Présentation de l'information dans un ordinateur: utilisez les exemples

Si une personne est engagée dans l'étude de la technologie informatique n'est pas superficielle, mais sérieusement, il doit sûrement être au courant de ce que sont les différentes formes d'information dans l'ordinateur. Cette question est un élément fondamental, car non seulement l'utilisation de systèmes logiciels et d'exploitation, mais aussi la programmation est en principe basé sur ces Achaz.

Leçon « Présentation de l'information dans l'ordinateur »: les bases

En général, le matériel informatique pour la façon dont elle perçoit les informations ou les commandes, les convertit dans les formats de fichiers et permet à l'utilisateur le résultat final est quelque peu différent des concepts conventionnels.

Le fait que tous les systèmes existants basés sur seulement deux opérateurs logiques – « vrai » et « faux» (vrai, faux). Dans un sens plus simple, il est « oui » ou « non ».

Il est entendu que la science informatique mots ne comprend pas pourquoi un système numérique spécial avec le code conditionnel a été créé à l'aube de la technologie informatique, dans lequel l'approbation de l'unité concernée, et le déni – zéro. C'est exactement ce qui semblait le soi-disant représentation binaire des informations dans un ordinateur. En fonction de la combinaison des uns et des zéros est déterminée et la taille de l'objet de données.

La plus petite unité de ce type est la taille un peu – peu, ce qui peut avoir une valeur de 0 ou 1. Cependant, les systèmes modernes avec ces petites quantités ne fonctionnent pas, et presque toutes les façons de présenter les informations contenues dans l'ordinateur sont réduits à l'aide de seulement huit bits, ce qui ensemble constituer octets (2 à la huitième puissance). Ainsi, dans un seul octet peut être fait d'un encodage de 256 caractères possibles. Et il est un code binaire est le fondement de tout l'objet de l' information. On comprendra, à quoi il ressemble dans la pratique.

Informatique: la fourniture d'informations dans l'ordinateur. nombre en virgule fixe

Comme il parlait à l'origine sur les chiffres, nous considérons comment le système les traite. Représentation de l'information numérique dans l'ordinateur aujourd'hui peut être divisé en nombre de traitement au point fixe et flottant. Le premier type peut également être attribué entiers ordinaires, qui, après la virgule est la valeur zéro.

On croit que le nombre de ce type peut prendre 1, 2 ou 4 octets. L'octet de tête dite est responsable du signe du nombre, tandis qu'un signe positif correspond à zéro, et négatif – unité. Ainsi, par exemple, une représentation de 2 octets de la plage de valeurs pour des nombres positifs dans la gamme de 0 à ^{16 février} 1, qui est 65535, et pour les nombres négatifs – -2 ¹⁵ à 2 ¹⁵ -1, ce qui correspond à une plage de numéros de -32768 à 32767.

représentation à virgule flottante

Considérons maintenant le deuxième type de chiffres. Le fait que les cours des programmes scolaires sur « des rapports sur un ordinateur » (9 e année) nombres à virgule flottante ne sont pas considérés. Opérations avec eux sont assez complexes et sont utilisés, par exemple, dans les jeux informatiques. Soit dit en passant, un peu distrait du sujet, il faut dire que pour les cartes graphiques modernes l'un des principaux indicateurs de performance est la vitesse des transactions est avec ces chiffres.

Ici, nous utilisons la forme exponentielle, dans laquelle la position de la virgule décimale peut être modifié. Comme la formule de base, montrant une représentation d'un nombre quelconque de A accepté _{^{suivante: A = m A * q P}} , où m _A – est la mantisse, q ^P – est une base, et P – Numéro de commande.

La mantisse doit satisfaire à l'exigence de q ^-1 ≤ | m _A | <1, alors il doit y avoir fraction binaire approprié contenant le chiffre après la virgule décimale, qui est différente de zéro, et l'ordre de – un nombre entier. Et un nombre décimal normalisé peut être assez facile d'imaginer sous forme exponentielle. Et le nombre de ce type ont une taille de 4 ou 8 octets.

Par exemple, le nombre décimal 999999 selon la formule avec une mantisse normalisée ressemblera 0,999999 _~ 10 ^3.

Afficher les données de texte: un peu d'histoire

La plupart de tous les utilisateurs de systèmes informatiques utilisent encore les informations de test. Et afficher les informations textuelles sur l'ordinateur correspond aux mêmes principes de code binaire.

Cependant, en raison du fait que, aujourd'hui, nous pouvons compter beaucoup de langues dans le monde, pour représenter l'information texte utilise le système de codages spéciaux ou des tables de codes. Avec l'avènement de MS-DOS a été considérée comme une norme de base codant pour CP866 et les ordinateurs Apple Mac utiliseront sa propre norme. Même si un codage spécial ISO 8859-5 a été présenté à la langue russe. Cependant, avec le développement de la technologie informatique nécessaire d'introduire de nouvelles normes.

variété de codages

Par exemple, dans les années 90-s fin du siècle dernier il y avait un universel d'Unicode, qui peut traiter des données de texte non seulement, mais aussi audio et vidéo. Sa particularité est qu'un seul caractère a été alloué plus d'un bit, mais deux.

Un peu plus tard, il y a d'autres variétés. Pour les systèmes Windows, le plus utilisé est le 1251 d'encodage, mais pour la langue russe et est encore utilisé par koi-8P – encodage, ce qui est apparu dans la fin des années 70 et 80 ont été activement utilisés même dans les systèmes basés sur UNIX.

La même information dans une représentation textuelle d'un ordinateur basé sur la table ASCII, comprenant une base et une partie prolongée. Le premier comprend les codes de 0 à 127, la seconde – de 128 à 255. Cependant, les premiers codes de gamme 0-32 retirés au-delà des symboles qui sont affectés aux touches d'un clavier standard et les touches de fonction (F1-F12).

Graphiques: les principaux types de

En ce qui concerne les graphiques, qui est largement utilisé dans le monde numérique d'aujourd'hui, il y a quelques nuances. Si vous regardez la représentation graphique des informations dans un ordinateur, vous devez d'abord prêter attention aux principaux types d'images. Parmi eux deux types principaux – vecteur et raster.

Les graphiques vectoriels basés sur l'utilisation de formes primitives (lignes, cercles, courbes, polygones, et ainsi de suite. D.), zones de texte et remplit une couleur spécifique. Bitmaps sont basés sur l'utilisation d'une matrice rectangulaire, chaque élément de ce qui est appelé un pixel. De plus, pour chaque élément, vous pouvez régler la luminosité et la couleur.

image vectorielle

Aujourd'hui, l'utilisation du vecteur a une superficie limitée. Ils sont bons, par exemple, lors de la création des dessins et des schémas techniques, ou pour les modèles à deux dimensions ou en trois dimensions d'objets.

Exemples formes fixes de vecteurs sont des formats tels que PDF, WMF, PCL. Pour les formes en mouvement principalement standard utilisé MacroMedia Flash. Mais si l'on parle de la qualité ou effectuer des opérations plus complexes que la même échelle, il est préférable d'utiliser des formats raster.

bitmaps

Avec des objets raster, il est beaucoup plus compliqué. Le fait que la présentation de l'information dans la matrice à base d'ordinateur implique l'utilisation de paramètres supplémentaires – profondeur de couleur (expression quantitative de couleurs de la palette) en bits, et la taille de la matrice (nombre de pixels par pouce, appelés DPI).

Autrement dit, la palette peut être constitué de 16, 256, 65536 ou couleurs 16,777,216, et la matrice peut varier, mais est appelé le plus commun une résolution de 800×600 pixels (480 000 pixels). Selon ces indicateurs pour déterminer le nombre de bits requis pour stocker l'objet. Pour cela , nous utilisons d' abord la formule N = 2 ^I, dans laquelle N – est le nombre de couleurs, et I – est une profondeur de couleur.

On calcule ensuite la quantité d'informations. Par exemple, pour calculer la taille de l'image de fichier contenant 65536 couleurs et une matrice de 1024×768 pixels. La solution est la suivante:

• I = log ₂ 65536, qui est de 16 bits;
• le nombre de pixels de 1024 _* 768 = 786 432;
• la capacité de mémoire est de 16 bits _* 786 432 = 12 582 912 octets, ce qui correspond à 1,2 Mb.

Variété de l'audio: la direction principale de la synthèse

Présentation de l'information dans un ordinateur, appelé audio, sous réserve des mêmes principes de base qui ont été décrits ci-dessus. Mais, comme pour les objets de toute autre forme d'information pour représenter le son, aussi, utilisé leurs fonctions supplémentaires.

Malheureusement, une reproduction sonore de haute qualité et est apparu dans la technologie informatique dans le dernier. Cependant, si la lecture a Fared plus mal, la synthèse de l'instrument musical réel à consonance était pratiquement impossible. Par conséquent, certaines maisons de disques ont mis en place leurs propres normes. Aujourd'hui, le plus largement utilisé, la synthèse FM et méthode table ondes.

Dans le premier cas, cela signifie que tout son naturel, qui est continu, peut être décomposé en une certaine séquence (séquence) les harmoniques les plus simples en utilisant un procédé d'échantillonnage et produire la présentation des informations dans la mémoire de l'ordinateur sur la base du code. Pour jouer utiliser le processus inverse, mais dans ce cas, la perte inévitable de quelques-uns des éléments qui apparaissent sur la qualité.

Lorsque la synthèse de table ondes suppose qu'il ya une table pré-créé avec des exemples du son des instruments en direct. De tels exemples sont appelés échantillons. En même temps jouer l'équipe MIDI (Musical Instrument Digital Interface) est utilisé assez souvent pour percevoir le type de code de l'instrument, le pas, la durée, l'intensité du son et de la dynamique du changement, les paramètres d'environnement et d'autres caractéristiques. Merci à ce genre de son assez proche près de naturel.

formats modernes

Alors qu'auparavant la base de WAV standard a été pris (en fait, le très solide et est sous la forme d'une vague), au fil du temps, il est devenu très gênant, si seulement en raison du fait que ces fichiers occupent trop d'espace sur le support de stockage.

Au fil du temps, les technologies pour compresser ce format. Par conséquent, changé et eux-mêmes formats. Aujourd'hui, le plus connu peut être appelé MP3, OGG, WMA, FLAC et bien d'autres.

Cependant, jusqu'à présent les principaux paramètres de tout fichier audio reste fréquence d'échantillonnage (44,1 kHz est standard, bien que les valeurs peuvent être trouvés ci-dessus et ci-dessous), et le nombre de niveaux de signal (16 bits, 32 bits). En principe, un tel digitalisation peut être interprété comme une représentation des informations contenues dans l'ordinateur de type acoustique en fonction du signal analogique primaire (dans la nature de son est à l'origine analogique).

présentation vidéo

Si les problèmes de son ont été résolus assez rapidement, le tout vidéo était pas si lisse. Le problème est que le clip, un film ou un jeu vidéo sont une combinaison de la vidéo et de l'audio. Il semblerait que ce pourrait être plus simple que de combiner des objets en mouvement d'image avec une échelle? En fin de compte, ce fut un vrai problème.

Tout ce qui importe est que d'un point de vue technique, tout d'abord de se rappeler la première image de chaque scène, appelée clé, et alors seulement pour préserver les différences (différence des cadres). Et ce qui est plus douloureux, numérisé ou des vidéos créées obtenu une telle taille qui les stocker sur votre ordinateur ou un support amovible était tout simplement impossible.

Le problème a été résolu quand est apparu le format AVI qui représente un certain récipient universel, constitué d'un ensemble de blocs qui peuvent être stockés dans une information arbitraire, donc même comprimé de différentes manières. Ainsi, même les fichiers du même format AVI à l'autre peuvent varier considérablement.

Et aujourd'hui, vous pouvez rencontrer beaucoup d'autres formats vidéo populaires, mais pour tous utilisé leurs propres paramètres et les valeurs des paramètres, dont le principal est le nombre d'images par seconde.

Codecs et décodeurs

Présentation de l'information sur l'ordinateur que le plan est impossible d'imaginer sans l'utilisation des codecs et des décodeurs utilisés dans la compression et la décompression du contenu initial pendant la lecture. Leur nom l'indique que certains encode (compress) le signal, le second – au contraire – est décompressé.

Ce sont eux qui sont responsables du contenu des contenants de toute taille, ainsi que de déterminer la taille du fichier final. En outre, le rôle important joué par le paramètre de résolution, comme il est indiqué pour les graphiques raster. Mais aujourd'hui, nous pouvons même rencontrer UltraHD (4K).

conclusion

Si une certaine mesure, résumer ce qui précède, on peut noter seulement que les systèmes informatiques modernes fonctionnent d'abord exclusivement sur la perception d'un code binaire (sinon ils ne comprennent pas). Et son utilisation est basée non seulement fournir de l'information, mais aussi tous les langages de programmation connus aujourd'hui. Ainsi, d'abord, de comprendre comment tout cela fonctionne, il est nécessaire de saisir l'essence de l'utilisation de séquences de uns et de zéros.