO/IEC 16022-2008 “Otomatik tanımlama. Barkodlama. Veri Matrisi Sembolojisi Spesifikasyonu”. |
| QR kod (İngilizce hızlı yanıt - hızlı yanıt) |
 |
Görüntünün köşelerindeki kareler, görüntü boyutunu ve yönünü ve ayrıca sensörün görüntü yüzeyiyle ilişkili olduğu açıyı normalleştirmenize olanak tanır. Noktalar, sağlama toplamı doğrulaması ile ikili sayılara dönüştürülür. Bir QR koduna sığabilecek maksimum karakter sayısı: - sayılar - 7089; - sayılar ve harfler (Latince) - 4296; - ikili kod - 2953 bayt; - hiyeroglifler - 1817. |
| MaksiKod (maksi kod) |
 |
Boyut - inç inç (1 inç = 2,54 cm). Sevkiyat ve alıcı sistemler için kullanılır. GOST R 51294.6-2000 “Otomatik tanımlama. Barkodlama. MaxiCode semboloji belirtimi ". |
| PDF147 (İngilizce Taşınabilir Veri Dosyası - taşınabilir veri dosyası) |
 |
Kişisel tanımlama, mal muhasebesi, düzenleyici makamlara ve diğer alanlara rapor gönderirken kullanılır. 2710 karaktere kadar kodlamayı destekler ve 90 satıra kadar içerebilir. |
| Microsoft Etiketi (Microsoft etiketi) |
 |
Cep telefonlarına yerleştirilmiş kameralar tarafından tanınmak üzere tasarlanmıştır. Code128 ile aynı sayıda karakteri tutabilir. Cihazla ilgili önceden hazırlanmış bilgilerin (web bağlantıları, 1000 karaktere kadar rastgele metin, telefon numarası vb.) hızlı bir şekilde tanımlanması ve alınması için tasarlanmıştır ve bir koda bağlı ve bir Microsoft sunucusunda depolanır. 13 bayt artı eşlik için fazladan bir bit içerir. |
Sayıların ikili gösterimi (bilgisayarda)... Bildiğiniz gibi, bilgisayarlarda depolanan ve işlenen bilgiler ikili biçimde temsil edilir. Biraz(İng. iki nary digi T- ikili numara; ayrıca kelimelerle oynayın: eng. bit - bir parça, bir parçacık) - ikili sayı sisteminde bir bite eşit bilgi miktarını ölçmek için bir birim. Bir bit kullanarak iki durumu (0 veya 1; evet veya hayır) kodlayabilirsiniz (temsil edebilir, ayırt edebilirsiniz). Bit (bit) sayısını artırarak, kodlanmış durumların sayısını artırabilirsiniz. Örneğin, 8 bitten oluşan bir bayt (İngilizce bayt) için kodlanmış durum sayısı 2 8 = 256'dır.
Sayılar sözde kodlanmıştır. sabit nokta ve kayan nokta biçimleri.
1. Sabit nokta formatı, esas olarak tamsayılar için kullanılır, ancak ondalık noktadan sonra sabit sayıda ondalık basamağa sahip gerçek sayılar için de kullanılabilir. Tam sayılar için, "virgül"ün en az anlamlı bitten (rakamdan) sonra sağda olduğu varsayılır, yani. bit ızgarasının dışında. Bu formatta iki gösterim vardır: imzasız (negatif olmayan sayılar için) ve imzalı.
İçin imzasız temsil, tüm rakamlar sayının kendisinin temsili için ayrılmıştır. Örneğin, bir bayt kullanarak, 0 10 - 255 10 (00000000 2 - 11111111 2) arasındaki işaretsiz tam sayıları veya 0.0 10 - 25.5 10 (00000000 2 - 11111111 2) arasında bir ondalık basamaklı gerçek sayıları temsil edebilirsiniz. İçin ikonik temsiller, yani pozitif ve negatif sayılar, en anlamlı bit işarete atanır (0 - pozitif sayı, 1 - negatif).
İşaretli sayıları yazmak için doğrudan, ters ve ek kodlar arasında ayrım yapın.
V doğrudan Kodda, pozitif ve negatif sayılar, işaretsiz gösterimdekiyle aynı şekilde yazılır (işarete en anlamlı bitin atanması dışında). Böylece 5 10 ve -5 10 sayıları 00000101 2 ve 10000101 2 şeklinde yazılır. Doğrudan kodda, 0 sayısı için iki kod vardır: "pozitif sıfır" 00000000 2 ve "negatif sıfır" 10000000 2.
kullanma ters kodu, negatif bir sayı, ters çevrilmiş bir pozitif sayı olarak yazılır (0 1'e değişir ve tam tersi). Örneğin 5 10 ve -5 10 sayıları 00000101 2 ve 11111010 2 olarak yazılır. Geri kodda, ileri kodda olduğu gibi, "pozitif sıfır" 00000000 2 ve "negatif sıfır" 11111111 2 olduğuna dikkat edilmelidir. Ters kodu kullanmak, toplama işlemini kullanarak bir sayıyı diğerinden çıkarmanıza olanak tanır, yani. X - Y iki sayının çıkarılması, toplamları X + (-Y) ile değiştirilir. Bu, iki ek kural kullanır:
Çıkarılan sayı ters çevrilir (ters kod olarak gösterilir);
Sonucun bit sayısı, sayıların temsili için ayrılan sayıdan fazlaysa, en soldaki bit (en önemli) atılır ve sonuca 1 2 eklenir.
Aşağıdaki tabloda çıkarma örnekleri verilmektedir.
Tablo 22.2. Ters kod kullanarak iki sayı çıkarma örnekleri
| X - Y | 5 – 5 | 6 – 5 | 5 – 6 | 5 – (-6) |
| 2 | 00000101 | 00000110 | 00000101 | 00000101 |
| Y2 | 00000101 | 00000101 | 00000110 | 11111001 |
| Ekleme ile değiştirme | 5 + (-5) | 6 + (-5) | 5 + (-6) | 5 + 6 |
| Çıkarma için ters kod (-Y 2) | 11111010 | 11111010 | 11111001 | 00000110 |
| Ek | 00000101 + 11111010 11111111 |
00000110 + 11111010 100000000 |
00000101 + 11111001 11111110 |
00000101 + 00000110 00001011 |
| gerekli değil | 00000000 + 00000001 00000001 |
gerekli değil | gerekli değil | |
| Sonuç | -0 | 1 | -1 | 11 |
Ters kodun hesaplama prosedürlerini büyük ölçüde basitleştirmesine ve buna bağlı olarak bilgisayarların hızına rağmen, iki "sıfır" ve diğer sözleşmelerin varlığı ortaya çıkmasına neden oldu. ek olarak kod. Negatif bir sayı temsil edildiğinde, modülü önce ters kodda olduğu gibi ters çevrilir ve ardından ters çevirmeye hemen 1 2 eklenir.
Aşağıdaki tablo, farklı kod gösterimlerindeki bazı sayıları listeler.
Tablo 22.3. Sayıların farklı kodlarda gösterimi
| Ondalık verim |
İkili gösterim kodu (8 bit) | ||
| Düz | geri | ek olarak | |
| 127 | 01111111 | 01111111 | 01111111 |
| 6 | 00000110 | 00000110 | 00000110 |
| 5 | 00000101 | 00000101 | 00000101 |
| 1 | 00000001 | 00000001 | 00000001 |
| 0 | 00000000 | 00000000 | 00000000 |
| -0 | 10000000 | 11111111 | --- |
| -1 | 10000001 | 11111110 | 11111111 |
| -5 | 10000101 | 11111010 | 11111011 |
| -6 | 10000110 | 11111001 | 11111010 |
| -127 | 11111111 | 10000000 | 10000001 |
| -128 | --- | --- | 10000000 |
Tamamlayıcı kodlarda negatif sayıları temsil ederken, ikinci kural biraz basitleştirilmiştir - sonucun bit sayısı, sayıların temsili için ayrılan sayıdan fazlaysa, yalnızca en soldaki bit (en önemli) atılır.
Tablo 22.4. Tamamlayıcı kod kullanarak iki sayı çıkarma örnekleri
| X - Y | 5 – 5 | 6 – 5 | 5 – 6 | 5 – (-6) |
| 2 | 00000101 | 00000110 | 00000101 | 00000101 |
| Y2 | 00000101 | 00000101 | 00000110 | 11111010 |
| Ekleme ile değiştirme | 5 + (-5) | 6 + (-5) | 5 + (-6) | 5 + 6 |
| Çıkarılan için ek kod (-Y 2) | 11111011 | 11111011 | 11111010 | 00000110 |
| Ek | 00000101 + 11111011 00000000 |
00000110 + 11111011 100000001 |
00000101 + 11111010 11111111 |
00000101 + 00000110 00001011 |
| En önemli biti bırakmak ve 1 2 eklemek | gerekli değil | 00000001 | gerekli değil | gerekli değil |
| Sonuç | -0 | 1 | -1 | 11 |
Tamamlayıcı kodlarda sayıların gösterilmesinin, ters kodlu örneklerde olduğu gibi gelecekte gerekmeyebilecek bir işlem daha gerektirdiği (inversiyondan sonra 12 ile toplama her zaman gereklidir) ileri sürülebilir. Bu durumda, iyi bilinen "çaydanlık ilkesi" işe yarar. Prosedürü doğrusal yapmak, “Eğer A ise B” kurallarını (bir tane olsa bile) uygulamaktan daha iyidir. İnsan bakış açısından, işgücü maliyetlerinde (hesaplama ve zaman karmaşıklığı) bir artış gibi görünen şey, yazılım ve donanım uygulaması açısından daha etkili olabilir.
Ek kodun tersine göre bir başka avantajı, "negatif sıfırı" ortadan kaldırarak bir bilgi biriminde bir sayıyı (durumu) daha fazla temsil etme yeteneğidir. Bu nedenle, kural olarak, bir bayt uzunluğunda imzalı tamsayılar için temsil (depolama) aralığı +127 ila -128 arasındadır.
2. Kayan nokta biçimi esas olarak gerçek sayılar için kullanılır. Bu formattaki sayı üstel biçimde temsil edilir.
X = e n * m, (22.1)
burada e üstel fonksiyonun tabanıdır;
n, tabanın sırasıdır;
e n - sayının özelliği;
m - mantis (Latin mantis - artış) - sayının kendisini elde etmek için bir sayının karakteristiğinin çarpılması gereken bir faktör.
Örneğin 350 ondalık sayısı 3.5*10 2, 35*10 1, 350*10 0 vb. şeklinde yazılabilir. V normalleştirilmiş bilimsel kayıt, Emir n mutlak değer olacak şekilde seçilir m en az bir kaldı, ancak kesinlikle ondan az (1 ≤ | m |< 10). Таким образом, в нормализованной научной записи число 350 выглядит, как 3.5 * 10 2 . При отображении чисел в программах, учитывая, что основание равно 10, их записывают в виде m E ± n, burada E "* 10 ^" anlamına gelir ("... on üzeri kuvvet ..."). Örneğin, 350 sayısı 3.5E + 2'dir ve 0.035 sayısı 3.5E-2'dir.
Sayılar bilgisayarlarda ikili biçimde depolanıp işlendiğinden, bu amaçlar için e = 2 varsayılır.Kayan noktalı sayıların ikili gösteriminin olası biçimlerinden biri aşağıdaki gibidir.
Pirinç. 22.9. İkili kayan nokta biçimi
Sıranın işaretini ve mantisi gösteren bn ± ve bm ± bitleri, sabit noktalı sayılara benzer şekilde kodlanmıştır: pozitif sayılar için "0", negatif sayılar için - "1". Sıra değeri, mantisin ondalık (ve buna bağlı olarak ikili) gösterimdeki tamsayı kısmının değeri, ikili sayılar için normalleştirilmiş gösterime karşılık gelen "1" e eşit olacak şekilde seçilir. Örneğin, 350 10 sayısı için sıra n = 8 10 = 001000 2 (350 = 1.3671875 * 2 8) ve 576 10 - n = 9 10 = 001001 2 (576 = 1.125 * 2 9) şeklindedir. Sipariş miktarının bit gösterimi, ileri, geri veya ikinin tamamlayıcı kodunda gerçekleştirilebilir (örneğin, n = 8 10 ikili form 001000 2 için). Mantisin büyüklüğü kesirli kısmı gösterir. İkiliye dönüştürmek için, 0'a eşit olana kadar sırayla 2 ile çarpılır. Örneğin,
Pirinç. 22.10. İkili biçimde kesirli bir parça elde etme örneği
Sıralı çarpma sonucunda elde edilen tamsayı kısımlar, kesirli kısmın ikili formunu temsil eder (0.3671875 10 = 0101111 2). Mantis değerinin geri kalan rakamları 0 ile doldurulur. Böylece, 350 sayısının son hali kayan nokta formatında, mantislerin normalleştirilmiş gösterimdeki temsili dikkate alınarak
Pirinç. 22.11. 350 sayısının ikili formu
Aritmetik işlemlerin yazılım ve donanım uygulamalarında, kayan noktalı sayıları temsil etme standardı yaygındır. IEEE 2 754(en son sürüm "754-2008 - Kayan Nokta Aritmetiği için IEEE Standardı"). Bu standart, sayıları temsil etmek için kayan nokta biçimlerini tanımlar. bekar(İngilizce single, float) ve çift(ingilizce çift) kesinlik. Formatların genel yapısı
Pirinç. 22.12. IEEE 754 standardında ikili sayıların temsili için genel format
Temsil biçimleri, sayıların temsili için tahsis edilen bit (bayt) sayısında ve buna bağlı olarak sayıların temsilinin kesinliğinde farklılık gösterir.
Tablo 22.5. IEEE 754 İkili Temsil Formatlarının Özellikleri
| Biçim | bekar | çift |
| Toplam boyut, bit (bayt) | 32 (4) | 64 (8) |
| Sipariş için bit sayısı | 8 | 11 |
| Mantis için bit sayısı (işaret biti hariç) |
23 | 52 |
| Siparişin büyüklüğü | 2 128 .. 2 -127 (± 3.4 * 10 38 .. 1.7 * 10 -38) |
2 1024 .. 2 -1023 (± 1.8 * 10 308 .. 9.0 * 10 -307) |
| Sipariş ofseti | 127 | 1023 |
| Sayıların temsil aralığı (işaret hariç) |
± 1.4 * 10 -45 .. 3.4 * 10 38 | ± 4.9 * 10 -324 .. 1.8 * 10 308 |
| Bir sayının anlamlı basamaklarının sayısı (daha fazla yok) |
8 | 16 |
IEEE standardına göre sayıların temsilinin özelliği, sipariş işaretinin altında bir bit olmamasıdır. Buna rağmen, siparişin büyüklüğü hem pozitif değerler hem de negatif değerler alabilir. Bu an sözde tarafından dikkate alınır. "Siparişin yer değiştirmesi." (Doğrudan kodla yazılan) emrin ikili formunun ondalık sayıya dönüştürülmesinden sonra, elde edilen değerden "sipariş ofseti" çıkarılır. Sonuç, sayı sırasının "doğru" değeridir. Örneğin, tek bir kesinlik numarası için 11111111 2 (= 255 10) sırası belirtilmişse, sıranın değeri aslında 128 10 (= 255 10 - 127 10) ve eğer 00000000 2 (= 0 10) ise , ardından -127 10 (= 0 10 - 127 10).
Mantisin büyüklüğü, önceki durumda olduğu gibi normalleştirilmiş bir biçimde belirtilir.
Yukarıdakiler ışığında, IEEE 754 tek duyarlık formatındaki 350 10 sayısı aşağıdaki gibi yazılır.
Pirinç. 22.13. IEEE standardına göre 350 numaralı ikili form
IEEE standardının diğer özellikleri arasında özel sayıları temsil etme yeteneği bulunmaktadır. Bunlar, sıfıra bölme gibi işlemlerden kaynaklanan NaN (Sayı değil - sayı değil) ve +/- INF (İngiliz Sonsuz - sonsuz) değerlerini içerir. Aynı zamanda, mantisi birden küçük olan denormalize edilmiş sayıları da içerir.
Sonuç olarak, kayan nokta sayıları hakkında, kötü şöhretli “ yuvarlama hatası". Çünkü sayı gösteriminin ikili biçiminde yalnızca birkaç anlamlı basamak saklanır; belirli bir aralıktaki tüm gerçek sayı çeşitlerini "kapsayamaz". Sonuç olarak, bir sayı ikili biçimde doğru bir şekilde temsil edilemiyorsa, mümkün olan en yakın sayı gibi görünür. Örneğin, double türündeki bir sayıya art arda "1.7" eklerseniz "0.0", o zaman aşağıdaki değişen değerlerin "kalıpını" bulabilirsiniz.
0.0
1.7
3.4
5.1
6.8
8.5
10.2
11.899999999999999
13.599999999999998
15.299999999999997
16.999999999999996
18.699999999999996
20.399999999999995
22.099999999999994
23.799999999999994
25.499999999999993
27.199999999999992
28.89999999999999
30.59999999999999
32.29999999999999
33.99999999999999
35.699999999999996
37.4
39.1
40.800000000000004
42.50000000000001
44.20000000000001
45.90000000000001
47.600000000000016
…
Pirinç. 22.14. Sırayla 1.7 sayısını eklemenin sonucu (Java 7)
Önemli ölçüde farklı bir sıraya sahip iki sayı eklenirken başka bir nüans bulunur. Örneğin, 10 10 + 10 -10 eklemek 10 10'dur. Art arda 10 -10 ila 10 10 trilyon (10 12) kez ekleseniz bile sonuç aynı kalır 10 10. Matematiksel açıdan aynı olan 10 -10 * 10 12 çarpımını 10 10'a eklersek sonuç 10000000100 (1.0000000100 * 10 10) olur.
Genetik Kod- tüm canlı organizmalarda bulunan proteinlerin kodlanmış amino asit dizisi. Kodlama, DNA'nın (deoksiribonükleik asit) bir parçası olan nükleotitler 3 kullanılarak gerçekleştirilir. DKN, canlı organizmaların gelişimi ve işleyişi için genetik programın depolanmasını, nesilden nesile aktarılmasını ve uygulanmasını sağlayan bir makromoleküldür. Belki de insanlık tarihinin en önemli şifresi.
DNA, Rus literatüründe A, G, C ve T harfleriyle gösterilen adenin (A), guanin (G), sitozin (C), timin (T) olmak üzere dört azotlu baz kullanır. genetik kod. DNA moleküllerinde nükleotidler zincirler halinde düzenlenir ve böylece genetik harf dizileri elde edilir.
Neredeyse tüm canlı organizmaların proteinleri, toplam 20 türün amino asitlerinden yapılır. Bu amino asitlere kanonik denir. Her protein, kesin olarak tanımlanmış bir dizide birbirine bağlı bir zincir veya birkaç amino asit zinciridir. Bu dizi, proteinin yapısını ve dolayısıyla tüm biyolojik özelliklerini belirler. Protein sentezi (yani, canlı hücrelerde genetik bilginin uygulanması), DNA'da depolanan bilgiler temelinde gerçekleştirilir. Ardışık üç nükleotid (üçlü), 20 amino asidin her birini ve ayrıca protein dizisinin sonunu gösteren durma sinyalini kodlamak için yeterlidir.
Pirinç. 22.15. DNA parçası
2 IEEE (Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü) - Elektrik ve Elektronik Mühendisleri Enstitüsü.
3 Şeker ve fosforik asit ile birlikte azotlu baz içerir.
22.3. Gizli kod sistemleri
Şifreler gibi gizli kodlar da bilgilerin gizliliğini sağlamak için tasarlanmıştır. Başlangıçta gizli kod sistemleri, bir tür jargon koduna dayalı bir sistemdi. Yazışmalarda adı geçen gerçek kişilerin isimlerini gizlemek için ortaya çıktılar. Bunlar, gizli isimlerin yazıldığı küçük listelerdi ve bunların karşısında - kod değiştirmeler (değiştirmeler). Vatikan'ın ilk arşivlerinde bulunan Akdeniz şehir devletlerinin papalık elçileri ve büyükelçileri tarafından kullanılan resmi kodlar, raporların içeriğini gizlemek için 14. yüzyıla kadar uzanıyor. Yazışma güvenliğine duyulan ihtiyaç arttıkça, şehir devletlerinin temsilcileri, yalnızca kişilerin adlarının kod değiştirmelerini değil, aynı zamanda ülkeleri, şehirleri, silah türlerini, hükümleri vb. içeren daha kapsamlı listelere sahipti. Bilgi güvenliğini artırmak amacıyla, listelerde yer almayan kelimelerin kodlanması için çeşitli steganografik ve kriptografik yöntemlere dayalı olarak kullanım kuralları ve şifreli alfabeler listelere eklenmiştir. Bu tür koleksiyonların adı “ isimlendiriciler". XV'den XIX yüzyılın ortasına kadar. bunlar bilgi gizliliğinin ana biçimiydi.
Fransız kriptolog Antoine Rossignol, daha kalıcı iki parçalı adlandırıcıların kullanılmasını önerene kadar, 17. yüzyıla kadar, düz metin sözcükleri ve bunların kod ikameleri, isimlendirmelerde alfabetik sıradaydı. İki bölümü vardı: biri düz metin öğelerini alfabetik sırayla listeledi ve kod öğeleri karıştırıldı. İkinci bölümde, kod listeleri alfabetik sıradaydı ve düz metin öğeleri zaten karıştırılmıştı.
19. yüzyılın ortalarında telgraf ve Mors kodunun icadı ile transatlantik kablonun döşenmesi. gizli kodların kapsamını önemli ölçüde genişletti. Geleneksel kullanım alanlarına ek olarak (diplomatik yazışmalarda ve askeri amaçlarla), ticaret ve ulaşımda yaygın olarak kullanılır hale geldiler. O zamanın gizli kod sistemleri adlarında " kelimesini içeriyordu. kod"(" Dışişleri Bakanlığı Kodu (1867) "," Amerikan Siperler Kodu, "" Nehir Kodları: Potomac "," Kara Kod ") veya" şifre"(" Dışişleri Bakanlığı Kodu (1876) "," Yeşil kod "). Unutulmamalıdır ki başlıkta “şifre” kelimesi bulunmasına rağmen bu sistemlerde kodlama esas alınmıştır.
 |
 |
Pirinç. 22.16. "Dışişleri Bakanlığı Yasası (1899)" parçası
Şifre yazarları gibi kod geliştiriciler, kodlarının kırılmasını daha zor hale getirmek için genellikle ek koruma seviyeleri eklediler. Bu süreç denir yeniden şifreleme... Sonuç olarak, gizli kod sistemleri, bilgilerin gizliliğini sağlamak için hem steganografik hem de kriptografik yöntemleri birleştirdi. En popüler olanları aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.
Tablo 22.6. Gizli kod sistemlerinde bilginin gizliliğini sağlama yöntemleri
| Yol | Bir çeşit | Notlar (düzenle) | Örnekleri (kodlu kelime - kod tanımı) |
| Bir kelimeyi (ifadeyi) keyfi uzunluktaki başka bir kelimeyle değiştirmek | steganografik | Analog -. |
1. Siena şehrinin isimlendiricisi (XV yüzyıl): Cardinales (kardinal) - Florenus; Antonello da Furli (Antollo da Furli) - Forte. 2. 1899'da Dışişleri Bakanlığı Kodu: Rusya (Rusya) - Tanıtıyor; Rusya Kabinesi (Rusya Hükümeti) - Talepler. 3. İletişim servisi başkanının kodu (1871): 10:30 - Anna, Ida; 13. (on üçüncü) - Charles, Mason. |
| Bir kelimeyi (ifadeyi) sabit uzunlukta bir karakter dizisiyle değiştirme | steganografik | Analog -. | 1. Siperler için Amerikan kodu (1918): Devriye - RAL; Saldırı - DIT. 2. Dışişleri Bakanlığı kodu A-1 (1919): Diplomat (diplomat) - BUJOH; Diplomatik kolordu (diplomatik kolordu) - BEDAC. |
| Bir kelimeyi (ifadeyi) bir sayı ile değiştirme | steganografik | Analog -. Bir kodlanmış kelime için birkaç kod gösterimi kullanılabilir. |
1. Benjamin Tolmadge'ın adlandırdığı isim (1779): Savunma - 143; Saldırı - 38. 2. İkinci Dünya Savaşı Müttefik Tüccar Gemileri (BAMS) için Yayın Kodu: Ada - 36979; bağlantı noktası - 985. |
| Bir kelimeyi (ifadeyi) sabit uzunlukta bir dizi sayıyla değiştirme | steganografik | Analog -. | 1. Siperler için Amerikan kodu (1918): Devriye (devriye) - 2307; Saldırı - 1447. 2. Amerikan Servis Telsiz Kodu # 1 (1918): Yağ - 001; Kötü (kötü) - 642. |
| Harflerin değiştirilmesi | kriptografik | Analoglar - şifre,. Harfler, sayılar, grafik semboller bir kod tanımı olarak kullanılabilir. Kodlanmış listede olmayan kelimeler için kullanılmıştır. |
1. Siena şehrinin isimlendiricisi (XV yüzyıl): q -; s -. 2. James Madison (1781) Adlandırıcısı: o - 527; s - 941. 3. Siperler için Amerikan kodu (1918): a - 1332 .. 2795 veya CEW .. ZYR. Ayrıca, kod atamalarını yeniden şifrelemek için 30 alfabelik şifre ikamesi içeriyordu. |
| Harf kombinasyonunu değiştirme | kriptografik | Analog -. Harfler, sayılar, grafik semboller bir kod tanımı olarak kullanılabilir. |
1. Siena şehrinin isimlendiricisi (XV yüzyıl): bb -; tt -. 2. İsimlendirme X-Y-Z (1737): ce - 493; ab - 1194. |
| Boş karakter kullanımı | steganografik | Analog -. Kriptanalistlerin kafasını karıştırmak için atama (Latin nihil önemli) sembolleri kullanıldı. |
1. Siena şehrinin isimlendiricisi (XV yüzyıl):,. 2. Nehir Kodları: Potomac (1918): ASY. |
| Toplamsal sayıları kullanma | kriptografik | Analog -. Sayısal kod atamasına eklenen katkı numarası, kodun (anahtarın) değişken bir parçası olarak görev yaptı. |
Dışişleri Bakanlığı şifresi 1876: mesajın başındaki "At" kuralı, sonraki kodları kodlamak için 203 katkı numarasının kullanıldığı anlamına geliyordu; "Şahin" (şahin) - 100. |
| Kod tanımlarında harflerin (sayıların) permütasyonu | kriptografik | Analog -. | Telgrafların iletiminde gizliliği sağlamak için telgraf kodu (1870): Beş basamaktan oluşan dijital kod atamasında son üç basamağın permütasyonunu öngören kurallardan biri. |
| kodların permütasyonu | kriptografik | Analog -. | Dışişleri Bakanlığı kodu 1876: mesajın başındaki "Tiger" kuralı, kodu çözülen mesajın son kelimeden ilk kelimeye (geriye doğru) okunması gerektiği anlamına geliyordu; "Tapir" (tapir) - her bir kelime çiftinin değiştirilmesi (yani birinci ve ikinci, üçüncü ve dördüncü, vb.). |
Bir kod sisteminde çeşitli kodlama ve şifre çözme yöntemlerinin birleştirilmesi, kod geliştiriciler arasında yaygın bir uygulamaydı ve neredeyse ilk ortaya çıktıkları andan itibaren kullanılmaya başlandı. Bu nedenle, 15. yüzyılda Siena şehrinde kullanılan isimlendirmede bile, kelimelerin kod yer değiştirmelerine ek olarak, harfleri, onların ve boş karakterleri değiştirmek için kullanıldılar. Bu uygulama 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın başlarında gelişti. Özellikle, "1876 Dışişleri Bakanlığı Kanunu"nda (İngilizce Kırmızı Kitap - Kırmızı Kitap) ve 1200 sayfadan oluşan eki "Karar Verilemez Kod: Dışişleri Bakanlığı Şifresine Ek" kullanılmıştır:
Kelimeler ve sayılar şeklinde kod tanımları;
Alfabetik karakter kodlaması
Ders 8. Metnin bilgisayar gösterimi
Metnin bilgisayarla temsili, bilgisayarın ortaya çıkmasından çok önce gelişmeye başlayan kodlama sistemi ile ilişkilidir. Metin kodlama sisteminin geliştirilmesinde aşağıdaki özellikler not edilebilir.
1. Bilgi asla saf haliyle görünmez, her zaman bir şekilde sunulur, bir şekilde kodlanır. İnsanlık, bilgisayarların ortaya çıkmasından çok önce bilgi kodlama sorununu çözmeye başladı. Bu göz korkutucu görevi çözmenin bir sonucu olarak, yazma - bir konuşma kodlama sistemi ve aritmetik olarak - bir sayı kodlama sistemi olarak.
2. Bir kişi düşüncelerini kelimelerden oluşan cümleler şeklinde ifade eder. Kelimeler de harflerden oluşur. Harfler bir alfabede birleştirilir. Dilin temeli, alfabe - bir mesajın oluşturulduğu herhangi bir nitelikteki çeşitli işaretlerin (sembollerin) sonlu bir kümesi.
3. Bir ve aynı giriş farklı anlamlar taşıyabilir. Örneğin, 251299 sayıları şu anlama gelebilir: bir nesnenin kütlesi; nesnenin uzunluğu; nesneler arasındaki mesafe; telefon numarası; tarih kaydı vb. Kayıt, yalnızca kod çözmenin bir sonucu olarak bilgiye dönüştürülebilen verilerdir. Böylece, bilgileri sunmak için kodlama ve kod çözme sistemini bilmeniz gerekir veya kod yazmak için belirli kurallar.
kodlama- bu bilgiyi bir kod biçiminde sunma süreci veya bilgilerin depolanması, iletilmesi veya işlenmesi için daha uygun olan bir formattan diğerine geçiş.
kod– bilgileri temsil etmek için bir dizi sözleşme.
kod çözme - bir kod kullanarak bilgi edinme (ters dönüşüm).
şifreleme - Bir mesajı sınıflandırmak için yapılan kodlamaya şifreleme sonucu denir. kriptogram veya şifreleme.
4. Bilgi çeşitli şekillerde kodlanabilir: sözlü, yazılı, jestler veya başka herhangi bir türdeki sinyaller (trafik sinyalleri, telefon görüşmeleri). Çoğu zaman, doğal dil metinleri kodlanır. Doğal diller için çeşitli kodlama yöntemleri vardır, en tipik ve yaygın olarak kullanılan yöntemler üzerinde duralım.
1. Grafik - özel çizimler veya işaretlerin kullanımına dayalıdır. Grafik kodlama, örneğin Conan Doyle'un, mesajları şifrelemek için bir dizi insan figürünün kullanıldığı "Dans Eden Adamlar" adlı edebi eserinde açıklanmıştır. Grafik kodlamanın bir başka örneği, Amerikalı mucit Samuel Morse tarafından 1837'de mesajları telgrafla kodlamak için oluşturulan Mors kodudur. Mors alfabesinde, her harf veya karakter, nokta ve tire kombinasyonu veya bir dizi kısa ve uzun bip sesi ile temsil edilir. Şimdiye kadar, denizcilik uygulamasında Mors kodu sinyalleri, örneğin tehlike sinyali - SOS (ruhlarımızı kurtarın) kullanıldı.
2. Karakter – orijinal metinle aynı alfabedeki karakterleri (harfleri) temel alır. Yöntem, örneğin kriptografide şifreli mesajlar oluşturulurken kullanılır. Yöntemin ilk uygulamalarından biri, 1580 yılında Francis Bacon tarafından önerilen İngiliz alfabesinin kodlanmasıydı. Bacon'un şifresi (Tablo 8.1), ikili 5 basamaklı bir kod veya A ve B harflerinden oluşan iki karakterli bir alfabe temelinde yapılır.
Tablo 8.1
İngilizce alfabe kodlaması
| a | AAAAA | G | AABBA | n | ABBAA | T | BABA |
| B | AAAAB | H | ABBB | J | ABBAB | v | BAABB |
| C | AAABA | ben | ABAAA | P | ABBBA | w | BABAA |
| NS | AAABB | k | ABAAB | Q | ABBBB | x | BABAB |
| e | AABAA | ben | ABABA | r | BAAAA | y | BABA |
| F | AABAB | m | ABABB | s | BAAAB | z | BABBB |
Bacon tarafından önerilen sisteme dayalı mesajlar oluşturmak için iki karakterli bir alfabe gereklidir, ancak her harf 5 karakterlik bir dizi ile değiştirildiği için mesajın uzunluğu 5 kat artar.
3. Sayısal - sayıları kullanarak karakterleri kodlamaya dayalıdır. Bilgisayarların gelişmesi sayesinde yöntem yaygınlaştı. Bir bilgisayarda harfleri kodlamak için iki sayı kullanılır: 0 ve 1. Bilgisayar teknolojisinde 5 bitlik gösterimin yeterli olduğu Bacon şifresinden farklı olarak, 8 bitlik veya 8 bitlik bir karakter gösterimi kabul edilir. 8 bitlik bir dizi 1 bayt oluşturur, bir bayt bir karakteri kodlamak için kullanılır. Bir bayt içindeki olası 0 ve 1 kombinasyonlarının sayısı 2 8 = 256 formülüyle hesaplanır. Bu, sıfır ve bir yazma sırasını değiştirerek bir bayt ile 256 farklı karakterin kodlanabileceği anlamına gelir.
Bilgisayar karakterlerinin sayısal kodlama sistemi ortak bir sistem olarak düşünülmelidir. Böyle bir kodlama sistemi oluşturulurken iyi bilinen yaklaşımlar ve ilkeler kullanılır. Bilgisayar metnini kodlamak için sayısal yöntemin nasıl uygulandığını ele alalım.
Bir kod, önceden tanımlanmış bazı kavramları kaydetmek (veya iletmek) için bir dizi kuraldır (veya sinyallerdir).
Bilgi kodlama, bilginin belirli bir temsilini oluşturma sürecidir. Daha dar bir anlamda, "kodlama" terimi genellikle bir bilgi sunumu biçiminden diğerine, depolama, iletim veya işleme için daha uygun bir geçiş olarak anlaşılır.
Genellikle, her görüntü kodlandığında (bazen - şifreli derler) ayrı bir işaretle temsil edilir.
Bir işaret, sonlu bir farklı öğeler kümesinin bir öğesidir.
Daha dar bir anlamda, "kodlama" terimi genellikle bir bilgi sunumu biçiminden diğerine, depolama, iletim veya işleme için daha uygun bir geçiş olarak anlaşılır.
Bilgisayar yalnızca sayısal biçimde sunulan bilgileri işleyebilir. Bir bilgisayarda işlenmek üzere diğer tüm bilgiler (örneğin, sesler, görüntüler, enstrüman okumaları vb.) sayısal forma dönüştürülmelidir. Örneğin, bir müzik sesini dijitalleştirmek için, her ölçümün sonuçlarını sayısal biçimde sunarak, kısa aralıklarla belirli frekanslarda sesin yoğunluğunu ölçebilirsiniz. Bir bilgisayar için programların yardımıyla, alınan bilgilerin dönüşümlerini gerçekleştirebilirsiniz, örneğin, farklı kaynaklardan gelen sesleri üst üste "üst üste bindirin".
Benzer şekilde, metin bilgileri bir bilgisayarda işlenebilir. Bilgisayara girildiğinde her harf belirli bir sayı ile kodlanır ve harici cihazlara (ekran veya baskı) çıktı alındığında bu sayılar kullanılarak insan algısı için harflerin görüntüleri oluşturulur. Bir dizi harf ve sayı arasındaki yazışmaya karakter kodlaması denir.
Kural olarak, bir bilgisayardaki tüm sayılar sıfırlar ve birler kullanılarak temsil edilir (ve insanlar için geleneksel olduğu gibi on basamak değil). Başka bir deyişle, bilgisayarlar genellikle ikili sayı sisteminde çalışır, çünkü işleme cihazları çok daha basittir. Sayıların bir bilgisayara girilmesi ve insan okuması için çıktısının alınması olağan ondalık biçimde gerçekleştirilebilir ve gerekli tüm dönüşümler bilgisayarda çalışan programlar tarafından gerçekleştirilir.
Bilgi kodlama yöntemleri.
Aynı bilgi çeşitli şekillerde sunulabilir (kodlanabilir). Bilgisayarların ortaya çıkmasıyla birlikte, hem bireyin hem de insanlığın bir bütün olarak uğraştığı her türlü bilgiyi kodlamak gerekli hale geldi. Ancak insanlık, bilgisayarların ortaya çıkmasından çok önce bilgi kodlama sorununu çözmeye başladı. İnsanlığın muazzam başarıları - yazı ve aritmetik - konuşma ve sayısal bilgileri kodlamak için bir sistemden başka bir şey değildir. Bilgi asla saf haliyle ortaya çıkmaz, her zaman bir şekilde sunulur, bir şekilde kodlanır.
İkili kodlama, bilgiyi temsil etmenin yaygın yollarından biridir. Bilgisayarlarda, robotlarda ve sayısal olarak kontrol edilen takım tezgahlarında, kural olarak, bir cihazın ilgili olduğu tüm bilgiler, ikili bir alfabede kelimeler biçiminde kodlanır.
Karakter (metin) bilgilerini kodlama.
Tek tek metin karakterleri üzerinde gerçekleştirilen ana işlem, karakter karşılaştırmasıdır.
Sembolleri karşılaştırırken, en önemli yönler, her bir sembol için kodun benzersizliği ve bu kodun uzunluğudur ve kodlama ilkesinin seçimi pratik olarak önemsizdir.
Metinleri kodlamak için çeşitli arama tabloları kullanılır. Aynı metin kodlanırken ve deşifre edilirken aynı tablonun kullanılması önemlidir.
Dönüştürme tablosu, karakterin ikili koduna dönüştürüldüğü ve bunun tersi şekilde sıralanmış, kodlanmış karakterlerin bir listesini içeren bir tablodur.
En popüler arama tabloları: DKOI-8, ASCII, CP1251, Unicode.
Tarihsel olarak, karakterleri kodlamak için kodun uzunluğu olarak 8 bit veya 1 bayt seçilmiştir. Bu nedenle, genellikle bilgisayarda depolanan metnin bir karakteri, bir bayt belleğe karşılık gelir.
Kod uzunluğu 8 bit olan 0 ve 1'in 28 = 256 farklı kombinasyonu olabilir, bu nedenle bir arama tablosu kullanılarak 256'dan fazla karakter kodlanamaz. 2 bayt (16 bit) kod uzunluğu ile 65536 karakter kodlanabilir.
Sayısal bilgi kodlaması.
Sayısal ve metinsel bilgilerin kodlanmasındaki benzerlikler şunlardır: Bu tür verileri karşılaştırabilmek için farklı sayıların (ve farklı karakterlerin) farklı bir kodu olması gerekir. Sayısal veriler ve sembolik veriler arasındaki temel fark, karşılaştırma işlemine ek olarak, sayılar üzerinde çeşitli matematiksel işlemlerin yapılmasıdır: toplama, çarpma, kök çıkarma, logaritma hesaplama vb. Matematikte bu işlemleri gerçekleştirme kuralları konumsal sayı sisteminde temsil edilen sayılar için ayrıntı.
Bir bilgisayarda sayıları temsil eden temel sayı sistemi, ikili konumsal sayı sistemidir.
Metin bilgilerini kodlama
Şu anda, bir bilgisayar kullanan kullanıcıların çoğu, sembollerden oluşan metinsel bilgileri işler: harfler, sayılar, noktalama işaretleri vb. Kaç karakter olduğunu ve kaç bit ihtiyacımız olduğunu hesaplayalım.
10 sayı, 12 noktalama işareti, 15 aritmetik işaret, Rus ve Latin alfabelerinin harfleri, TOPLAM: 8 bit bilgiye karşılık gelen 155 karakter.
Bilgi ölçüm birimleri.
1 bayt = 8 bit
1 KB = 1024 bayt
1 MB = 1024 KB
1 GB = 1024 MB
1 TB = 1024 GB
Kodlamanın özü, her karaktere 00000000 ila 11111111 arasında bir ikili kod veya 0 ila 255 arasında karşılık gelen ondalık kod atanmasıdır.
Şu anda Rusça harfleri (KOI - 8, CP1251, CP866, Mac, ISO) kodlamak için beş farklı kod tablosunun kullanıldığı ve bir tablo kullanılarak kodlanan metinlerin diğerinde doğru şekilde görüntülenmeyeceğini unutmamak gerekir.
Karakter kodlamasının ana gösterimi ASCII kodudur - Bilgi Değişimi için Amerikan Standart Kodu - karakterlerin onaltılık gösterimde kodlandığı 16'ya 16'lık bir tablo olan bilgi alışverişi için Amerikan standart kodudur.
Grafik bilgi kodlaması.
Bir grafik görüntünün kodlanmasında önemli bir aşama, ayrık elemanlara bölünmesidir (ayrıklaştırma).
Bilgisayar kullanarak depolama ve işleme için grafik sunmanın ana yolları raster ve vektör görüntülerdir.
Bir vektör görüntüsü, temel geometrik şekillerden (çoğunlukla çizgiler ve yaylar) oluşan bir grafik nesnedir. Bu temel bölümlerin konumu, noktaların koordinatları ve yarıçapın değeri ile belirlenir. Her satır için, çizgi tipinin (düz, noktalı, kesik çizgili), kalınlık ve rengin ikili kodları belirtilir.
Bir raster görüntü, matris ilkesine göre görüntü örneklemesinin bir sonucu olarak elde edilen noktalar (pikseller) topluluğudur.
Grafik görüntüleri kodlamanın matris ilkesi, görüntünün belirli sayıda satır ve sütuna bölünmesidir. Daha sonra elde edilen ızgaranın her bir elemanı seçilen kurala göre kodlanır.
Piksel (resim öğesi), rengi ve parlaklığı görüntünün geri kalanından bağımsız olarak ayarlanabilen minimum görüntü birimidir.
Matris ilkesine uygun olarak, görüntüler oluşturulur, yazıcıya çıkarılır, ekranda görüntülenir, bir tarayıcı kullanılarak elde edilir.
Görüntü kalitesi ne kadar yüksek olursa, pikseller o kadar "yoğun" olur, yani cihazın çözünürlüğü o kadar yüksek olur ve her birinin rengi o kadar doğru kodlanır.
Siyah beyaz bir görüntü için, her pikselin renk kodu bir bit ile belirtilir.
Resim renkliyse, her nokta için renginin ikili kodu ayarlanır.
Renkler de ikili kodda kodlandığından, örneğin 16 renkli bir resim kullanmak istiyorsanız, her pikseli kodlamak için 4 bit (16 = 24) gerekir ve 16 bit kullanmak mümkünse ( 2 bayt) bir pikseli renk kodlaması için, ardından 216 = 65536 farklı rengi aktarabilirsiniz. Tek bir noktanın rengini kodlamak için üç bayt (24 bit) kullanmak, 16.777.216 (veya yaklaşık 17 milyon) farklı renk tonunun yansıtılmasına olanak tanır - True Color modu olarak adlandırılır. Bunların şu anda kullanıldığını, ancak modern bilgisayarların sınırlayıcı özelliklerinden uzak olduğunu unutmayın.
Ses kodlaması.
Sesin havanın titreşimleri olduğunu fizik dersinden bilirsiniz. Doğası gereği ses sürekli bir sinyaldir. Sesi bir elektrik sinyaline dönüştürürsek (örneğin bir mikrofon kullanarak), voltajın zamanla düzgün bir şekilde değiştiğini göreceğiz.
Bilgisayar işleme için, bir analog sinyal bir şekilde ikili sayılar dizisine dönüştürülmeli ve bunun için örneklenmeli ve sayısallaştırılmalıdır.
Şu şekilde ilerleyebilirsiniz: sinyal genliğini düzenli aralıklarla ölçün ve elde edilen sayısal değerleri bilgisayar belleğine yazın.
Farklı bilgi türleri vardır, örneğin:
Koku, tat, ses;
Semboller ve işaretler.
Bilim, kültür ve teknolojinin çeşitli dallarında bilgi kaydı için özel formlar geliştirilmiştir.
kod bilgileri görüntülemek için kullanılabilecek bir grup semboldür.
Bir mesajı koda uygun olarak bir karakter kombinasyonuna dönüştürme işlemine denir. kodlama.
var kodlamanın üç ana yolu bilgi:
- sayısal yol- sayıları kullanma.
- sembolik yol - bilgi, giden metinle aynı alfabedeki semboller kullanılarak kodlanmıştır.
- grafik yolu - bilgiler, resimler veya simgeler kullanılarak kodlanmıştır.
Kodlama bilgilerine örnekler:
Rus alfabesinin seslerini görüntülemek için Edebiyat(ABVGDEEZH ... EYUYA);
Sayıları görüntülemek için şunu kullanın: sayılar (0123456789);
Sesler kaydedilir notlar ve diğerleri semboller;
kör kullanım braille, mektubun altı unsurdan oluştuğu yer: delikler ve yumrular.
Braille alfabesi
Unutulmamalıdır ki bilgi kodlama ilkeleri bilinmeden aynı kod farklı şekillerde anlaşılabilir, örneğin 300522005 sayısı bir numara, telefon numarası veya nüfus için sayılabilir.
Bilgisayar girilen bilgileri kodlar: metin, resimler ve sesler. Şifrelenmiş bir biçimde, bilgisayar bilgileri işler, depolar ve gönderir. Bir bilgisayardan insan tarafından okunabilir bir biçimde bilgi çıktısı almak için, kodu çözmek .
Özel bilim, şifreleme yöntemleriyle ilgilenir - kriptografi .
Bir bilgisayarda, herhangi bir bilgiyi kodlamak için yalnızca iki karakter kullanılır: 0 ve 1 , bir bilgisayar teknisyeninin iki durumu uygulaması daha kolay olduğundan:
0 - sinyal yok (gerilim yok veya akım akmıyor);
1 - bir sinyal var (gerilim veya akım akışı var).
Kod oluşturuluyor.
Bir bit iki durumu kodlayabilir: 0 ve 1 (evet ve hayır, siyah ve beyaz). Bit sayısını bir artırırsanız, iki kat daha fazla kod alırsınız.
Örnek:
İki bit 4 farklı kod oluşturur: 00, 01, 10 ve 11;
üç bit 8 farklı kod oluşturur: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 ve 111.
Farklı bilgi türlerinin kodlanması
Metin kodlaması
Metni kodlarken, her karaktere bir değer, örneğin bir sıra numarası atanır.
İlk popüler bilgisayar metin kodlama standardına ASCII(Amerikan Standart Bilgi Değişimi Kodu), her karakteri kodlamak için 7 bit kullanır.
7 bit ile 128 karakteri kodlayabilirsiniz: büyük ve küçük Latin harfleri, sayılar, noktalama işaretleri ve ayrıca özel karakterler, örneğin "§".
Standart, kodu 8 bite (256 karakter) kadar tamamlayan farklı sürümlerde oluşturuldu, böylece ulusal karakterleri, örneğin Letonya harfi ā'yı kodlamak mümkün oldu.
Ancak tüm karakterleri farklı alfabelerde kodlamak için 256 karakter yeterli değildi, bu nedenle yeni standartlar oluşturuldu. Zamanımızın en popülerlerinden biri UNICODE... Her karakterin 2 bayt olarak kodlandığı sonuç şudur: 62536 farklı kod.
Grafik veri kodlaması
Bir bilgisayarda depolanan hemen hemen tüm oluşturulan ve işlenen görüntüler iki gruba ayrılabilir:
Raster grafikler;
Vektör grafikleri.
Raster grafiklerde oluşturulan herhangi bir görüntü renkli noktalardan oluşur. Bu noktalara denir piksel (piksel) .
kodlama için renkli olmayan görüntüler genellikle kullan 256 gri tonu beyazdan siyaha değişir. Tüm renkleri kodlamak için ihtiyacınız olan 8 bit(1 bayt).
kodlama için renkli görüntüler genellikle üç renk kullanılır: kırmızı, yeşil ve mavi... Bu üç rengin karıştırılmasıyla bir renk tonu elde edilir.
Ses kodlaması
Arkadan sesler geliyor tereddüt hava. Sesin iki boyutu vardır:
- salınım genliği hangi işaret Ses ses;
- salınım frekansı hangi işaret anahtar ses.
Ses, örneğin bir mikrofon aracılığıyla elektrik sinyaline dönüştürülebilir.
Ses, belirli bir zaman aralığından sonra sinyalin boyutu ölçülerek ve buna ikili bir değer atanarak kodlanır. Bu ölçümler ne kadar sık yapılırsa, ses kalitesi o kadar iyi olur.
Örnek:
700 MB hacme sahip bir CD, 80 dakikalık CD kalitesinde ses tutabilir.
video kodlama
Film, hızla değişen karelerden oluşuyor. Kodlanmış film, çerçeve boyutu, kullanılan renkler ve saniyedeki kare sayısı (genellikle 30) ve ayrıca sesin kaydedilme şekli hakkında bilgiler içerir - her kare ayrı ayrı veya filmin tamamı bir kerede.
Taramalı Atomik Kuvvet Mikroskobu Laboratuvar raporu şunları içermelidir:
Havai iletişim ağı desteklerinin raflarının seçimi
AC katener tasarımı ve hesaplanması
Mikroişlemci sistemlerinin geliştirilmesi Mikroişlemci sistemlerinin tasarım aşamaları
mcs51 ailesinin mikrodenetleyicileri