Lumea din jurul nostru este plină de informații.În fiecare secundă, prin simțuri, o persoană primește sute de semnale și mesaje. Este imposibil să ignorăm o componentă atât de importantă a vieții; chiar și o zonă specială de cunoaștere, specializată în procese și fenomene informaționale, a apărut - informatica. Arma sa principală sunt computerele electronice inteligente care pot analiza și manipula datele rapid și precis. Metodele de prezentare a informațiilor într-un computer diferă de cele cu care suntem obișnuiți și asigură eficiența maximă a procesului de calcul.
informații
Informația este un concept global, dă-lo definiție cuprinzătoare este dificilă. Până acum, nu există un singur termen științific general, fiecare domeniu de cunoaștere funcționând cu propria sa idee de informație. Pentru simplitate, îl puteți defini ca date despre starea lumii înconjurătoare în toate manifestările sale.
Informația are sens doar atunci când esteoricine percepe sau folosește. Spre deosebire de energie sau masă, care, după cum știți, nu dispar, ci doar se transformă, informațiile ar putea foarte bine să dispară.
Sarcina principală a informaticii este să învețe cum să colecteze, să stocheze și să transmită date. A realiza acest lucru nu este ușor. Informațiile sunt diferite și fiecare dintre tipurile sale necesită o abordare specială.
Tipuri de informații
Astăzi, oamenii au învățat să lucreze cu o mare varietate de date, care diferă prin natura originii și structurii.
Cele mai populare tipuri de informații:
- Informațiile grafice sunt de primul feldate pe care omenirea a învățat să le manipuleze. Este accesibil pentru percepție și nu necesită transformări speciale. Sculpturile în stâncă sunt cel mai vechi depozit de informații despre lumea înconjurătoare. Au fost înlocuite cu pictură, fotografie și desene tehnice.
- Informațiile numerice vă permit să descriețicaracteristicile cantitative ale obiectelor. Importanța acestui tip de date a crescut vertiginos odată cu dezvoltarea comerțului și a schimbului monetar. Pentru a stoca și transmite cu succes informațiile numerice, a fost necesar să se vină cu sisteme speciale de simboluri. Fiecare cultură a numărat banii în felul său, așa că s-au format diferite sisteme de numere.
- Informațiile text sunt codificate cu specialsimboluri ale vorbirii umane. Odată cu invenția scrisului, a devenit posibilă transmiterea oricăror concepte pe o distanță arbitrar lungă, precum și transferul cunoștințelor către generațiile viitoare. Pentru comoditatea manipulării informațiilor textuale, omenirea a trebuit să inventeze hârtie și tipografia.
- Multă vreme, informațiile sonore nu au cedat unei persoane. Abia la sfârșitul secolului al XIX-lea au apărut primele dispozitive de înregistrare a sunetului care au făcut posibilă perceperea și stocarea datelor.
- Informații video - grafică live - omul a ascultat de inventarea aparatului cinematografic.
Toate aceste date pot fi înregistrate, prelucratecalculatoare electronice și transmise de la persoană la persoană. Ele pot fi depozitate fără pierderi pentru o lungă perioadă de timp. Există și alte tipuri de informații cu care omenirea nu a învățat încă să lucreze, de exemplu, tactile sau gustative.
Împărțirea datelor în tipuri are pentru informaticămare importanță. Formele de prezentare a informațiilor într-un computer se bazează pe caracteristicile acestuia, iar fiecare tip de date are o structură specifică. Astfel, informațiile simbolice și grafice sunt procesate diferit de către mașină.
Lucrul cu informații
Principalele puncte de oprire în ciclul de viață al informației sunt următoarele:
- percepție și colectare;
- depozitare;
- transmisie;
- redare sau afișare.
În timpul stocării sau transmisiei pe termen lung, datele pot fi distorsionate sau pierdute. Erorile semnificative încalcă sau schimbă complet esența informațiilor, prin urmare, acestea trebuie evitate cu orice preț.
Pentru a facilita manipularea datelor, a existatcodificarea a fost inventată. Esența procesului de codificare este că informația este tradusă într-o altă formă conform unor reguli strict definite, se efectuează o operație asupra acesteia și apoi are loc transformarea inversă.
Una dintre primele încercări reușite de codare -semnale luminoase. Sursele de lumină care clipesc este o modalitate convenabilă de a transmite informații pe distanțe lungi. Odată cu dezvoltarea tehnologiei, oamenii au venit cu multe alte modalități de a cripta datele: semnale electrice, unde radio.
Codificarea asigură o mai mare siguranță și securitate a datelor, vă permite să creșteți viteza de transfer a informațiilor și să ușurați procesarea acestora.
Astfel, ciclul informațional ia următoarea formă:
- Colectie;
- codificare;
- depozitare;
- transmisie;
- decodare;
- reproducere.
În timpul ciclului de viață, datele potsă fie codificate și decodate în mod repetat folosind diferite sisteme de codare. Acest lucru este necesar pentru a aduce informațiile într-o stare mai convenabilă pentru o anumită operațiune.
Baza materială a informațiilor
Puteți face orice manipulări realenumai peste obiecte materiale care au anumite caracteristici ce pot fi înregistrate şi măsurate. Prezentarea informațiilor într-un computer se bazează pe semnale electrice.
Sunt prezentate unitățile de mașină care lucrează cu dateleun număr imens de elemente minuscule care, la un moment dat, se află în una dintre cele două stări: pornit sau oprit. Tehnologia de implementare specifică poate diferi pentru diferite computere și chiar pentru diferite unități ale aceleiași mașini. Starea oprită este indicată cu zero - fără semnal, pornit - cu unu.
Cantitatea de informații primite de la unulelement structural - un bit. Cuvântul „bit” este derivat din expresia cifră binară. 1 bit este cea mai mică unitate de informație. Toate informațiile din computere sunt reprezentate printr-o succesiune de biți - zerouri și unu. Este uimitor ce mare varietate de date pot fi criptate într-un mod atât de simplu!
Prezentarea informațiilor într-un computer sub formă de valori individuale de puncte se numește discretă. În comparație cu analogul, este mai ușor de implementat și facilitează gestionarea unor cantități mari de date.
Cod binar
O secvență de biți care reprezintă unele date se numește cod binar. Cu ajutorul lui, orice informație poate fi codificată: numerică, simbolică, grafică.
Regulile prin care datele sunt convertite în codul mașinii sunt specifice fiecărui tip. Valorile individuale din ele pot fi aceleași, astfel încât decodarea se face întotdeauna în funcție de context.
Reprezentarea binară a informațiilor într-un computer are o serie de avantaje:
- ușurință de implementare: elementele cu două poziții sunt mult mai simple și mai fiabile decât trei sau mai multe poziționale;
- imunitate la zgomot: un semnal în care sunt prezente doar două stări posibile este mult mai ușor de perceput;
- Ușurință de calcul: aritmetica binară este cât se poate de simplă.
Baza matematică pentru prezentarea informațiilor înCalculatorul este un sistem numeric cu baza 2. Este mult mai simplu decât sistemul zecimal obișnuit, funcționează cu doar două cifre - zero și unu - și determină regulile tuturor operațiilor matematice efectuate pe cod binar.
Informații numerice
Există trei moduri de a reprezenta informații numerice într-un computer:
- număr punct fix;
- număr în virgulă mobilă;
- reprezentare zecimală binară.
Pentru numerele cu punct fix, așa cum sugerează și numele, locul punctului (virgulă) care separă partea fracționară este strict definit și fix.
- Dacă punctul este după ultima cifră semnificativă, numărul este un întreg.
- Poziția punctului în fața primei cifre semnificative corespunde unei fracții corecte (mai puțin de un modulo).
Pentru a determina semnul, prima cifră este evidențiată. Numerele pozitive au 0, negativ - 1.
Principalul avantaj al acestei forme de prezentare este absența erorilor de rotunjire în calcule. Principalul dezavantaj este gama limitată de valori, care depinde de grila de descărcare a unui anumit computer.
Numerele în virgulă mobilă sunt reprezentate printr-o combinație de valori de mantisă și de ordine. Această formă de notație se numește semilogaritmică.
Precizia calculelor pentru o astfel de reprezentare depinde de lungimea mantisei: la rotunjire, cifrele inutile pot fi trunchiate.
Ambele numere în virgulă fixă, mantisa și ordinea numerelor în virgulă mobilă sunt reprezentate în binar.
Reprezentarea BCD a numerelorfurnizate de procesoare speciale din calculator. Numărul este tratat ca zecimal, dar fiecare cifră este reprezentată ca o tetradă binară. Acest lucru reduce timpul de procesare pentru matrice mari de numere zecimale.
Informații text
Pentru a reprezenta informații textuale într-un computer, se folosesc tabele speciale, în care fiecărui caracter este atribuit un cod binar unic.
În cea mai populară codificare ASCII(Codul american pentru schimburi internaționale) 8 biți - 1 octet sunt alocați pentru un caracter. Pentru o unitate de cod de această dimensiune, există 256 de combinații unice, prin urmare, pot fi codificate 256 de caractere text diferite. Pe lângă literele diferitelor alfabete, tabelul ia în considerare operatorii matematici, semnele de punctuație și alte elemente speciale.
Desigur, 256 de combinații sunt prea puține pentru noilume multiculturală. Unele limbi înseși conțin mai multe litere. În tabelele Unicode, dimensiunea unității de cod de bază a fost mărită prin alocarea a 2 octeți (16 biți) pentru aceasta. Acest lucru ne-a permis să creștem limita de codare la 65536 elemente.
Raster graphics
Reprezentarea informațiilor grafice într-un computernumită matrice. Se bazează pe împărțirea unei imagini în rânduri de puncte (pixeli). Pentru fiecare pixel, informațiile despre poziție, culoare și luminozitate sunt stocate separat.
În imaginile alb-negru pentru un punct, este suficient să indicați „grayness” - una dintre cele 256 de nuanțe de gri. Pentru aceasta, este alocat 1 octet (8 biți).
Ilustrațiile color necesită mai multe date.Pentru a codifica informații despre culoarea unui punct, acesta este reprezentat ca o compoziție de trei culori de bază: roșu, verde și albastru. Acesta este modelul Roșu-Verde-Albastru - RGB. Codarea unui punct al unei imagini color necesită 24 de biți - un octet (8 biți) pentru fiecare componentă.
Grafică vectorială
Imaginea poate fi descrisă într-un mod diferit.Pentru a face acest lucru, este împărțit în figuri elementare - segmente, arce, cercuri. Fiecare parte poate fi descrisă folosind formule matematice. Deci, un cerc este reprezentat de un set de coordonate ale centrului și razei cercului. Acest mod de a descrie grafica se numește vector.
Informații sonore
Metodele de prezentare a informațiilor despre sunete într-un computer sunt mult mai complicate. Se dezvoltă activ, dar sunt încă departe de standardizare. Există două domenii principale de procesare a semnalelor audio:
- Modulația în frecvență (FM) este o încercare de descompuneresunet la o secvență de semnale armonice corecte simple, ai căror parametri pot fi descriși. Principala dificultate este că sunetul este în mod inerent continuu, iar conversia unui semnal analogic într-un semnal discret este întotdeauna însoțită de pierderea de date.
- Sinteza tabel-undă implicăutilizarea mostrelor – mostre de sunete. Acesta codifică tipul de instrument muzical, înălțimea, intensitatea și durata semnalului. Calitatea sunetului obținut este mai mare decât în metoda anterioară, deoarece se folosesc mostre reale.
Lumea este plină de informații de tot felul.Pentru a lucra cu el, o persoană a creat codificare - traducerea datelor complexe într-o formă simplă pentru confortul stocării, transmiterii și procesării. Într-un computer, informațiile sunt reprezentate sub forma unui cod binar - o secvență de biți individuali. Orice date poate fi criptată folosind această metodă. Calculatorul efectuează toate operațiunile asupra numerelor conform regulilor sistemului de numere binar.
