Κωδικοποίηση πληροφοριών - απίστευτα ευρείαγνωστικό πεδίο. Φυσικά, σχετίζεται άμεσα με την ανάπτυξη της ψηφιακής τεχνολογίας. Σε πολλά σύγχρονα εκπαιδευτικά ιδρύματα, το πιο δημοφιλές θέμα είναι η κωδικοποίηση πληροφοριών. Σήμερα θα μελετήσουμε τις κύριες ερμηνείες αυτού του φαινομένου σε σχέση με διάφορες πτυχές της λειτουργίας των υπολογιστών. Ας προσπαθήσουμε να απαντήσουμε στην ερώτηση: "Είναι η κωδικοποίηση διαδικασία, μέθοδος, εργαλείο ή όλα αυτά τα φαινόμενα ταυτόχρονα;"
Μηδενικά και μονάδες
Σχεδόν κάθε τύπος δεδομένων πουπου εμφανίζονται σε μια οθόνη υπολογιστή, με τον ένα ή τον άλλο τρόπο αντιπροσωπεύουν έναν δυαδικό κώδικα που αποτελείται από μηδενικά και μονάδες. Αυτή είναι η απλούστερη, "χαμηλού επιπέδου" μέθοδος κρυπτογράφησης πληροφοριών, που επιτρέπει σε έναν υπολογιστή να επεξεργάζεται δεδομένα. Ο δυαδικός κώδικας είναι καθολικός: είναι κατανοητός από όλους τους υπολογιστές χωρίς εξαίρεση (στην πραγματικότητα, για αυτό δημιουργήθηκε - για την τυποποίηση της χρήσης πληροφοριών σε ψηφιακή μορφή).
Η βασική μονάδα που χρησιμοποιεί το δυαδικό σύστημαη κωδικοποίηση είναι λίγο (από τη φράση "δυαδικό ψηφίο" - "διψήφιο"). Είναι είτε 0 είτε 1. Κατά κανόνα, τα bit δεν χρησιμοποιούνται μεμονωμένα, αλλά συνδυάζονται σε 8ψήφιες ακολουθίες - byte. Έτσι, καθένα από αυτά μπορεί να περιέχει έως και 256 συνδυασμούς μηδενικών και μονάδων (2 έως την 8η δύναμη). Για την καταγραφή σημαντικών όγκων πληροφοριών, κατά κανόνα, δεν χρησιμοποιούνται μεμονωμένα byte, αλλά μεγαλύτερες ποσότητες - με τα προθέματα "kilo", "mega", "giga", "tera" κ.λπ., καθένα από τα οποία είναι 1000 φορές μεγαλύτερο από το προηγούμενο....
Κωδικοποίηση κειμένου
Η πιο κοινή μορφή ψηφιακών δεδομένων είναικείμενο. Πώς κωδικοποιείται; Αυτή είναι μια αρκετά εύκολο να εξηγηθεί διαδικασία. Ένα γράμμα, σημείο στίξης, αριθμός ή σύμβολο μπορεί να κωδικοποιηθεί χρησιμοποιώντας ένα ή περισσότερα byte, δηλαδή ο υπολογιστής τα βλέπει ως μια μοναδική ακολουθία μηδενικών και μονάδων και στη συνέχεια, σύμφωνα με τον ενσωματωμένο αλγόριθμο αναγνώρισης, τα εμφανίζει στο η οθόνη. Υπάρχουν δύο βασικά παγκόσμια πρότυπα για την "κρυπτογράφηση" του κειμένου του υπολογιστή - ASCII και UNICODE.
Στο σύστημα ASCII, κάθε χαρακτήρας κωδικοποιείται μόνοένα byte. Δηλαδή, μέσω αυτού του προτύπου είναι δυνατή η «κρυπτογράφηση» έως και 256 χαρακτήρων – κάτι που είναι υπεραρκετό για την εμφάνιση των χαρακτήρων των περισσότερων αλφαβήτων του κόσμου. Φυσικά, όλα τα εθνικά συστήματα επιστολών που υπάρχουν σήμερα δεν θα χωρέσουν σε αυτόν τον πόρο. Επομένως, κάθε αλφάβητο έχει το δικό του «υποσύστημα» κρυπτογράφησης. Οι πληροφορίες κωδικοποιούνται χρησιμοποιώντας συστήματα πινακίδων προσαρμοσμένα στα εθνικά πρότυπα γραφής. Ωστόσο, καθένα από αυτά τα συστήματα, με τη σειρά του, αποτελεί αναπόσπαστο μέρος του παγκόσμιου προτύπου ASCII που υιοθετείται σε διεθνές επίπεδο.
Μέσα στο σύστημα ASCII, αυτός ο ίδιος πόρος είναι από 256τα σημάδια χωρίζονται σε δύο μέρη. Οι πρώτοι 128 είναι οι χαρακτήρες που προορίζονται για το αγγλικό αλφάβητο (γράμματα από το a έως το z), καθώς και αριθμοί, βασικά σημεία στίξης και ορισμένα άλλα σύμβολα. Τα δεύτερα 128 byte προορίζονται, με τη σειρά τους, για εθνικά συστήματα γραμμάτων. Αυτό είναι το "υποσύστημα" για μη αγγλικά αλφάβητα - ρωσικά, χίντι, αραβικά, ιαπωνικά, κινέζικα και πολλά άλλα.
Κάθε ένα από αυτά παρουσιάζεται ως ξεχωριστόπίνακες κωδικοποίησης. Δηλαδή, μπορεί να συμβεί (και, κατά κανόνα, συμβαίνει) έτσι ώστε η ίδια ακολουθία bit να είναι υπεύθυνη για διαφορετικά γράμματα και σύμβολα σε δύο ξεχωριστούς «εθνικούς» πίνακες. Επιπλέον, λόγω των ιδιαιτεροτήτων της ανάπτυξης της σφαίρας της πληροφορικής σε διαφορετικές χώρες, ακόμη και αυτές διαφέρουν. Για παράδειγμα, δύο συστήματα κωδικοποίησης είναι πιο κοινά για τη ρωσική γλώσσα: Windows-1251 και KOI-8. Το πρώτο εμφανίστηκε αργότερα (καθώς και το ίδιο το λειτουργικό σύστημα σύμφωνα με αυτό), αλλά τώρα πολλοί ειδικοί πληροφορικής το χρησιμοποιούν κατά προτεραιότητα. Επομένως, ένας υπολογιστής πρέπει να είναι σε θέση να αναγνωρίζει σωστά και τους δύο πίνακες, ώστε να είναι εγγυημένη η ανάγνωση του ρωσικού κειμένου σε αυτόν. Αλλά, κατά κανόνα, δεν υπάρχουν προβλήματα με αυτό (εάν ο υπολογιστής διαθέτει σύγχρονο λειτουργικό σύστημα).
Τεχνικές κωδικοποίησης κειμένου όλη την ώραβελτιώνονται. Εκτός από το σύστημα ASCII "ένα byte", το οποίο μπορεί να χειριστεί μόνο 256 τιμές χαρακτήρων, υπάρχει επίσης το σύστημα UNICODE "δύο byte". Είναι εύκολο να υπολογιστεί ότι επιτρέπει την κωδικοποίηση κειμένου σε ποσότητα ίση με 2 έως την 16η δύναμη, δηλαδή 65 χιλιάδες 536. Αυτό, με τη σειρά του, έχει τους πόρους για την ταυτόχρονη κωδικοποίηση σχεδόν όλων των υπαρχόντων εθνικών αλφαβήτων του κόσμου . Η χρήση του UNICODE δεν είναι λιγότερο συνηθισμένη από τη χρήση του «κλασικού» προτύπου ASCII.
Κωδικοποίηση γραφικών
Παραπάνω έχουμε ορίσει πώς είναι "κρυπτογραφημένα"κείμενα και πώς χρησιμοποιούνται τα byte. Τι γίνεται με τις ψηφιακές φωτογραφίες και τις εικόνες; Επίσης αρκετά απλό. Όπως ακριβώς συμβαίνει με το κείμενο, τα ίδια byte παίζουν τον κύριο ρόλο στην κωδικοποίηση των γραφικών του υπολογιστή.
Η διαδικασία της ψηφιακής απεικόνισης γενικότεραπαρόμοιοι με τους μηχανισμούς βάσει των οποίων λειτουργεί η τηλεόραση. Σε μια οθόνη τηλεόρασης, αν κοιτάξετε προσεκτικά, η εικόνα αποτελείται από πολλές μεμονωμένες κουκκίδες, οι οποίες μαζί σχηματίζουν φιγούρες που είναι αναγνωρίσιμες σε κάποια απόσταση από το μάτι. Η μήτρα τηλεόρασης (ή ο προβολέας CRT) λαμβάνει τις οριζόντιες και κάθετες συντεταγμένες καθενός από τα σημεία από τον πομπό και χτίζει σταδιακά την εικόνα. Η αρχή κωδικοποίησης γραφικών υπολογιστή λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο. Η "κρυπτογράφηση" των εικόνων ανά byte βασίζεται στη ρύθμιση κάθε σημείου οθόνης στις αντίστοιχες συντεταγμένες (καθώς και στο χρώμα καθενός από αυτά). Αυτό είναι με απλά λόγια. Φυσικά, η γραφική κωδικοποίηση είναι μια πολύ πιο περίπλοκη διαδικασία από την κωδικοποίηση κειμένου.
Η μέθοδος καθορισμού των σημείων των αντίστοιχων συντεταγμένων καιΟι επιλογές χρώματος ονομάζονται "bitmap". Πολλές μορφές αρχείων γραφικών υπολογιστών ονομάζονται παρόμοια. Οι συντεταγμένες καθενός από τα σημεία της εικόνας, καθώς και το χρώμα τους, καταγράφονται σε ένα ή περισσότερα byte. Τι καθορίζει τον αριθμό τους; Κυρίως για το πόσες αποχρώσεις πρέπει να «κρυπτογραφηθούν». Όπως γνωρίζετε, ένα byte είναι 256 τιμές. Αν τόσες αποχρώσεις είναι αρκετές για να δημιουργήσουμε μια εικόνα, θα τα καταφέρουμε με αυτόν τον πόρο. Συγκεκριμένα, μπορεί να έχουμε στη διάθεσή μας 256 αποχρώσεις του γκρι. Και αυτό θα είναι αρκετό για να κωδικοποιήσει σχεδόν οποιαδήποτε ασπρόμαυρη εικόνα. Με τη σειρά του, αυτός ο πόρος προφανώς δεν θα είναι αρκετός για έγχρωμες εικόνες: το ανθρώπινο μάτι είναι γνωστό ότι μπορεί να διακρίνει έως και αρκετές δεκάδες εκατομμύρια χρώματα. Επομένως, χρειάζεται «απόθεμα» όχι σε 256 τιμές, αλλά εκατοντάδες χιλιάδες φορές περισσότερες. Γιατί δεν χρησιμοποιείται ένα byte για την κωδικοποίηση σημείων, αλλά πολλά: σύμφωνα με τα πρότυπα που υπάρχουν σήμερα, μπορεί να υπάρχουν 16 από αυτά (μπορείτε να "κρυπτογραφήσετε" 65 χιλιάδες 536 χρώματα) ή 24 (16 εκατομμύρια 777 χιλιάδες 216 αποχρώσεις).
Σε αντίθεση με τα κειμενικά πρότυπα, η διαφορετικότηταπου είναι συγκρίσιμο με τον αριθμό των γλωσσών του κόσμου, με τα γραφικά η κατάσταση είναι κάπως πιο απλή. Οι πιο κοινές μορφές αρχείων (όπως JPEG, PNG, BMP, GIF, κ.λπ.) είναι γενικά εξίσου καλά αναγνωρισμένες στους περισσότερους υπολογιστές.
Δεν υπάρχει τίποτα δύσκολο για να καταλάβουμε πώςαρχές είναι η κωδικοποίηση γραφικών πληροφοριών. Η 9η τάξη οποιουδήποτε ρωσικού σχολείου δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης περιλαμβάνει κατά κανόνα ένα μάθημα επιστήμης υπολογιστών, όπου τέτοιες τεχνολογίες αποκαλύπτονται λεπτομερώς σε μια πολύ απλή και κατανοητή γλώσσα. Υπάρχουν επίσης εξειδικευμένα προγράμματα κατάρτισης για ενήλικες - διοργανώνονται από πανεπιστήμια, λύκεια ή και σχολεία.
Επομένως, ένας σύγχρονος Ρώσος έχειπού να λάβετε γνώσεις για κώδικες που έχουν πρακτική σημασία όσον αφορά τα γραφικά υπολογιστών. Και αν θέλετε να εξοικειωθείτε μόνοι σας με τις βασικές γνώσεις, μπορείτε να αποκτήσετε προσβάσιμο διδακτικό υλικό. Αυτά περιλαμβάνουν, για παράδειγμα, το κεφάλαιο "Κωδικοποίηση γραφικών πληροφοριών (τάξη 9, σχολικό βιβλίο" Πληροφορική και ΤΠΕ "από τον ND Ugrinovich).
Κωδικοποίηση δεδομένων ήχου
Ο υπολογιστής χρησιμοποιείται τακτικά γιαακούγοντας μουσική και άλλα αρχεία ήχου. Ακριβώς όπως με το κείμενο και τα γραφικά, οποιοσδήποτε ήχος σε έναν υπολογιστή είναι όλα τα ίδια byte. Αυτά με τη σειρά τους «αποκρυπτογραφούνται» από κάρτα ήχου και άλλα μικροκυκλώματα και μετατρέπονται σε ηχητικό ήχο. Η αρχή εδώ είναι περίπου η ίδια όπως στην περίπτωση των δίσκων γραμμοφώνου. Σε αυτά, όπως γνωρίζετε, κάθε ήχος αντιστοιχεί σε ένα μικροσκοπικό αυλάκι στο πλαστικό, το οποίο αναγνωρίζεται από έναν αναγνώστη και στη συνέχεια ακούγεται. Όλα είναι παρόμοια στον υπολογιστή. Μόνο ο ρόλος των αυλακώσεων παίζεται από byte, στη φύση των οποίων, όπως στην περίπτωση του κειμένου και των εικόνων, βρίσκεται η δυαδική κωδικοποίηση.
Εάν στην περίπτωση εικόνων υπολογιστήένα σημείο είναι ένα μεμονωμένο στοιχείο, τότε κατά την εγγραφή ήχου αυτό είναι το λεγόμενο "count". Κατά κανόνα, δύο byte γράφονται σε αυτό, δημιουργώντας έως και 65 χιλιάδες 536 μικροταλαντώσεις ήχου. Ωστόσο, σε αντίθεση με τον τρόπο που συμβαίνει στην κατασκευή των εικόνων, για τη βελτίωση της ποιότητας του ήχου, δεν προστίθενται επιπλέον byte (προφανώς είναι υπεραρκετά), αλλά ο αριθμός των «δειγμάτων» αυξάνεται. Αν και ορισμένα συστήματα ήχου χρησιμοποιούν λιγότερα και περισσότερα byte. Όταν η κωδικοποίηση ήχου είναι σε εξέλιξη, η τυπική μονάδα μέτρησης για την "πυκνότητα ροής" των byte είναι ένα δευτερόλεπτο. Δηλαδή, οι μικροδονήσεις που κωδικοποιούνται με 8 χιλιάδες δείγματα το δευτερόλεπτο θα είναι προφανώς χαμηλότερης ποιότητας από τη σειρά των ήχων που κωδικοποιούνται με 44 χιλιάδες «δείγματα».
Η διεθνής τυποποίηση των αρχείων ήχου, όπως στην περίπτωση των γραφικών, έχει αναπτυχθεί καλά. Υπάρχουν πολλές τυπικές μορφές πολυμέσων ήχου - MP3, WAV, WMA - που χρησιμοποιούνται σε όλο τον κόσμο.
Κωδικοποίηση βίντεο
Ένα είδος «υβριδικού σχήματος» στο οποίοΗ κρυπτογράφηση ήχου συνδυάζεται με την κωδικοποίηση εικόνων, που χρησιμοποιείται σε βίντεο υπολογιστή. Συνήθως οι ταινίες και τα κλιπ αποτελούνται από δύο τύπους δεδομένων - τον ίδιο τον ήχο και τη συνοδευτική ακολουθία βίντεο. Περιγράψαμε παραπάνω πώς «κρυπτογραφείται» το πρώτο στοιχείο. Το δεύτερο είναι λίγο πιο δύσκολο. Οι αρχές εδώ είναι διαφορετικές από αυτές που περιλαμβάνονται στην παραπάνω γραφική κωδικοποίηση. Αλλά λόγω της καθολικότητας της «έννοιας» των bytes, η ουσία των μηχανισμών είναι αρκετά σαφής και λογική.
Ας θυμηθούμε πώς είναι διατεταγμένη η ταινία.Δεν είναι τίποτα άλλο από μια ακολουθία ξεχωριστών καρέ (υπάρχουν, κατά κανόνα, 24 από αυτά). Τα βίντεο στον υπολογιστή είναι διατεταγμένα με τον ίδιο ακριβώς τρόπο. Κάθε καρέ είναι μια εικόνα. Πώς κατασκευάζεται χρησιμοποιώντας bytes, ορίσαμε παραπάνω. Με τη σειρά του, υπάρχει μια συγκεκριμένη περιοχή κώδικα στην ακολουθία βίντεο, η οποία σας επιτρέπει να συνδέσετε μεμονωμένα καρέ μεταξύ τους. Ένα είδος ψηφιακού υποκατάστατου της ταινίας. Μια ξεχωριστή μονάδα μέτρησης για μια ροή βίντεο (παρόμοια με σημεία για εικόνες και δείγματα ήχου, όπως στη μορφή "φιλμ" ταινιών και κλιπ) θεωρείται καρέ. Το τελευταίο σε ένα δευτερόλεπτο, σύμφωνα με τα αποδεκτά πρότυπα, μπορεί να είναι 25 ή 50.
Όπως και με τον ήχο, υπάρχεικοινά διεθνή πρότυπα αρχείων βίντεο - MP4, 3GP, AVI. Οι παραγωγοί ταινιών και εμπορικών προϊόντων προσπαθούν να παράγουν δείγματα μέσων που να είναι συμβατά με όσο το δυνατόν περισσότερους υπολογιστές. Αυτές οι μορφές αρχείων είναι από τις πιο δημοφιλείς και μπορούν να ανοίξουν σχεδόν σε οποιονδήποτε σύγχρονο υπολογιστή.
Συμπίεση δεδομένων
Η αποθήκευση δεδομένων υπολογιστή πραγματοποιείται στιςδιάφορα μέσα - δίσκοι, μονάδες flash κ.λπ. Όπως είπαμε και παραπάνω, τα byte, κατά κανόνα, είναι "υπερβολικά" με τα προθέματα "mega", "giga", "tera" κ.λπ. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το μέγεθος του Τα κωδικοποιημένα αρχεία είναι ότι είναι αδύνατο να τα τοποθετήσετε με τους διαθέσιμους πόρους στο δίσκο. Στη συνέχεια χρησιμοποιούνται διάφορα είδη μεθόδων συμπίεσης δεδομένων. Στην πραγματικότητα, επίσης κωδικοποιούν. Αυτή είναι μια άλλη πιθανή ερμηνεία του όρου.
Υπάρχουν δύο κύριοι μηχανισμοί συμπίεσης δεδομένων.Για το πρώτο από αυτά, η ακολουθία bit καταγράφεται σε "συσκευασμένη" μορφή. Δηλαδή, ο υπολογιστής δεν μπορεί να διαβάσει τα περιεχόμενα των αρχείων (να τα αναπαράγει ως κείμενο, εικόνα ή βίντεο) εάν δεν εκτελέσει τη διαδικασία «ξεσυσκευασίας». Ένα πρόγραμμα που συμπιέζει δεδομένα με αυτόν τον τρόπο ονομάζεται αρχειοθέτηση. Η αρχή της λειτουργίας του είναι αρκετά απλή. Η αρχειοθέτηση δεδομένων ως μία από τις πιο δημοφιλείς μεθόδους με την οποία μπορούν να κωδικοποιηθούν οι πληροφορίες μελετάται υποχρεωτικά από την επιστήμη των υπολογιστών σε σχολικό επίπεδο.
Όπως θυμόμαστε, η διαδικασία «κρυπτογράφησης» αρχείων σεbytes είναι τυποποιημένα. Ας πάρουμε το πρότυπο ASCII. Για να κρυπτογραφήσουμε, ας πούμε, τη λέξη "γεια", χρειαζόμαστε 6 byte, με βάση τον αριθμό των γραμμάτων. Αυτός είναι ο χώρος που θα καταλάβει το αρχείο με αυτό το κείμενο στο δίσκο. Τι θα συμβεί αν γράψουμε τη λέξη «γεια» 100 φορές στη σειρά; Τίποτα το ιδιαίτερο - για αυτό χρειαζόμαστε 600 byte, αντίστοιχα, τον ίδιο χώρο στο δίσκο. Ωστόσο, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τον αρχειοθέτη, ο οποίος θα δημιουργήσει ένα αρχείο στο οποίο, χρησιμοποιώντας πολύ μικρότερο αριθμό byte, θα "κρυπτογραφηθεί" μια εντολή που μοιάζει κάπως έτσι: "γεια σας, πολλαπλασιάστε με 100". Έχοντας μετρήσει τον αριθμό των γραμμάτων σε αυτό το μήνυμα, καταλήγουμε στο συμπέρασμα ότι χρειαζόμαστε μόνο 19 byte για να γράψουμε ένα τέτοιο αρχείο. Και τον ίδιο χώρο στο δίσκο. Κατά την "αποσυσκευασία" του αρχείου αρχειοθέτησης, πραγματοποιείται "αποκρυπτογράφηση" και το κείμενο παίρνει την αρχική του μορφή με "100 χαιρετισμούς". Έτσι, χρησιμοποιώντας ένα ειδικό πρόγραμμα που χρησιμοποιεί ειδικό μηχανισμό κωδικοποίησης, μπορούμε να εξοικονομήσουμε σημαντικό χώρο στο δίσκο.
Η παραπάνω διαδικασία είναι αρκετά καθολική: ανεξάρτητα από τα συστήματα σήμανσης που χρησιμοποιούνται, η κωδικοποίηση πληροφοριών με σκοπό τη συμπίεση είναι πάντα δυνατή μέσω της αρχειοθέτησης δεδομένων.
Ποιος είναι ο δεύτερος μηχανισμός;Σε κάποιο βαθμό, είναι παρόμοιο με αυτό που χρησιμοποιείται στα αρχεία αρχειοθέτησης. Όμως, η θεμελιώδης διαφορά του είναι ότι ένα συμπιεσμένο αρχείο μπορεί να εμφανιστεί από έναν υπολογιστή χωρίς τη διαδικασία «ξεσυσκευασίας». Πώς λειτουργεί αυτός ο μηχανισμός;
Όπως θυμόμαστε, στην αρχική της μορφή η λέξη "γεια"παίρνει 6 byte. Ωστόσο, μπορούμε να πάμε σε ένα κόλπο και να το γράψουμε ως εξής: "prvt". Βγαίνουν 4 byte. Το μόνο που μένει να γίνει είναι να «μάθουμε» τον υπολογιστή να προσθέτει τα γράμματα που αφαιρέσαμε κατά την εμφάνιση του αρχείου. Πρέπει να πούμε ότι στην πράξη δεν είναι απαραίτητο να οργανωθεί η «εκπαιδευτική» διαδικασία. Οι βασικοί μηχανισμοί για την αναγνώριση χαρακτήρων που λείπουν είναι ενσωματωμένοι στα περισσότερα σύγχρονα προγράμματα υπολογιστή. Δηλαδή, το μεγαλύτερο μέρος των αρχείων με τα οποία ασχολούμαστε καθημερινά είναι κατά κάποιο τρόπο ήδη «κρυπτογραφημένα» χρησιμοποιώντας αυτόν τον αλγόριθμο.
Φυσικά, υπάρχουν και «υβριδικά» συστήματα.κωδικοποίηση πληροφοριών, επιτρέποντας τη συμπίεση δεδομένων με ταυτόχρονη χρήση και των δύο παραπάνω προσεγγίσεων. Και είναι πιθανό να είναι ακόμη πιο αποτελεσματικά όσον αφορά την εξοικονόμηση χώρου στο δίσκο από ό,τι καθένα μόνο του.
Φυσικά, χρησιμοποιώντας τη λέξη «γεια», έχουμε δηλώσειμόνο τις βασικές αρχές των μηχανισμών συμπίεσης δεδομένων. Στην πραγματικότητα, είναι πολύ πιο περίπλοκα. Διάφορα συστήματα κωδικοποίησης πληροφοριών μπορούν να προσφέρουν απίστευτα πολύπλοκους μηχανισμούς «συμπίεσης» αρχείων. Ωστόσο, μπορούμε να δούμε πώς μπορούμε να εξοικονομήσουμε χώρο στο δίσκο, πρακτικά χωρίς να καταφύγουμε σε υποβάθμιση της ποιότητας των πληροφοριών σε έναν υπολογιστή. Ο ρόλος της συμπίεσης δεδομένων είναι ιδιαίτερα σημαντικός κατά τη χρήση εικόνων, ήχου και βίντεο - αυτοί οι τύποι δεδομένων είναι πιο απαιτητικοί για τους πόρους του δίσκου.
Ποιοι άλλοι «κώδικες» υπάρχουν;
Όπως είπαμε στην αρχή, η κωδικοποίηση είναιείναι ένα σύνθετο φαινόμενο. Τώρα που κατανοούμε τις βασικές αρχές της κωδικοποίησης για ψηφιακά δεδομένα που βασίζονται σε byte, μπορούμε να αγγίξουμε μια άλλη περιοχή. Συνδέεται με τη χρήση κωδικών υπολογιστή με ελαφρώς διαφορετικές έννοιες. Εδώ, με τον όρο "κώδικας" δεν εννοούμε μια ακολουθία μηδενικών και μονάδων, αλλά ένα σύνολο από διάφορα γράμματα και σύμβολα (τα οποία, όπως ήδη γνωρίζουμε, είναι ήδη κατασκευασμένα από το 0 και το 1), που έχει πρακτική σημασία για τη ζωή ενός σύγχρονο άτομο.
Κωδικός προγράμματος
Στην καρδιά της εργασίας οποιουδήποτε προγράμματος υπολογιστή -κώδικας. Είναι γραμμένο σε μια γλώσσα που μπορεί να καταλάβει ένας υπολογιστής. Ο Η/Υ, αποκρυπτογραφώντας τον κώδικα, εκτελεί ορισμένες εντολές. Ένα ξεχωριστό χαρακτηριστικό ενός προγράμματος υπολογιστή από έναν άλλο τύπο ψηφιακών δεδομένων είναι ότι ο κώδικας που περιέχεται σε αυτό είναι ικανός να «αποκρυπτογραφήσει» τον εαυτό του (ο χρήστης χρειάζεται μόνο να ξεκινήσει αυτή τη διαδικασία).
Ένα άλλο χαρακτηριστικό των προγραμμάτων είναι στο σχετικόευελιξία του χρησιμοποιούμενου κώδικα. Δηλαδή, ένα άτομο μπορεί να αναθέσει σε έναν υπολογιστή τις ίδιες εργασίες χρησιμοποιώντας ένα αρκετά μεγάλο σύνολο "φράσεων" και, εάν είναι απαραίτητο, σε άλλη γλώσσα.
Κωδικός σήμανσης εγγράφου
Ένας άλλος πρακτικά σημαντικός τομέας εφαρμογήςαλφαβητικός κώδικας - δημιουργία και μορφοποίηση εγγράφων. Κατά κανόνα, η απλή εμφάνιση χαρακτήρων στην οθόνη δεν αρκεί από την άποψη της πρακτικής σημασίας της χρήσης υπολογιστή. Στις περισσότερες περιπτώσεις, το κείμενο θα πρέπει να δημιουργείται χρησιμοποιώντας μια γραμματοσειρά συγκεκριμένου χρώματος και μεγέθους, συνοδευόμενη από πρόσθετα στοιχεία (όπως πίνακες). Όλες αυτές οι παράμετροι ρυθμίζονται, όπως στην περίπτωση των προγραμμάτων, σε ειδικές γλώσσες που μπορεί να καταλάβει ένας υπολογιστής. Ο Η/Υ, αναγνωρίζοντας τις «εντολές», εμφανίζει τα έγγραφα όπως ακριβώς θέλει ο χρήστης. Επιπλέον, τα κείμενα μπορούν να μορφοποιηθούν με τον ίδιο τρόπο, όπως ακριβώς συμβαίνει με τα προγράμματα, χρησιμοποιώντας διαφορετικά σύνολα «φράσεων» και μάλιστα σε διαφορετικές γλώσσες.
Ωστόσο, υπάρχει μια θεμελιώδης διαφορά μεταξύ των κωδικώνγια έγγραφα και προγράμματα υπολογιστών. Συνίσταται στο γεγονός ότι οι πρώτοι δεν είναι σε θέση να αποκρυπτογραφήσουν τον εαυτό τους. Απαιτούνται πάντα προγράμματα τρίτων για το άνοιγμα μορφοποιημένων αρχείων κειμένου.
Κρυπτογράφηση δεδομένων
Μια άλλη ερμηνεία του όρου "κώδικας"στην περίπτωση των υπολογιστών, είναι κρυπτογράφηση δεδομένων. Παραπάνω, χρησιμοποιήσαμε αυτή τη λέξη ως συνώνυμο του όρου "κωδικοποίηση", και αυτό είναι επιτρεπτό. Στην περίπτωση αυτή, με τον όρο κρυπτογράφηση, εννοούμε ένα διαφορετικό είδος φαινομένου. Δηλαδή, η κωδικοποίηση ψηφιακών δεδομένων με σκοπό την απαγόρευση πρόσβασης σε αυτά από άλλα άτομα. Η προστασία αρχείων υπολογιστή είναι ο πιο σημαντικός τομέας δραστηριότητας στον τομέα της πληροφορικής. Αυτό είναι στην πραγματικότητα ένας ξεχωριστός επιστημονικός κλάδος και η σχολική επιστήμη των υπολογιστών τον περιλαμβάνει επίσης. Η κρυπτογράφηση αρχείων για την αποτροπή μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης είναι μια εργασία η σημασία της οποίας παρουσιάζεται στους πολίτες των σύγχρονων χωρών ήδη από την παιδική ηλικία.
Πώς είναι οι μηχανισμοί με τους οποίουςπραγματοποιήθηκε κρυπτογράφηση δεδομένων; Κατ 'αρχήν, είναι τόσο απλό και κατανοητό όσο όλα τα προηγούμενα που έχουμε εξετάσει. Η κωδικοποίηση είναι μια διαδικασία που μπορεί εύκολα να εξηγηθεί με βάση τις βασικές λογικές αρχές.
Ας υποθέσουμε ότι πρέπει να στείλουμε ένα μήνυμα«Ο Ιβάνοφ πάει στον Πετρόφ» για να μην το διαβάσει κανείς. Εμπιστευόμαστε τον υπολογιστή να κρυπτογραφήσει το μήνυμα και να δούμε το αποτέλεσμα: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". Αυτός ο κωδικός, φυσικά, είναι πολύ απλός: κάθε ψηφίο αντιστοιχεί στον αύξοντα αριθμό των γραμμάτων της φράσης μας στο αλφάβητο. Το "And" βρίσκεται στη 10η θέση, το "B" - στο 3, το "A" - στο 1, κλπ. Αλλά τα σύγχρονα συστήματα κωδικοποίησης υπολογιστών μπορούν να κρυπτογραφήσουν δεδομένα με τέτοιο τρόπο που θα είναι απίστευτα δύσκολο να βρεθεί ένα κλειδί για αυτά.
