Примеры кодирования информации в информатике: Примеры кодирования | Практическая информатика

Содержание

Примеры кодирования | Практическая информатика

Среди всего разнообразия информации, обрабатываемой на компьютере, значительную часть составляют числовая, текстовая, графическая и аудиоинформация. Познакомимся с некоторыми способами кодирования этих типов информации в ЭВМ.

Кодирование чисел

Существуют два основных формата представления чисел в памяти компьютера. Один из них используется для кодирования целых чисел, второй (так называемое представление числа в формате с плавающей точкой) используется для задания некоторого подмножества действительных чисел.

Множество целых чисел, представимых в памяти ЭВМ, ограничено. Диапазон значений зависит от размера области памяти, используемой для размещения чисел. В k-разрядной ячейке может храниться 2k различных значений целых чисел.

Чтобы получить внутреннее представление целого положительного числа N, хранящегося в k-разрядном машинном слове, необходимо:

1)  перевести число N в двоичную систему счисления;
2)  полученный результат дополнить слева незначащими нулями до k разрядов.


Пример

Получить внутреннее представление целого числа 1607 в 2-х байтовой ячейке.

Переведем число в двоичную систему: 160710 = 110010001112. Внутреннее представление этого числа в ячейке будет следующим: 0000 0110 0100 0111.

Для записи внутреннего представления целого отрицательного числа (-N) необходимо:

1)  получить внутреннее представление положительного числа N;
2)  обратный код этого числа заменой 0 на 1 и 1 на 0;
3)  полученному числу прибавить 1.


Пример

Получим внутреннее представление целого отрицательного числа -1607. Воспользуемся результатом предыдущего примера и запишем внутреннее представление положительного числа 1607: 0000 0110 0100 0111. Инвертированием получим обратный код: 1111 1001 1011 1000. Добавим единицу: 1111 1001 1011 1001 — это и есть внутреннее двоичное представление числа -1607.

Формат с плавающей точкой использует представление вещественного числа R в виде произведения мантиссы m на основание системы счисления n в некоторой целой степени p, которую называют порядком: R = m * n p.

Представление числа в форме с плавающей точкой неоднозначно. Например, справедливы следующие равенства:

12.345 = 0.0012345 x 104 = 1234.5 x 10-2 = 0.12345 x 102

Чаще всего в ЭВМ используют нормализованное представление числа в форме с плавающей точкой. Мантисса в таком представлении должна удовлетворять условию: 0.1p <= m < 1p. Иначе говоря, мантисса меньше 1 и первая значащая цифра — не ноль (p — основание системы счисления).

В памяти компьютера мантисса представляется как целое число, содержащее только значащие цифры (0 целых и запятая не хранятся), так для числа 12.345 в ячейке памяти, отведенной для хранения мантиссы, будет сохранено число 12345. Для однозначного восстановления исходного числа остается сохранить только его порядок, в данном примере — это 2.

Кодирование текста

Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом. Количество символов в алфавите называется его мощностью.

Для представления текстовой информации в компьютере чаще всего используется алфавит мощностью 256 символов. Один символ из такого алфавита несет 8 бит информации, т. к. 28 = 256. Но 8 бит составляют один байт, следовательно, двоичный код каждого символа занимает 1 байт памяти ЭВМ.

Все символы такого алфавита пронумерованы от 0 до 255, а каждому номеру соответствует 8-разрядный двоичный код от 00000000 до 11111111. Этот код является порядковым номером символа в двоичной системе счисления.

Для разных типов ЭВМ и операционных систем используются различные таблицы кодировки, отличающиеся порядком размещения символов алфавита в кодовой таблице. Международным стандартом на персональных компьютерах является уже упоминавшаяся таблица кодировки ASCII.

Принцип последовательного кодирования алфавита заключается в том, что в кодовой таблице ASCII латинские буквы (прописные и строчные) располагаются в алфавитном порядке. Расположение цифр также упорядочено по возрастанию значений.

Стандартными в этой таблице являются только первые 128 символов, т. е. символы с номерами от нуля (двоичный код 00000000) до 127 (01111111). Сюда входят буквы латинского алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие символы. Остальные 128 кодов, начиная со 128 (двоичный код 10000000) и кончая 255 (11111111), используются для кодировки букв национальных алфавитов, символов псевдографики и научных символов. О кодировании символов русского алфавита рассказывается в главе «Обработка документов».

Кодирование графической информации

В видеопамяти находится двоичная информация об изображении, выводимом на экран. Почти все создаваемые, обрабатываемые или просматриваемые с помощью компьютера изображения можно разделить на две большие части — растровую и векторную графику.

Растровые изображения представляют собой однослойную сетку точек, называемых пикселами (pixel, от англ. picture element). Код пиксела содержит информации о его цвете.

Для черно-белого изображения (без полутонов) пиксел может принимать только два значения: белый и черный (светится — не светится), а для его кодирования достаточно одного бита памяти: 1 — белый, 0 — черный.

Пиксел на цветном дисплее может иметь различную окраску, поэтому одного бита на пиксел недостаточно. Для кодирования 4-цветного изображения требуются два бита на пиксел, поскольку два бита могут принимать 4 различных состояния. Может использоваться, например, такой вариант кодировки цветов: 00 — черный, 10 — зеленый, 01 — красный, 11 — коричневый.

На RGB-мониторах все разнообразие цветов получается сочетанием базовых цветов — красного (Red), зеленого (Green), синего (Blue), из которых можно получить 8 основных комбинаций:

R G B цвет
0   0   0   черный
0   0   1   синий
0   1   0   зеленый
0   1   1   голубой
R G B цвет
1   0   0   красный
1   0   1   розовый
1   1   0   коричневый
1   1   1   белый

Разумеется, если иметь возможность управлять интенсивностью (яркостью) свечения базовых цветов, то количество различных вариантов их сочетаний, порождающих разнообразные оттенки, увеличивается. Количество различных цветов — К и количество битов для их кодировки — N связаны между собой простой формулой: 2

N = К.

В противоположность растровой графике векторное изображение многослойно. Каждый элемент векторного изображения — линия, прямоугольник, окружность или фрагмент текста — располагается в своем собственном слое, пикселы которого устанавливаются независимо от других слоев. Каждый элемент векторного изображения является объектом, который описывается с помощью специального языка (математических уравнения линий, дуг, окружностей и т. д.). Сложные объекты (ломаные линии, различные геометрические фигуры) представляются в виде совокупности элементарных графических объектов.

Объекты векторного изображения, в отличии от растровой графики, могут изменять свои размеры без потери качества (при увеличении растрового изображения увеличивается зернистость). Подробнее о графических форматах рассказывается в разделе «Графика на компьютере».

Кодирование звука

Из курса физики вам известно, что звук — это колебания воздуха. Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), мы увидим плавно изменяющееся с течением времени напряжение. Для компьютерной обработки такой — аналоговый — сигнал нужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел.

Поступим следующим образом. Будем измерять напряжение через равные промежутки времени и записывать полученные значения в память компьютера. Этот процесс называется дискретизацией (или оцифровкой), а устройство, выполняющее его — аналого-цифровым преобразователем (АЦП).

Для того чтобы воспроизвести закодированный таким образом звук, нужно выполнить обратное преобразование (для него служит цифро-аналоговый преобразователь — ЦАП), а затем сгладить получившийся ступенчатый сигнал.

Чем выше частота дискретизации (т. е. количество отсчетов за секунду) и чем больше разрядов отводится для каждого отсчета, тем точнее будет представлен звук. Но при этом увеличивается и размер звукового файла. Поэтому в зависимости от характера звука, требований, предъявляемых к его качеству и объему занимаемой памяти, выбирают некоторые компромиссные значения.

Описанный способ кодирования звуковой информации достаточно универсален, он позволяет представить любой звук и преобразовывать его самыми разными способами. Но бывают случаи, когда выгодней действовать по-иному.

Человек издавна использует довольно компактный способ представления музыки — нотную запись. В ней специальными символами указывается, какой высоты звук, на каком инструменте и как сыграть. Фактически, ее можно считать алгоритмом для музыканта, записанным на особом формальном языке. В 1983 г. ведущие производители компьютеров и музыкальных синтезаторов разработали стандарт, определивший такую систему кодов. Он получил название MIDI.

Конечно, такая система кодирования позволяет записать далеко не всякий звук, она годится только для инструментальной музыки. Но есть у нее и неоспоримые преимущества: чрезвычайно компактная запись, естественность для музыканта (практически любой MIDI-редактор позволяет работать с музыкой в виде обычных нот), легкость замены инструментов, изменения темпа и тональности мелодии.

Заметим, что существуют и другие, чисто компьютерные, форматы записи музыки. Среди них следует отметить формат MP3, позволяющий с очень большим качеством и степенью сжатия кодировать музыку. При этом вместо 18—20 музыкальных композиций на стандартный компакт-диск (CDROM) помещается около 200. Одна песня занимает примерно 3,5 Mb, что позволяет пользователям сети Интернет легко обмениваться музыкальными композициями.

Урок по теме «Кодирование информации»

Учитель создаёт благоприятный психологический настрой на работу.

Ребята, послушайте, какая тишина!

Это в школе начались уроки.

Мы не будем тратить время зря,

И приступим все к работе.

Ученики включаются в деловой ритм урока, готовятся к работе,

Саморегуляция (Р).

Планирование учебного сотрудничества с учителем и сверстниками (К).

Ребята, назовите, пожалуйста, тему нашего последнего урока

Что было задано на дом?

Давайте вспомним, что такое информация?

Приведите пример обмена информацией между людьми.

Что в вашем примере является источником информации, а что — приемником?

Передача информации.

§6, в РТ № 6 с. 12, № 7 с. 13. (Визуальная проверка наличия Д.З.)

Информация — сведения об окружающем нас мире.

Приводятся примеры

Называются источники и приемники.

Умение выражать мысли (К).

Планирование (Р).

Построение логической цепи (П).

Как вы думаете, достаточно ли наличия источника информации, приемника и информационного канала для осуществления передачи информации? Обсудите этот вопрос с соседом по парте.

  • если учащиеся сразу ответили, что недостаточно, то далее этот вывод подтверждается тем, что в этом случае невозможно прочитать поступившее сообщение;

  • если же учащиеся отвечали, что для передачи информации достаточно источника, приемника и информационного канала, тогда ставится проблема: а как же нам прочитать сообщение?

С А К О С А Д И С А Р О С А В А С А Н И С А Е С А И Н С А Ф О С А Р М С А А Ц С А И И

А может быть, вы сможете разгадать, о чем говорится здесь?

Следовательно, что необходимо знать приемнику информации, для того, чтобы понимать ее смысл?

Итак, сформулируем открытие: для осуществления передачи информации что необходимо источнику и приемнику кроме информационного канала?

Каким словом можно заменить слово «правило»?

Молодцы! Словом код.

Обратим внимание на следующий слайд. Этот ребенок пытается нам сказать что-то, однако мы не можем его понять. Как вы думаете, что он хочет сообщить нам этим жестом?

Но мы не можем точно утверждать, что именно он нам хочет сказать, поскольку в разных странах одни и те же жесты означают совершенно разное. И что же следует предпринять, чтобы правильно понять людей этих стран?

Давайте подумаем и попробуем выяснить, что же самое главное в ваших ответах и определим тему урока.

Действительно, для правильного понятия разных сообщений (сигналов) требуется разработка кода или кодирование, запишем число и тему нашего урока: Кодирование информации

Ответы учащихся (могут быть различными, поэтому необходимо проанализировать каждый ответ).

нет, так как мы не знаем шифра, с помощью которого написано это письмо

нет, так как мы не понимаем значение этих рисунков

надо знать правило, по которому можно их разгадать, нужно заранее договориться о значении знаков, с помощью которых представлена информация

Для того чтобы произошла передача информации, приёмник информации должен не только получить сигнал, но и понять его

Предлагают варианты: шифр, код, замена

показывает число 5, показывает, что всё хорошо, передает привет

знать жесты, знать, что они означают, какое действие, предмет, явление этими жестами закодировано

главное, вся выше представленная информация закодирована, значит тема урока – кодирование информации

Молодцы! Давайте вместе с вами попробуем сформулировать, что же является кодом?

Какое действие называется кодированием? Запишем определения в тетрадь.

Можно сказать, что кодирование, это переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.

Обратное преобразование называется декодированием.

Способ кодирования зависит от цели, ради которой осуществляется.

Как вы думаем, какие бывают способы кодирования информации?

Существует три основных способа кодирования информации:

  1. Графический — с помощью рисунков или значков;

  2. Числовой — с помощью чисел;

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

Множество кодов очень прочно вошло в нашу жизнь. Так

  • числовая информация кодируется арабскими, римскими цифрами.

  • для общения мы используем код — русский язык, в Китае — китайский.

  • с помощью нотных знаков кодируется любое музыкальное произведение, а на экране проигрывателя вы можете увидеть громкий или тихий звук, закодированный с помощью графика.

  • иногда информацию надо сжать и представить в краткой, но понятной форме. Тогда применяют пиктограмммы, например, на двери магазина, на столбах в парке, на дороге.

Для передачи информации, людьми были придуманы специаль-ные коды, к ним относятся: азбука Брайля, азбука Морзе, флажковая азбука. (см.приложение №1)

Используя кодовую таблицу флажковой азбуки раскодируйте слово:

Код это система условных знаков для представления информации.

Кодирование формирование представления информации с помощью некоторого кода.

Декодирование — это процесс восстановления содержания закодированной информации.

текстовая (символьная) информация, графическая, числовая.

Ученики выполняют задание.

информатика

А теперь обратная задача – закодируйте слова с помощью флажковой азбуки.

Что можете предложить для облегчения этого процесса?

Откройте карточку, на которой имеется код флажковой азбуки и выполните задание: закодировать несколько указанных слов (приложение №2). Инструкция по копированию флажков приведена дополнительно на инструктивной карточке.

Предлагают варианты, например: взять карандаши или выполнить монохромные рисунки

Выполняют задание (практикум), проверяют друг у друга правильность декодирования текста

Кодирование информации — Информатика — Уроки

Урок 5. 8 класс

Учитель: Брух Т.В.

Дата: _____________

Тема урока: «Кодирование информации»

Цели урока:

Образовательная – ввести понятия кода, кодирования информации и ее декодирования, рассмотреть примеры кодирования и декодирования информации с помощью различных кодировок.

Воспитательная – способствовать воспитанию информационной культуры и целеустремленности.

Развивающая – способствовать развитию познавательного интереса и логического мышления.

Ход урока.

  1. Организационный момент.

Учитель приветствует класс, проверяет готовность учащихся к уроку. Отмечает отсутствующих. Сообщает тему урока и его цель.

  1. Проверка д\з.

А4 – свой знак, знаковая система.

  1. Изучение нового материала

Тема урока: «Кодирование информации».

Представление информации происходит в различных формах в процессе восприятия окружающей среды живыми организмами и человеком. Вокруг нас масса закодированной информации. Цифры, ноты, иконки на рабочем столе, знаки дорожного движения, химические элементы и т.п.

Когда человек, или какой – либо организм, или устройство участвуют в информационном процессе, то все они представляют информацию в той или иной форме. Когда мы представляем информацию в разных формах или преобразуем её из одной формы в другую, мы информацию кодируем.

Как воспринимает информацию человек? (с помощью органов чувств)

Запишите определения:

Код – это система условных знаков для представления информации.

Кодирование – это операция преобразования символов или группы символов одного кода в символы или группы символов другого кода.

Язык – это знаковая форма представления информации.

Существуют три 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, используемых для кодирования текста, называется алфавитом.

Упражнения на кодирование и декодирование информации.

Одну и ту же информацию можно кодировать разными способами. Это зависит от ряда причин, каков носитель информации, какова окружающая обстановка, кто или что является источником и получателем информации, от засекреченности и т.д.

5 слайд

Компьютер – русский язык

COMPUTER – английский язык

67 79 77 80 85 84 69 82 – код ASCII (компьютерный код для кодирования текстовой информации)

Обычно при кодировании информации используется средство кодирования – некоторая таблица, которая устанавливает соответствие между знаками разных кодов.

Например, для кода Морзе есть специальная таблица, в которой указаны символы алфавита и их представление с помощью набора точек и тире.

Раздать азбуку Морзе, флажковую.

  • С помощью азбуки Морзе закодируйте слово КОМПЬЮТЕР, ИНФОРМАТИКА, АЛГОРИТМ

Кодовая таблица флажковой азбуки

  • С помощью флажковой азбуки запишите свое имя и фамилию, отчество.

При изучении информационного процесса передачи информации, мы говорили, что в этом процессе кроме кодирования происходит и декодирование информации.

Слайд 6

Декодируйте информацию: девочка заменила каждую букву своего имени её номером в алфавите. Получилось 141261. Как зовут девочку? (Маша)

Слайд 7.

Этот шифр реализует следующее преобразование текста: каждая буква исходного текста заменяется третьей после неё буквой в алфавите, который считается написанным по кругу. Используя этот шифр, зашифруйте слово ЧЕЛОВЕК (ъзосезн).

Расшифруйте слово НУЛТХСЁУГЧЛВ (криптография). Что означает это слово?

Слайд 8.

КРИПТОГРАФИЯ (от греч. «криптос» — тайный, скрытый) — искусство письма секретными кодами и их дешифровка. Отсюда произошло понятие «криптограмма», т. е. что-либо написанное шифром или в другой форме, которая понятна только тому, кто имеет к написанному ключ. В свою очередь, научное изучение кодов стало именоваться криптологией.

Слайд 9-11.

В истории человечества хранится большое количество тайн, которые не могут разгадать уже многие годы, например старинные свитки и манускрипты с содержанием, нам неизвестным. И пусть человечество уже давно изобрело самые разные технологии по расшифровке, пусть у нас в помощниках есть мощнейшие компьютерные программы, все это не помогает в поиске разгадок.

  1. Итог урока:

Сегодня, что нового вы узнали?

Какие моменты урока вам особенно запомнились?

Оценки за урок.

  1. Запись домашнего задания:

Параграф 2.2, тетрадь, найти другие виды кодов, записать и привести по одному примеру.

Таблица азбуки Морзе.

А

• —

И

••

Р

•—•

Ш

————

Б

— •••

Й

• — — —

С

•••

Щ

——•—

В

• — —

К

—•—

Т

Ъ

•——•—•

Г

— — •

Л

•—••

У

•• —

Ы

—•——

Д

— • •

М

— —

Ф

••—•

Ь

—••—

Е

Н

—•

Х

••••

Э

••—••

Ж

• • • —

О

— — —

Ц

—•—•

Ю

••——

З

— — ••

П

•— —•

Ч

———•

Я

•—•—

А

• —

И

••

Р

•—•

Ш

————

Б

— •••

Й

• — — —

С

•••

Щ

——•—

В

• — —

К

—•—

Т

Ъ

•——•—•

Г

— — •

Л

•—••

У

•• —

Ы

—•——

Д

— • •

М

— —

Ф

••—•

Ь

—••—

Е

Н

—•

Х

••••

Э

••—••

Ж

• • • —

О

— — —

Ц

—•—•

Ю

••——

З

— — ••

П

•— —•

Ч

———•

Я

•—•—

А

• —

И

••

Р

•—•

Ш

————

Б

— •••

Й

• — — —

С

•••

Щ

——•—

В

• — —

К

—•—

Т

Ъ

•——•—•

Г

— — •

Л

•—••

У

•• —

Ы

—•——

Д

— • •

М

— —

Ф

••—•

Ь

—••—

Е

Н

—•

Х

••••

Э

••—••

Ж

• • • —

О

— — —

Ц

—•—•

Ю

••——

З

— — ••

П

•— —•

Ч

———•

Я

•—•—

А

• —

И

••

Р

•—•

Ш

————

Б

— •••

Й

• — — —

С

•••

Щ

——•—

В

• — —

К

—•—

Т

Ъ

•——•—•

Г

— — •

Л

•—••

У

•• —

Ы

—•——

Д

— • •

М

— —

Ф

••—•

Ь

—••—

Е

Н

—•

Х

••••

Э

••—••

Ж

• • • —

О

— — —

Ц

—•—•

Ю

••——

З

— — ••

П

•— —•

Ч

———•

Я

•—•—

А

• —

И

••

Р

•—•

Ш

————

Б

— •••

Й

• — — —

С

•••

Щ

——•—

В

• — —

К

—•—

Т

Ъ

•——•—•

Г

— — •

Л

•—••

У

•• —

Ы

—•——

Д

— • •

М

— —

Ф

••—•

Ь

—••—

Е

Н

—•

Х

••••

Э

••—••

Ж

• • • —

О

— — —

Ц

—•—•

Ю

••——

З

— — ••

П

•— —•

Ч

———•

Я

•—•—

Кодирование текстовой информации

Чаще всего кодированию подвергаются тексты, написанные на естественных языках (русском, немецком и др.).

Основные способы кодирования текстовой информации

Существует несколько основных способов кодирования текстовой информации:

  1. графический, в котором текстовая информация кодируется путем использования специальных рисунков или знаков;
  2. символьный, в котором тексты кодируются с использованием символов того же алфавита, на котором написан исходник;
  3. числовой, в котором текстовая информация кодируется с помощью чисел.

Процесс чтения текста представляет собой процесс, обратный его написанию, в результате которого письменный текст преобразуется в устную речь. Чтение – это ничто иное, как декодирование письменного текста.

А сейчас обратите внимание на то, что существует много способов кодирования одного и того же текста на одном и том же языке.

Пример 1

Поскольку мы русские, то и текст привыкли записывать с помощью алфавита своего родного языка. Однако тот же самый текст можно записать, используя латинские буквы. Иногда это приходится делать, когда мы отправляем SMS по мобильному телефону, клавиатура которого не содержит русских букв, или же электронное письмо на русском языке за границу, если у адресата нет русифицированного программного обеспечения. Например, фразу «Здравствуй, дорогой Саша!» можно записать как: «Zdravstvui, dorogoi Sasha!».

Стенография

Определение 1

Стенография — это один из способов кодирования текстовой информации с помощью специальных знаков. Она представляет собой быстрый способ записи устной речи. Навыками стенографии могут владеть далеко не все, а лишь немногие специально обученные люди, которых называют стенографистами. Эти люди успевают записывать текст синхронно с речью выступающего человека, что, на наш взгляд, достаточно сложно. Однако для них это не проблема, поскольку в стенограмме целое слово или сочетание букв могут обозначаться одним знаком. Скорость стенографического письма превосходит скорость обычного в $4-7$ раз. Расшифровать (декодировать) стенограмму может только сам стенографист.

Пример 2

На рисунке представлен пример стенографии, в которой написано следущее: «Говорить умеют все люди на свете. Даже у самых примитивных племен есть речь. Язык — это нечто всеобщее и самое человеческое, что есть на свете»:

Рисунок 1.

Стенография позволяет не только вести синхронную запись устной речи, но и рационализировать технику письма.

Замечание 1

Приведёнными примерами мы проиллюстрировали важное правило: для кодирования одной и той же информации можно использовать разные способы, при этом их выбор будет зависеть от цели кодирования, условий и имеющихся средств.

Если нам нужно записать текст в темпе речи, сделаем это с помощью стенографии; если нужно передать текст за границу, воспользуемся латинским алфавитом; если необходимо представить текст в виде, понятном для грамотного русского человека, запишем его по всем правилам грамматики русского языка.

Также немаловажен выбор способа кодирования информации, который, в свою очередь, может быть связан с предполагаемым способом её обработки.

Пример 3

Рассмотрим пример представления чисел количественной информации. Используя буквы русского алфавита, можно записать число «тридцать пять». Используя же алфавит арабской десятичной системы счисления, запишем: $35$. Допустим нам необходимо произвести вычисления. Естественно, что для выполнения расчётов мы выберем удобную для нас запись числа арабскими цифрами, хотя можно примеры описывать и словами, но это будет довольно громоздко и не практично.

Замечание 2

Заметим, что приведенные выше записи одного и того же числа используют разные языки: первая — естественный русский язык, вторая — формальный язык математики, не имеющий национальной принадлежности. Переход от представления на естественном языке к представлению на формальном языке можно также рассматривать как кодирование.

Криптография

В некоторых случаях возникает потребность засекречивания текста сообщения или документа, для того чтобы его не смогли прочитать те, кому не положено. Это называется защитой от несанкционированного доступа. В таком случае секретный текст шифруется. В давние времена шифрование называлось тайнописью.

Определение 2

Шифрование представляет собой процесс превращения открытого текста в зашифрованный, а дешифрование — процесс обратного преобразования, при котором восстанавливается исходный текст. Шифрование — это тоже кодирование, но с засекреченным методом, известным только источнику и адресату. Методами шифрования занимается наука криптография.

Определение 3

Криптография — это наука о методах и принципах передачи и приема зашифрованной с помощью специальных ключей информации. Ключ — секретная информация, используемая криптографическим алгоритмом при шифровании/расшифровке сообщений.

Числовое кодирование текстовой информации

В каждом национальном языке имеется свой алфавит, который состоит из определенного набора букв, следующих друг за другом, а значит и имеющих свой порядковый номер.

Каждой букве сопоставляется целое положительное число, которое называют кодом символа. Именно этот код и будет хранить память компьютера, а при выводе на экран или бумагу преобразовывать в соответствующий ему символ. Помимо кодов самих символов в памяти компьютера хранится и информация о том, какие именно данные закодированы в конкретной области памяти. Это необходимо для различия представленной информации в памяти компьютера (числа и символы).

Используя соответствия букв алфавита с их числовыми кодами, можно сформировать специальные таблицы кодирования. Иначе можно сказать, что символы конкретного алфавита имеют свои числовые коды в соответствии с определенной таблицей кодирования.

Однако, как известно, алфавитов в мире большое множество (английский, русский, китайский и др.). Соответственно возникает вопрос, каким образом можно закодировать все используемые на компьютере алфавиты.

Чтобы ответить на данный вопрос, нам придется заглянуть назад в прошлое.

В $60$-х годах прошлого века в американском национальном институте стандартизации (ANSI) была разработана специальная таблица кодирования символов, которая затем стала использоваться во всех операционных системах. Эта таблица называется ASCII (American Standard Code for Information Interchange, что означает в переводе с английского «американский стандартный код для обмена информацией»).

В данной таблице представлен $7$-битный стандарт кодирования, при использовании которого компьютер может записать каждый символ в одну $7$-битную ячейку запоминающего устройства. При этом известно, что в ячейке, состоящей из $7$ битов, можно сохранять $128$ различных состояний. В стандарте ASCII каждому из этих $128$ состояний соответствует какая-то буква, знак препинания или же специальный символ.

В процессе развития вычислительной техники стало ясно, что $7$-битный стандарт кодирования достаточно мал, поскольку в $128$ состояниях $7$-битной ячейки нельзя закодировать буквы всех письменностей, имеющихся в мире.

Чтобы решить эту проблему, разработчики программного обеспечения начали создавать собственные 8-битные стандарты кодировки текста. За счет дополнительного бита диапазон кодирования в них был расширен до $256$ символов. Во избежание путаницы, первые $128$ символов в таких кодировках, как правило, соответствуют стандарту ASCII. Оставшиеся $128$ — реализуют региональные языковые особенности.

Замечание 3

Как мы знаем национальных алфавитов огромное количество, поэтому и расширенные таблицы ASCII-кодов представлены множеством вариантов. Так для русского языка существует также несколько вариантов, наиболее распространенные Windows-$1251$ и Koi8-r. Большое количество вариантов кодировочных таблиц создает определенные трудности. К примеру, мы отправляем письмо, представленное в одной кодировке, а получатель при этом пытается прочесть его в другой. В результате на экране у него появляется непонятная абракадабра, что говорит о том, что получателю для прочтения письма требуется применить иную кодировочную таблицу.

Существует и другая проблема, которая заключается в том, что алфавиты некоторых языков содержат слишком много символов, которые не позволяют помещаться им в отведенные позиции с $128$ до $255$ однобайтовой кодировки.

Следующая проблема возникает тогда, когда в тексте используют несколько языков (например, русский, английский и немецкий). Нельзя же использовать обе таблицы сразу.

Для решения этих проблем в начале $90$-х годов прошлого столетия был разработан новый стандарт кодирования символов, который назвали Unicode. С помощью этого стандарта стало возможным использование в одном тексте любых языков и символов.

Данный стандарт для кодирования символов предоставляет $31$ бит, что составляет $4$ байта за минусом $1$ бита. Количество возможных комбинаций при использовании данной кодировочной таблицы очень велико: $231 = 2 \ 147 \ 483 \ 684$ (т.е. более $2$ млрд.). Это возможно стало в связи с тем, что Unicode описывает алфавиты всех известных языков, даже «мертвых» и выдуманных, включает многие математические и другие специальные символы. И все-таки информационная емкость $31$-битового Unicode слишком велика, И как следствие, наиболее часто используют именно сокращенную $16$-битовую версию ($216 = 65 \ 536$ значений), в которой представлены все современные алфавиты. В Unicode первые $128$ кодов совпадают с таблицей ASCII.

Информатика 5: Способы кодирования информации

§ 1.7. Способы кодирования информации (материал учебника Босовой Л.Л.) Одна и та же информация может быть представлена разными кодами, иначе говоря, в разных формах.

Люди выработали множество форм представления информации. К ним относятся: разговорные языки (русский, английский, немецкий — всего более 2000 языков), язык мимики и жестов, язык рисунков и чертежей, научные языки (например, язык математики), языки искусства (музыка, живопись, скульптура), специальные языки (азбука Брайля, азбука Морзе, флажковая азбука).


Способ кодирования (форма представления) информации зависит от цели, ради которой осуществляется кодирование. Такими целями могут быть сокращение записи, засекречивание (шифровка) информации, удобство обработки и т.п. Чаще всего применяют следующие способы кодирования информации: 1)   графический — с помощью рисунков или значков; 2)    числовой — с помощью чисел; 3)    символьный — с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.
Посмотрите презентацию «Способы кодирования информации» из цифровых образовательных ресурсов. Переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки, также называют кодированием. Действия по восстановлению первоначальной формы представления информации принято называть декодиро­ванием. Для декодирования надо знать код.
Одним из примеров перехода из одной формы представления информации в другую является язык жестов 
 Самое главное
Выбор способа кодирования зависит от цели, ради которой оно осуществляется. Существует три основных способа кодирования информации: графический, числовой, символьный. Чтобы декодировать закодированное сообщение, необходимо знать код. 1.   Какие формы представления информации вы знаете? Расскажите об одной из них. 2.   Зависит ли форма представления информации от носителя информации (бумага, камень, электронный носитель информации)?
3.   Выразите словами смысл следующего арифметическо­го выражения:

4.   Мальчик заменил каждую букву своего имени её номером в алфавите. 

              Получилось 18 21 19 13 1 15. 

     Как зовут мальчика? 5.   Зная, что каждая буква исходного текста заменяется третьей после неё буквой в алфавите русского языка, который считается записанным по кругу, декодируйте следующие сообщения: а)  жуцёг льл, г ргмжиыя — дзузёл; б) фхгуюм жуцё оцъыз рсеюш жецш.

Алфавит:

АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ

6. Каждой букве алфавита поставлена в соответствие пара чисел: первое число — номер столбца, а второе — номер строки следующей кодовой таблицы:


Пользуясь данной таблицей, расшифруйте головоломку: (1,1), (2,2), (1,3), (3,2), (10,3), (3,3), (12,1), (4,2), (5,1), (4,2), (12,2), (12,1), (1,1), (4,2), (5,1), (12,1), (1,1), (2,2), (1,3), (3,2), (10,3), (3,3), (5,1), (12,1), (1,2), (5,1), (3,2), (4,2), (5,2), (1,2), (1,3), (6,3), (4,2), (12,3).

Урок 5. кодирование информации. двоичный код — Информатика — 7 класс

Информатика

7 класс

Урок № 5

Кодирование информации. Двоичный код

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

  • Понятие код.
  • Понятие кодирования информации.
  • Двоичный код.

Тезаурус:

Дискретизация информации – процесс преобразования информации из непрерывной формы представления в дискретную. Чтобы представить информацию в дискретной форме, её следует выразить с помощью символов какого-нибудь естественного или формального языка.

Алфавит языка – конечный набор отличных друг от друга символов, используемых для представления информации. Мощность алфавита – это количество входящих в него символов.

Алфавит, содержащий два символа, называется двоичным алфавитом. Представление информации с помощью двоичного алфавита называют двоичным кодированием. Двоичное кодирование универсально, так как с его помощью может быть представлена любая информация.

Основная литература:

1. Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.

Дополнительная литература:

  1. Босова Л. Л. Информатика: 7–9 классы. Методическое пособие. // Босова Л. Л., Босова А. Ю., Анатольев А. В., Аквилянов Н.А. – М.: БИНОМ, 2019. – 512 с.
  2. Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 1. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
  3. Босова Л. Л. Информатика. Рабочая тетрадь для 7 класса. Ч 2. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2019. – 160 с.
  4. Гейн А. Г. Информатика: 7 класс. // Гейн А. Г., Юнерман Н. А., Гейн А.А. – М.: Просвещение, 2012. – 198 с.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Кодирование информации

Для решения своих задач человеку часто приходится преобразовывать имеющуюся информацию из одной формы представления в другую. Например, при чтении вслух происходит преобразование информации из дискретной (текстовой) формы в непрерывную (звук). Во время диктанта на уроке русского языка, наоборот, происходит преобразование информации из непрерывной формы (голос учителя) в дискретную (записи учеников).

Информация, представленная в дискретной форме, значительно проще для передачи, хранения или автоматической обработки. Поэтому в компьютерной технике большое внимание уделяется методам преобразования информации из непрерывной формы в дискретную.

Дискретизация информации – процесс преобразования информации из непрерывной формы представления в дискретную.

Рассмотрим суть процесса дискретизации информации на примере.

На метеорологических станциях имеются самопишущие приборы для непрерывной записи атмосферного давления. Результатом их работы являются барограммы – кривые, показывающие, как изменялось давление в течение длительных промежутков времени. Одна из таких кривых, вычерченная прибором в течение семи часов проведения наблюдений, показана на рисунке 1.

На основании полученной информации можно построить таблицу, содержащую показания прибора в начале измерений и на конец каждого часа наблюдений.

Полученная таблица даёт не совсем полную картину того, как изменялось давление за время наблюдений: например, не указано самое большое значение давления, имевшее место в течение четвёртого часа наблюдений. Но если занести в таблицу значения давления, наблюдаемые каждые полчаса или 15 минут, то новая таблица будет давать более полное представление о том, как изменялось давление.

Таким образом, информацию, представленную в непрерывной форме (барограмму, кривую), мы с некоторой потерей точности преобразовали в дискретную форму (таблицу).

В дальнейшем вы познакомитесь со способами дискретного представления звуковой и графической информации.

Двоичное кодирование

В общем случае, чтобы представить информацию в дискретной форме, её следует выразить с помощью символов какого-нибудь естественного или формального языка. Таких языков тысячи. Каждый язык имеет свой алфавит.

Алфавит – конечный набор отличных друг от друга символов (знаков), используемых для представления информации. Мощность алфавита – это количество входящих в него символов (знаков).

Алфавит, содержащий два символа, называется двоичным алфавитом (рис. 3). Представление информации с помощью двоичного алфавита называют двоичным кодированием. Закодировав таким способом информацию, мы получим её двоичный код.

Рассмотрим в качестве символов двоичного алфавита цифры 0 и 1. Покажем, что любой алфавит можно заменить двоичным алфавитом. Прежде всего, присвоим каждому символу рассматриваемого алфавита порядковый номер. Номер представим с помощью двоичного алфавита. Полученный двоичный код будем считать кодом исходного символа.

Если мощность исходного алфавита больше двух, то для кодирования символа этого алфавита потребуется не один, а несколько двоичных символов. Другими словами, порядковому номеру каждого символа исходного алфавита будет поставлена в соответствие цепочка (последовательность) из нескольких двоичных символов. Правило получения двоичных кодов для символов алфавита мощностью больше двух можно представить схемой на рисунке.

Двоичные символы (0,1) здесь берутся в заданном алфавитном порядке и размещаются слева направо. Двоичные коды (цепочки символов) читаются сверху вниз. Все цепочки (кодовые комбинации) из двух двоичных символов позволяют представить четыре различных символа произвольного алфавита:

Цепочки из трёх двоичных символов получаются дополнением двухразрядных двоичных кодов справа символом 0 или 1. В итоге кодовых комбинаций из трёх двоичных символов получается 8 – вдвое больше, чем из двух двоичных символов:

Соответственно, четырёхразрядный двоичный код позволяет получить 16 кодовых комбинаций, пятиразрядный – 32, шестиразрядный – 64 и т. д.

Длину двоичной цепочки – количество символов в двоичном коде – называют разрядностью двоичного кода.

Обратите внимание, что:

4 = 2 ∙ 2,

8 = 2 ∙ 2 ∙ 2,

16 = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 2,

32 = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 2 и т. д.

Здесь количество кодовых комбинаций представляет собой произведение некоторого количества одинаковых множителей, равного разрядности двоичного кода.

Если количество кодовых комбинаций обозначить буквой N, а разрядность двоичного кода – буквой i, то выявленная закономерность в общем виде будет записана так:

В математике такие произведения записывают в виде:

N = 2i.

Запись 2i читают так: «2 в i-й степени».

Задача. Вождь племени Мульти поручил своему министру разработать двоичный код и перевести в него всю важную информацию. Двоичный код какой разрядности потребуется, если алфавит, используемый племенем Мульти, содержит 16 символов? Выпишите все кодовые комбинации.

Решение. Так как алфавит племени Мульти состоит из 16 символов, то и кодовых комбинаций им нужно 16. В этом случае длина (разрядность) двоичного кода определяется из соотношения: 16 = 2i. Отсюда i = 4.

Чтобы выписать все кодовые комбинации из четырёх 0 и 1, воспользуемся схемой на рис. 1.13: 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111.

Универсальность двоичного кодирования

В начале нашей беседы вы узнали, что информация, представленная в непрерывной форме, может быть выражена с помощью символов некоторого естественного или формального языка. В свою очередь, символы произвольного алфавита могут быть преобразованы в двоичный код. Таким образом, с помощью двоичного кода может быть представлена любая информация на естественных и формальных языках, а также изображения и звуки (рис. 6). Это и означает универсальность двоичного кодирования.

Двоичные коды широко используются в компьютерной технике, требуя только двух состояний электронной схемы – «включено» (это соответствует цифре 1) и «выключено» (это соответствует цифре 0).

Простота технической реализации – главное достоинство двоичного кодирования. Недостаток двоичного кодирования – большая длина получаемого кода.

Равномерные и неравномерные коды

Различают равномерные и неравномерные коды. Равномерные коды в кодовых комбинациях содержат одинаковое число символов, неравномерные – разное.

Выше мы рассмотрели равномерные двоичные коды.

Примером неравномерного кода может служить азбука Морзе, в которой для каждой буквы и цифры определена последовательность коротких и длинных сигналов. Так, букве Е соответствует короткий сигнал («точка»), а букве Ш – четыре длинных сигнала (четыре «тире»). Неравномерное кодирование позволяет повысить скорость передачи сообщений за счёт того, что наиболее часто встречающиеся в передаваемой информации символы имеют самые короткие кодовые комбинации.

Разбор решения заданий тренировочного модуля

№1.Тип задания: ввод с клавиатуры пропущенных элементов в тексте

Переведите десятичное число 273 в двоичную систему счисления.

27310=_____

Решение.

Воспользуемся алгоритмом перевода целых чисел из системы с основанием p в систему с основанием q:

1. Основание новой системы счисления выразить цифрами исходной системы счисления и все последующие действия производить в исходной системе счисления.

2. Последовательно выполнять деление данного числа и получаемых целых частных на основание новой системы счисления до тех пор, пока не получим частное, меньшее делителя.

3. Полученные остатки, являющиеся цифрами числа в новой системе счисления, привести в соответствие с алфавитом новой системы счисления.

4. Составить число в новой системе счисления, записывая его, начиная с последнего остатка.

27310= 100010001.

Ответ: 27310= 100010001.

№2. Тип задания: единичный / множественный выбор.

Четыре буквы латинского алфавита закодированы кодами различной длины:

Определите, какой набор букв закодирован двоичной строкой 0100000100010.

Варианты ответов:

  1. BACAD
  2. ACAD
  3. ABBAD
  4. CADDA

Решение. Рассмотрим код: 0100000100010.

Выделим закодированные буквы:

01 000 001 000 10

В A C A D

Ответ: 1. BACAD.

Дистанционный урок по информатике с использованием QR-кода: «Кодирование информации в памяти компьютера» | Информатика

Актуализация знаний и формулирование темы и целей урока

-Что такое информация?

— Правильно. Представление информации происходит в различных формах в процессе восприятия окружающей среды живыми организмами и человеком.

-Вокруг нас масса закодированной информации, какие примеры кодирования информации вы можете привести?

-Ребята, существует современный, универсальный способ кодирования информации и представления ее широкому кругу людей, как вы думаете, о каком способе кодирования идет речь?

-А что такое QR-код?

 

-Правильно, кроме того, аббревиатура QR производная от английского — «быстрая реакция», «быстрый отклик». Был разработан и представлен японской компанией «Denso-Wave» в 1994 году.

-Где вы видели QR-коды? Какие области их применения вы можете назвать?

 

 

 

-А как вы думаете, в чем преимущество QR-кода перед другими способами кодирования информации?

 

 

-Абсолютно верно. Можно создавать свои зашифрованные коды и использовать их. Для этого необходимо скачать программу или открыть онлайн генератор QR-кода, записать необходимую информацию, нажать «выполнить» и скачать получившийся код, как обычное графическое изображение (картинку).

— Какую информацию можно закодировать с его помощью? Приведите примеры.

-Информация – это сведения, которые можно собирать, хранить, передавать, обрабатывать, использовать.

 

— Цифры, ноты, иконки на рабочем столе, знаки дорожного движения, химические элементы и т.п.

 

-Это QR-код.

 

 

QR-код – это современный способ кодирования небольших объёмов символьной информации в графической картинке.

 

 

 

Информация о товаре в магазине, страховой полис, квитанция за коммунальные услуги, номер кабинета, информация о музейном экспонате или историческом объекте, реклама, флаеры, постеры, визитные карточки и многое другое.

— Главное достоинство QR-кода является простота создания. Существует множество специальных программ-генераторов или онлайн-сервисов, с помощью которых создаются подобные коды.

 

 

 

 

 

 

— цифры – 7089

— цифры и буквы (включая кириллицу) – 4296

— двоичный код – 2953байт

— иероглифы – 1817

Открытие нового знания

-Хорошо. Сегодня с помощью QR-кода мы узнаем, как кодируется информация в памяти компьютера.

— Вся информация, которою обработает компьютер, должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр – 0 и 1.Как их принято называть?

-Верно, это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса: кодирование, декодирование.

-Кто напомнит мне, как звучит определений данных понятий?

— Отсканируйте данный QR-коды и запишите определения в тетрадь.

-Существуют различные способы кодирования информации.

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 последовательности нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:
0 – отсутствие электрического сигнала;
1 – наличие электрического сигнала.

-Ребята, а от чего зависят способы кодирования и декодирования информации?

 

 

Рассмотрим основные способы двоичного кодирования чисел в компьютере.

Числа записываются с использование особых знаковых систем, которые называют системами счисления. Декодируем QR код и запишем определения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

— Мы рассмотрели принципы кодирования числовой и текстовой информации в памяти компьютера. Теперь проверим полученные знания.

 

 

 

-Эти два символа 0 и 1 принято называть битами, с их помощью можно закодировать любое сообщение.

 

-Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.
-Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

 

Учащиеся сканируют QR-код, сверяют свои ответы с определениями из учебника.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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.

 

 

— Учащиеся сканируют QR-код, записывают в тетрадь следующую информацию:

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. Римская СС.

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

 

-Двоичное кодирование текстовой информации

Начиная с 60-х годов, компьютеры все больше стали использовать для обработки текстовой информации и в настоящее время большая часть ПК в мире занято обработкой именно текстовой информации.

Традиционно для кодирования 1 символ=1байт информации.

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставиться в соответствие уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (или десятичный код от 0 до 255).

Важно, что присвоение символу конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется таблицей кодировки. Для разных типов ЭВМ используются различные кодировки. Рассмотрим наиболее распространённые таблицы кодировки. Для этого декодируйте QR код и перейдите по ссылке.

Что такое кодирование? — Центр компьютерных наук

Вы много слышали о кодировании и знаете, что оно связано с компьютерами и тем, как они обрабатывают информацию, которую мы видим. Однако у вас может не быть ничего большего, чем это смутное понимание концепции. Не расстраивайся. Многие люди этого не понимают, хотя все мы каждый день зависим от основ кода. Это настолько важный аспект технологического ландшафта, что, согласно Fortune , бывший президент Обама представил инициативу под названием «Компьютерные науки для всех», которая была поддержана и инвестирована крупными именами, включая Turner Broadcasting Network.Это движение отражает движение школ нашей страны, которые подчеркивают ценность технологий, информатики, инженерии и других тем, связанных с STEM. Читайте дальше, чтобы узнать, что такое компьютерный код и почему он так важен в современном обществе.

Что такое кодирование

Кодирование — это в основном компьютерный язык, используемый для разработки приложений, веб-сайтов и программного обеспечения. Без этого у нас не было бы ни одной из самых популярных технологий, на которые мы привыкли полагаться, таких как Facebook, наши смартфоны, браузер, который мы выбираем для просмотра наших любимых блогов, или даже сами блоги.Все работает на коде.

Как работает кодирование

Проще говоря, код — это то, что сообщает вашему компьютеру, что делать. Если пойти немного глубже, компьютеры не понимают слов. Они понимают только концепции включения и выключения. Возможности компьютера зависят от двухпозиционных переключателей или транзисторов. Двоичный код представляет эти включенные и выключенные транзисторы как цифры 1 и 0. Бесконечное количество комбинаций этих кодов заставляет ваш компьютер работать. Чтобы сделать двоичный код управляемым, были созданы языки компьютерного программирования.Каждый из этих языков служит разным целям, но все они позволяют программистам переводить важные команды в двоичный код.

Каждому компьютерному приложению нужен правильно написанный код, чтобы знать, что делать. Большинство программ содержат от тысяч до миллиардов строк закодированного текста и чисел. Код дает компьютерам пошаговое руководство по работе. Компьютеры ускоряют чтение кода для выполнения всех задач в сети и в автономном режиме. В современном цифровом мире все, от мобильных телефонов до смарт-телевизоров и автомобилей, работает с использованием кодированного программного обеспечения.Например, код может сказать компьютеру ввести изображение и заставить его вращаться. Создание безупречного кода необходимо, чтобы избежать всплывающих окон с ошибкой 404 и сбоев программного обеспечения. Отладка кода — это всегда последний шаг к выявлению и устранению проблем с кодированием.

Сложно ли научиться программировать?

Кодирование не так уж сложно для технически подкованных людей, которые терпеливо тратят время и силы на обучение. Кодирование приобретает излишне плохую репутацию из-за людей, которые не были достаточно настойчивы, чтобы практиковаться. В самых простых языках программирования нужно запомнить всего несколько сотен терминов и правил.Это крохотная полоска по сравнению с изучением разговорного иностранного языка. Как только более легкие языки будут освоены, будет относительно просто изучить другие способы программирования. Многие языки программирования используют аналогичные методы для кодирования и отладки компьютерных приложений.

Новички, начинающие программировать, должны обладать определенными навыками, чтобы добиться успеха. Обязательно уделите особое внимание деталям, чтобы залить длинные строки закодированного текста. Новым программистам необходимы навыки абстрактного мышления, чтобы представить себе, каким станет написанный код.Новички должны обладать навыками решения проблем, чтобы противостоять вызовам, не позволяя разочарованию победить. Навыки интуитивного логического мышления помогают кодировщикам правильно понять, почему код работает некорректно. Хорошие навыки написания критически важны для создания кода, который должным образом передает предполагаемое сообщение. Технологические навыки также являются очевидным требованием для программистов для бесстрашной работы с компьютерными программами.

Популярные языки программирования для изучения

С 1970-х годов компьютерные эксперты создали более 700 различных языков программирования.У каждого языка есть уникальный способ помочь компьютерам обрабатывать огромные объемы информации. Каждый язык кодирования имеет разные функции и термины, которые частично пересекаются. Тем не менее, новые программисты не должны быть ошеломлены обилием типов программирования. Существует всего около дюжины широко используемых языков программирования. К ним относятся Ruby, Swift, JavaScript, Cobol, Objective-C, Visual Basic и Perl. Давайте посмотрим на некоторые из основных языков программирования, которые следует знать новичкам.

  • HTML — HTML, или язык разметки гипертекста, является стандартным способом кодирования веб-страниц для демонстрации электронной информации.Основанная Тимом Бернерсом-Ли в 1990 году, HTML используется для форматирования контента, изображений и видео, размещаемых в Интернете. HTML сообщает интернет-браузеру, как отображать веб-сайты для оптимального взаимодействия с пользователем.
  • Java — Java — это объектно-ориентированный язык программирования, созданный Sun Microsystems в 1995 году. В Java есть команды на английском языке, используемые для создания приложений для одного компьютера или всего сервера, а также крошечные апплеты для веб-сайтов. Java — популярный фаворит для программирования мобильных приложений и видеоигр, особенно в операционных системах Android.
  • Python — Python — это серверный язык для веб-разработки и разработки программного обеспечения, созданный Гвидо ван Россумом в 1991 году. Python имеет простой англоязычный синтаксис для сценариев внутренних действий для приложений, пользовательских интерфейсов и операционных систем, которые работать хорошо. Многие платформы, включая Google и интегрированную систему планирования НАСА, используют Python.
  • CSS — CSS или каскадные таблицы стилей — это язык программирования, используемый для определения стиля веб-сайта. Разработанный Хоконом Виум Ли в 1994 году, CSS сообщает интернет-браузерам макет каждой страницы, цвет фона, размер шрифта, форму курсора и многое другое.Создание и поддержка надежного кода CSS имеет решающее значение для эстетической привлекательности веб-сайтов.
  • Язык C — Язык C — это простой низкоуровневый тип кодирования, инициированный в 1972 году Bell Labs для создания системы UNIX. Пожалуй, самый простой язык, C имеет всего 32 основных ключевых слова, используемых для написания сценариев встроенных систем, сетевых драйверов и искусственного интеллекта. Язык C универсален для взаимодействия с компьютерным оборудованием.
  • C ++ — C ++ — еще один объектно-ориентированный язык программирования, который расширяется на C для выполнения компьютерных задач более высокого уровня.Выпущенный в 1983 году Бьярном Страуструпом, C ++ упорядочивает и хранит информацию в пакетах для более сложных программ. Программное обеспечение Adobe, Microsoft Office, Amazon и Mozilla использует C ++ для быстрой обработки.
  • PHP — PHP или гипертекстовый процессор — это язык программирования для веб-разработки, основанный в 1994 году Расмусом Лердорфом. PHP широко используется для серверных сценариев с HTML для объединения динамического содержимого веб-сайтов. WordPress, онлайн-платформа с открытым исходным кодом, на которую приходится 20 процентов веб-сайтов и блогов, в основном написана на PHP.
  • SQL — SQL или язык структурированных запросов — это тип кодирования, зависящий от предметной области, который передает информацию в базу данных. Впервые представленный исследователями IBM в 1974 году, SQL имеет простой синтаксис для работы с внутренними веб-базами данных. SQL используется большинством предприятий для загрузки, извлечения и анализа текста или чисел на своих серверах.

Способы научиться кодировать

Людям, которые хотят стать профессиональными программистами для долгосрочной карьеры, может потребоваться высшее образование. Для большинства технических профессий, связанных с кодированием, требуется как минимум степень бакалавра.Для получения степени бакалавра требуется 120 образовательных кредитов, помимо аттестата средней школы или сертификата GED. Найдите аккредитованный четырехлетний колледж с множеством курсов программирования. Специалисты по информатике обычно лучше всего разбираются в различных языках программирования. Другие жизнеспособные специальности включают информационные технологии, компьютерные информационные системы, информатику, науку о данных, веб-разработку, разработку программного обеспечения и компьютерную инженерию. Если вы хотите получить степень бакалавра, подумайте о поступлении в общественный колледж или техникум.Для получения степени младшего специалиста по информатике и программированию требуется всего два года для получения 60 кредитов по курсу.

Однако оплата 24–48 месяцев обучения в колледже — не единственный способ научиться программировать. Многие из лучших программистов — самоучки. В Интернете полно бесплатных и платных онлайн-руководств по программированию. Отличные платформы, такие как Coursera, Codecademy, EdX, Khan Academy и Udacity, предлагают онлайн-классы программирования, которые стоят 0 долларов. Такие игры, как Minecraft, Robocode и Lightbot, обучают навыкам программирования.Бесплатные редакторы кода, включая Notepad ++, Sublime Text, Bluefish и Visual Studio Code, помогают новичкам в обучении. Также может оказаться эффективным посещение учебного лагеря по программированию. Учебные курсы — это краткосрочные интенсивные учебные семинары, доступные онлайн или лично. Поставщики учебных курсов, такие как Flatiron School, App Academy, Codesmith и Wyncode, обычно взимают плату за обучение кодированию от трех до 12 месяцев. Летние лагеря STEM могут научить детей программировать еще до окончания средней школы.

Карьера, в которой полезно научиться программировать

Согласно Reader’s Digest, почти 50 процентов рабочих мест с оплатой не менее 58 000 долларов требуют определенных навыков программирования.По оценкам, 7 миллионов вакансий в США ежегодно требуют знания программирования. Умение программировать — самый желанный профессиональный навык в Америке. Многие люди считают, что эксперты по кодированию могут преуспеть только как компьютерные программисты. Программист действительно пишет код для создания функционального программного обеспечения, которое идеально выполняет задачи. Тем не менее, обучение программированию полезно для сотен профессий в самых разных сферах — от медицины до образования и финансов. Вот несколько востребованных профессий, в которых приоритет отдается кандидатам со способностями кодирования.

  • Администратор базы данных — администраторы баз данных используют кодирование для создания файлов безопасного хранения данных и резервных копий. Администраторы баз данных часто используют SQL и C или C ++ для точной настройки систем баз данных для авторизованного доступа. К 2028 году занятость администраторов баз данных быстро увеличится на 9 процентов и откроется 127 400 новых рабочих мест. Средняя годовая зарплата администраторов баз данных составляет 89 050 долларов.
  • Веб-разработчик — Веб-разработчики — это гуру кодирования, которые проектируют контент, графику, аудио и видео для интернет-сайтов.Веб-разработчики обычно используют HTML, CSS и Java для публикации наиболее эффективных веб-сайтов, которые привлекают большой онлайн-трафик. К 2028 году количество веб-разработчиков превысит 181 400 человек, что означает рост на 13 процентов. Веб-разработчики получают среднюю зарплату в размере 82 370 долларов.
  • Аналитик информационной безопасности — Аналитики информационной безопасности знают, как кодировать цифровое программное обеспечение, которое шифрует и защищает файлы данных. Аналитики информационной безопасности часто используют C ++, Python и JavaScript для создания инструментов, которые останавливают киберпреступников.Спрос на 35 500 рабочих мест в сфере информационной безопасности вырастет на 32 процента. Средний годовой доход аналитиков информационной безопасности составляет 99 730 долларов США.
  • Разработчик приложений — Разработчики приложений — это творческие программисты, создающие программное обеспечение, которое работает на компьютерах, планшетах, телефонах, смарт-телевизорах и носимых устройствах. Разработчики приложений используют языки программирования от Ruby до Scala, чтобы заполнить магазины приложений загружаемым программным обеспечением. Наем разработчиков приложений вырастет на 26% на 241 500 должностей.Разработчики приложений приносят домой средний доход 108 080 долларов.
  • Специалист по медицинской информатике — Специалисты в области медицинской информатики разрабатывают системы баз данных для сбора, хранения и доступа к картам пациентов. Специалисты в области информатики здравоохранения владеют основными языками кодирования для разработки функционального конфиденциального программного обеспечения EHR для электронного учета. До 2028 года прогнозируется более быстрый, чем средний рост, рост в 11 процентов в сфере информатики в области здравоохранения. Средняя заработная плата специалистов в области информатики в области здравоохранения составляет 88 625 долларов.
  • Конструктор инструкций — Дизайнеры учебных материалов в сегодняшнюю цифровую эпоху должны знать кодирование, чтобы разработать увлекательную учебную программу для учащихся K-16. Учебные дизайнеры используют код C, PHP, Java и другие для создания интерактивных учебных материалов курса. Разработчики учебных заведений вырастут на 6% до 193 000 рабочих мест. Дизайнеры учебных заведений зарабатывают в среднем 69 180 долларов в год.
  • Менеджер по цифровому маркетингу — Менеджеры по цифровому маркетингу, обладающие навыками программирования, могут улучшить свои рекламные кампании, чтобы привлечь больше продаж.Менеджеры по цифровому маркетингу используют Интернет как среду для привлечения потенциальных клиентов с трафиком на хорошо написанные веб-сайты. Перспективы вакансий для менеджеров по цифровому маркетингу показывают рост на 8% для 20 900 новых вакансий. Средняя прибыль менеджеров по цифровому маркетингу составляет 149 200 долларов.

Рекомендуемые учебные лагеря

Спонсируемые

Преимущества обучения программированию на самом деле весьма обширны. Мы больше не живем во времена, когда только технические специалисты используют этот полезный язык.Возможность самостоятельно использовать команды кода позволит вам лучше контролировать технологию, от которой вы зависите.

Например, для личного или профессионального использования все больше и больше людей ведут блоги и создают веб-сайты, чтобы поделиться своим посланием или навыками со всем миром. Умение понимать базовый код позволит вам вносить изменения в дизайн вашего сайта без необходимости платить веб-мастеру, который сделает это за вас, или ждать, пока кто-то из ИТ позаботится о заявке, которую вы отправили много лет назад.Знание кода может продвинуть вас еще дальше, если вы решите продолжить его. Некоторое углубленное изучение даст вам навыки для создания веб-сайта в соответствии с вашими требованиями и желаемыми потребностями.

Если вы обнаружите, что обладаете страстью к технологиям и талантом разбираться в глубокой природе компьютерных языков, вы можете стать профессиональным программистом и работать в технической компании или даже начать свое собственное предприятие или запустить собственный бизнес. самая продаваемая идея. Рынок вакансий открывается для технически подкованных профессионалов, обладающих востребованными навыками программирования.

Соответствующий рейтинг: Лучшие 50 бакалавров программ для получения степени бакалавра компьютерных наук

Что такое кодирование и для чего оно используется? [ВИДЕО]

Определение кодирования — это процесс создания инструкций для компьютеров с использованием языков программирования. Компьютерный код используется для программирования веб-сайтов, приложений и других технологий, с которыми мы взаимодействуем каждый день.


Если вы обратили внимание на технологии, вы, несомненно, слышали термины «кодирование» и «программирование» десятки раз.Многие из лучших технических профессий требуют умения программировать.

Если вы хотите работать в высокооплачиваемой сфере, такой как разработка программного обеспечения, веб-разработка или наука о данных, понимание и использование кода имеет важное значение. Но что это такое и почему это важно?


Определение кодирования

Компьютерное кодирование — это использование языков программирования для передачи компьютерам и машинам набора инструкций о том, какие действия следует выполнять. Так люди общаются с машинами.Это то, что позволяет нам создавать компьютерные программы, такие как программы, операционные системы и мобильные приложения.

Для чего используется компьютерный код?

Найди свой матч на тренировочном лагере