Pagtatanghal ng impormasyon sa computer: mga halimbawa ng paggamit

Kung ang isang tao ay nag-aaral ng teknolohiya sa computer ay hindi makatarungan, ngunit sineseryoso sapat, tiyak na dapat siyang malaman tungkol sa kung anong mga uri ng representasyon ng impormasyon ang umiiral sa computer. Ang isyu na ito ay isa sa mga pangunahing, dahil hindi lamang ang paggamit ng mga programa at mga operating system, ngunit ang programming mismo ay nasa prinsipyo batay sa mga sangkap na ito.

Aralin "Pagtatanghal ng impormasyon sa computer": ang mga pangunahing kaalaman

Sa pangkalahatan, ang isang computer na diskarte sa kung paano ito perceives ng impormasyon o mga utos, convert ang mga ito sa mga format ng file at nagbibigay sa gumagamit ng isang handa na ginawa resulta, medyo naiiba mula sa mga karaniwang tinatanggap konsepto.

Ang katotohanan ay ang lahat ng umiiral na mga sistema ay batay sa dalawang lohikal na mga operator - "true" at "false" (true, false). Sa isang mas simpleng kahulugan, ito ay "oo" o "hindi."

Maliwanag na ang mga salitang computer na teknolohiya ay hindi naiintindihan, samakatuwid, sa pagbubukang-liwayway ng pagpapaunlad ng teknolohiya sa computer, isang espesyal na digital na sistema na may isang kondisyong code ay nilikha, kung saan ang yunit ay tumutugma sa pahayag, at zero sa negasyon. Ito ay kung paano lumitaw ang tinatawag na representasyon ng binary ng impormasyon sa computer. Depende sa mga kumbinasyon ng mga zero at mga, ang sukat ng bagay ng impormasyon ay natutukoy din .

Ang pinakamaliit na yunit ng pagsukat para sa ganitong uri ng sukat ay isang bit-bit na maaaring alinman sa 0 o 1. Ngunit ang mga modernong sistema na may mga maliliit na halaga ay hindi gumagana, at halos lahat ng mga paraan ng pagpapakita ng impormasyon sa isang computer ay nabawasan sa paggamit ng walong bits nang sabay-sabay, Gumawa ng isang byte (2 hanggang ikawalo kapangyarihan). Kaya, sa isang byte, maaari mong i-encode ang anumang karakter mula sa 256 posibleng mga. At ito ang binary code na ang batayan ng mga pundasyon ng anumang bagay na impormasyon. Dagdag dito ay magiging malinaw kung paano ito hitsura sa pagsasanay.

Informatics: pagtatanghal ng impormasyon sa computer. Mga numero ng fixed-point

Yamang ang orihinal na pagsasalita ay tungkol sa mga numero, isaalang-alang natin kung paano nakikita ng system ang mga ito. Ang representasyon ng numerical na impormasyon sa isang computer ngayon ay maaaring maging kondisyon na nahahati sa mga numero sa pagpoproseso na may nakapirming at lumulutang na punto. Ang unang uri ay maaari ring magsama ng mga ordinaryong integer, na may zero pagkatapos ng kuwit.

Naniniwala na ang mga bilang ng ganitong uri ay maaaring sumakop sa 1, 2 o 4 na byte. Ang tinaguriang pangunahing byte ay responsable para sa pag-sign ng numero, na may zero para sa positibong pag-sign, at isa para sa negatibo. Sa gayon, halimbawa, sa isang 2-byte na representasyon, ang hanay ng mga halaga para sa mga positibong numero ay nasa saklaw mula 0 hanggang 2 ¹⁶ -1, na 65535, at para sa mga negatibong numero mula -2-15 hanggang 2 ¹⁵ -1, na katumbas ng numerikong saklaw mula sa -32768 hanggang 32767.

Lumutang-Point Representation

Ngayon isaalang-alang ang pangalawang uri ng mga numero. Ang katotohanan ay ang kurikulum sa paaralan sa paksang "Pagtatanghal ng impormasyon sa computer" (ika-9 na grado) ay hindi nakikitungo sa mga lumulutang na numero . Ang mga operasyon sa kanila ay medyo kumplikado at ginagamit, halimbawa, kapag lumilikha ng mga laro sa computer. Sa pamamagitan ng paraan, isang maliit na distracting mula sa paksa, ito ay nagkakahalaga ng sinasabi na para sa mga modernong graphics accelerators isa sa mga pangunahing tagapagpahiwatig ng pagganap ay ang bilis ng pagpapatakbo sa mga tiyak na mga numerong ito.

Narito ang isang exponential form na ginagamit, kung saan ang posisyon ng kuwit ay maaaring mag-iba. Bilang pangunahing pormula na nagpapakita ng representasyon ng anumang numero A, tinatanggap ang sumusunod: A = m _{A *} q ^P , kung saan m _A ay ang mantissa, q ^P ang base ng sistema ng numero, at P ay ang pagkakasunud-sunod ng numero.

Ang mantissa ay dapat matugunan ang kinakailangan q ^-1 ≤ | m _A | <1, ibig sabihin, ito ay dapat na isang wastong binary fraction na naglalaman ng isang digit pagkatapos ng decimal na iba mula sa zero, at ang order ay isang integer. At anumang normalized decimal na numero ay maaaring lubos na kinakatawan sa isang exponential form. At ang mga bilang ng ganitong uri ay 4 o 8 bytes ang laki.

Halimbawa, ang decimal na numero 999,999 ayon sa formula na may normalized mantissa ay magmukhang 0.999999 _* 10 ³ .

Pagpapakita ng data ng teksto: isang bit ng kasaysayan

Karamihan sa mga gumagamit ng mga sistema ng computer ay gumagamit pa rin ng impormasyon sa pagsubok. At ang pagtatanghal ng impormasyon sa tekstuwal sa computer ay tumutugma sa parehong mga prinsipyo ng binary code.

Gayunpaman, dahil sa ang katunayan na ang maraming mga wika ay matatagpuan sa mundo ngayon, ang mga espesyal na sistema ng pag-encode o mga talahanayan ng code ay ginagamit upang kumatawan sa impormasyon ng teksto. Sa pagdating ng MS-DOS, ang pangunahing pamantayan ay ang pag-encode ng CP866, at ang mga computer ng Apple ay gumagamit ng kanilang sariling Mac standard. Sa panahong iyon para sa wikang Russian ay ipinakilala ang isang espesyal na encoding ISO 8859-5. Gayunpaman, sa pagpapaunlad ng teknolohiya sa computer, ang mga bagong pamantayan ay kailangang ipakilala.

Mga uri ng pag-encode

Halimbawa, sa huling 90 siglo ng huling siglo mayroong isang unibersal na encoding Unicode, na maaaring magtrabaho hindi lamang sa data ng teksto, kundi pati na rin sa audio at video. Ang kakaiba nito ay ang isang bit ay naitalaga sa isang karakter, ngunit dalawa.

Kaunting panahon, may iba pang mga varieties. Para sa mga sistemang Windows, ang pag-encode ng CP1251 ay ang pinaka ginagamit, ngunit para sa parehong wikang Russian at gumagamit pa rin ng pag-encode ng KOI-8P, lumitaw sa huling dekada ng 70, at sa aktibong paggamit ng 80 kahit na sa mga UNIX-system.

Ang tunay na pagtatanghal ng impormasyon sa tekstuwal sa computer ay batay sa talahanayan ng ASCII, na kinabibilangan ng mga pangunahing at pinalawig na bahagi. Ang una ay nagsasama ng mga code mula 0 hanggang 127, ang pangalawang - mula 128 hanggang 255. Gayunpaman, ang mga unang code ng saklaw na 0-32 ay hindi nakatalaga sa mga simbolo na nakatalaga sa mga key ng karaniwang keyboard, ngunit sa mga pindutan ng function (F1-F12).

Graphic na mga imahe: mga pangunahing uri

Tulad ng para sa mga graphics, na aktibong ginagamit sa modernong digital na mundo, may mga nuances. Kung titingnan mo ang pagtatanghal ng graphic na impormasyon sa iyong computer, dapat mo munang tingnan ang mga pangunahing uri ng mga imahe. Kabilang sa mga ito ang dalawang pangunahing uri - vector at bitmap.

Ang mga graph ng vector ay batay sa paggamit ng mga primitive na porma (mga linya, mga bilog, mga kurba, mga polygon, atbp.), Mga pagpasok ng teksto at pumupuno sa isang tiyak na kulay. Ang mga imahe ng Raster ay batay sa paggamit ng isang hugis-parihaba na matris, ang bawat elemento na tinatawag na isang pixel. Para sa bawat sangkap na ito, maaari mong itakda ang liwanag at kulay.

Mga imahe ng vector

Ngayon, ang paggamit ng mga imahe ng vector ay may limitadong saklaw. Mabuti ang mga ito, halimbawa, kapag lumilikha ng mga guhit at teknikal na mga scheme o para sa dalawang-dimensional o tatlong-dimensional na mga modelo ng mga bagay.

Ang mga halimbawa ng mga pirmihang mga form ng vector ay maaaring mga format tulad ng PDF, WMF, PCL. Para sa paglipat ng mga form, karaniwang ginagamit ang pamantayan ng MacroMedia Flash. Ngunit kung makipag-usap ka tungkol sa kalidad o gumawa ng mas kumplikadong mga operasyon kaysa sa parehong pag-scale, mas mahusay na gumamit ng mga format ng raster.

Mga Larawan ng Bitmap

Sa mga bagay na raster, ang sitwasyon ay mas kumplikado. Ang katotohanan ay ang pagpapakita ng impormasyon sa isang computer na batay sa matrix ay nagsasangkot ng paggamit ng mga karagdagang parameter-ang lalim ng kulay (ang quantitative expression ng bilang ng mga kulay sa palette) sa mga piraso, at ang sukat ng matrix (ang bilang ng mga pixel bawat pulgada, tinutukoy bilang DPI).

Iyon ay, ang palette ay maaaring binubuo ng 16, 256, 65536 o 16777216 kulay, at ang matrix ay maaaring mag-iba, bagaman ang pinaka-karaniwang resolution ay 800x600 pixels (480,000 pixels). Sa pamamagitan ng mga hakbang na ito, maaari mong matukoy ang bilang ng mga bits na kinakailangan upang iimbak ang bagay. Upang gawin ito, unang ginamit namin ang formula N = 2 ^ko , kung saan ang N ay ang bilang ng mga kulay, at ako ang lalim ng kulay.

Pagkatapos ay ang halaga ng impormasyon ay kinakalkula. Halimbawa, kalkulahin ang laki ng file para sa isang imahe na naglalaman ng 65536 mga kulay, at isang matrix ng 1024x768 pixel. Ang solusyon ay ang mga sumusunod:

• I = log ₂ 65536, na 16 bits;
• Bilang ng mga pixel 1024 _* 768 = 786 432;
• Ang halaga ng memorya ay 16 bits _* 786 432 = 12 582 912 bytes, na tumutugma sa 1.2 MB.

Mga uri ng audio: ang mga pangunahing direksyon ng pagbubuo

Ang pagtatanghal ng impormasyon sa isang computer na tinatawag na audio ay napapailalim sa parehong mga pangunahing alituntunin tulad ng inilarawan sa itaas. Subalit, para sa anumang iba pang uri ng mga bagay ng impormasyon, ang mga karagdagang katangian ay ginagamit din upang kumatawan sa tunog.

Sa kasamaang palad, ang mataas na kalidad na tunog at pagpaparami ay lumitaw sa teknolohiya ng computer sa huling turn. Gayunpaman, kung sa pagpaparami pa rin ang mga bagay ay pa rin sa anumang paraan, pagkatapos ay ang synthesis ng isang tunay na tunog instrumento ay halos imposible. Samakatuwid, ang ilang mga kumpanya ng rekord ay nagpakilala ng kanilang sariling mga pamantayan. Ngayon ang paggamit ng FM-synthesis at tabular-wave ay pinaka-malawak na ginagamit.

Sa unang kaso, ipinahiwatig na ang anumang likas na tunog na tuluy-tuloy ay maaaring mabulok sa isang tiyak na pagkakasunud-sunod (kumbinasyon) ng pinakasimpleng mga harmonika sa tulong ng pamamaraan ng pagpapasya at gumawa ng representasyon ng impormasyon sa memorya ng computer batay sa code. Para sa pag-playback, ginagamit ang reverse process, ngunit sa kasong ito ang pagkawala ng ilang mga sangkap ay hindi maiiwasan, na ipinapakita sa kalidad.

Sa synthesis ng table-wave ipinapalagay na mayroong isang pre-created table na may mga halimbawa ng mga tunog ng mga live na instrumento. Ang mga naturang halimbawa ay tinatawag na mga halimbawa. Sa kasong ito, ang mga utos ng MIDI (Musical Instrument Digital Interface) ay kadalasang ginagamit para sa pag-playback, na nakikita ang uri ng instrumento, pitch, tagal ng tunog, intensity at dynamics ng mga pagbabago, mga parameter ng kapaligiran at iba pang mga katangian mula sa code. Dahil dito, ang tunog na ito ay malapit na tinatayang sa natural.

Mga modernong format

Kung mas maaga ang WAV standard ay kinuha bilang batayan (talaga, ang tunog mismo ay kinakatawan bilang isang alon), sa paglipas ng panahon ito ay naging napaka-kaakit-akit, hindi bababa dahil ang mga naturang mga file ay kinuha ng masyadong maraming espasyo sa medium ng imbakan.

Sa paglipas ng panahon, ang mga teknolohiya ay lumitaw na posible upang i-compress ang naturang format. Alinsunod dito, ang mga format ay nagbago. Ang pinakasikat na ngayon ay maaaring tinatawag na MP3, OGG, WMA, FLAC at marami pang iba.

Gayunpaman, hanggang ngayon ang pangunahing mga parameter ng anumang file na audio ay mananatiling ang sampling frequency (ang standard ay 44.1 kHz, bagaman ang isa ay maaaring matugunan ang mga halaga kapwa sa itaas at ibaba) at ang bilang ng mga antas ng signal (16 bits, 32 bits). Sa prinsipyo, ang naturang digitization ay maaaring ipaliwanag bilang representasyon ng impormasyon sa isang computer ng uri ng tunog batay sa pangunahing analog signal (anumang tunog sa likas na katangian ay simula analog).

Pagsusumite ng Video

Kung ang mga problema sa tunog ay mabilis na malulutas, at pagkatapos ay ang video ay hindi nagpapatakbo ng lahat nang maayos. Ang problema ay ang isang clip, pelikula o kahit na isang video game ay isang kumbinasyon ng mga video at tunog. Tila, kung saan ay mas madali, kaysa sa pagsamahin ang paglipat ng mga graphic na bagay sa isang sukat? Bilang ito ay naging isang tunay na problema.

Narito ang punto ay mula sa teknikal na punto ng view, ang unang frame ng bawat eksena, na tinatawag na key frame, dapat munang isaulo, ngunit lamang pagkatapos ay upang mapanatili ang mga pagkakaiba (pagkakaiba frame). At, ang pinaka malungkot, na-digitize o nilikha ng mga video ay naging napakalaki na imposibleng i-imbak ang mga ito sa isang computer o naaalis na media.

Ang problema ay nalutas kapag lumitaw ang format ng AVI, na isang uri ng unibersal na lalagyan na binubuo ng isang hanay ng mga bloke kung saan maaaring iimbak ang arbitrary na impormasyon, kahit na naka-compress sa iba't ibang paraan. Kaya, kahit na ang mga file ng parehong format ng AVI ay maaaring magkakaiba sa pagitan ng kanilang mga sarili.

At ngayon maaari mong matugunan ang ilang iba pang mga popular na mga format ng video, ngunit para sa lahat ng mga ito ay gumagamit din ng kanilang sariling mga tagapagpahiwatig at parameter halaga, ang pangunahing isa na kung saan ay ang bilang ng mga frame sa bawat segundo.

Mga Codec at Decoder

Ang representasyon ng impormasyon sa computer sa plano ng video ay imposible upang isipin nang walang paggamit ng mga codec at decoder na ginamit upang i-compress ang mga paunang nilalaman at magbawas ng lakas ng tunog sa panahon ng pag-playback. Ang kanilang tunay na pangalan ay nagpapahiwatig na ang ilang mga encode (compress) ang signal, ang pangalawang - sa laban - alisan ng laman.

Ang mga ito ay may pananagutan para sa mga nilalaman ng mga lalagyan ng anumang format, pati na rin matukoy ang laki ng huling file. Bilang karagdagan, isang mahalagang papel ang nilalaro ng parameter na resolusyon, tulad ng ipinahiwatig para sa raster graphics. Ngunit ngayon maaari mo ring mahanap ang UltraHD (4k).

Konklusyon

Kung nakumpleto natin ang ilan sa mga nabanggit sa itaas, maaari lamang nating tandaan na ang mga modernong sistema ng computer ay nagsimula nang eksklusibo sa pang-unawa ng binary code (hindi lang nila nauunawaan ang iba). At sa paggamit nito ay batay hindi lamang ang pagtatanghal ng impormasyon, kundi pati na rin ang lahat ng mga kilalang programming languages ngayon. Kaya, sa simula, upang maunawaan kung paano gumagana ang lahat ng ito, kinakailangan upang bungkalin ang kakanyahan ng application ng mga pagkakasunud-sunod ng mga at zero.