Verden rundt oss er full av informasjon.Hvert sekund, gjennom sansene, mottar en person hundrevis av signaler og meldinger. Det er umulig å ignorere en så viktig del av livet; selv et spesielt kunnskapsområde, som spesialiserer seg på informasjonsprosesser og fenomener, har dukket opp - informatikk. Hovedvåpenet er smarte elektroniske datamaskiner som raskt og nøyaktig kan analysere og manipulere data. Metoder for å presentere informasjon på en datamaskin er forskjellige fra de vi er vant til, og gir maksimal effektivitet i beregningsprosessen.
informasjon
Informasjon er et globalt konsept, gi deten omfattende definisjon er vanskelig. Inntil nå er det ikke et enkelt generelt vitenskapelig begrep, hvert kunnskapsområde opererer med sin egen ide om informasjon. For enkelhets skyld kan du definere det som data om tilstanden i omverdenen i alle dens manifestasjoner.
Informasjon gir mening bare når dennoen oppfatter eller bruker. I motsetning til energi eller masse, som, som du vet, ikke forsvinner, men bare transformerer, kan informasjon godt forsvinne.
Datavitenskapens hovedoppgave er å lære å samle, lagre og overføre data. Å innse dette er ikke lett. Informasjon er forskjellig, og hver av dens typer krever en spesiell tilnærming.
Typer informasjon
I dag har folk lært å jobbe med et stort utvalg av data, som er forskjellige i opprinnelse og struktur.
De mest populære typer informasjon:
- Grafisk informasjon er den aller første typendata som menneskeheten har lært å manipulere. Det er tilgjengelig for oppfatning og krever ikke spesielle transformasjoner. Helleristninger er det eldste depotet av informasjon om verden rundt. De ble erstattet av maleri, fotografering og tekniske tegninger.
- Numerisk informasjon lar deg beskrivekvantitative egenskaper til objekter. Betydningen av denne typen data steg i været med utviklingen av handel og pengeveksling. For å kunne lagre og overføre numerisk informasjon, var det nødvendig å komme med spesielle symbolsystemer. Hver kultur telte penger på sin egen måte, så forskjellige tallsystemer ble dannet.
- Tekstinformasjon er kodet med spesiellmenneskelige talesymboler. Med oppfinnelsen av skriving ble det mulig å overføre alle konsepter over en vilkårlig stor avstand, samt å overføre kunnskap til fremtidige generasjoner. For enkelhets skyld å manipulere tekstinformasjon måtte menneskeheten finne på papir og trykk.
- I lang tid ga ikke lydinformasjon etter for en person. Det var først på slutten av 1800 -tallet at de første lydopptaksenhetene dukket opp som gjorde det mulig å oppfatte og lagre data.
- Videoinformasjon - levende grafikk - adlød mannen med oppfinnelsen av det kinematografiske apparatet.
Alle disse dataene kan registreres, behandleselektroniske datamaskiner og overført fra person til person. De kan lagres uten tap i lang tid. Det finnes andre typer informasjon som menneskeheten ennå ikke har lært å arbeide med, for eksempel taktil eller lystig.
Inndeling av data i typer har for informatikkveldig viktig. Former for informasjonspresentasjon i en datamaskin er basert på funksjonene, og hver datatype har en spesifikk struktur. Dermed behandles symbolsk og grafisk informasjon annerledes av maskinen.
Jobber med informasjon
De viktigste stoppestedene i informasjonslivssyklusen er som følger:
- persepsjon og innsamling;
- lagring;
- overføring;
- avspilling eller visning.
Under langtidslagring eller overføring kan data bli forvrengt eller gå tapt. Betydelige feil krenker eller endrer essensen av informasjonen fullstendig, derfor må de unngås for enhver pris.
For å lette datamanipulering var detkodingen ble oppfunnet. Essensen i kodingsprosessen er at informasjon blir oversatt til en annen form i henhold til strengt definerte regler, en operasjon utføres på den, og deretter finner den omvendte transformasjonen sted.
Et av de første vellykkede forsøkene på koding -lys signaler. Blinkende lyskilder er en praktisk måte å overføre informasjon over lange avstander. Med utviklingen av teknologi har folk kommet med mange flere måter å kryptere data på: elektriske signaler, radiobølger.
Koding sikrer større sikkerhet og sikkerhet for data, lar deg øke hastigheten på informasjonsoverføring og lette behandlingen.
Informasjonssyklusen har således følgende form:
- samling;
- koding;
- lagring;
- overføring;
- dekoding;
- reproduksjon.
I løpet av livssyklusen kan datakodes og dekodes gjentatte ganger med forskjellige kodingssystemer. Dette er nødvendig for å bringe informasjon til en mer praktisk tilstand for en bestemt operasjon.
Materiell grunnlag for informasjon
Du kan gjøre noen reelle manipulasjonerbare over materielle objekter som har visse egenskaper som kan registreres og måles. Presentasjonen av informasjon i en datamaskin er basert på elektriske signaler.
Maskinenhetene som arbeider med dataene presentereset stort antall små elementer som til enhver tid er i en av to tilstander: på eller av. Den spesifikke implementeringsteknologien kan variere for forskjellige datamaskiner og til og med for forskjellige enheter på samme maskin. Av -tilstanden indikeres med null - intet signal, på - med ett.
Mengden informasjon mottatt fra enstrukturelement - en bit. Ordet "bit" er avledet av uttrykket binært siffer. 1 bit er den minste informasjonsenheten. All informasjon på datamaskiner er representert med en sekvens av biter - nuller og ener. Det er utrolig hva et stort utvalg av data som kan krypteres på en så enkel måte!
Presentasjon av informasjon i en datamaskin i form av individuelle punktverdier kalles diskret. Sammenlignet med analog er den lettere å implementere og gjør det lettere å håndtere store datamengder.
Binær kode
En sekvens av biter som representerer noen data kalles en binær kode. Med sin hjelp kan all informasjon kodes: numerisk, symbolsk, grafisk.
Reglene som data konverteres til maskinkode er spesifikke for hver type. Individuelle verdier i dem kan være de samme, så avkoding utføres alltid avhengig av konteksten.
Binær representasjon av informasjon i en datamaskin har en rekke fordeler:
- enkel implementering: toposisjonselementer er mye enklere og mer pålitelige enn tre eller flere posisjonelle;
- støyimmunitet: et signal der bare to mulige tilstander er tilstede er mye lettere å oppfatte;
- Lett å beregne: Binær aritmetikk er så enkelt som mulig.
Det matematiske grunnlaget for å presentere informasjon iEn datamaskin er et tallsystem med basis 2. Det er mye enklere enn det vanlige desimalsystemet, opererer med bare to sifre - null og ett - og bestemmer reglene for alle matematiske operasjoner utført på en binær kode.
Numerisk informasjon
Det er tre måter å representere numerisk informasjon på en datamaskin:
- fast punktnummer;
- flytende nummer;
- binær desimal representasjon.
For tall med et fast punkt, som navnet antyder, er stedet for punktet (komma) som skiller brøkdelen strengt definert og fast.
- Hvis punktet er etter det siste signifikante sifferet, er tallet et heltall.
- Plasseringen av prikken foran det første signifikante sifferet tilsvarer en korrekt brøkdel (mindre enn en modulo).
For å bestemme tegnet, er det aller første sifferet uthevet. Positive tall har 0 i den, negative - 1.
Hovedfordelen med denne presentasjonsformen er fraværet av avrundingsfeil i beregninger. Den største ulempen er det begrensede verdiområdet, som avhenger av utladningsnettet til en bestemt datamaskin.
Flytpunktstall er representert ved en kombinasjon av mantissa og ordreverdier. Denne formen for notasjon kalles semi-logaritmisk.
Beregningsnøyaktigheten for en slik representasjon avhenger av lengden på mantissen: ved avrunding kan unødvendige sifre avkortes.
Både tall med fast punkt, mantissen og rekkefølgen på flytende tall er representert i binær.
BCD -representasjon av talllevert av spesielle prosessorer i datamaskinen. Tallet behandles som desimal, men hvert siffer er representert som en binær tetrad. Dette reduserer behandlingstiden for store matriser med desimaltall.
Tekstinformasjon
For å representere tekstinformasjon i en datamaskin, brukes spesielle tabeller, der en unik binær kode er tilordnet hvert tegn.
I den mest populære ASCII -kodingen(American Code for International Interchange) 8 bits - 1 byte er tildelt for ett tegn. For en kodeenhet av denne størrelsen er det 256 unike kombinasjoner, derfor kan 256 forskjellige teksttegn kodes. I tillegg til bokstaver i forskjellige alfabeter, tar tabellen hensyn til matematiske operatorer, skilletegn og andre spesielle elementer.
Selvfølgelig er 256 kombinasjoner for få for våreflerkulturell verden. Noen språk inneholder flere bokstaver. I Unicode -tabeller har størrelsen på basiskodenheten blitt økt ved å tildele 2 byte (16 bits) for den. Dette tillot oss å øke kodingsgrensen til 65536 elementer.
Raster grafikk
Representasjon av grafisk informasjon i en datamaskinkalt matrise. Den er basert på å dele et bilde i rader med prikker (piksler). Informasjon lagres separat for hver piksel, posisjon, farge og lysstyrke.
I svart-hvitt-bilder for et punkt, er det nok å indikere "gråheten"-en av 256 gråtoner. For dette tildeles 1 byte (8 bits).
Fargeillustrasjoner krever mer data.For å kode informasjon om fargen på et punkt, er det representert som en sammensetning av tre grunnfarger: rød, grønn og blå. Dette er Rød-Grønn-Blå-RGB-modellen. Koding av ett punkt i et fargebilde krever 24 bits - en byte (8 bits) for hver komponent.
Vector grafikk
Bildet kan beskrives på en annen måte.For å gjøre dette er den delt inn i elementære figurer - segmenter, buer, sirkler. Hver del kan beskrives ved hjelp av matematiske formler. Så er en sirkel representert med et sett med koordinater for sentrum og radius av sirkelen. Denne måten å beskrive grafikk på kalles vektor.
Lydinformasjon
Metodene for å presentere informasjon om lyder i en datamaskin er mye mer kompliserte. De utvikler seg aktivt, men de er fortsatt langt fra standardisering. Det er to hovedområder for behandling av lydsignaler:
- Frequency Modulation (FM) er et forsøk på å brytes nedlyd til en sekvens av enkle korrekte harmoniske signaler, hvis parametere kan beskrives. Hovedproblemet er at lyden iboende er kontinuerlig, og konverteringen av et analogt signal til et diskret signal er alltid ledsaget av datatap.
- Tabellbølgesyntese innebærerbruk av prøver - prøver av lyder. Dette koder for typen musikkinstrument, tonehøyde, intensitet og varighet av signalet. Kvaliteten på den oppnådde lyden er høyere enn i den forrige metoden, siden det brukes ekte prøver.
Verden er fylt med informasjon av alle slag.For å jobbe med det, kom en person med koding - oversettelse av komplekse data til en enkel form for enkel lagring, overføring og behandling. I en datamaskin er informasjon representert i form av en binær kode - en sekvens av individuelle biter. Alle data kan krypteres ved hjelp av denne metoden. Datamaskinen utfører alle operasjoner på tall i henhold til reglene i det binære tallsystemet.
