Кодирование информации - Реферат

Человек воспринимает окружающий мир, своего рода, получает информацию с помощью органов чувств: зрение, слух, обоняние, осязание, вкус. В процессе достижения каких-либо целей человек принимает решения - обрабатывает информацию. Слово «кодирование» понимается не в узком смысле - кодирование как способ сделать сообщение непонятным для всех, кто не владеет ключом кода, а в широком - как представление информации в виде сообщения на каком-либо языке. электронный информация кодирование Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информатики, это: Виды информации Их характеристика Графическая или изобразительная Первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира.Таким образом, можно сделать вывод, что информация - это очень обширное понятие. В сегодняшнем XXI веке немыслимо представить человека, который бы не пользовался компьютером и другими современными технологиями.

Представленная работа посвящена теме "Информация. Кодирование информации. Представление информации в электронном виде».

Информация каждым из нас воспринимается, усваивается по-разному.

Человек воспринимает окружающий мир, своего рода, получает информацию с помощью органов чувств: зрение, слух, обоняние, осязание, вкус. Для того чтобы правильно ориентироваться в мире, он запоминает полученные сведения, то есть хранит информацию. В процессе достижения каких-либо целей человек принимает решения - обрабатывает информацию. В процессе общения с другими людьми человек передает и принимает информацию. Человек живет в мире информации.

Море информации, которое получает человек, необходимо как-то запомнить или сохранить. На помощь приходит персональный компьютер. Никто не задумывается о том, как информация помещается на маленьких и удобных флэш-картах, и, конечно же, на жестком диске компьютера. Поэтому я считаю данную тему, для нашего современного мира - мира информационных технологий, актуальной.

В данном реферате представляются различные способы кодирования информации, а также рассказывается о различных видах информации и о ее свойствах. Слово «кодирование» понимается не в узком смысле - кодирование как способ сделать сообщение непонятным для всех, кто не владеет ключом кода, а в широком - как представление информации в виде сообщения на каком-либо языке. электронный информация кодирование

1. Понятие информации, ее виды и свойства

Информация - в широком смысле абстрактное понятие, имеющее множество значений, в зависимости от контекста. В узком смысле этого слова - сведения (сообщения, данные) независимо от формы их представления. В настоящее время не существует единого определения термина информация. С точки зрения различных областей знания, данное понятие описывается своим специфическим набором признаков. Информация - совокупность данных, зафиксированных на материальном носителе, сохраненных и распространенных во времени и пространстве.[1]

1.1 Виды информации

Основные виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для информатики, это: Виды информации Их характеристика

Графическая или изобразительная Первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира.

Звуковая (акустическая) Мир вокруг нас полон звуков, задача их хранения и тиражирования была решена с изобретением звукозаписывающих устройств в 1877 г. Ее разновидностью является музыкальная информация - для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;

Текстовая Способ кодирования речи человека специальными символами - буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания.

Числовая Количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами - цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными

Видеоинформация Способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино.

Существуют также виды информации, для которых до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения - это тактильная информация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами и вкусами и др.

Особым видом информации в настоящее время можно считать информацию, представленную в глобальной сети Интернет. Здесь используются особые приемы хранения, обработки, поиска и передачи распределенной информации больших объемов и особые способы работы с различными видами информации.

1.2 Свойства информации

Как и всякий объект, информация обладает свойствами. С точки зрения информатики, наиболее важными представляются следующие общие свойства: объективность, достоверность, полнота, точность, актуальность, полезность, ценность, своевременность, понятность, доступность, краткость и пр.

Объективность информации. Информация - это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения.

Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Отражаясь в сознании человека, информация может искажаться (в большей или меньшей степени) в зависимости от мнения, суждения, опыта, знаний конкретного субъекта, и, таким образом, перестать быть объективной.

Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение.

Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.

Актуальность информации - важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Только вовремя полученная информация может быть полезна.

Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оценена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью.

2. История кодирования информации

Человечество использует шифрование (кодировку) текста с того самого момента, когда появилась первая секретная информация. Перед вами несколько приемов кодирования текста, которые были изобретены на различных этапах развития человеческой мысли:[1]

- криптография - это тайнопись, система изменения письма с целью сделать текст непонятным для непосвященных лиц.

- азбука Морзе или неравномерный телеграфный код, в котором каждая буква или знак представлены своей комбинацией коротких элементарных посылок электрического тока (точек) и элементарных посылок утроенной продолжительности.

Один из самых первых известных методов шифрования носит имя римского императора Юлия Цезаря (I век до н.э.). Этот метод основан на замене каждой буквы шифруемого текста, на другую, путем смещения в алфавите от исходной буквы на фиксированное количество символов, причем алфавит читается по кругу, то есть после буквы я рассматривается. Так слово «байт» при смещении на два символа вправо кодируется словом «гвлф». Обратный процесс расшифровки данного слова - необходимо заменять каждую зашифрованную букву, на вторую слева от нее.

2.1 Кодирование информации

Код - это набор условных обозначений (или сигналов) для записи (или передачи) некоторых заранее определенных понятий.

Кодирование информации - это процесс формирования определенного представления информации. В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.

Обычно каждый образ при кодировании (иногда говорят - шифровке) представлении отдельным знаком.

На компьютере можно обрабатывать текстовую информацию. При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.[2]

Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц (а не десяти цифр, как это привычно для людей). Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления, поскольку при этом устройства для их обработки получаются значительно более простыми. Ввод чисел в компьютер и вывод их для чтения человеком может осуществляться в привычной для нас десятичной форме, а все необходимые преобразования выполняют программы, работающие на компьютере.

Цели кодирования информации: 1) повышение эффективности передачи данных, за счет достижения максимальной скорости передачи данных.

2) представление информации и данных в наиболее удобном для ЭВМ виде

3) снижение требований к скорости передачи за счет сокращения избыточности информации

4) сокращение объема памяти занимаемой файлами

5) Повышение помехоустойчивости при передаче данных.

3. Способы кодирования информации

Одна и та же информация может быть представлена (закодирована) в нескольких формах. C появлением первых компьютеров возникла необходимость кодирования всех видов информации, с которыми имеет дело человечество в целом. Информация никогда не появляется в чистом виде, она всегда как-то представлена, как-то закодирована.[2]

Чаще всего применяют следующие способы кодирования информации: Вид кодирования С помощью чего кодируется

Графический С помощью рисунков или значков

Числовой С помощью чисел

Символьный (текстовый) с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст

Звуковой С использованием звуков

3.1 Кодирование символьной (текстовой) информации

Информация, выраженная с помощью естественных и формальных языков в письменной форме, обычно называется текстовой информацией.

Текстовую информацию кодируют двоичным кодом через обозначение каждого символа алфавита определенным целым числом. С помощью восьми двоичных разрядов, возможно, закодировать 256 различных символов. Данного количества символов достаточно для выражения всех символов английского и русского алфавитов. По формуле можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать каждый знак: N = 2i => 256 = 2i => 28 = 2i => I = 8 битов.

Для обработки текстовой информации на компьютере необходимо представить ее в двоичной знаковой системе. Для кодирования каждого знака требуется количество информации, равное 8 битам, т. е. длина двоичного кода знака составляет восемь двоичных знаков. Каждому знаку необходимо поставить в соответствие уникальный двоичный код из интервала от 00000000 до 11111111 (в десятичном коде от 0 до 255) (табл. 3.1).

При вводе в компьютер текстовой информации происходит ее двоичное кодирование, изображение знака преобразуется в его двоичный код. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу со знаком, и в компьютер поступает определенная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код знака). Код знака хранится в оперативной памяти компьютера, где занимает одну ячейку.

Для кодировки русского алфавита были разработаны несколько вариантов кодировок: 1) Windows-1251 - она введена компанией Microsoft; с учетом широкого распространения операционных систем (ОС) и других программных продуктов этой компании в Российской Федерации она нашла широкое распространение;

2) КОИ-8 (Код Обмена Информацией, восьмизначный) - другая популярная кодировка российского алфавита, распространенная в компьютерных сетях на территории Российской Федерации и в российском секторе Интернет;

3) ISO (International Standard Organization - Международный институт стандартизации) - международный стандарт кодирования символов русского языка. На практике эта кодировка используется редко.

Ограниченный набор кодов (256) создает трудности для разработчиков единой системы кодирования текстовой информации. Вследствие этого был предложено кодировать символы не 8-разрядными двоичными числами, а числами с большим разрядом, что вызвало расширение диапазона возможных значений кодов. Система 16-разрядного кодирования символов называется универсальной - UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяет обеспечить уникальные коды для 65 536 символов, что вполне достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков.

Несмотря на простоту предложенного подхода, практический переход на данную систему кодировки очень долго не мог осуществиться изза недостатков ресурсов средств вычислительной техники, так как в системе кодирования UNICODE все текстовые документы становятся автоматически вдвое больше. В конце 1990-х гг. технические средства достигли необходимого уровня, начался постепенный перевод документов и программных средств на систему кодирования UNICODE.

3.2 Кодирование числовой информации

Сходство в кодировании числовой и текстовой информации состоит в следующем: чтобы можно было сравнивать данные этого типа, у разных чисел (как и у разных символов) должен быть различный код. Основное отличие числовых данных от символьных заключается в том, что над числами кроме операции сравнения производятся разнообразные математические операции: сложение, умножение, извлечение корня, вычисление логарифма и пр. Правила выполнения этих операций в математике подробно разработаны для чисел, представленных в позиционной системе счисления. Основной системой счисления для представления чисел в компьютере является двоичная позиционная система счисления.[3]

3.3 Кодирование графической информации

Из курса физики всем известно, что звук - это колебания воздуха. По своей природе звук является непрерывным сигналом. Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), мы увидим плавно изменяющееся с течением времени напряжение.

В середине 50-х годов для больших ЭВМ, которые применялись в научных и военных исследованиях, впервые в графическом виде было реализовано представление данных. В настоящее время широко используются технологии обработки графической информации с помощью ПК. Графический интерфейс пользователя стал стандартом "де-факто" для ПО разных классов, начиная с операционных систем. Особенно интенсивно технология обработки графической информации с помощью компьютера стала развиваться в 80-х годах.

Живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно - это пример аналогового представления, а изображение, напечатанное при помощи струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета - это дискретное представление. Путем разбиения графического изображения (дискретизации) происходит преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную. При этом производится кодирование - присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода. При кодировании изображения происходит его пространственная дискретизация. Все изображение разбивается на отдельные точки, каждому элементу ставится в соответствие код его цвета.

Существует несколько способов кодирования графической информации: Растровое изображение: при помощи увеличительного стекла можно увидеть, что черно-белое графическое изображение, например из газеты, состоит из мельчайших точек, составляющих определенный узор - растр. Во Франции в 19 веке возникло новое направление в живописи - пуантилизм. Его техника заключалась в том, что на холст рисунок наносился кистью в виде разноцветных точек. Также этот метод издавна применяется в полиграфии для кодирования графической информации. Точность передачи рисунка зависит от количества точек и их размера. После разбиения рисунка на точки, начиная с левого угла, двигаясь по строкам слева направо, можно кодировать цвет каждой точки. В современных ПК в основном используют следующие разрешающие способности экрана: 640 на 480, 800 на 600, 1024 на 768 и 1280 на 1024 точки. Так как яркость каждой точки и ее линейные координаты можно выразить с помощью целых чисел, то можно сказать, что этот метод кодирования позволяет использовать двоичный код для того чтобы обрабатывать графические данные.

Цветовые модели: если говорить о кодировании цветных графических изображений, то нужно рассмотреть принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. Применяют несколько систем кодирования: HSB, RGB и CMYK. Первая цветовая модель проста и интуитивно понятна, т. е. удобна для человека, вторая наиболее удобна для компьютера, а последняя модель CMYK-для типографий. Использование этих цветовых моделей связано с тем, что световой поток может формироваться излучениями, представляющими собой комбинацию " чистых" спектральных цветов: красного, зеленого, синего или их производных.

3.4 Кодирование звуковой информации

При нажатии клавиши клавиатуры сигнал посылается в компьютер в виде двоичного числа, которое хранится в кодовой таблице. Кодовая таблица - это внутреннее представление символов в компьютере. В качестве стандарта в мире принята таблица ASCII (American Standart Code for Information Interchange - Американский стандартный код для обмена информацией). Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт = 8бит. Так как 1 бит принимает значение 0 или 1, то с помощью одного байта можно закодировать 28 = 256 различных символов, т.к. именно столько различных кодовых комбинаций можно составить. Эти комбинации и составляют таблицу ASCII. Например, буква S имеет код 01010011; при нажатии ее на клавиатуре происходит декодирование двоичного кода и по нему строится изображение символа на экране монитора.

Стандарт ASCII определяет первые 128 символов: цифры, буквы латинского алфавита, управляющие символы. Вторая половина кодовой таблицы не определена американским стандартом и предназначена для национальных символов, псевдографических и некоторых нематематических символов. В разных странах могут использоваться различные варианты второй половины кодовой таблицы. Цифры кодируются по этому стандарту при вводе-выводе и если они встречаются в тексте. Если они участвуют в вычислениях, то осуществляется их преобразование в другой двоичный код.[2]

4. Представление информации в электронном виде

Электронная информация - это информация, представленная в электронной форме, то есть в виде, пригодном для восприятия человеком с использованием электронных вычислительных машин, а также для передачи по информационно-телекоммуникационным сетям или обработки в информационных системах.

Типы электронной информации: 1.Статистическая информация - это цифровая информация в виде числовых рядов различных показателей, прогнозных моделей и оценок. Данные представлены в виде средних или относительных величин и позволяют выявлять закономерности развития социально-экономических явлений и процессов.

2. Динамическая информация - алфавит, числа и специальные символы с указанием места их расположения на экране - поступает из процессора УВК через буферное запоминающее устройство и, накладываясь на статическую, формирует общее изображение выбранного фрагмента.

Динамическая информация изменяется во времени, но не обязательно, вследствие перемещения тел в пространстве.

3.Интерактивная информация- информация, представленная с помощью онлайн и офлайн технологий.

Основные преимущества представления информации в электронном виде: А) передача информации на значительные расстояния в ограниченное время;

Б) хранение больших объемов информации на электронных носителях, что делает работу быстрее и дает возможность представить информацию везде.

Таким образом, можно сделать вывод, что информация - это очень обширное понятие. Существует достаточно много видов информации, каждый из них уникален и неповторим.

Кодирование информации в компьютере - это очень важный процесс. В сегодняшнем XXI веке немыслимо представить человека, который бы не пользовался компьютером и другими современными технологиями.

Но не каждый человек, который, допустим, печатает, задумывается о том - а как же на самом деле все эти «буквы» представлены в компьютере? Как происходит весь этот процесс «там», в самой машине - «внутри»? Ведь мы пальчиком нажимаем на нужную нам буковку (клавишу) - она высвечивается на мониторе - на этом все, мышление заканчивается!!! Это неправильно! Я считаю, что каждый современный человек должен хотя бы задумываться о том, как на самом деле происходит кодирование любой информации в компьютере! Тем более этот процесс является достаточно сложным и, безусловно, важным, также является очень интересным!

1.Березюк Н.Т., Андрющенко А.Г., Мощицкий С.С. и др. «Кодирование информации (двоичные коды)» - Харьков, издательское объединение "Вища школа", 1978, 252 с.

2. Кодирование информации в компьютере [Электронный ресурс].- Электронные дан.- Режим доступа: http://marklv.narod.ru/book/codir.htm ( дата обращения 27.03.2016 г.).

3. Конспект - Кодирование информации [Электронный ресурс].- Электронные дан.- Режим доступа: http://www.inf-help.narod.ru/konspekt_17.html (дата обращения 28.03.2016 г.).

4. Введение в информатику [Электронный ресурс].- Электронные дан. - Режим доступа: http://book.kbsu.ru/theory/chapter1/1_1.html (дата обращения 27.03.2016 г.)

Размещено на .ru