Svijet oko nas ispunjen je informacijama.Svake sekunde, putem osjetila, osoba prima stotine signala i poruka. Nemoguće je zanemariti tako važnu komponentu života, čak se pojavilo i posebno područje znanja, specijalizirano za informacijske procese i pojave - informatika. Njegovo glavno oružje su pametna elektronička računala koja mogu brzo i točno analizirati i manipulirati podacima. Metode prezentiranja informacija u računalu razlikuju se od onih na koje smo navikli, te pružaju maksimalnu učinkovitost računskog procesa.
informacije
Informacija je globalni pojam, dajtesveobuhvatna definicija je teška. Do sada ne postoji jedinstveni opći znanstveni pojam, svako područje znanja djeluje sa svojom idejom o informacijama. Radi jednostavnosti, možete ga definirati kao podatke o stanju okolnog svijeta u svim njegovim manifestacijama.
Informacija ima smisla samo kada jebilo tko percipira ili koristi. Za razliku od energije ili mase, koje, kao što znate, ne nestaju, već se samo transformiraju, informacije mogu nestati.
Glavni zadatak informatike je naučiti kako prikupljati, pohranjivati i prenositi podatke. Shvatiti ovo nije lako. Informacije su različite, a svaka njihova vrsta zahtijeva poseban pristup.
Vrste informacija
Danas su ljudi naučili raditi s velikim brojem podataka koji se razlikuju po prirodi podrijetla i strukturi.
Najpopularnije vrste informacija:
- Grafičke informacije su prva vrstapodatke kojima je čovječanstvo naučilo manipulirati. Dostupan je percepciji i ne zahtijeva posebne transformacije. Rezbarije na stijenama najstarije su skladište informacija o okolnom svijetu. Zamijenile su ih slikarstvo, fotografija i tehnički crteži.
- Numeričke informacije omogućuju vam opisivanjekvantitativne karakteristike predmeta. Važnost ove vrste podataka naglo je porasla s razvojem trgovine i razmjene novca. Za uspješno pohranjivanje i prijenos brojčanih informacija bilo je potrebno osmisliti posebne sustave simbola. Svaka kultura je brojila novac na svoj način, pa su tako nastali različiti brojevni sustavi.
- Tekstualne informacije su kodirane posebnimljudski govorni simboli. Izumom pisanja postalo je moguće prenositi bilo koje pojmove na proizvoljno veliku udaljenost, kao i prenositi znanje budućim generacijama. Za praktičnost manipulacije tekstualnim informacijama, čovječanstvo je moralo izmisliti papir i tipografiju.
- Dugo vremena zvučne informacije nisu popuštale osobi. Tek krajem 19. stoljeća pojavili su se prvi uređaji za snimanje zvuka koji su omogućili percepciju i pohranu podataka.
- Video informacije - živa grafika - poslušale su čovjeka izumom kinematografskog aparata.
Svi se ti podaci mogu zabilježiti, obraditielektroničkih računala i prenosi od osobe do osobe. Mogu se dugo čuvati bez gubitka. Postoje i druge vrste informacija s kojima čovječanstvo još nije naučilo raditi, na primjer, taktilne ili okusne.
Podjela podataka na vrste ima za informatikuveliku važnost. Oblici prezentacije informacija u računalu temelje se na njegovim značajkama, a svaka vrsta podataka ima specifičnu strukturu. Dakle, simboličke i grafičke informacije stroj različito obrađuje.
Rad s informacijama
Glavne točke zaustavljanja u životnom ciklusu informacija su sljedeće:
- percepcija i prikupljanje;
- skladištenje;
- emitiranje;
- reprodukcija ili prikaz.
Tijekom dugotrajnog pohranjivanja ili prijenosa, podaci se mogu izobličiti ili izgubiti. Značajne pogreške krše ili potpuno mijenjaju bit informacija, stoga ih se pod svaku cijenu mora izbjegavati.
Da bi se olakšala manipulacija podacima, postojala jekodiranje je izmišljeno. Bit procesa kodiranja je u tome da se informacija prevodi u drugi oblik prema strogo definiranim pravilima, na njoj se izvodi operacija, a zatim se odvija obrnuta transformacija.
Jedan od prvih uspješnih pokušaja kodiranja -svjetlosni signali. Trepćući izvori svjetlosti prikladan su način prijenosa informacija na velike udaljenosti. S razvojem tehnologije, ljudi su smislili mnogo više načina za šifriranje podataka: električni signali, radio valovi.
Kodiranje osigurava veću sigurnost i sigurnost podataka, omogućuje povećanje brzine prijenosa informacija i olakšavanje njihove obrade.
Dakle, ciklus informacija ima sljedeći oblik:
- kolekcija;
- kodiranje;
- skladištenje;
- emitiranje;
- dekodiranje;
- reprodukcija.
Tijekom životnog ciklusa podaci mogubiti više puta kodirani i dekodirani korištenjem različitih sustava kodiranja. To je neophodno kako bi informacije bile prikladnije za određenu operaciju.
Materijalna osnova informacija
Možete napraviti bilo kakve prave manipulacijesamo nad materijalnim objektima koji imaju određene karakteristike koje se mogu zabilježiti i izmjeriti. Prezentacija informacija u računalu temelji se na električnim signalima.
Prikazane su jedinice stroja koje rade s podacimaogroman broj sićušnih elemenata koji se u bilo kojem trenutku nalaze u jednom od dva stanja: uključeno ili isključeno. Specifična tehnologija implementacije može se razlikovati za različita računala, pa čak i za različite jedinice istog stroja. Stanje isključeno označeno je nulom - nema signala, uključeno - jedinicom.
Količina informacija primljena od jednogstrukturni element - jedan bit. Riječ "bit" izvedena je iz izraza binarna znamenka. 1 bit je najmanja jedinica informacije. Sve informacije u računalima predstavljene su nizom bitova - nula i jedinica. Nevjerojatno je kako se velik broj podataka može šifrirati na tako jednostavan način!
Prikaz informacija u računalu u obliku pojedinačnih vrijednosti bodova naziva se diskretno. U usporedbi s analognim, lakši je za implementaciju i olakšava rukovanje velikim količinama podataka.
Binarni kod
Niz bitova koji predstavljaju neke podatke naziva se binarni kod. Uz njegovu pomoć, bilo koja informacija može se kodirati: brojčana, simbolička, grafička.
Pravila po kojima se podaci pretvaraju u strojni kod specifična su za svaku vrstu. Pojedinačne vrijednosti u njima mogu biti iste, pa se dekodiranje uvijek vrši ovisno o kontekstu.
Binarno predstavljanje informacija u računalu ima niz prednosti:
- jednostavnost implementacije: dvopoložajni elementi su mnogo jednostavniji i pouzdaniji od tri ili više pozicijskih;
- otpornost na buku: signal u kojem su prisutna samo dva moguća stanja puno je lakše percipirati;
- Jednostavnost računanja: Binarna aritmetika je što jednostavnija.
Matematička osnova za prezentiranje informacija uRačunalo je brojevni sustav s bazom 2. Puno je jednostavniji od uobičajenog decimalnog sustava, radi sa samo dvije znamenke - nulom i jednom - i određuje pravila svih matematičkih operacija koje se izvode nad binarnim kodom.
Brojčane informacije
Postoje tri načina za predstavljanje brojčanih informacija u računalu:
- broj fiksne točke;
- broj s pomičnim zarezom;
- binarni decimalni prikaz.
Za brojeve s fiksnom točkom, kao što ime govori, mjesto točke (zareza) koja razdvaja razlomak je strogo definirano i fiksno.
- Ako je točka iza posljednje značajne znamenke, broj je cijeli broj.
- Položaj točke ispred prve značajne znamenke odgovara ispravnom razlomku (manjem od jednog modula).
Da bi se odredio znak, ističe se prva znamenka. Pozitivni brojevi u sebi imaju 0, negativni - 1.
Glavna prednost ovog oblika prezentacije je odsutnost pogrešaka zaokruživanja u izračunima. Glavni nedostatak je ograničen raspon vrijednosti, koji ovisi o mreži pražnjenja određenog računala.
Brojevi s pomičnim zarezom predstavljeni su kombinacijom vrijednosti mantise i reda. Ovaj oblik zapisa naziva se polulogaritamskim.
Točnost izračuna za takav prikaz ovisi o duljini mantise: prilikom zaokruživanja mogu se skratiti nepotrebne znamenke.
Oba broja s fiksnim zarezom, mantisa i red brojeva s pomičnim zarezom predstavljeni su binarno.
BCD prikaz brojevakoje osiguravaju posebni procesori u računalu. Broj se tretira kao decimalni, ali je svaka znamenka predstavljena kao binarna tetrada. To skraćuje vrijeme obrade za velike nizove decimalnih brojeva.
Tekstualne informacije
Za predstavljanje tekstualnih informacija u računalu koriste se posebne tablice u kojima se svakom znaku dodjeljuje jedinstveni binarni kod.
U najpopularnijem ASCII kodiranju(Američki standardni kod za međunarodnu razmjenu) 8 bitova - 1 bajt je dodijeljen za jedan znak. Za jedinicu koda ove veličine postoji 256 jedinstvenih kombinacija, stoga se može kodirati 256 različitih tekstualnih znakova. Osim slova različitih abeceda, tablica uzima u obzir matematičke operatore, interpunkcijske znakove i druge posebne elemente.
Naravno, 256 kombinacija je premalo za našemultikulturalni svijet. Neki jezici sami po sebi sadrže više slova. U Unicode tablicama, veličina jedinice osnovnog koda je povećana dodjeljivanjem 2 bajta (16 bita) za nju. To nam je omogućilo povećanje ograničenja kodiranja na 65536 elemenata.
Raster grafika
Prikaz grafičkih informacija u računalunaziva matričnim. Temelji se na podjeli slike u redove točaka (piksela). Za svaki piksel, podaci o položaju, boji i svjetlini pohranjuju se zasebno.
Na crno-bijelim slikama za točku dovoljno je naznačiti "sivilo" - jednu od 256 nijansi sive. Za to je dodijeljen 1 bajt (8 bitova).
Ilustracije u boji zahtijevaju više podataka.Za kodiranje informacija o boji točke, ona je predstavljena kao sastav od tri osnovne boje: crvene, zelene i plave. Ovo je crveno-zeleno-plavi - RGB model. Kodiranje jedne točke slike u boji zahtijeva 24 bita - jedan bajt (8 bita) za svaku komponentu.
Vektorska grafika
Slika se može opisati i na drugi način.Da biste to učinili, podijeljen je na elementarne figure - segmente, lukove, krugove. Svaki dio se može opisati matematičkim formulama. Dakle, kružnica je predstavljena skupom koordinata središta i polumjera kružnice. Ovaj način opisivanja grafike naziva se vektorski.
Zvučne informacije
Metode prezentiranja informacija o zvukovima u računalu puno su kompliciranije. Aktivno se razvijaju, ali su još uvijek daleko od standardizacije. Dva su glavna područja obrade audio signala:
- Frekvencijska modulacija (FM) je pokušaj razlaganjazvuk u niz jednostavnih ispravnih harmonijskih signala, čiji se parametri mogu opisati. Glavna poteškoća je u tome što je zvuk inherentno kontinuiran, a pretvorba analognog signala u diskretni signal uvijek je popraćena gubitkom podataka.
- Sinteza stolnih valova uključujekorištenje uzoraka – uzoraka zvukova. To kodira vrstu glazbenog instrumenta, visinu, intenzitet i trajanje signala. Kvaliteta dobivenog zvuka je viša nego u prethodnoj metodi, jer se koriste pravi uzorci.
Svijet je pun informacija svih vrsta.Za rad s njim, osoba je smislila kodiranje - prijevod složenih podataka u jednostavan oblik za praktičnost pohrane, prijenosa i obrade. U računalu se informacija predstavlja u obliku binarnog koda – niza pojedinačnih bitova. Svi podaci mogu se šifrirati ovom metodom. Računalo izvodi sve operacije nad brojevima prema pravilima binarnog brojevnog sustava.
