Pasaule ir piepildīta ar informāciju.Katru otro reizi caur jutekļiem cilvēks saņem simtiem signālu un ziņu. Šādu būtisku dzīves sastāvdaļu nav iespējams ignorēt, pat īpaša zināšanu joma, kas specializējas informācijas procesos un parādībās, datorzinātnēs. Tās galvenie ieroči ir viedie elektroniskie datori, kas spēj ātri un precīzi analizēt un apstrādāt datus. Informācijas sniegšanas veidi datorā atšķiras no tiem, kuriem mēs esam pieraduši, un nodrošina maksimālu skaitļošanas procesa efektivitāti.
Informācija
Informācija ir globāla koncepcija, sniedziet toiekļaujoša definīcija ir sarežģīta. Līdz šim nav vienota vispārēja zinātniskā termina, katra zināšanu joma darbojas ar savu ideju par informāciju. Vienkāršības labad to var definēt kā datus par pasaules stāvokli visās tās izpausmēs.
Информация имеет смысл лишь тогда, когда ее Kāds uztver vai lieto. Atšķirībā no enerģijas vai masas, kas, kā zināms, nepazūd, bet tikai pārveido, informācija var izzust.
Datorzinātnes galvenais uzdevums ir iemācīties vākt, glabāt un pārsūtīt datus. Tā īstenošana nav viegls uzdevums. Informācija ir atšķirīga, un katram informācijas veidam nepieciešama īpaša pieeja.
Informācijas veidi
Līdz šim cilvēki ir iemācījušies strādāt ar ļoti dažādiem datiem, kas atšķiras pēc izcelsmes veida un struktūras.
Populārākie informācijas veidi:
- Grafiskā informācija ir pats pirmais skats.dati, ar kuriem cilvēce ir iemācījusies manipulēt. Tas ir pieejams uztveršanai un neprasa īpašas pārvērtības. Alu gleznas - vecākā informācijas krātuve par pasauli. Tos aizstāja gleznošana, fotogrāfija un tehniskie zīmējumi.
- Skaitliskā informācija ļauj aprakstītobjektu kvantitatīvās īpašības. Šāda veida datu nozīme ir pieaugusi līdz ar tirdzniecības un naudas apmaiņas attīstību. Lai veiksmīgi saglabātu un pārsūtītu skaitlisku informāciju, man nācās klajā ar īpašām rakstzīmju sistēmām. Katra kultūra naudu skaitīja savā veidā, tāpēc tika izveidotas dažādas skaitļu sistēmas.
- Teksta informācija tiek kodēta ar speciālucilvēku runas simboli. Izgudrojot rakstniecību, kļuva iespējams nodot jebkuru jēdzienu patvaļīgi lielā attālumā, kā arī nodot zināšanas nākamajām paaudzēm. Lai ērti manipulētu ar tekstuālu informāciju, cilvēcei bija jāizgudro papīrs un tipogrāfija.
- Pareiza informācija cilvēkam ilgi nepadevās. Tikai 19. gadsimta beigās parādījās pirmās skaņu ierakstīšanas ierīces, kas ļāva uztvert un saglabāt datus.
- Video informācija - dzīvā grafika - paklausīja vīrietim ar kinematogrāfijas aparāta izgudrojumu.
Visus šos datus var reģistrēt, apstrādāt.elektroniski datori un tiek pārsūtīti no cilvēka uz cilvēku. Tos var ilgstoši uzglabāt bez zaudējumiem. Ir arī citi informācijas veidi, ar kuriem cilvēce vēl nav iemācījusies strādāt, piemēram, taustes vai gaumes.
Datu sadalījums pa tipiem ir paredzēts informātikailiela nozīme. Informācijas formas datorā balstās uz tā funkcijām, un katram datu veidam ir īpaša struktūra. Tādējādi simbolisko un grafisko informāciju mašīna apstrādā atšķirīgi.
Darbs ar informāciju
Galvenie pieturas punkti informācijas dzīves ciklā ir šādi:
- uztvere un kolekcija;
- uzglabāšana;
- nodošana;
- atskaņot vai parādīt.
Ilgstošas glabāšanas vai pārsūtīšanas laikā dati var tikt izkropļoti vai pazaudēti. Nozīmīgas kļūdas pārkāpj vai pilnībā maina informācijas būtību, tāpēc no tām ir jāvairās par katru cenu.
Lai atvieglotu manipulācijas ar datiem, bijakodēšana ir pārdomāta. Kodēšanas procesa būtība ir tāda, ka informācija saskaņā ar stingri noteiktiem noteikumiem tiek pārsūtīta citā formā, ar to tiek veikta noteikta darbība, un pēc tam notiek apgrieztā transformācija.
Viens no pirmajiem veiksmīgajiem kodēšanas mēģinājumiem irgaismas signāli. Mirgojoši gaismas avoti ir ērts veids, kā pārsūtīt informāciju lielos attālumos. Attīstoties tehnoloģijai, cilvēki ir izdomājuši daudz vairāk datu šifrēšanas veidu: elektriskos signālus, radioviļņus.
Kodēšana nodrošina lielāku datu drošību un drošību, ļauj palielināt informācijas pārsūtīšanas ātrumu un atvieglo tās apstrādi.
Tādējādi informācijas ciklam ir šāda forma:
- kolekcija;
- kodēšana;
- uzglabāšana;
- nodošana;
- dekodēšana;
- reprodukcija.
Dzīves cikla laikā dati varatkārtoti pakļauti kodēšanai un dekodēšanai, izmantojot dažādas kodu sistēmas. Tas ir nepieciešams, lai informācija nonāktu ērtākā stāvoklī konkrētai darbībai.
Informācijas materiālais pamats
Jūs varat veikt reālas manipulācijastikai pāri materiāliem objektiem, kuriem ir noteiktas īpašības, kuras var ierakstīt un izmērīt. Informācijas atspoguļošana datorā balstās uz elektriskiem signāliem.
Tiek parādīti mašīnu mezgli, kas strādā ar datiemmilzīgs skaits sīku elementu, kas jebkurā brīdī atrodas vienā no diviem stāvokļiem: ieslēgtā vai izslēgtā stāvoklī. Konkrētā ieviešanas tehnoloģija dažādiem datoriem un pat dažādiem vienas mašīnas blokiem var atšķirties. Izslēgtu stāvokli norāda ar nulli - signāla neesamības, ieslēgta vienība.
No vienas saņemtās informācijas apjomsstrukturālais elements - viens bits. Vārds "bits" ir atvasināts no izteiksmes binārā cipara. 1 bits ir mazākā informācijas vienība. Visu informāciju datoros attēlo bitu secība - nulles un viens. Tas ir pārsteidzoši, cik daudz dažādu datu šifrēt var tik vienkārši!
Informācijas sniegšana datorā atsevišķu punktu vērtību veidā tiek saukta par diskrētu. Salīdzinot ar analogo, to ir vieglāk ieviest un vieglāk apstrādāt lielu datu apjomu.
Binārais kods
Bitu secību, kas attēlo dažus datus, sauc par bināro kodu. Ar tās palīdzību var iekodēt jebkuru informāciju: skaitlisku, simbolisku, grafisku.
Noteikumi, pēc kuriem dati tiek pārvērsti mašīnkodā, ir specifiski katram tipam. Atsevišķās vērtības tajās var būt vienādas, tāpēc dekodēšana vienmēr tiek veikta atkarībā no konteksta.
Informācijas binārai attēlošanai datorā ir vairākas priekšrocības:
- ieviešanas vieglums: divu pozīciju elementi ir daudz vienkāršāki un uzticamāki nekā trīs vai vairāk pozicionālie;
- trokšņa imunitāte: signālu, kurā atrodas tikai divi iespējamie stāvokļi, ir daudz vieglāk uztvert;
- Aprēķina vienkāršība: binārā aritmētika ir pēc iespējas vienkāršāka.
Matemātiskais pamats informācijas pasniegšanaiDators ir skaitļu sistēma ar 2. bāzi. Tas ir daudz vienkāršāk nekā parastā decimāldaļu sistēma, darbojas tikai ar diviem cipariem - nulli un vienu - un nosaka visu bināro kodu veikto matemātisko darbību noteikumus.
Skaitliskā informācija
Skaitlisko informāciju datorā var attēlot trīs veidos:
- fiksētā punkta numurs;
- peldošā komata numurs;
- binārā decimāldaļa.
Skaitļiem ar fiksētu punktu, kā norāda nosaukums, punkta (komata) vieta, kas atdala frakcionēto daļu, ir stingri noteikta un fiksēta.
- Ja punkts atrodas aiz pēdējā nozīmīgā cipara, skaitlis ir vesels skaitlis.
- Punkta pozīcija pirmā nozīmīgā cipara priekšā atbilst pareizai daļai (mazāk par vienu moduli).
Lai noteiktu zīmi, tiek izcelts pats pirmais cipars. Pozitīvajiem skaitļiem ir 0, negatīvajiem - 1.
Šīs prezentācijas formas galvenā priekšrocība ir noapaļošanas kļūdu neesamība aprēķinos. Galvenais trūkums ir ierobežotais vērtību diapazons, kas ir atkarīgs no konkrētā datora izlādes režģa.
Peldošo punktu skaitļus attēlo mantisu un kārtības vērtību kombinācija. Šo apzīmējumu formu sauc par puslogaritmisko.
Šāda attēlojuma aprēķinu precizitāte ir atkarīga no mantisas garuma: noapaļojot, nevajadzīgos ciparus var saīsināt.
Gan fiksēto punktu numuri, gan mantissa, gan peldošā komata skaitļu secība ir attēloti binārā formā.
BCD skaitļu attēlojumsko datorā nodrošina īpaši procesori. Skaitlis tiek uzskatīts par decimāldaļu, bet katrs cipars tiek attēlots kā binārā tetrada. Tas samazina apstrādes laiku lieliem decimāldaļu skaitļiem.
Teksta informācija
Lai attēlotu tekstuālo informāciju datorā, tiek izmantotas īpašas tabulas, kurās katrai rakstzīmei tiek piešķirts unikāls binārs kods.
Populārākajā ASCII kodējumā(Amerikas Starptautiskās apmaiņas kods) Vienai rakstzīmei tiek piešķirti 8 biti - 1 baits. Šāda lieluma kodu vienībai ir 256 unikālas kombinācijas, tāpēc var kodēt 256 dažādas teksta rakstzīmes. Papildus dažādu alfabētu burtiem tabulā tiek ņemti vērā matemātiskie operatori, pieturzīmes un citi īpašie elementi.
Protams, 256 kombinācijas mums ir par mazmultikulturālā pasaule. Dažās valodās ir vairāk burtu. Unicode tabulās bāzes koda vienības lielums ir palielināts, piešķirot tam 2 baitus (16 bitus). Tas ļāva mums palielināt kodēšanas ierobežojumu līdz 65536 elementiem.
Rastra grafika
Grafiskās informācijas attēlojums datorāko sauc par matricu. Tas ir balstīts uz attēla sadalīšanu punktu (pikseļu) rindās. Par katru pikseļu informācija par atrašanās vietu, krāsu un spilgtumu tiek saglabāta atsevišķi.
Melnbaltos attēlos par punktu pietiek norādīt "pelēcību" - vienu no 256 pelēkās krāsas toņiem. Tam tiek piešķirts 1 baits (8 biti).
Krāsu ilustrācijām nepieciešams vairāk datu.Lai kodētu informāciju par punkta krāsu, tas tiek attēlots kā trīs pamatkrāsu sastāvs: sarkana, zaļa un zila. Tas ir sarkans-zaļš-zils - RGB modelis. Kodējot vienu krāsu attēla punktu, katram komponentam ir nepieciešami 24 biti - viens baits (8 biti).
Vector grafika
Attēlu var aprakstīt citādi.Lai to izdarītu, tas tiek sadalīts elementāros skaitļos - segmentos, lokos, apļos. Katru daļu var aprakstīt, izmantojot matemātiskas formulas. Tātad apli attēlo apļa centra un rādiusa koordinātu kopums. Šādu grafikas aprakstīšanas veidu sauc par vektoru.
Skaņas informācija
Metodes informācijas sniegšanai par skaņām datorā ir daudz sarežģītākas. Viņi aktīvi attīstās, taču joprojām ir tālu no standartizācijas. Audio signālu apstrādei ir divas galvenās jomas:
- Frekvences modulācija (FM) ir mēģinājums sadalītiesskaņu pēc vienkāršu pareizu harmonisku signālu secības, kuru parametrus var aprakstīt. Galvenā grūtība ir tā, ka skaņa pēc savas būtības ir nepārtraukta, un analogā signāla pārveidošanu par diskrētu signālu vienmēr papildina datu zudums.
- Galda viļņu sintēze ietverparaugu izmantošana - skaņu paraugi. Tas kodē mūzikas instrumenta veidu, piķi, signāla intensitāti un ilgumu. Iegūtās skaņas kvalitāte ir augstāka nekā iepriekšējā metodē, jo tiek izmantoti reāli paraugi.
Pasaule ir piepildīta ar visa veida informāciju.Lai strādātu ar to, cilvēks nāca klajā ar kodēšanu - sarežģītu datu tulkošanu vienkāršā formā, lai ērtāk glabātu, pārsūtītu un apstrādātu. Datorā informācija tiek attēlota binārā koda formā - atsevišķu bitu secība. Izmantojot šo metodi, var šifrēt visus datus. Dators veic visas darbības ar skaitļiem saskaņā ar bināro skaitļu sistēmas noteikumiem.
