КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Тема: Информация. Информационные процессы. Единицы измерения информации. Кодирование информации.

(дополнение к конспекту урока)

 

При качественной оценке получаемой информации говорят о следующих ее свойствах:

• полезность или релевантность (соответствие запросам потребителя);

• достоверность (истинность положения дел, отсутствие скрытых ошибок);

• полнота (достаточно для понимания и принятия решения);

• актуальность или своевременность (важность для настоящего времени);

• доступность (возможность ее получения данным потребителем);

• защищенность (невозможность несанкционированного использования или изменения);

• эргономичность (удобство формы или объема с точки зрения данного потребителя);

• объективность (не зависит от чьего-либо мнения);

• понятность (понятно выражена).

 

ИНФОРМАЦИОННАЯ СИСТЕМА – это взаимосвязанное сочетание, средств, методов и людей, участвующих в информационных процессах.

 

Любая информационная система складывается из обеспечивающих подсистем. Наиболее важные и обязательные обеспечивающие подсистемы могут быть представлены схемой:

Организацию информационных процессов в информационных системах с помощью технических средств называют ИНФОРМАЦИОННЫМИ ТЕХНОЛОГИЯМИ.

Инструментами информационных технологий являются все устройства, обеспечивающие обмен, хранение и обработку информации. Важнейшее место среди них занимает компьютер, своеобразная “фабрика информации”. Но техническое воплощение информационной системы лишено самостоятельного значения, если не учитывать роли человека, организатора и участника информационных процессов, главного потребителя информации.

 

Единицы измерения информации

 

Бит – это минимальная единица измерения информации, один разряд двоичного кода, заполняемый одной двоичной цифрой («0» или «1»).

Байт состоит из восьми бит. Используя один байт, можно закодировать один символ из 256 возможных (256 = 2⁸). Таким образом, один байт равен одному символу, то есть 8 битам:

 

1 символ = 8 битам = 1 байту.

Давайте попробуем посчитать объем информации в словах.

Сколько байт в слове «МАМА»? Правильно, 4 байта. Ведь 1 буква – это 1 символ, а 1 символ – 1 байт. А сколько байт в предложении «МАМА И ПАПА!»? Правильно, 12 байт. Пробел, т.е. разделитель между словами, тоже символ, только пустой или белый (от этого и название – пробел).

 

Один бит позволяет закодировать 2 значения (0 или 1).

Используя два бита, можно закодировать 4 значения: 00, 01, 10, 11.

Тремя битами кодируются 8 разных значений: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.

 

Из приведенных примеров видно, что добавление одного бита увеличивает в 2 раза то количество значений, которое можно закодировать:

1 бит кодирует --> 2 разных значения (2¹ = 2),

2 бита кодируют --> 4 разных значения (2² = 4),

3 бита кодируют --> 8 разных значений (2³ = 8),

4 бита кодируют --> 16 разных значений (2⁴ = 16),

5 бит кодируют --> 32 разных значения (2⁵ = 32),

6 бит кодируют --> 64 разных значения (2⁶ = 64),

7 бит кодируют --> 128 разных значения (2⁷ = 128),

8 бит кодируют --> 256 разных значений (2⁸ = 256),

9 бит кодируют --> 512 разных значений (2⁹ = 512),

10 бит кодируют --> 1024 разных значений (2¹⁰ = 1024).

 

Таблица байтов:

1 байт = 8 бит

1 Кб (1 Килобайт) = 2¹⁰ байт = 2*2*2*2*2*2*2*2*2*2 байт =
= 1024 байт (примерно 1 тысяча байт – 10³ байт)

1 Мб (1 Мегабайт) = 2²⁰ байт = 1024 килобайт (примерно 1 миллион байт – 10⁶байт)

1 Гб (1 Гигабайт) = 2³⁰ байт = 1024 мегабайт (примерно 1 миллиард байт – 10⁹байт)

1 Тб (1 Терабайт) = 2⁴⁰ байт = 1024 гигабайт (примерно 10¹² байт). Терабайт иногда называют тонна.

1 Пб (1 Петабайт) = 2⁵⁰ байт = 1024 терабайт (примерно 10¹⁵ байт).

1 Эксабайт = 2⁶⁰ байт = 1024 петабайт (примерно 10¹⁸ байт).

1 Зеттабайт = 2⁷⁰ байт = 1024 эксабайт (примерно 10²¹ байт).

КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Последовательностью битов можно закодировать текст, изображение, звук или какую-либо другую информацию. Такой метод представления информации называется двоичным кодированием (binary encoding).

Например, чтобы перевести в цифровую форму музыкальный звук, можно применить такое устройство, как аналого-цифровой преобразователь, который из входного звукового (аналогового) сигнала на выходе дает последовательность байтов (цифровой сигнал). Обратный перевод можно сделать с помощью другого устройства – цифро-аналогового преобразователя, и таким образом воспроизвести записанную музыку. На самом деле роль преобразователей (аналого-цифрового и цифро-аналогового) выполняют специальные компьютерные программы, поэтому при использовании компьютера надобности в таких устройствах нет.

Похожим образом обрабатывается и текстовая информация. При вводе в компьютер каждая буква и каждый знак (цифры, знаки препинания, пробел, математические знаки и др.) кодируется, так чтобы один символ занимал 1 байт памяти (восемь бит, сочетание 8-и единиц и нулей). А при выводе на экран монитора или на принтер по этим байтам заново воспроизводятся соответствующие изображения символов текста, понятные человеку.

Сохранить можно не только текстовую и звуковую информацию. В виде кодов хранятся и изображения. Если посмотреть на рисунок с помощью увеличительного стекла, то видно, что он состоит из точек одинаковой величины и разного цвета – это так называемый растр.

Координаты каждой точки можно запомнить в виде числа, цвет точки – это еще одно число для последующего кодирования. Эти числа могут храниться в памяти компьютера и передаваться на любые расстояния. По ним компьютерные программы способны воспроизвести рисунок на экране монитора или напечатать его на принтере. Изображение можно увеличить или уменьшить, сделать темнее или светлее, его можно повернуть, наклонить, растянуть. Мы считаем, что на компьютере обрабатывается изображение, но на самом деле компьютерные программы изменяют числа, которыми отдельные точки изображения представлены (точнее, сохранены) в памяти компьютера.

Таким образом, компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть предварительно преобразована в числовую форму при помощи соответствующих компьютерных программ.

 

Несколько иначе кодируются цвета при распечатке картинок и текстов на цветном принтере. В принтерах технологически удобнее использовать другие цветовые составляющие. Это – составляющие, которые получаются при смешении красного с синим (лиловый), красного с зеленым (желтый) и синего с зеленым (голубой).

Таким образом, в цветных принтерах для воспроизводства всех 16 млн. цветов применяются 3 цветных картриджа: голубой – Cyan, лиловый – Magenta и желтый –Yellow. Для печати всех оттенков серого цвета часто применяется также черный (Black) картридж, в таких принтерах число картриджей составляет 4. Такая цветовая модель называется CMYK. Чтобы Black не путать с Blue из модели RGB, из слова Black берется последняя буква, входящая в название CMYK тоже последней.

Соответственно, при печати цветных изображений и текстов цвета перекодируются из кодировки «красный-зеленый-синий» в кодировку «голубой-магента-желтый». Эти операции выполняют драйверы (системные программы), обслуживающие цветные принтеры, а также некоторые прикладные профессиональные программы.