Det sker ett konstant utbyte av informationsflöden i världen. Källor kan vara människor, tekniska anordningar, olika saker, föremål av livlös och levande natur. Både ett objekt och flera kan ta emot information.
För bättre datautbyte kodas och bearbetas information samtidigt på sändarsidan (data förbereds och omvandlas till en form som är bekväm för sändning, bearbetning och lagring), vidarebefordran och avkodning utförs på mottagarsidan (kodad datakonvertering till dess ursprungliga form). Dessa är relaterade uppgifter: källan och mottagaren måste ha liknande informationsbearbetningsalgoritmer, annars kommer kodning-avkodningsprocessen att vara omöjlig. Kodning och bearbetning av grafisk information och multimediainformation implementeras vanligtvis på basis av datorteknik.
Kodningsinformation på en dator
Det finns många sätt att bearbeta data (texter, siffror, grafik, video, ljud) meddator. All information som bearbetas av en dator representeras i binär kod - med siffrorna 1 och 0, så kallade bitar. Tekniskt sett är denna metod implementerad mycket enkelt: 1 - den elektriska signalen är närvarande, 0 - frånvarande. Ur mänsklig synvinkel är sådana koder obekväma för perception - långa strängar av nollor och ettor, som är kodade tecken, är mycket svåra att dechiffrera omedelbart. Men ett sådant inspelningsformat visar omedelbart tydligt vad informationskodning är. Till exempel ser talet 8 i binär åttasiffrig form ut som följande bitsekvens: 000001000. Men det som är svårt för en person är enkelt för en dator. Det är lättare för elektronik att bearbeta många enkla element än ett litet antal komplexa.
Textkodning
När vi trycker på en knapp på tangentbordet får datorn en viss kod för den nedtryckta knappen, slår upp den i standard ASCII-teckentabellen (American Code for Information Interchange), "förstår" vilken knapp som trycks ned och skickar denna kod för vidare bearbetning (till exempel för att visa tecknet på monitorn). För att lagra en teckenkod i binär form används 8 bitar, så det maximala antalet kombinationer är 256. De första 128 tecknen används för kontrolltecken, siffror och latinska bokstäver. Den andra halvan är för nationella symboler och pseudografi.
Textkodning
Det blir lättare att förstå vad informationskodning är med ett exempel. Tänk på koderna för det engelska tecknet "C"och den ryska bokstaven "C". Observera att tecknen är versaler och deras koder skiljer sig från gemener. Den engelska karaktären kommer att se ut som 01000010, och den ryska kommer att se ut som 11010001. Det som ser likadant ut för en person på en bildskärm, uppfattar en dator helt annorlunda. Det är också nödvändigt att uppmärksamma det faktum att koderna för de första 128 tecknen förblir oförändrade, och från och med 129 och längre kan olika bokstäver motsvara en binär kod, beroende på vilken kodtabell som används. Till exempel kan decimalkod 194 motsvara bokstaven "b" i KOI8, "B" i CP1251, "T" i ISO, och i CP866 och Mac-kodningar motsvarar inte ett enda tecken den här koden alls. Därför, när vi ser bokstav-tecken abrakadabra istället för ryska ord när vi öppnar texten, betyder det att sådan kodning av information inte passar oss och vi måste välja en annan teckenkonverterare.
Nummerkodning
I det binära systemet tas endast två varianter av värdet - 0 och 1. Alla grundläggande operationer med binära tal används av en vetenskap som kallas binär aritmetik. Dessa åtgärder har sina egna egenskaper. Ta till exempel siffran 45 som skrivits på tangentbordet. Varje siffra har sin egen åttasiffriga kod i ASCII-kodtabellen, så talet upptar två byte (16 bitar): 5 - 01010011, 4 - 01000011. För att använda detta tal i beräkningar omvandlas det med speciella algoritmer till det binära systemet i form av ett åttasiffrigt binärt tal: 45 - 00101101.
Kodning och bearbetninggrafisk information
På 50-talet var datorer som oftast användes för vetenskapliga och militära ändamål de första som implementerade en grafisk visning av data. Idag är visualisering av information som tas emot från en dator ett vanligt och välbekant fenomen för alla människor, och på den tiden gjorde det en extraordinär revolution i arbetet med teknik. Kanske påverkade det mänskliga psyket en effekt: visuellt presenterad information absorberas och uppfattas bättre. Ett stort genombrott i utvecklingen av datavisualisering skedde på 80-talet, när kodning och bearbetning av grafisk information fick en kraftfull utveckling.
Analog och diskret representation av grafik
Grafisk information kan vara av två typer: analog (en målarduk med ständigt växlande färg) och diskret (en bild som består av många prickar i olika färger). För bekvämligheten med att arbeta med bilder på en dator bearbetas de - rumslig sampling, där varje element tilldelas ett specifikt färgvärde i form av en individuell kod. Kodning och bearbetning av grafisk information liknar att arbeta med en mosaik som består av ett stort antal små fragment. Dessutom beror kodningskvaliteten på storleken på prickarna (ju mindre storleken på elementet - det kommer att finnas fler punkter per ytenhet - desto högre kvalitet) och storleken på paletten av färger som används (ju fler färger varje dot kan ta, respektive, bära mer information, desto bättrekvalitet).
Skapa och lagra grafik
Det finns flera grundläggande bildformat - vektor, fraktal och raster. Separat övervägs en kombination av raster och vektor - en multimedia 3D-grafik som är utbredd i vår tid, vilket är teknikerna och metoderna för att konstruera tredimensionella objekt i virtuella rymden. Kodningen och bearbetningen av grafik och multimediainformation är olika för varje bildformat.
Bitmap
Käran i detta grafiska format är att bilden är uppdelad i små flerfärgade punkter (pixlar). Övre vänstra kontrollpunkt. Kodningen av grafisk information börjar alltid från bildens vänstra hörn rad för rad, varje pixel får en färgkod. Volymen på en rasterbild kan beräknas genom att multiplicera antalet punkter med informationsvolymen för var och en av dem (vilket beror på antalet färg alternativ). Ju högre upplösning bildskärmen har, desto fler rasterlinjer respektive punkter i varje linje, desto högre bildkvalitet. Du kan använda binär kod för att bearbeta grafisk data av rastertyp, eftersom ljusstyrkan för varje punkt och koordinaterna för dess plats kan representeras som heltal.
Vektorbild
Kodning av grafisk och multimediainformation av en vektortyp reduceras till att ett grafiskt objekt representeras i form av elementära segment och bågar. egenskaperlinjer, som är grundobjektet, är formen (rak eller kurva), färg, tjocklek, stil (streckad eller heldragen linje). De linjer som är stängda har ytterligare en egenskap - fyllning med andra objekt eller färg. Objektets position bestäms av linjens start- och slutpunkter och bågens krökningsradie. Mängden grafisk information i vektorformat är mycket mindre än rasterformat, men det kräver speciella program för att visa grafik av denna typ. Det finns också program - vektoriserare som konverterar rasterbilder till vektorbilder.
fraktalgrafik
Den här typen av grafik, liksom vektorgrafik, är baserad på matematiska beräkningar, men dess grundläggande komponent är själva formeln. Det finns ingen anledning att lagra några bilder eller föremål i datorns minne, själva bilden ritas endast enligt formeln. Den här typen av grafik är praktiskt för att visualisera inte bara enkla vanliga strukturer, utan även komplexa illustrationer som imiterar till exempel landskap i spel eller emulatorer.
Ljudvågor
Vad är kodning av information kan också demonstreras genom exemplet att arbeta med ljud. Vi vet att vår värld är fylld av ljud. Sedan urminnes tider har människor räknat ut hur ljud föds - vågor av komprimerad och försållad luft som påverkar trumhinnorna. En person kan uppfatta vågor med en frekvens på 16 Hz till 20 kHz (1 Hertz - en oscillation per sekund). Alla vågor vars oscillationsfrekvenser faller inom dettaintervall kallas ljud.
Ljudegenskaper
Ljudets egenskaper är ton, klang (färgen på ljudet, beroende på formen på vibrationerna), tonhöjd (frekvens, som bestäms av frekvensen av vibrationer per sekund) och ljudstyrka, beroende på intensiteten av vibrationer. Alla verkliga ljud består av en blandning av harmoniska vibrationer med en fast uppsättning frekvenser. Vibrationen med den lägsta frekvensen kallas grundtonen, resten är övertoner. Klangen - ett annat antal övertoner som är inneboende i just detta ljud - ger en speciell färg till ljudet. Det är genom klangfärg som vi kan känna igen röster från nära och kära, urskilja ljudet av musikinstrument.
Program för att arbeta med ljud
Program kan villkorligt delas in i flera typer enligt deras funktionalitet: verktygsprogram och drivrutiner för ljudkort som fungerar med dem på en låg nivå, ljudredigerare som utför olika operationer med ljudfiler och applicerar olika effekter på dem, mjukvarusynthesizers och analog-till-digital-omvandlare (ADC) och digital-till-analog-omvandlare (DAC).
Ljudkodning
Kodning av multimediainformation består i att konvertera ljudets analoga karaktär till en diskret sådan för mer bekväm bearbetning. ADC:n tar emot en analog signal vid ingången, mäter dess amplitud vid vissa tidsintervall och matar ut en digital sekvens vid utgången med data om amplitudändringar. Ingen fysisk transformation äger rum.
Utsignalen är diskret, så desto oftareamplitudmätningsfrekvens (sampel), ju mer exakt utsignalen motsvarar insignalen, desto bättre är kodningen och bearbetningen av multimediainformation. Ett sampel kallas också vanligtvis för en ordnad sekvens av digitala data som tas emot genom en ADC. Själva processen kallas sampling, på ryska – diskretisering.
Den omvända omvandlingen sker med hjälp av en DAC: baserat på digitala data som kommer in i ingången genereras en elektrisk signal med den erforderliga amplituden vid vissa tidpunkter.
Sampling parametrar
De huvudsakliga samplingsparametrarna är inte bara mätfrekvensen, utan också bitdjupet - noggrannheten för att mäta förändringen i amplitud för varje sampel. Ju mer exakt värdet på signalamplituden sänds under digitaliseringen i varje tidsenhet, desto högre är kvaliteten på signalen efter ADC, desto högre är tillförlitligheten för vågåterhämtning under invers konvertering.
