Кодировка информации в информатике: Кодирование информации — урок. Информатика, 5 класс.

Posted on by alexxlab

Содержание

Кодирование информации — урок. Информатика, 5 класс.

Информация, которую мы получаем из окружающего мира, поступает к нам в виде условных знаков или сигналов самой разной физической природы.

 

Это свет, звук, запах, касания; это слова, значки, символы и т. п.

При передаче информации необходимо принять и расшифровать сигнал.

 

Услышав гудок поезда, мы понимаем, что скоро вблизи будет проезжать железнодорожный состав. Школьный звонок сообщает о начале/конце урока.

 

Для правильного восприятия разных сигналов требуется разработка кода, или кодирование.

Код — это система условных знаков для представления информации.

Кодирование — это перевод информации в удобную для передачи, обработки или хранения форму с помощью некоторого кода.

Обратный процесс называется декодированием.

Декодирование — это процесс восстановления содержания закодированной информации.

Способы кодирования информации:

  • при помощи чисел — числовой.
  • Кодирование при помощи знаков того же алфавита, что и исходный текст — символьный.
  • Кодирование при помощи рисунков и значков — графический.

Множество кодов очень прочно вошло в нашу жизнь. Так,

  • числовая информация кодируется арабскими, римскими цифрами и др.
  • Для общения и письма мы используем код — русский язык, в Китае — китайский и т. д.
  • С помощью нотных знаков кодируется любое музыкальное произведение, а на экране проигрывателя вы можете увидеть громкий или тихий звук, закодированный с помощью графика.
  • Часто бывает так, что информацию надо сжать и представить в краткой, но понятной форме. Тогда применяют пиктограммы, например на двери магазина, на столбах в парке, на дороге. 


Для передачи информации людьми были придуманы специальные коды, к ним относятся:

  • азбука Брайля,
  • азбука Морзе,
  • семафорная азбука и др.

Методами шифрования занимается специальная наука — криптография.

Урок 14. кодирование текстовой информации — Информатика — 10 класс

Информатика, 10 класс. Урок № 14.

Тема — Кодирование текстовой информации

Цели и задачи урока:

— познакомиться со способами кодирования и декодирования текстовой информации с помощью кодовых таблиц и компьютера;

— познакомиться со способом определения информационного объема текстового сообщения;

— познакомиться с алгоритмом Хаффмана.

Вся информация в компьютере хранится в двоичном коде. Поэтому надо научиться преобразовывать символы в двоичный код.

Формула Хартли определяет количество информации в зависимости от количества возможных вариантов:

N=2i, где

N — это количество вариантов,

i — это количество бит, не обходимых для кодирования.

Если же мы преобразуем эту формулу и примем за N — количество символов в используемом алфавите (назовем это мощностью алфавита), то мы поймем, сколько памяти потребуется для кодирования одного символа.

N=2i, где N — кол-во возможных вариантов

i — кол-во бит, потребуемых для кодирования

Итак, если в нашем алфавите будет присутствовать только 32 символа, то каждый из них займет только 5 бит.

И тогда каждому символу мы дадим уникальный двоичный код. Такую таблицу мы будем назвать кодировочной.

Первая широко используемая кодировочная таблица была создана в США и называлась ASCII, что в переводе означало American standard code for information interchange. Как вы видите, в таблице присутствуют не только латинские буквы, но и цифры, и даже действия. Каждому символу отводится 7 бит, а значит, всего было закодировано 128 символов.

Но так как этого количества было недостаточно, стали создаваться другие таблицы, в которых можно было закодировать и другие символы. Например, таблица Windows-1251, которая, по сути, являлась изменением таблицы ASCII, в которую добавили буквы кириллицы. Таких таблиц было создано множество: MS-DOS, КОИ-8, ISO, Mac и другие:

Проблема использования таких различных таблиц приводила к тому, что текст, написанный на одном компьютере, мог некорректно читаться на другом. Например:

Поэтому была разработана международная таблица кодировки Unicode, включающая в себя как символы английского, русского, немецкого, арабского и других языков. На каждый символ в такой таблице отводится 16 бит, то есть она позволяет кодировать 65536 символов. Однако использование такой таблицы сильно «утяжеляет» текст. Поэтому существуют различные алгоритмы неравномерной кодировки текста, например, алгоритм Хаффмана.

АЛГОРИТМ ХАФФМАНА

Идея алгоритма Хаффмана основана на частоте появления символа в последовательности. Символ, который встречается в последовательности чаще всего, получает новый очень маленький код, а символ, который встречается реже всего, получает, наоборот, очень длинный код.

Пусть нам дано сообщение aaabcbeeffaabfffedbac.

Чтобы узнать наиболее выгодный префиксный код для такого сообщения, надо узнать частоту появления каждого символа в сообщении.

Шаг 1.

Подсчитайте и внесите в таблицу частоту появления каждого символа в сообщении:

У вас должно получиться:

Шаг 2.

Расположите буквы в порядке возрастания их частоты.

Шаг 3.

Теперь возьмем два символа с наименьшей чистотой и представим их листьями в дереве, частота которого будет равна сумме частот этих листьев.

Символы d и c превращаются в ветку дерева:

Шаг 4.

Проделываем эти шаги до тех пор, пока не получится дерево, содержащее все символы.

Итак, сортируем таблицу:

Шаг 5.

Объединяем символ e и символ cd в ветку дерева:

d

C

Шаг 6.

Сортируем:

Шаг 7.

Шаг 8.

Сортируем:

Шаг 9.

Шаг 10.

Сортируем:

Шаг 11.

Шаг 12.

Получился префиксный код. Теперь осталось расставить 1 и 0. Пусть каждая правая ветвь обозначает 1, а левая — 0.

Шаг 13.

Составляем код буквы, идя по ветке дерева от буквы к основанию дерева.

Тогда код для каждой буквы будет:

Задание №1

Закодируйте ASCII кодом слово MOSCOW.

Решение:

Составим таблицу и поместим туда слово MOSCOW. Используя таблицу ASCII кодов, закодируем все буквы слова:

M

O

S

C

O

W

1001101

1001111

1010011

1000011

1001111

1110111

ОТВЕТ: 100110110011111010011100001110011111110111

Задание №2

Используя табличный код Windows1251, закодируйте слово КОМПЬЮТЕР.

Решение:

К

О

М

П

Ь

Ю

Т

Е

Р

234

206

204

239

252

254

242

197

208

Ответ: 234206204239252254242197208

Задание №3

Используя алгоритма Хаффмана, закодируйте сообщение: Россия

Решение:

Давайте все левые ветви обозначим «1», а правые – «0»

Таким образом: С — 0, Р — 101, О — 100, И — 111, Я — 110

ОТВЕТ: 10110000111110

1.6. КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ РАЗЛИЧНЫХ ВИДОВ

1.6.1. КОДИРОВАНИЕ ЧИСЕЛ.

Используя n бит, можно записывать двоичные коды чисел от 0 до 2n-1, всего 2n чисел.

1) Кодирование положительных чисел: Для записи положительных чисел в байте заданное число слева дополняют нулями до восьми цифр. Эти нули называют незначимыми.

Например: записать в байте число 1310 = 11012
Результат: 00001101

2) Кодирование отрицательных чисел:Наибольшее положительное число, которое можно записать в байт, — это 127, поэтому для записи отрицательных чисел используют числа с 128-го по 255-е. В этом случае, чтобы записать отрицательное число, к нему добавляют 256, и полученное число записывают в ячейку.

1.6.2. КОДИРОВАНИЕ ТЕКСТА.

Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символа. Как правило, код символа хранится в одном байте, поэтому коды символов могут принимать значение от 0 до 255. Такие кодировки называют однобайтными. Они позволяют использовать 256 символов. Таблица кодов символов называется ASCII (American StandardCodeforInformationInterchange- Американский стандартный код для обмена информацией). Таблица ASCII-кодов состоит из двух частей:

Коды от 0 до 127 одинаковы для всех IBM-PC совместимых компьютеров и содержат:

  • коды управляющих символов;
  • коды цифр, арифметических операций, знаков препинания;
  • некоторые специальные символы;
  • коды больших и маленьких латинских букв.

    Вторая часть таблицы (коды от 128 до 255) бывает различной в различных компьютерах. Она содержит:

  • коды букв национального алфавита;
  • коды некоторых математическихсимволов;
  • коды символов псевдографики.

    В настоящее время все большее распространение приобретает двухбайтная кодировка Unicode. В ней коды символов могут принимать значение от 0 до 65535.

    1.6.3. КОДИРОВАНИЕ ЦВЕТОВОЙ ИНФОРМАЦИИ.

    Одним байтом можно закодировать 256 различных цветов. Это достаточно для рисованных изображений типа мультфильмов, но не достаточно для полноцветных изображений живой природы. Если для кодирования цвета использовать 2 байта, можно закодировать уже 65536 цветов. А если 3 байта – 16,5 млн. различных цветов. Такой режим позволяет хранить, обрабатывать и передавать изображения, не уступающие по качеству наблюдаемым в живой природе.

    Из курса физики известно, что любой цвет можно представить в виде комбинации трех основных цветов: красного, зеленого, синего (их называют цветовыми составляющими). Если кодировать цвет точки с помощью 3 байтов, то первый байт выделяется красной составляющей, второй – зеленой, третий – синей. Чем больше значение байта цветовой составляющей, тем ярче этот цвет.

    Белый цвет – у точки есть все цветовые составляющие, и они имеют полную яркость. Поэтому белый цвет кодируется так: 255 255 255. (11111111 11111111 11111111)

    Черный цвет – отсутствие всех прочих цветов: 0 0 0. (00000000 00000000 00000000)

    Серый цвет – промежуточный между черным и белым. В нем есть все цветовые составляющие, но они одинаковы и нейтрализуют друг друга.
    Например: 100 100 100 или 150 150 150. (2-й вариант — ярче).

    Красный цвет – все составляющие, кроме красной, равны 0. Темно-красный: 128 0 0. Ярко-красный: 255 0 0.

    Зеленый цвет – 0 255 0.

    Синий цвет – 0 0 255.

    1.6.4. КОДИРОВАНИЕ ГРАФИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ.

    Рисунок разбивают на точки. Чем больше будет точек, и чем мельче они будут, тем точнее будет передача рисунка. Затем, двигаясь по строкам слева направо начиная с верхнего левого угла, последовательно кодируют цвет каждой точки. Для черно-белой картинки достаточно 1 байта для точки, для цветной – до 3-х байт для одной точки.

    • Кодирование информации. Стандарты кодирования текста

    В информатике большое число информационных процессов проходит с использованием кодирования данных. Поэтому понимание данного процесса очень важно при постижении азов этой науки. Под кодированием информации понимают процесс преобразования символов записанных на разных естественных языках (русский язык, английский язык и т.д.) в цифровое обозначение.


    Это означает, что при кодировании текста каждому символу присваивается определенное значение в виде нулей и единиц – байта.

    Зачем кодировать информацию?

    Во-первых, необходимо ответить на вопрос для чего кодировать информацию? Дело в том, что компьютер способен обрабатывать и хранить только лишь один вид представления данных – цифровой. Поэтому любую входящую в него информацию необходимо переводить в цифровой вид.

    Стандарты кодирования текста

    Чтобы все компьютеры могли однозначно понимать тот или иной текст, необходимо использовать общепринятые стандарты кодирования текста. В прочих случаях потребуется дополнительное перекодирование или несовместимость данных.



    ASCII

    Самым первым компьютерным стандартом кодирования символов стал ASCII (полное название — American Standart Code for Information Interchange). Для кодирования любого символа в нём использовали всего 7 бит. Как вы помните, что закодировать при помощи 7 бит можно лишь 27 символов или 128 символов. Этого достаточно, чтобы закодировать заглавные и прописные буквы латинского алфавита, арабские цифры, знаки препинания, а так же определенный набор специальных символов, к примеру, знак доллара — «$». Однако, чтобы закодировать символы алфавитов других народов (в том числе и символов русского алфавита) пришлось дополнять код до 8 бит (28=256 символов). При этом, для каждого языка использовалась свой отдельная кодировка.


    UNICODE

    Нужно было спасать положение в плане совместимости таблиц кодировки. Поэтому, со временем были разработаны новые обновлённые стандарты. В настоящее время наиболее популярной является кодировка под названием UNICODE. В ней каждый символ кодируется с помощью 2-х байт, что соответствует 216=62536 разным кодам.



    Стандарты кодирования графических данных

    Чтобы закодировать изображение требуется гораздо больше байт, чем для кодирования символов. Большинство созданных и обработанных изображений, хранящихся в памяти компьютера, разделяют на две основные группы:


    • изображения растровой графики;
    • изображения векторной графики.

    Растровая графика

    В растровой графике изображение представлено набором цветных точек. Такие точки называют пикселями (pixel). При увеличении изображения такие точки превращаются в квадратики.

    Для кодирования чёрно-белого изображения каждый пиксель кодируется одним битом. К примеру, чёрный цвет — 0, а белый — 1)

    Наше прошлое изображение можно закодировать так:

    При кодировании нецветных изображений чаще всего применяют палитру из 256 оттенков серого, начиная от белого и заканчивая чёрным. Поэтому для кодирования такой градации достаточно одного байта (28=256).

    В кодирования цветных изображений применяют несколько цветовых схем.


    На практике, чаще применяют цветовую модель RGB, где соответственно используется три основных цвета: красный, зелёный и синий. Остальные цветовые оттенки получаются при смешивании этих основных цветов.

    Таким образом, для кодирования модели из трёх цветов в 256 тонов, получается свыше 16,5 миллионов разных цветовых оттенков. То есть для кодирования применяют 3⋅8=24 бита, что соответствует 3 байтам.

    Естественно, что можно использовать минимальное количество бит для кодирования цветных изображений, но тогда может быть образовано и меньшее количество цветовых тонов, в связи, с чем качество изображения существенно понизится.

    Чтобы определить размер изображения нужно умножить количество пикселей в ширину на длину количество пикселей и ещё раз умножить на размер самого пикселя в байтах.

    I=a*b*i

    Где


    • а — количество пикселей в ширину;
    • b — количество пикселей в длину;
    • I – размер одного пикселя в байтах.

    К примеру, цветное изображение размером 800⋅600 пикселей, занимает 60000 байт.


    Векторная графика

    Объекты векторной графики кодируются совершенно по-другому. Здесь изображение состоит из линий, которые могут иметь свои коэффициенты кривизны.



    Стандарты кодирования звука

    Звуки, которые слышит человек, представляют собой колебания воздуха. Звуковые колебания – это процесс распространения волн.


    Звук имеет две основные характеристики:


    • амплитуда колебаний – определяет громкость звука;
    • частота колебания — определяет тональность звука.

    Звук можно преобразовать в электрический сигнал, с помощью микрофона. Звук кодируется с определенным, заранее заданным интервалом времени. В этом случае измеряется размер электрического сигнала и присваивается бинарная величина. Чем чаще делают данные измерения, тем выше качество звука.


    Компакт-диск объемом 700 Мб, вмещает порядка 80 минут звука CD-качества.

    Стандарты кодирования видео

    Как вы знаете, видеоряд состоит из быстро меняющихся фрагментов. Смена кадров происходит со скоростью в интервале 24-60 кадров в секунду.

    Размер видеоряда в байтах определяется размером кадра (количеством пикселей на экран по высоте и ширине), количеством используемых цветов, а также количеством кадров в секунду. Но наряду с этим может присутствовать ещё и звуковая дорожка.


    Глоссарий по информатике Система счисления

    Кодирование информации

    Общие понятия

    Определение 1

    Кодирование — это преобразование информации из одной ее формы представления в другую, наиболее удобную для её хранения, передачи или обработки.

    Кодом называют правило отображения одного набора знаков в другом.

    Двоичный код – это способ представления информации с помощью двух символов — 0 и 1.

    Определение 2

    Длина кода – это количество знаков, используемых для представления кодируемой информации.

    Бит — это одна двоичная цифра 0 или 1. Одним битом можно закодировать два значения: 1 или 0. Двумя битами можно закодировать уже четыре значения: 00, 01, 10, 11. Тремя битами кодируются 8 разных значений. Добавление одного бита удваивает количество значений, которое можно закодировать.

    Виды кодирования информации

    Различают кодирование информации следующих видов:

    • Кодирование текстовой информации;
    • Кодирование цвета;
    • Кодирование графической информации;
    • Кодирование числовой информации;
    • Кодирование звуковой информации;
    • Кодирование видеозаписи.

    Кодирование текстовой информации

    Любой текст (к примеру, студенческий реферат) состоит из последовательности символов. Символами могут быть буквы, цифры, знаки препинания, знаки математических действий, круглые и квадратные скобки и т.д.

    Текстовая информация, как и любая другая, хранится в памяти компьютера в двоичном виде. Для этого каждому ставится в соответствии некоторое неотрицательное число, называемое кодом символа, и это число записывается в память ЭВМ в двоичном виде. Конкретное соотношение между символами и их кодами называется системой кодировки. В персональных компьютерах обычно используется система кодировки ASCII (American Standard Code for Informational Interchange – Американский стандартный код для информационного обмена).

    Разработчики программного обеспечения создали собственные 8-битные стандарты кодировки текста. За счет дополнительного бита диапазон кодирования в них был расширен до 256 символов. Чтобы не было путаницы, первые 128 символов в таких кодировках, как правило, соответствуют стандарту ASCII. Оставшиеся 128 — реализуют региональные языковые особенности.

    Восьмибитными кодировками, распространенными в нашей стране, являются KOI8, UTF8, Windows-1251 и некоторые другие.

    Кодирование цвета

    Чтобы сохранить в двоичном коде фотографию, ее сначала виртуально разделяют на множество мелких цветных точек, называемых пикселями (что-то на подобии мозаики). После разбивки на точки цвет каждого пикселя кодируется в бинарный код и записывается на запоминающем устройстве.

    Если говорят, что размер изображения составляет, например, х 512х512 точек, это значит, что оно представляет собой матрицу, сформированную из 262144 пикселей (количество пикселей по вертикали, умноженное на количество пикселей по горизонтали).

    Прибором, «разбивающим» изображения на пиксели, является любая современная фотокамера (в том числе веб-камера, камера телефона) или сканер. И если в характеристиках камеры значится, например, «10 Mega Pixels», значит количество пикселей, на которые эта камера разбивает изображение для записи в двоичном коде, — 10 миллионов. Чем на большее количество пикселей разделено изображение, тем реалистичнее выглядит фотография в декодированном виде (на мониторе или после распечатывания).

    Однако качество кодирования фотографий в бинарный код зависит не только от количества пикселей, но также и от их цветового разнообразия. Алгоритмов записи цвета в двоичном коде существует несколько. Самым распространенным из них является RGB. Эта аббревиатура – первые буквы названий трех основных цветов: красного – англ.Red, зеленого – англ. Green, синего – англ. Blue. Смешивая эти три цвета в разных пропорциях, можно получить любой другой цвет или оттенок.

    На этом и построен алгоритм RGB. Каждый пиксель записывается в двоичном коде путем указания количества красного, зеленого и синего цвета, участвующего в его формировании.

    Чем больше битов выделяется для кодирования пикселя, тем больше вариантов смешивания этих трех каналов можно использовать и тем значительнее будет цветовая насыщенность изображения.

    Замечание 1

    Цветовое разнообразие пикселей, из которых состоит изображение, называется глубиной цвета.

    Кодирование графической информации

    Описанная выше техника формирования изображений из мелких точек является наиболее распространенной и называется растровой. Но кроме растровой графики, в компьютерах используется еще и так называемая векторная графика.

    Векторные изображения создаются только при помощи компьютера и формируются не из пикселей, а из графических примитивов (линий, многоугольников, окружностей и др.).

    Векторная графика — это чертежная графика. Она очень удобна для компьютерного «рисования» и широко используется дизайнерами при графическом оформлении печатной продукции, в том числе создании огромных рекламных плакатов, а также в других подобных ситуациях. Векторное изображение в двоичном коде записывается как совокупность примитивов с указанием их размеров, цвета заливки, места расположения на холсте и некоторых других свойств.

    Чтобы записать на запоминающем устройстве векторное изображение круга, компьютеру достаточно в двоичный код закодировать тип объекта (окружность), координаты его центра на холсте, длину радиуса, толщину и цвет линии, цвет заливки. В растровой системе пришлось бы кодировать цвет каждого пикселя. И если размер изображения большой, для его хранения понадобилось бы значительно больше места на запоминающем устройстве.

    Тем не менее, векторный способ кодирования не позволяет записывать в двоичном коде реалистичные фото. Поэтому все фотокамеры работают только по принципу растровой графики. Рядовому пользователю иметь дело с векторной графикой в повседневной жизни приходится не часто.

    Кодирование числовой информации

    При кодировании чисел учитывается цель, с которой цифра была введена в систему: для арифметических вычислений или просто для вывода. Все данные, кодируемые в двоичной системе, шифруются с помощью единиц и нолей. Эти символы еще называют битами. Этот метод кодировки является наиболее популярным, ведь его легче всего организовать в технологическом плане: присутствие сигнала – 1, отсутствие – 0. У двоичного шифрования есть лишь один недостаток – это длина комбинаций из символов. Но с технической точки зрения легче орудовать кучей простых, однотипных компонентов, чем малым числом более сложных.

    Целые числа кодируются просто переводом чисел из одной системы счисления в другую. Для кодирования действительных чисел используют 80-разрядное кодирование. При этом число преобразуют в стандартный вид.

    Кодирование звуковой информации

    Любой звук, слышимый человеком, является колебанием воздуха, которое характеризируется двумя основными показателями: частотой и амплитудой. Амплитуда колебаний — это степень отклонения состояния воздуха от начального при каждом колебании. Она воспринимается нами как громкость звука. Частота колебаний — это количество отклонений состояний воздуха от начального за единицу времени. Она воспринимается как высота звука. Так, тихий комариный писк — это звук с высокой частотой, но с небольшой амплитудой. Звук грозы наоборот имеет большую амплитуду, но низкую частоту.

    Схему работы компьютера со звуком в общих чертах можно описать так. Микрофон превращает колебания воздуха в аналогичные по характеристикам электрических колебаний. Звуковая карта компьютера преобразовывает электрические колебания в двоичный код, который записывается на запоминающем устройстве. При воспроизведении такой записи происходит обратный процесс (декодирование) — двоичный код преобразуется в электрические колебания, которые поступают в аудиосистему или наушники. Динамики акустической системы или наушников имеют противоположное микрофону действие. Они превращают электрические колебания в колебания воздуха.

    Принцип разделения звуковой волны на мелкие участки лежит в основе двоичного кодирования звука. Аудиокарта компьютера разделяет звук на очень мелкие временные участки и кодирует степень интенсивности каждого из них в двоичный код. Такое дробление звука на части называется дискретизацией. Чем выше частота дискретизации, тем точнее фиксируется геометрия звуковой волны и тем качественней получается запись.

    Качество записи сильно зависит также от количества битов, используемых компьютером для кодирования каждого участка звука, полученного в результате дискретизации. Количество битов, используемых для кодирования каждого участка звука, полученного при дискретизации, называется глубиной звука.

    Кодирование видеозаписи

    Видеозапись состоит из двух компонентов: звукового и графического.

    Кодирование звуковой дорожки видеофайла в двоичный код осуществляется по тем же алгоритмам, что и кодирование обычных звуковых данных. Принципы кодирования видеоизображения схожи с кодированием растровой графики (рассмотрено выше), хотя и имеют некоторые особенности. Как известно, видеозапись — это последовательность быстро меняющихся статических изображений (кадров). Одна секунда видео может состоять из 25 и больше картинок. При этом, каждый следующий кадр лишь незначительно отличается от предыдущего.

    Учитывая эту особенность, алгоритмы кодирования видео, как правило, предусматривают запись лишь первого (базового) кадра. Каждый же последующий кадр формируются путем записи его отличий от предыдущего.

    Кодирование информации. Коды. Системы кодирования

    Для обмена информацией с другими людьми человек использует естественные и формальные языки. Представление информации с помощью какого-либо языка часто называют кодированием.

    Кодирование — это процесс представления информации в виде кода.

    Код - система условных знаков (символов), каждому из которых ставится в соответствие определенное значение.

    Все множество символов, используемых для кодирования, называется алфавитом кодирования. Например, в памяти компьютера любая информация кодируется с помощью двоичного алфавита, содержащего всего два символа: 0 и 1.

    Код состоит из определенного количества знаков, т. е. имеет определенную длину.

    Количество знаков в коде называется длиной кода.

    В процессе обмена информацией между людьми часто приходится переходить от одной формы представления информации к другой. Так, в процессе чтения вслух производится переход от письменной формы представления информации к устной и, наоборот, в процессе диктанта или записи объяснения учителя происходит переход от устной формы к письменной. В процессе преобразования информации из одной формы представления в другую происходит перекодирование информации.

    Перекодирование — это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы.

    Информация может быть представлена в форме числа, текста, графики или звука.

    Средством перекодирования служит таблица соответствия знаковых систем (таблица перекодировки), которая устанавливает взаимно однозначное соответствие между знаками или группами знаков двух различных знаковых систем.

    Чаще всего кодированию подвергаются тексты на естественных языках. Существуют 3 основных способа кодирования текста:

    1.     графический — с помощью специальных рисунков или значков;

    2.     числовой — с помощью чисел;

    3.     символьный — с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

    Полный набор символов, используемый для кодирования текста, называется алфавитом или азбукой.

    Рассмотрим некоторые способы кодирования.

    1. Кодированием информации с помощью букв русского алфавита. Суть этого способа заключается в том, чтобы каждую букву сообщения заменить ее номером в алфавите.

    2. Флажковая азбука. При помощи этой азбуки осуществляется передача и прием сообщений между судами и кораблями в пределах прямой видимости. Здесь, каждой букве соответствует определенный флаг.

    3. Азбука Морзе.

    Информация кодируется тремя «буквами»:

    ·        длинный сигнал (тире),

    ·        короткий сигнал (точка),

    ·        отсутствие сигнала (пауза) для разделения букв.

    Таким образом, кодирование сводится к использованию набора символов, расположенных в строго определенном порядке.

    4. Шифр Цезаря. Этот шифр реализует следующее преобразование текста: каждая буква исходного текста заменяется третьей после нее буквой в алфавите, которая считается написанным по кругу.

    5. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.

    Пусть требуется перевести двоичное число в десятичную систему счисления.

    Чтобы осуществлять перевод из двоичной системы счисления в десятичную, следует для начала пронумеровать разряды исходного числа справа налево, начиная с нуля.

    Запишем число в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 2:

    И вычислив по правилам десятичной арифметики, получили число 232.

    Пусть теперь требуется перевести двоичное число в восьмеричную систему счисления. Для этого следует разбить это двоичное число на триады, начиная с младшего бита.

    Если старшая триада не заполнена до конца, как в нашем случае, следует дописать в ее старшие разряды нули. После этого необходимо заменить двоичные триады, начиная с младшей, на числа, равные им в восьмеричной системе. Это числа: 4, 7, 6, 6, 4, 5, 5, 2.

    Таким образом, наше двоичное число запишется в виде:

    Аналогично поступаем при переводе чисел из двоичной системы счисления в шестнадцатеричную, но разбиение двоичного числа производим на тетрады. Для примера будем использовать то же двоичное число, что и при переводе в восьмеричную систему счисления.

    Заменяя двоичные тетрады на их шестнадцатеричные значения, то есть на C, B, D, C, 6, 5, получим искомое шестнадцатеричное число:

    А теперь давайте мы попробуем перевести число 158 из десятичной в двоичную систему счисления. Для этого нужно выполнить последовательное деление нацело числа 158 на основании новой системы счисления, то есть на 2. Получим:

    Далее число 79 делим на 2. Аналогичные действия выполняем до тех пор, пока частное не станет равным единице.

    Затем запишем остатки от деления в обратном порядке, заменив их цифрами новой системы счисления, т.е. получили число 11101000.

    При переводе числа из шестнадцатеричной системы счисления в двоичную, необходимо только заменить каждую цифру шестнадцатеричного числа ее эквивалентом в двоичной системе счисления (используя таблицу соответствия). И не забываем, что каждое шестнадцатеричное число следует заменять двоичным, дополняя его до 4 разрядов (в сторону старших разрядов).

    Пусть требуется перевести шестнадцатеричное число F1 в двоичное число. Воспользовавшись таблицей соответствия, получим:

    F соответствуют четыре единицы в двоичной системе счисления, а 1 соответствует такая запись 0, 0, 0, 1 в двоичной системе счисления.

    Итак, число F1 в двоичной системе счисления запишется так 11110001.

    Пусть теперь нам нужно перевести число F1 из шестнадцатеричной системы счисления в восьмеричную. Обычно при таком переводе чисел вначале шестнадцатеричное число переводят в двоичное, затем разбивают его на триады, начиная с младшего бита, а потом заменяют триады соответствующими им эквивалентами в восьмеричной системе. В итоге у на получится, что исходному числу в восьмеричной системе счисления соответствует число 361.

     

    Информатика 430 — Кодирование информации

    Вся информация, которою обработает компьютер, должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр – 0 и 1.

    Эти два символа 0 и 1 принято называть битами (от англ. binary digit – двоичный знак).

    С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса:

    Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.

    Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

    С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления для кодирования информации оказалось намного более простым, чем применение других способов. Действительно, удобно кодировать информацию в виде проследовательность нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:

    0 – отсутствие электрического сигнала;

    1 – наличие электрического сигнала.

    Эти состояния легко различать. Недостаток двоичного кодирования – длинные коды. Но в технике легче иметь дело с большим количеством простых элементов, чем с небольшим числом сложных.

    Вам приходится постоянно сталкиваться с устройством, которое мо

    ет находится только в двух устойчивых состояниях: включено/выключено. Конечно же, это хорошо знакомый всем выключатель. А вот придумать выключатель, который мог бы устойчиво и быстро переключаться в любое из 10 состояний, оказалось невозможным. В результате после ряда неудачных попыток разработчики пришли к выводу о невозможности построения компьютера на основе десятичной системы счисления. И в основу представления чисел в компьютере была положена именно двоичная система счисления.

    Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические изображения или звук.

    Рассмотрим основные способы двоичного кодирования информации в компьютере.

    Представление чисел

    Для записи информации о количестве объектов используются числа. Числа записываются с использование особых знаковых систем, которые называют системами счисления.

    Система счисления – совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов.

    Все системы счисления делятся на две большие группы: ПОЗИЦИОННЫЕ и НЕПОЗИЦИОННЫЕ.

    Позиционные — количественное значение каждой цифры числа зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.

    Непозиционные — количественное значение цифры числа не зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.

    Самой распространенной из непозиционных систем счисления является римская. В качестве цифр используются: I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500), M(1000).

    Величина числа определяется как сумма или разность цифр в числе.

    MCMXCVIII = 1000+(1000-100)+(100-10)+5+1+1+1 = 1998

    Первая позиционная система счисления была придумана еще в Древнем Вавилоне, причем вавилонская нумерация была шестидесятеричная, т.е. в ней использовалось шестьдесят цифр!

    В XIX веке довольно широкое распространение получила двенадцатеричная система счисления.

    В настоящее время наиболее распространены десятичная, двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.

    Количество различных символов, используемых для изображения числа в позиционных системах счисления, называется основанием системы счисления.

    Что такое кодирование и декодирование?

    Что такое кодирование и декодирование в компьютере?

    Кодирование и декодирование используются во многих формах связи, включая вычисления, передачу данных, программирование, цифровую электронику и человеческое общение. Эти два процесса включают изменение формата контента для оптимальной передачи или хранения.

    В компьютерах кодирование — это процесс помещения последовательности символов (букв, цифр, знаков препинания и некоторых символов) в специальный формат для эффективной передачи или хранения.Декодирование — это противоположный процесс — преобразование закодированного формата обратно в исходную последовательность символов.

    Эти термины не следует путать с шифрованием , и расшифровкой , , которые сосредоточены на сокрытии и защите данных. (Мы можем зашифровать данные без изменения кода или кодировать данные без намеренного сокрытия содержимого.)

    Что такое кодирование и декодирование при передаче данных?

    Процессы кодирования и декодирования для передачи данных имеют интересное происхождение.Например, азбука Морзе появилась в 1838 году, когда Сэмюэл Морзе создал стандартизированные последовательности сигналов двух длительностей, названные точек и тире , для использования с телеграфом. Сегодняшние радиолюбители по-прежнему используют Q-сигналы, которые произошли от кодов, созданных генеральным почтмейстером Великобритании в начале 1900-х годов для облегчения связи между британскими кораблями и береговыми станциями.

    Кодировка

    Manchester была разработана для хранения данных на магнитных барабанах компьютера Manchester Mark 1, построенного в 1949 году.В этой модели кодирования каждая двоичная цифра или бит кодируется сначала младшим, затем старшим, либо старшим, а затем младшим за одинаковое время. Также известный как фазовое кодирование , манчестерский процесс кодирования используется в потребительских инфракрасных протоколах, радиочастотной идентификации и связи ближнего поля.

    Что такое кодирование и декодирование в программировании?

    Доступ в Интернет зависит от кодирования. Унифицированный указатель ресурсов (URL), адрес веб-страницы, может быть отправлен только через Интернет с использованием Американского стандартного кода для обмена информацией (ASCII), который представляет собой код, используемый для текстовых файлов в вычислительной технике.

    Вот пример кодировки ASCII для строки

    В файле ASCII 7-битное двоичное число представляет каждый символ, который может быть прописными или строчными буквами, числами, знаками препинания и другими общими символами. Однако URL-адреса не могут содержать пробелы и часто содержат символы, которых нет в наборе символов ASCII. Кодирование URL-адресов, также называемое -процентным кодированием , решает эту проблему путем преобразования пробелов — в знак + или с% 20 — и символов, отличных от ASCII, в допустимый формат ASCII.

    Другие часто используемые коды в программировании включают BinHex, Multipurpose Internet Mail Extensions, Unicode и Uuencode.

    Ниже перечислены некоторые способы использования кодирования и декодирования в различных языках программирования.

    в Java

    Кодирование и декодирование в Java — это метод представления данных в другом формате для эффективной передачи информации через сеть или Интернет. Кодировщик преобразует данные в веб-представление. После получения декодер преобразует данные веб-представления в исходный формат.

    в Python

    В языке программирования Python кодировка представляет строку Unicode как строку байтов. Обычно это происходит, когда вы передаете экземпляр по сети или сохраняете его в файл на диске. Декодирование преобразует строку байтов в строку Unicode. Это происходит, когда вы получаете строку байтов из файла на диске или из сети.

    в Swift

    В языке программирования Apple Swift модели кодирования и декодирования обычно представляют собой сериализацию данных объекта из строкового формата JavaScript Object Notation.В этом случае кодирование представляет собой сериализацию, а декодирование означает десериализацию. Всякий раз, когда вы сериализуете данные, вы конвертируете их в легко переносимый формат. После транспортировки он преобразуется обратно в исходный формат. Этот подход стандартизирует протокол и обеспечивает взаимодействие между различными языками программирования и платформами.

    Что такое кодирование и декодирование в цифровой электронике?

    В электронике термины кодирование и декодирование относятся к аналого-цифровому преобразованию и цифро-аналоговому преобразованию.Эти условия могут применяться к любой форме данных, включая текст, изображения, аудио, видео, мультимедиа и программное обеспечение, а также к сигналам в датчиках, телеметрии и системах управления.

    Что такое кодирование и декодирование в человеческом общении?

    Люди не думают об этом как о процессе кодирования или декодирования, но человеческое общение начинается, когда отправитель формулирует (кодирует) сообщение. Они выбирают сообщение, которое они передадут, и канал связи. Люди делают это каждый день, мало задумываясь о процессе кодирования.

    Получатель должен понять (расшифровать) сообщение, определив значение слов и фраз, чтобы правильно интерпретировать сообщение. Затем они могут предоставить обратную связь отправителю.

    И отправитель, и получатель в любом процессе связи должны иметь дело с шумом, который может мешать процессу связи. Шум включает в себя различные способы прерывания, искажения или задержки сообщений. Они могут включать в себя фактический физиологический шум, технические проблемы или семантические, психологические и культурные проблемы, которые мешают общению.

    Кодирование и декодирование являются неотъемлемой частью всех коммуникаций.

    Эти процессы происходят практически мгновенно в любой из этих трех моделей:

    1. Модель трансмиссии. Эта модель коммуникации представляет собой линейный процесс, при котором отправитель передает сообщение получателю.
    2. Модель взаимодействия. В этой модели участники по очереди выступают в роли отправителей и получателей.
    3. Модель транзакции. Здесь коммуникаторы генерируют социальные реальности в культурном, реляционном и социальном контекстах.Они общаются, чтобы установить отношения, взаимодействовать с сообществами и формировать межкультурные союзы. В этой модели участники помечаются как коммуникаторы , , а не как отправители и получатели.

    Расшифровка сообщений на вашем родном языке не требует усилий. Однако, когда язык незнаком, получателю может потребоваться переводчик или такие инструменты, как Google Translate, для декодирования сообщения.

    Помимо основ кодирования и декодирования, возможности машинного перевода в последнее время значительно продвинулись вперед.Узнайте больше о технологиях машинного перевода и инструментах .

    Методы кодирования данных 101

    Опубликовано 9 ноября, 2017 автором Брайан Низ

    «Информация» относится к данным, которые были декодированы, согласно программной компании Micro Focus. Это полезная форма данных в реальном мире.

    Данные технически представляют собой серию электрических зарядов, упорядоченных по шаблонам для представления информации. Прежде чем данные в электронном файле можно будет декодировать и отобразить на экране компьютера, их необходимо закодировать.

    Что такое кодирование данных?

    Компьютеры используют схемы кодирования для хранения и извлечения значимой информации в виде данных. Это известно как кодирование данных.

    На электронных устройствах, таких как компьютеры, кодирование данных включает определенные схемы кодирования, которые представляют собой просто серию электрических шаблонов, представляющих каждую часть информации, которая должна быть сохранена и извлечена. Например, серия электрических паттернов представляет букву «А». Кодирование и декодирование данных происходит с помощью электронных сигналов или электрического или электромагнитного кодирования данных.

    При кодировании данных все данные сериализуются или преобразуются в строку из единиц и нулей, которая передается по среде связи, например по телефонной линии. «Сериализация должна выполняться таким образом, чтобы компьютер, получающий данные, мог преобразовать данные обратно в исходный формат», — заявляет Microsoft. «Порядок выполнения сериализации называется протоколом связи и управляется как программным обеспечением, так и оборудованием для передачи данных. Есть несколько уровней, на которых данные конвертируются.”

    Уровень приложения на первом компьютере отправляет данные для передачи на уровень кодирования / декодирования. Он кодирует данные в поток компьютерных байтов, а аппаратный уровень преобразует байты данных в последовательный поток единиц и нулей, который передается по линии на второй компьютер. Аппаратный уровень второго компьютера преобразует единицы и нули обратно в компьютерные байты, а затем передает их на уровень кодирования / декодирования для декодирования. Байты декодируются обратно в исходный формат и передаются на уровень приложения.

    Для кодирования данных требуется согласованный метод, который определяет, как данные отправляются, принимаются и декодируются. По мнению Micro Focus, этот метод должен отвечать на определенные ключевые вопросы.

      • Как отправляющий компьютер указывает, на какой компьютер он отправляет данные?

      • Если данные будут передаваться через промежуточные устройства, как эти устройства смогут понять, как обрабатывать данные, чтобы они попали в намеченное место назначения?

      • Что делать, если отправляющий и получающий компьютеры используют разные форматы данных и соглашения об обмене данными? Как будут переведены данные, чтобы их можно было обменивать?

    Модель связи, известная как OSI, была разработана Международной организацией по стандартизации для ответа на эти вопросы.OSI контролирует передачу данных в компьютерных сетях. Это не стандарт связи; это руководство для разработки таких стандартов. Модель OSI может помочь объяснить, как данные могут передаваться между двумя подключенными к сети компьютерами.

    Модель семиуровневой OSI

    Управление обменом данными в компьютерной сети слишком сложно для определения одной подзадачи, поэтому модель OSI разделена на семь подзадач. Эти подзадачи соответствуют семи уровням.

    Уровень 1: физический

    Самый нижний уровень модели OSI касается передачи и приема неструктурированного сырого битового потока.Физический уровень описывает электрические / оптические, механические и функциональные интерфейсы с физической средой и передает сигналы для всех более высоких уровней. Согласно Microsoft, он также обеспечивает кодирование данных, подключение к физической среде, функции техники передачи и передачу физической среды.

    Уровень 2: канал передачи данных

    Уровень канала передачи данных обеспечивает надежность первого уровня, обеспечивая безошибочную передачу кадров данных от одного узла к другому. Различные стандарты диктуют, как распознаются фреймы данных; например, проверка ошибок кадра будет анализировать полученные кадры на предмет целостности.

    Уровень 3: Сеть

    Этот уровень устанавливает, поддерживает и завершает сетевые соединения. Стандарты сетевого уровня, такие как сопоставление логических и физических адресов и управление трафиком подсети, определяют, как обрабатываются маршрутизация и ретрансляция данных.

    Уровень 4: Транспорт

    Транспортный уровень изолирует верхние уровни — уровни с пятого по седьмой — за счет устранения сложностей уровней с первого по третий. Однако этот слой различается. «Размер и сложность транспортного протокола зависит от типа услуги, которую он может получить на сетевом уровне», — заявляет Microsoft.«Для надежного сетевого уровня с возможностью виртуального канала требуется минимальный транспортный уровень. Если сетевой уровень ненадежен и / или поддерживает только дейтаграммы, транспортный протокол должен включать расширенное обнаружение ошибок и восстановление ».

    Изоляция верхних уровней от сложностей других уровней достигается за счет обеспечения функций, необходимых для обеспечения надежного сетевого соединения. Примеры включают восстановление после ошибок и управление потоком между двумя конечными точками сетевого подключения.

    Уровень 5: сеанс

    Сеансовый уровень наблюдает за пользовательскими соединениями и управляет взаимодействием между различными станциями. Услуги включают установление, обслуживание и завершение сеанса, а также поддержку сеанса.

    Уровень 6: Презентация

    Уровень представления форматирует данные, которые представляются на уровень приложения. Эти преобразования обеспечивают общий интерфейс для пользовательских приложений. Он действует как своего рода «переводчик» для сети, поэтому уровень приложения может иметь данные в общем формате.Уровень обеспечивает преобразование кода символов, преобразование данных, сжатие данных и шифрование данных.

    Уровень 7: Приложение

    Последний уровень служит окном для пользователей и прикладного процесса для доступа к сетевым службам. Уровень приложений предоставляет множество услуг из-за потенциально широкого разнообразия задействованных приложений. Они могут включать удаленный доступ к файлам и принтерам, совместное использование ресурсов и перенаправление устройств, службы каталогов и обмен электронными сообщениями.

    Продолжение карьеры в области компьютерных наук

    Кодирование данных — основная концепция информатики.Имея онлайн-диплом по информатике в Университете Конкордия в Техасе, вы можете получить знания и навыки, необходимые для успешной карьеры в этой области. По данным Национальной ассоциации колледжей и работодателей, средняя начальная зарплата выпускников факультетов компьютерных наук составляла 78 199 долларов. Эти выпускники также имеют высокий уровень полной занятости (83,9 процента) в течение шести месяцев после получения степени бакалавра.

    Учитесь в гибкой и удобной онлайн-среде с расписанием, которое соответствует вашей жизни.

    Что такое кодирование? — Определение из Техопедии

    Что означает кодирование?

    Кодирование — это процесс преобразования данных в формат, необходимый для ряда потребностей обработки информации, в том числе:

    • Компиляция и выполнение программы
    • Передача, хранение и сжатие / декомпрессия данных
    • Обработка данных приложений, например преобразование файлов

    Кодирование может иметь два значения:

    • В компьютерных технологиях кодирование — это процесс применения определенного кода, такого как буквы, символы и числа, к данным для преобразования в эквивалентный шифр.
    • В электронике кодирование означает аналого-цифровое преобразование.

    Techopedia объясняет кодировку

    Кодирование включает использование кода для преобразования исходных данных в форму, которая может использоваться внешним процессом.

    Тип кода, используемый для преобразования символов, известен как Американский стандартный код для обмена информацией (ASCII), наиболее часто используемая схема кодирования для файлов, содержащих текст. ASCII содержит печатные и непечатаемые символы, которые представляют прописные и строчные буквы, символы, знаки препинания и числа.Некоторым персонажам присваивается уникальный номер.

    Стандартная схема ASCII имеет только от нуля до 127 позиций символов; 128–255 не определены. Проблема неопределенных символов решается с помощью кодировки Unicode, которая присваивает номер каждому символу, используемому во всем мире. К другим типам кодов относятся BinHex, Uuencode (кодировка из UNIX в UNIX) и многоцелевые расширения почты Интернета (MIME).

    Кодирование также используется для уменьшения размера аудио- и видеофайлов. Каждый формат аудио- и видеофайлов имеет соответствующую программу кодера-декодера (кодека), которая используется для кодирования его в соответствующий формат, а затем декодирования для воспроизведения.

    Не следует путать кодирование с шифрованием, которое скрывает контент. Оба метода широко используются в сетях, программировании, беспроводной связи и хранении данных.

    Определение кодировки

    Кодирование — это процесс преобразования данных из одной формы в другую. Хотя «кодирование» может использоваться как глагол, оно часто используется как существительное и относится к определенному типу закодированных данных. Существует несколько типов кодирования, включая кодирование изображений, кодирование аудио и видео, а также кодирование символов.

    Медиа-файлы часто кодируются для экономии места на диске. Кодируя цифровые аудио-, видео- и графические файлы, их можно сохранять в более эффективном сжатом формате. Закодированные файлы мультимедиа обычно аналогичны по качеству своим исходным несжатым копиям, но имеют гораздо меньшие размеры. Например, аудиофайл WAVE (.WAV), преобразованный в файл MP3 (.MP3), может быть 1/10 размера исходного файла WAVE. Точно так же сжатый видеофайл MPEG (.MPG) может потребовать только часть дискового пространства по сравнению с исходным цифровым видео (.DV) файл.

    Кодировка символов — это еще один тип кодирования, при котором символы кодируются как байты. Поскольку компьютеры распознают только двоичные данные, текст должен быть представлен в двоичной форме. Это достигается путем преобразования каждого символа (который включает буквы, числа, символы и пробелы) в двоичный код. Общие типы кодировки текста включают ASCII и Unicode.

    Всякий раз, когда данные кодируются, они могут быть прочитаны только программой, которая поддерживает правильный тип кодирования. Для аудио- и видеофайлов это часто достигается с помощью кодека, который декодирует данные в реальном времени.Большинство текстовых редакторов поддерживают несколько типов кодировки текста, поэтому редко можно найти текстовый файл, который не открывается в стандартном текстовом редакторе. Однако, если текстовый редактор не поддерживает кодировку, используемую в текстовом документе, некоторые или все символы могут отображаться как странные символы, а не как предполагаемый текст.

    Обновлено: 23 сентября 2010 г.

    TechTerms — Компьютерный словарь технических терминов

    Эта страница содержит техническое определение кодирования. Он объясняет в компьютерной терминологии, что означает кодирование, и является одним из многих программных терминов в словаре TechTerms.

    Все определения на веб-сайте TechTerms составлены так, чтобы быть технически точными, но также простыми для понимания. Если вы найдете это определение кодировки полезным, вы можете ссылаться на него, используя ссылки для цитирования выше. Если вы считаете, что термин следует обновить или добавить в словарь TechTerms, отправьте электронное письмо в TechTerms!

    Подпишитесь на информационный бюллетень TechTerms, чтобы получать избранные термины и тесты прямо в свой почтовый ящик. Вы можете получать электронную почту ежедневно или еженедельно.

    Подписаться

    Руководство по кодированию данных и символов для начинающих

    Когда я впервые начал работать с компьютерами, все было в коде ASCII ( Американский стандартный код для обмена информацией )

    Однако сегодня, работая с сетевыми протоколами и сетевым программированием, вы встретите множество схем кодирования данных и символов.

    В этом руководстве мы рассмотрим базовую схему кодирования , используемую на компьютерах, а во второй части учебника мы рассмотрим, как данные передаются по сети.

    символов, целых чисел, чисел с плавающей запятой и т. Д.

    При хранении и передаче данных вам необходимо будет представить следующие типы данных:

    • Знаки и цифры, например, A и 1
    • Целые числа со знаком и без знака, длинные (32 бита) и короткие (16 бит)
    • Одиночная и двойная с плавающей запятой
    • Логическое i.e Верно и неверно

    Так как же компьютер хранит букву А или цифру 1?

    Как компьютер хранит число вроде 60101? или 62.0101?

    Как передать букву A и т. Д. На другой компьютер по сети?

    Компьютеры и кодировка символов

    Чтобы сохранить текст как двоичные данные, вы должны указать для этого текста кодировку .

    Системы

    Computers могут использовать различные схемы кодирования символов.

    Пока данные остаются на компьютере, действительно неважно, как они закодированы.

    Однако для передачи данных между системами необходимо принять стандартную схему кодирования.

    В 1968 году ASCII (Американский стандартный код для обмена информацией) был принят в качестве стандарта для кодирования текста для обмена данными.

    ASCII

    ASCII — это американский стандарт, предназначенный для кодирования английских символов и знаков препинания, используемых на пишущих машинках и телетайпах той эпохи (1960-е годы).

    ASCII использует 8 бит, хотя фактически используются только 7 бит.

    Поскольку код ASCII был разработан во время эксплуатации телетайпов, он также содержит управляющий код , предназначенный для управления телетайпом.

    В таблице ниже представлены сводные данные о присвоении кодов.

    Таблица ASCII — сводка кода

    Десятичное значение Использование
    0-31 Коды управления
    32-127 Печатные символы
    128-255 Не используется

    ASCII Расширения

    Поскольку ASCII не может кодировать символы, такие как знак фунта £ или общие символы, встречающиеся в немецком и других европейских языках, были разработаны различные расширения.

    Эти расширения сохранили набор символов ASCII и использовали неиспользуемую часть адресного пространства и управляющие коды для дополнительных символов.

    Самыми распространенными из них являются windows 1252 и Latin-1 (ISO-8859).

    Windows 1252 и 7-битный ASCII были наиболее широко используемыми схемами кодирования до 2008 года, когда UTF-8 стал наиболее распространенным.

    ISO-8859-1, ISO-8859-15, Latin-1

    ISO-8859 — это 8-битная кодировка символов, которая расширяет 7-битную схему кодирования ASCII и используется для кодирования большинства европейских языков.Подробности см. В вики.

    ISO-8859-1 , также известный как Latin-1, является наиболее широко используемым, поскольку его можно использовать для большинства распространенных европейских языков, например, немецкого, итальянского, испанского, французского и т. Д.

    Это очень похоже на схему кодирования windows-1252, но не идентично см. — Сравнение символов в Windows-1252, ISO-8859-1, ISO-8859-15

    Юникод

    Из-за необходимости кодирования символов иностранного языка и других графических символов был разработан набор символов Unicode и схемы кодирования.

    Наиболее распространенные схемы кодирования:

    UTF-8 — это наиболее часто используемая схема кодирования, используемая в современных компьютерных системах и компьютерных сетях.

    Это схема кодирования переменной ширины, которая была разработана для обеспечения полной обратной совместимости с ASCII. Он использует от 1 до 4 байтов. — вики

    Наборы символов и схемы кодирования

    Разница между этими двумя терминами не всегда ясна, и термины, как правило, используются взаимозаменяемо.

    Набор символов — это список символов, тогда как схема кодирования — это то, как они представлены в двоичном формате.

    Лучше всего это видно с Unicode.

    В схемах кодирования UTF-8, UTF-16 и UTF-32 используется набор символов Unicode, но символы кодируются по-разному.

    ASCII — это набор символов и схема кодирования.

    Метка порядка байтов (BOM)

    Метка порядка байтов (BOM) — это символ Unicode, U + FEFF , который появляется как магическое число в начале текстового потока и может сигнализировать о нескольких вещах программе, потребляющей текст: –Wiki

    • Порядок байтов или порядок байтов текстового потока;
    • Тот факт, что кодировка текстового потока — Unicode, с высокой степенью достоверности;
    • В какой кодировке Unicode кодируется текстовый поток.

    Спецификация отличается для текста в кодировке UTF-8, UTF-16 и UTF-32

    Следующая таблица, взятая из Wiki, показывает это.

    Редакторы спецификаций и текста

    Обычно большинство редакторов обрабатывают спецификации правильно, и они не отображаются.

    Программное обеспечение Microsoft, такое как Блокнот, добавляет спецификацию при сохранении данных как UTF-8 и не может интерпретировать текст без спецификации , если это не чистый ASCII.

    Пример спецификации

    На снимке экрана ниже показан простой текстовый файл, содержащий текст TEST , закодированный как UTF-8 в блокноте:

    Вы должны заметить, что символы спецификации не видны.

    Ниже представлен вывод простой программы на Python, которая отображает содержимое файла, содержащего символы TEST (4 символа), сохраненные как ASCII , UTF-8, , UTF-16-BE и UTF- 16-LE

    Ссылка — Метка порядка байтов (BOM) в HTML

    Общие вопросы и ответы

    Q-Как узнать, какая кодировка символов используется в файле?

    A- Обычно вы этого не делаете, но некоторые текстовые редакторы, такие как notepad ++, отображают кодировку.Если вы получаете файл, который закодирован с использованием кодировки, отличной от ожидаемой, вы можете получить сообщение об ошибке при попытке прочитать его.

    Q- Мой файл находится в формате ASCII, но он нормально декодируется с использованием декодера UTF-8. Это почему?

    A- Поскольку UTF-8 обратно совместим с ASCII.

    Целые числа и числа с плавающей запятой — большие и

    с прямым порядком байтов

    Примечание: Поскольку UTF-16 и UTF-32 используют 2- или 4-байтовые целые числа, следующее применяется к кодированию текста с их использованием

    Количество байтов, выделенных для типа Integer или float, зависит от системы.

    Учебные пособия охватывают это для языка программирования C , и я буду использовать это для иллюстрации

    Если мы возьмем короткое целое число как 2 байта и длинное целое число как 4 байта.

    Поскольку они используют несколько байтов, возникает несколько вопросов:

    • Какой байт представляет самую значительную часть числа?
    • При хранении в памяти, какой байт хранится первым
    • При отправке по сети, какой байт отправляется первым.

    Порядок байтов относится к последовательному порядку, в котором байты упорядочиваются в более крупные числовые значения при сохранении в памяти или при передаче по цифровым каналам связи.Порядок
    Порядок байтов представляет интерес в информатике, потому что обычно используются два конфликтующих и несовместимых формата: слова могут быть представлены в формате с прямым порядком байтов или с прямым порядком байтов , в зависимости от того, какие биты, байты или другие компоненты упорядочены из большой конец (старший значащий бит) или младший конец (младший значащий бит.
    В формате с прямым порядком байтов , всякий раз, когда адресуется память или отправляет / сохраняет слова побайтно, старший значащий байт — байт, содержащий самый старший бит — сохраняется сначала (имеет наименьший адрес) или отправляется первым, затем следующие байты сохраняются или отправляются в порядке убывания значимости, причем наименее значимый байт — тот, который содержит наименее значимый бит — сохраняется последним (с наивысшим адресом) или отправляется последним.

    Вики

    На приведенной ниже иллюстрации с использованием python показано целое число 16, представленное как 4 байта с использованием порядка байтов большой и прямой порядок байтов .

    Сетевой порядок байтов и порядок системных байтов

    Сетевой порядок байтов описывает порядок байтов при отправке данных по сети. (TCP / IP обычно Big Endian ).

    Это означает, что старший байт отправляется первым.

    Порядок байтов системы или хоста указывает на то, как байты располагаются при хранении в памяти хост-системы.

    ОС Windows — это Little Endian .

    Ref- Бит и байты Видео с заказом

    Связанные руководства

    Оцените? И используйте Комментарии, чтобы сообщить мне больше

    Кодировка символов сейчас

    ASCII и UTF-8 — две современные системы кодирования текста. Оба они описаны в этом видео с участием Кейтлин Мерри.

    Два стандарта кодирования символов определяют, как символы декодируются из единиц и нулей в текст, который вы видите на экране прямо сейчас, и на разные языки, просматриваемые каждый день во всемирной паутине.Эти два стандарта кодирования — ASCII и Unicode.

    ASCII

    Американский стандартный код обмена информацией (ASCII) был разработан для создания международного стандарта для кодирования латинского алфавита. В 1963 году был принят ASCII, чтобы информация могла интерпретироваться между компьютерами; представляющие нижние и верхние буквы, цифры, символы и некоторые команды. Поскольку ASCII кодируется с использованием единиц и нулей, система счисления с основанием 2, он использует семь битов. Семь битов позволяют 2 в степени 7 = 128 возможных комбинаций цифр для кодирования символа.Поэтому ASCII обеспечил возможность кодирования 128 важных символов:

    Как работает кодирование ASCII

    • Вы уже знаете, как преобразовывать десятичные числа в двоичные
    • Теперь вам нужно превратить буквы в двоичные числа
    • Каждому символу соответствует десятичный номер (например, A → 65)
    • ASCII использует 7 бит
    • Мы используем первые 7 столбцов таблицы преобразования для создания 128 различных чисел (от 0 до 127).
    Например, 1000001 дает нам число 65 ( 64 + 1 ), которое соответствует букве «А».
    64 32 16 8 4 2 1
    1 0 0 0 0 0 1
    Вот как «HELLO» кодируется в ASCII в двоичном формате:
    Латинский символ ASCII
    H 1001000
    E 1000101
    л 1001100
    л 1001100
    O 1001111
    Давайте применим эту теорию на практике:
    1. Откройте Блокнот или любой другой текстовый редактор, который вы предпочитаете
    2. Введите сообщение и сохраните его, e.грамм. «Данные прекрасны»
    3. Посмотрите размер файла — у меня 18 байт
    4. Теперь добавьте еще одно слово, например «Данные ТАК красивы»
    5. Если вы посмотрите на размер файла еще раз, то увидите, что он изменился — мой файл теперь на 3 байта больше (SO [SPACE]: «S», «O» и пробел)

    Юникод и UTF-8

    Поскольку ASCII кодирует символы в 7-битном формате, переход к 8-битной вычислительной технологии означал, что нужно было использовать один дополнительный бит.С помощью этой дополнительной цифры Extended ASCII закодировал до 256 символов. Однако возникшая проблема заключалась в том, что страны, которые использовали разные языки, делали разные вещи с этой дополнительной возможностью кодирования. Многие страны добавляли свои собственные дополнительные символы, а разные числа представляли разные символы на разных языках. Япония даже создала несколько систем кодирования японского языка в зависимости от оборудования, и все эти методы были несовместимы друг с другом.Поэтому, когда сообщение было отправлено с одного компьютера на другой, полученное сообщение могло стать искаженным и нечитаемым; японские системы кодирования символов были настолько сложными, что даже когда сообщение отправлялось с одного типа японского компьютера на другой, происходило нечто, называемое «моджибаке»: Проблема несовместимых систем кодирования стала более актуальной с изобретением всемирной паутины, поскольку люди обменивались цифровыми документами по всему миру, используя несколько языков. Чтобы решить эту проблему, Консорциум Unicode установил универсальную систему кодирования под названием Unicode .Unicode кодирует более 100000 символов, охватывая все символы, которые вы найдете в большинстве языков. Unicode присваивает каждому символу определенное число, а не двоичную цифру. Но с этим были некоторые проблемы, например:
    1. Для кодирования 100000 символов потребуется около 32 двоичных цифр. Юникод использует ASCII для английского языка, поэтому A по-прежнему равно 65. Однако при кодировании в 32 бита двоичное представление буквы A будет 000000000000000000000000000000000001000001.При этом тратится много ценного места!
    2. Многие старые компьютеры интерпретируют восемь нулей подряд (ноль) как конец строки символов. Таким образом, эти компьютеры не отправляли символы, идущие после восьми нулей подряд (они не отправляли бы A, если бы оно было представлено как 000000000000000000000000000000000001000001).
    Метод кодирования Unicode UTF-8 решает следующие проблемы:
    — До символа 128 используется обычное значение ASCII (например, A — 01000001)
    — Для любого символа после 128 UTF-8 разделяет код на два байта и добавление «110» к началу первого байта, чтобы показать, что это начальный байт, и «10» к началу второго байта, чтобы показать, что он следует за первым байтом.Итак, для каждого символа после числа 128 у вас есть два байта:
      [110xxxxx] [10xxxxxx]
    И вы просто заполняете двоичный код числа между ними:
      [11000101] [10000101] (это число 325 → 00101000101)
    Это работает для первых 2048 символов. Для других символов в начале первого байта добавляется еще одна «1» и также используется третий байт:
      [1110xxxx] [10xxxxxx] [10xxxxxx]
    Это дает вам 16 пробелов для двоичного кода.Таким образом, UTF-8 увеличивается до четырех байтов:
      [11110xxx] [10xxxxxx] [10xxxxxx] [10xxxxxx]
    Таким образом, UTF-8 позволяет избежать проблем, упомянутых выше, а также необходимости индекса и позволяет декодировать символы из двоичной формы в обратном направлении (т.е. он обратно совместим).

    Активы в классе

    Есть много забавных занятий для обучения кодировке символов. Ниже мы включили два упражнения, которые вы можете попробовать в своем классе. Какие главные советы вы можете дать по обучению кодировке символов? Делитесь ими в комментариях!
    • Перевод секретных сообщений : опубликуйте короткое секретное сообщение в ASCII в разделе комментариев, а также переводите сообщения ASCII других участников или отвечайте на них.
    • Бинарные браслеты : создавайте браслеты, используя бусины разного цвета для обозначения единиц и нулей и записывайте инициалы или имя в кодировке ASCII.

    Кодировок символов для начинающих

    Во-первых, какое мне дело?

    Если вы используете что-либо, кроме самого основного текста на английском языке, люди не смогут прочитать созданный вами контент. если вы не укажете, какую кодировку символов вы использовали.

    Например, вы можете сделать так, чтобы текст выглядел так:

    , но на самом деле он может отображаться так:

    Отсутствие информации о кодировке символов не только ухудшает удобочитаемость отображаемого текста, но также может означать, что ваши данные не могут быть найдены поисковой системой или надежно обрабатывается машинами другими способами.

    Так что за кодировка символов?

    Слова и предложения в тексте состоят из символов .Примеры символов включают латинскую букву á, китайскую идеограмму 請 или символ деванагари ह.

    Возможно, вы не сможете увидеть некоторые символы на этой странице, потому что у вас нет необходимых шрифтов. Если вы нажмете на то место, где вы ожидали увидеть персонажа, вы перейдете к графической версии. Эта страница закодирована в UTF-8.

    Персонажи, необходимые для определенной цели, сгруппированы в набор символов (также называемый репертуаром ).(Чтобы однозначно обозначать символы, каждый символ связан с числом, называемым кодовой точкой .)

    Символы хранятся в компьютере как один или несколько байтов .

    В принципе, вы можете визуализировать это, предположив, что все символы хранятся в компьютерах с использованием специального кода, такого как шифры, используемые в шпионаже. Кодировка символов предоставляет ключ для разблокировки (т. Е. Взлома) кода. Это набор соответствий между байтами в компьютере и символами в наборе символов.Без ключа данные выглядят как мусор.

    Вводящий в заблуждение термин кодировка часто используется для обозначения того, что на самом деле является кодировкой символов. Вам следует помните об этом использовании, но всегда старайтесь использовать термины кодировки символов.

    Итак, когда вы вводите текст с клавиатуры или каким-либо другим способом, кодировка символов сопоставляет выбранные вами символы с конкретными байтами в памяти компьютера, а затем для отображения текста считывает байты обратно в символы.

    К сожалению, существует много разных наборов символов и кодировок символов, т.е. много разных способов сопоставления байтов, кодовые точки и символы. В разделе «Дополнительная информация» для тех, кому интересно, чуть подробнее.

    Однако в большинстве случаев вам не нужно знать подробности. Вам просто нужно быть уверенным, что вы прислушиваетесь к советам в раздел Как это влияет на меня? ниже.

    Как в это вписываются шрифты?

    Шрифт — это набор определений глифов, т.е.определения форм, используемых для отображения символов.

    Как только ваш браузер или приложение определит, с какими символами имеет дело, оно будет искать в шрифте глифы, которые можно использовать для отображения. или распечатайте эти символы. (Конечно, если информация о кодировке была неправильной, она будет искать глифы для неправильных символов.)

    Данный шрифт обычно покрывает один набор символов или, в случае большого набора символов, например Unicode, только подмножество всех персонажей в наборе.Если в вашем шрифте нет глифа для определенного символа, некоторые браузеры или программные приложения будут искать недостающие глифы в других шрифты в вашей системе (это будет означать, что глиф будет отличаться от окружающего текста, как записка с требованием выкупа). В противном случае вы обычно вместо этого вы увидите квадратную рамку, вопросительный знак или какой-либо другой символ. Например:

    Как это повлияет на меня?

    Как автор или разработчик контента, в настоящее время вы всегда должны выбирать UTF-8 кодировка символов для вашего контента или данных.Эта кодировка Unicode — хороший выбор, потому что вы можете использовать односимвольную кодировку для обработки любого символа, который вам может понадобиться. Это значительно упрощает работу. Использование Unicode во всей вашей системе также устраняет необходимость отслеживать и конвертировать между различными кодировками символов.

    Авторы контента должны узнать, как объявить персонажа кодировка, используемая для формата документа, с которым они работают.

    Обратите внимание, что просто объявление другой кодировки на вашей странице не изменит байты; вам нужно сохранить текст в этой кодировке.

    Как автор контента, вам необходимо проверить, в какой кодировке ваш редактор или скрипты сохраняют текст и как сохранять текст в UTF-8. (В наши дни это обычно используется по умолчанию.) Вам также может потребоваться проверить, что ваш сервер обслуживает документы с правильным HTTP декларации.

    Разработчикам необходимо убедиться, что различные части системы могут взаимодействовать друг с другом, понимать, какие кодировки символов используются и поддерживают все необходимые кодировки и символы.(В идеале вы должны использовать UTF-8 повсюду и избавиться от этой проблемы.)

    По ссылкам ниже можно найти дополнительную информацию по этим темам.

    В этом разделе представлена ​​небольшая дополнительная информация о сопоставлении байтов, кодовых точек и символов для тех, кому это интересно. Не стесняйтесь просто перейти к разделу Дополнительная литература.

    Обратите внимание, что номера кодовых точек обычно выражаются в шестнадцатеричной системе счисления, т.е. основание 16. Например, 233 в шестнадцатеричной форме — это E9.Значения кодовой точки Unicode обычно записываются в форме U + 00E9.

    В наборе кодированных символов под названием ISO 8859-1 (также известном как Latin1) значение десятичной кодовой точки для буквы é равно 233. Однако в ISO 8859-5, та же кодовая точка представляет кириллический символ щ.

    Эти наборы символов содержат менее 256 символов и напрямую сопоставляют кодовые точки с байтовыми значениями, поэтому кодовая точка со значением 233 представлена ​​одним байтом со значением 233.Обратите внимание, что только контекст определяет, представляет ли этот байт либо é, либо щ.

    Есть и другие способы работы с символами из ряда скриптов. Например, с набором символов Unicode вы можете представить оба символа в одном наборе. Фактически, Юникод содержит в одном наборе, вероятно, все символы, которые вам когда-либо понадобятся. Хотя буква é по-прежнему представлена ​​значением кодовой точки 233, кириллический символ щ теперь имеет значение кодовой точки 1097.

    С другой стороны, 1097 слишком большое число, чтобы его можно было представить одним байт*. Итак, если вы используете кодировку символов для текста Unicode под названием UTF-8, щ будет представлен двумя байтами. Тем не менее значение кодовой точки не просто выводится из значения двух байтов, соединенных вместе — требуется более сложное декодирование.

    Другой Unicode символы отображаются в один, три или четыре байта в кодировке UTF-8.

    Кроме того, обратите внимание, что буква é также представлена ​​двумя байтами в UTF-8, а не одним байтом, используемым в ISO 8859-1. (Только символы ASCII кодируются одним байтом в UTF-8.)

    UTF-8 — наиболее широко используемый способ представления текста Unicode на веб-страницах, и вы всегда должны использовать UTF-8 при создании веб-страниц и баз данных. Но, в принципе, UTF-8 — лишь один из возможных способов кодирования. Символы Юникода. Другими словами, одна кодовая точка в наборе символов Unicode может фактически отображаться в разные последовательности байтов, в зависимости от какая кодировка использовалась для документа.Кодовые точки Unicode могут быть сопоставлены с байтами с использованием любой из кодировок, называемых UTF-8, UTF-16 или UTF-32. Символ деванагари क с кодовой точкой 2325 (что составляет 915 в шестнадцатеричной системе счисления) будет представлен двумя байтов при использовании кодировки UTF-16 (09 15), трех байтов с UTF-8 (E0 A4 95) или четырех байтов с UTF-32 (00 00 09 15).

    Могут быть и другие сложности помимо описанных в этом разделе (например, порядок байтов и escape-последовательности), но детали описанное здесь показывает, почему важно, чтобы приложение, с которым вы работаете, знало, какая кодировка символов подходит для ваших данных, и знает, как обрабатывать эту кодировку.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *