Presentació d'informació a l'ordinador: exemples d'ús

Si una persona estudia la tecnologia informàtica no per damunt de la superfície, però el suficientment seriós, segurament ha de saber quines formes de representació d'informació existeixen a l'ordinador. Aquest tema és un dels fonaments, ja que no només l'ús de programes i sistemes operatius, però la programació en si mateixa es basa, en principi, en aquests elements.

Lliçó "Presentació de la informació a l'ordinador": els conceptes bàsics

En general, una tècnica informàtica en com percebe informació o ordres, els converteix en formats d'arxiu i proporciona a l'usuari un resultat confeccionat, una mica diferent dels conceptes generalment acceptats.

El fet és que tots els sistemes existents es basen només en dos operadors lògics: "true" i "false" (true, false). En un sentit més simple, això és "sí" o "no".

És evident que les paraules "tecnologia informàtica" no entenen, per tant, al principi del desenvolupament de la tecnologia informàtica, es va crear un sistema digital especial amb un codi condicional, en què la unitat correspon a la declaració i zero a la negació. Així va aparèixer l'anomenada representació binària d'informació a l'ordinador. Depenent de les combinacions de zeros i d'altres, també es determina la mida de l' objecte d'informació.

La unitat de mesura més petita per a aquest tipus de mida és una mica una mica que pot ser 0 o 1. Però els sistemes moderns amb valors tan reduïts no funcionen, i pràcticament tots els mètodes de presentació d'informació en una computadora es redueixen a utilitzar vuit bits alhora, que en suma Composa un byte (2 a la vuitena potència). Així, en un sol byte, podeu codificar qualsevol caràcter de 256 possibles. I és el codi binari que és la base dels fonaments d'un objecte d'informació. A més, quedarà clar com es veu a la pràctica.

Informàtica: presentació d'informació a l'ordinador. Nombres de punt fix

Atès que el discurs va començar originàriament amb els números, considerem com el sistema els percep. La representació d'informació numèrica en un ordinador avui es pot dividir condicionalment en nombres de processament amb un punt fix i flotant. El primer tipus també pot incloure enters ordinals, que tenen un zero després de la coma.

Es creu que els nombres d'aquest tipus poden ocupar 1, 2 o 4 bytes. L'anomenat byte principal és responsable del signe del número, amb zero per al signe positiu i un per al negatiu. Així, per exemple, en una representació de 2 bytes, el rang de valors per a nombres positius està en el rang de 0 a 2 ¹⁶ -1, que és de 65535, i per a números negatius de -2-15 a 2 ¹⁵ -1, que és igual al rang numèric de -32768 a 32767.

Representació de punt flotant

Ara considereu el segon tipus de números. El fet és que el currículum escolar sobre el tema "Presentació d'informació a l'ordinador" (9è grau) no tracta de números de punt flotant . Les operacions amb elles són bastant complexes i s'utilitzen, per exemple, quan es creen jocs d'ordinador. Per cert, una mica de distracció del tema, val la pena dir que per als acceleradors gràfics moderns, un dels principals indicadors de rendiment és la velocitat de les operacions amb precisament aquests nombres.

Aquí s'utilitza una forma exponencial, en la qual la posició de la coma pot variar. Com a fórmula bàsica que mostra la representació de qualsevol número A, s'accepta el següent: A = m _{A *} q ^P , on m _A és la mantissa, q ^P és la base del sistema numèric, i P és l'ordre del nombre.

La mantissa ha de complir el requisit q ^-1 ≤ | m _A | <1, és a dir, ha de ser una fracció binària adequada que contingui un dígit després del decimal que sigui diferent de zero, i l'ordre és un enter. I qualsevol nombre decimal normalitzat pot ser simplement representat de forma exponencial. I els nombres d'aquest tipus són de 4 o 8 bytes de mida.

Per exemple, el número decimal 999,999 d'acord amb la fórmula amb la mantissa normalitzada tindrà un valor de 0.999999 _* 10 ³ .

Es mostren dades de text: una mica d'història

La majoria d'usuaris de sistemes informàtics continuen utilitzant informació de prova. I la presentació d'informació textual a l'ordinador correspon als mateixos principis del codi binari.

Tanmateix, a causa del fet que avui es poden trobar moltes llengües al món, els sistemes especials de codificació o les taules de codis s'utilitzen per representar informació de text. Amb l'arribada de MS-DOS, l'estàndard principal era la codificació CP866, i les computadores d'Apple utilitzaven la seva pròpia norma Mac. En aquest moment per a la llengua russa es va introduir una codificació especial ISO 8859-5. Tanmateix, amb el desenvolupament de la tecnologia informàtica, calia introduir nous estàndards.

Tipus de codificacions

Així, per exemple, a finals dels anys 90 del segle passat hi va haver una codificació universal Unicode, que podria funcionar no només amb dades de text, sinó també amb àudio i vídeo. La seva peculiaritat era que una mica s'assignava a un personatge, però dos.

Una mica més tard, hi havia altres varietats. Per als sistemes Windows, la codificació del CP1251 és la més utilitzada, però per a la mateixa llengua russa i encara utilitza la codificació KOI-8P, apareix a finals dels anys 70 i en els anys 80 s'utilitza activament fins i tot en sistemes UNIX.

La mateixa presentació d'informació textual a l'ordinador es basa en la taula ASCII, que inclou les parts bàsiques i allargades. El primer inclou codis de 0 a 127, el segon, de 128 a 255. No obstant això, els primers codis del rang 0-32 no s'assignen als símbols assignats a les tecles del teclat estàndard, sinó als botons de funció (F1-F12).

Imatges gràfiques: tipus bàsics

Pel que fa als gràfics, que s'utilitza activament en el món digital modern, hi ha matisos. Si observeu la presentació d'informació gràfica a l'ordinador, primer heu d'observar els tipus principals d'imatges. Entre ells hi ha dos tipus principals: vector i mapa de bits.

Els gràfics vectorials es basen en l'ús de formes primitives (línies, cercles, corbes, polígons, etc.), inserits de text i omplerts amb un determinat color. Les imatges ràster es basen en l'ús d'una matriu rectangular, cada element del qual es denomina píxel. Per a cada un d'aquests elements, podeu configurar la brillantor i el color.

Imatges vectorials

Actualment, l'ús d'imatges vectorials té un abast limitat. Són bons, per exemple, quan es creen dibuixos i esquemes tècnics o per a models bidimensionals o tridimensionals d'objectes.

Els exemples de formes vectorials estacionàries poden ser formats com PDF, WMF, PCL. Per als formularis en moviment, generalment s'utilitza l'estàndard MacroMedia Flash. Però si parleu de qualitat o realitzeu operacions més complexes que la mateixa escala, és millor utilitzar formats ràster.

Imatges de mapa de bits

Amb objectes ràster, la situació és molt més complicada. El fet és que la presentació d'informació en un ordinador basat en matrius implica utilitzar paràmetres addicionals: la profunditat de color (expressió quantitativa del nombre de colors de la paleta) en bits i la mida de la matriu (el nombre de píxels per polzada, denominat DPI).

És a dir, la paleta pot ser de 16, 256, 65536 o 16777216 colors, i la matriu pot variar, encara que la resolució més comú és de 800x600 píxels (480.000 píxels). Amb aquestes mesures, podeu determinar el nombre de bits necessaris per emmagatzemar l'objecte. Per fer-ho, primer fem servir la fórmula N = 2 ^I , en la qual N és el nombre de colors i I és la profunditat de color.

A continuació, es calcula la quantitat d'informació. Per exemple, calculeu la mida del fitxer d'una imatge que conté 65536 colors i una matriu de 1024x768 píxels. La solució és la següent:

• I = registre ₂ 65536, que és de 16 bits;
• Nombre de píxels 1024 _* 768 = 786 432;
• La quantitat de memòria és de 16 bits _* 786 432 = 12 582 912 bytes, que correspon a 1,2 MB.

Tipus d'àudio: les principals adreces de síntesi

La presentació d'informació en un ordinador anomenat àudio està subjecte als mateixos principis bàsics que els descrits anteriorment. Però, pel que fa a qualsevol altre tipus d'objectes d'informació, també s'utilitzen característiques addicionals per representar el so.

Malauradament, el so i la reproducció d'alta qualitat apareixien en la tecnologia informàtica en el darrer moment. No obstant això, si amb la reproducció encara quedaven coses d'alguna manera, la síntesi d'un instrument musical realment sonora era pràcticament impossible. Per tant, algunes companyies discogràfiques han introduït els seus propis estàndards. Actualment, la síntesi de FM i el mètode d'ona tabular són els més utilitzats.

En el primer cas, implica que qualsevol so natural que sigui continu es pugui descomponer en una determinada seqüència (combinació) dels harmònics més simples amb l'ajuda del mètode de discretització i produir la representació d'informació en la memòria de l'ordinador basada en el codi. Per a la reproducció, s'utilitza el procés invers, però en aquest cas la pèrdua d'alguns components és inevitable, que es mostra en la qualitat.

En la síntesi d'ona de la taula, se suposa que hi ha una taula preconfigurada amb exemples de sons d'instruments en viu. Aquests exemples s'anomenen mostres. En aquest cas, les comandes MIDI (Interfície Digital d'instruments musicals) sovint s'utilitzen per a la reproducció, que perceben el tipus d'instrument, el to, la durada del so, la intensitat i la dinàmica dels canvis, els paràmetres ambientals i altres característiques del codi. A causa d'això, aquest so és molt proper al natural.

Formats moderns

Si anteriorment es prenia la base de WAV com a base (en realitat, el so en si es representa com una ona), amb el temps es va tornar molt incòmode, almenys perquè aquests fitxers van ocupar massa espai al mitjà d'emmagatzematge.

Amb el temps, apareixen tecnologies que permeten comprimir aquest format. En conseqüència, els mateixos formats han canviat. El més famós d'avui es pot anomenar MP3, OGG, WMA, FLAC i molts altres.

No obstant això, fins ara els paràmetres principals de qualsevol arxiu d'àudio segueixen sent la freqüència de mostreig (l'estàndard és de 44,1 kHz, tot i que es poden complir els valors per sobre i per sota) i el nombre de nivells de senyal (16 bits, 32 bits). En principi, aquesta digitalització es pot interpretar com la representació d'informació en una computadora de tipus de so basada en el senyal analògic primari (qualsevol so en la naturalesa és inicialment analògic).

Presentació de vídeo

Si els problemes amb el so es resolen prou ràpidament, aleshores amb el vídeo, tot no va ser tan fàcilment. El problema era que un clip, una pel·lícula o fins i tot un videojoc era una combinació de vídeo i so. Sembla que, més fàcil, que combinar objectes gràfics en moviment amb una escala? Com a resultat, això es va convertir en un veritable problema.

Aquí, el punt és que des del punt de vista tècnic, primer s'ha de memoritzar el primer marc de cada escena, anomenat marc de claus, però només llavors es conserven les diferències (marcs de diferències). I, els videos més tristos, digitalitzats o creats van resultar ser tan grans que era senzillament impossible d'emmagatzemar-los en una computadora o mitjans extraïbles.

El problema es va solucionar quan apareix el format AVI, que és un tipus de contenidor universal que consisteix en un conjunt de blocs on es pot emmagatzemar informació arbitrària, fins i tot comprimida de maneres diferents. D'aquesta manera, fins i tot els fitxers del mateix format AVI poden diferir significativament entre si.

I avui podeu trobar bastants formats de vídeo populars, però per a tots ells també utilitza els seus propis indicadors i valors de paràmetres, el principal dels quals és el nombre de fotogrames per segon.

Codificadors i descodificadors

La representació de la informació a l'ordinador del pla de vídeo no es pot imaginar sense l'ús de còdecs i decodificadors que s'utilitzen per comprimir els continguts inicials i descomprimir-los durant la reproducció. El seu propi nom indica que alguns codifiquen (comprimeixen) el senyal, el segon, per contra, desempaqueta.

Són responsables del contingut dels contenidors de qualsevol format, així com de determinar la mida del fitxer final. A més, el paràmetre de resolució juga un paper important, ja que s'ha indicat per als gràfics de trama. Però avui fins i tot es pot trobar UltraHD (4k).

Conclusió

Si resumim algunes de les anteriors, només podem adonar-nos que els sistemes informàtics moderns inicialment només funcionen en la percepció del codi binari (simplement no entenen l'altre). I en el seu ús es basa no només en la presentació d'informació, sinó també en tots els llenguatges de programació coneguts d'avui. Per tant, inicialment, per comprendre com funciona tot això, cal aprofundir en l'essència de l'aplicació de seqüències d'uns i zeros.