Trình bày thông tin trong máy tính: sử dụng các ví dụ

Nếu một người được tham gia vào việc nghiên cứu các công nghệ máy tính không phải là hời hợt, nhưng nghiêm túc, nó chắc chắn phải được nhận thức khác nhau là những gì các hình thức thông tin trong máy tính. Câu hỏi này là một nền tảng, bởi vì không chỉ việc sử dụng các hệ thống phần mềm và điều hành, mà còn là chương trình là về nguyên tắc dựa trên các A-cha.

Bài học "Trình bày thông tin trong máy tính": những điều cơ bản

Nói chung, thiết bị máy tính cho con đường cô nhận thức thông tin hoặc các lệnh, chuyển đổi chúng thành các định dạng tập tin và cung cấp cho người dùng kết quả hoàn thành là hơi khác so với các khái niệm truyền thống.

Thực tế là tất cả các hệ thống hiện có dựa trên chỉ có hai toán tử logic - "true" và "false» (true, false). Trong một cảm giác đơn giản nó là "có" hoặc "không".

Điều này được hiểu rằng khoa học từ máy tính không hiểu tại sao một hệ thống kỹ thuật số đặc biệt với mã có điều kiện đã được tạo ra vào buổi bình minh của công nghệ máy tính, trong đó có sự chấp thuận của đơn vị có liên quan, và từ chối - zero. Đó là chính xác những gì xuất hiện cái gọi là biểu diễn nhị phân của thông tin trong máy tính. Tùy thuộc vào sự kết hợp của những người thân và số không là quyết tâm và kích thước của các đối tượng dữ liệu.

Các đơn vị nhỏ nhất của loại hình này là kích thước một chút - bit, mà có thể có một giá trị 0 hoặc 1. Tuy nhiên, các hệ thống hiện đại với số lượng nhỏ như vậy không làm việc, và gần như tất cả các cách trình bày thông tin trong máy tính được giảm xuống chỉ sử dụng tám bit, mà cùng nhau chiếm byte (2 với sức mạnh thứ tám). Như vậy, trong một byte đơn có thể được làm bằng bất cứ mã hóa ký tự của 256 có thể. Và nó là một mã nhị phân là nền tảng của bất kỳ của đối tượng thông tin. Nó sẽ được hiểu, làm thế nào nó trông giống trong thực tế.

Tin học: việc cung cấp các thông tin trong máy tính. số điểm cố định

Kể từ khi nó ban đầu được nói chuyện về những con số, chúng ta xem xét cách hệ thống đối xử với họ. Đại diện của thông tin số trong các máy tính hiện nay có thể được chia thành số chế biến với điểm cố định và thả nổi. Loại thứ nhất cũng có thể là do nguyên bình thường, người sau dấu thập phân là giá trị zero.

Người ta tin rằng những con số thuộc loại này có thể mất 1, 2, hoặc 4 byte. Cái gọi là byte đầu là chịu trách nhiệm về hiệu số, trong khi một dấu hiệu tích cực tương ứng với zero, và tiêu cực - đơn vị. Vì vậy, ví dụ, một đại diện 2-byte của dãy các giá trị cho các số dương trong khoảng ^{0-16 ngày 01 tháng 2,} đó là 65535, và cho số âm - -2 ^{15-2 15} -1, tương đương với một dãy số từ -32.768-32.767.

đại diện dấu chấm động

Bây giờ xem xét các loại thứ hai con số. Thực tế là những bài học chương trình giảng dạy học về "Báo cáo trên một máy tính" (lớp 9) số dấu chấm động không được xem xét. Hoạt động với họ là khá phức tạp và được sử dụng, ví dụ, trong các trò chơi máy tính. Bằng cách này, một chút phân tâm từ chủ đề này, nó cần phải nói rằng cho card đồ họa hiện đại là một trong những chỉ số chính của hiệu suất là tốc độ giao dịch là với những con số như vậy.

Ở đây chúng ta sử dụng dạng lũy thừa, trong đó vị trí của dấu thập phân có thể được thay đổi. Như công thức cơ bản, cho thấy sự hiện diện của bất kỳ số lượng chấp nhận Một _{^{sau: A = m A * q P}} , nơi m _A - là mantissa, q ^P - là một cơ số, và P - trật tự số.

Mantissa phải đáp ứng các yêu cầu của q ^-1 ≤ | m _A | <1, sau đó phải có phần nhị phân thích hợp có chứa các chữ số sau dấu thập phân, đó là khác nhau từ số không, và thứ tự của - một số nguyên. Và bất kỳ số thập phân bình thường có thể khá dễ dàng để tưởng tượng trong dạng lũy thừa. Và số lượng các loại hình này có kích thước 4 hoặc 8 byte.

Ví dụ, số thập phân 999.999 theo công thức với một mantissa bình thường sẽ trông giống như 0,999999 _~ 10 ^3.

Hiển thị các dữ liệu văn bản: một chút lịch sử

Hầu hết tất cả người dùng của hệ thống máy tính vẫn sử dụng thông tin thử nghiệm. Và xem các thông tin văn bản trong máy tính tương ứng với các nguyên tắc mã nhị phân tương tự.

Tuy nhiên, do thực tế là ngày nay chúng ta có thể đếm rất nhiều ngôn ngữ trên thế giới, để đại diện cho thông tin văn bản sử dụng hệ thống mã hóa đặc biệt hoặc bảng mã. Với sự ra đời của MS-DOS được coi là một tiêu chuẩn cơ bản mã hóa CP866 và máy tính Mac của Apple sẽ sử dụng tiêu chuẩn riêng của mình. Trong khi một mã hóa đặc biệt theo tiêu chuẩn ISO 8859-5 đã được giới thiệu đến các ngôn ngữ Nga. Tuy nhiên, với sự phát triển của công nghệ máy tính cần thiết để giới thiệu các tiêu chuẩn mới.

nhiều mã hóa

Ví dụ, vào cuối những năm 90-tệ của thế kỷ trước đã có một phổ biến mã hóa Unicode, mà có thể xử lý không chỉ dữ liệu văn bản, mà còn âm thanh và video. tính đặc thù của nó là một nhân vật duy nhất được phân bổ nhiều hơn một chút, nhưng hai.

Một lát sau, có những giống khác. Đối với hệ thống dựa trên Windows, sử dụng nhiều nhất là CP1251 mã hóa, nhưng đối với tiếng Nga và vẫn đang được sử dụng bởi koi-8P - mã hóa, trong đó xuất hiện vào những năm 70 cuối năm, và năm 80 đã tích cực sử dụng ngay cả trong các hệ thống UNIX-based.

Các thông tin rất giống nhau trong đại diện văn bản của một máy tính dựa trên bảng mã ASCII, bao gồm cả cơ sở và một phần mở rộng. Đầu tiên bao gồm mã số 0-127, thứ hai - từ 128 đến 255. Tuy nhiên, các mã loạt đầu tiên 0-32 rút ngoài những biểu tượng được gán cho các phím của bàn phím chuẩn và các phím chức năng (F1-F12).

Đồ họa: các loại chính của

Đối với các đồ họa, được sử dụng rộng rãi trong thế giới kỹ thuật số ngày nay, có một số sắc thái. Nếu bạn nhìn vào các đại diện đồ họa thông tin trong một máy tính, trước tiên bạn phải chú ý đến các loại chính của hình ảnh. Trong số đó có hai loại chính - vector và raster.

đồ họa vector dựa trên việc sử dụng các hình dạng nguyên thủy (đường nét, hình tròn, đường cong, đa giác, và vân vân. D.), hộp văn bản và lấp đầy một màu cụ thể. Bitmap được dựa trên việc sử dụng một ma trận chữ nhật, mỗi phần tử trong số đó được gọi là một pixel. Bên cạnh đó, đối với mỗi phần tử, bạn có thể thiết lập độ sáng và màu sắc.

hình ảnh vector

Ngày nay, việc sử dụng các vector có diện tích hạn chế. Họ rất tốt, ví dụ, khi tạo bản vẽ kỹ thuật và sơ đồ, hoặc cho hai chiều hoặc ba chiều mô hình của các đối tượng.

Ví dụ hình dạng vector văn phòng phẩm là các định dạng như PDF, WMF, PCL. Để di chuyển hình dạng chủ yếu được sử dụng tiêu chuẩn MacroMedia Flash. Nhưng nếu chúng ta nói về chất lượng hoặc thực hiện các hoạt động phức tạp hơn so với cùng một tỷ lệ, nó là tốt hơn để sử dụng các định dạng raster.

bitmap

Với đối tượng raster nó là phức tạp hơn nhiều. Thực tế là việc trình bày thông tin trong ma trận dựa trên máy tính liên quan đến việc sử dụng các tham số bổ sung - độ sâu màu (biểu định lượng của màu sắc bảng) theo bit, và kích thước ma trận (số pixel mỗi inch, được gọi là Sở KH & ĐT).

Đó là, các bảng có thể bao gồm 16, 256, 65.536 hoặc 16.777.216 màu sắc, và ma trận có thể khác nhau, nhưng phổ biến nhất được gọi là độ phân giải 800x600 pixel (480 000 pixel). Theo các chỉ số để xác định số bit cần thiết để lưu trữ các đối tượng. Đối với điều này, chúng tôi đầu tiên sử dụng công thức N = 2 ^I, trong đó N - là số lượng màu sắc, và tôi - là độ sâu màu.

Sau đó tính toán lượng thông tin. Ví dụ, để tính toán kích thước của hình ảnh tập tin chứa 65.536 màu và một ma trận 1024x768 pixel. Các giải pháp thực hiện như sau:

• I = log ₂ 65536, đó là 16 bit;
• số lượng pixel 1024 _* 768 = 786 432;
• dung lượng bộ nhớ là 16 bit _* 786 432 = 12 582 912 byte, tương ứng với 1,2 Mb.

Sự đa dạng của âm thanh: hướng chính tổng hợp

Trình bày thông tin trong một máy tính, gọi là âm thanh, tùy thuộc vào các nguyên tắc cơ bản giống nhau đã được mô tả ở trên. Nhưng, như đối với bất kỳ hình thức khác của thông tin đối tượng để đại diện cho âm thanh cũng vậy, sử dụng tính năng bổ sung của họ.

Thật không may, chất lượng cao và tái tạo âm thanh xuất hiện trong công nghệ máy tính trong rất ngoái. Tuy nhiên, nếu phát đã ở tình trạng kém hơn, quá trình tổng hợp của nhạc cụ thực nghe có vẻ là thực tế không thể. Do đó, một số công ty thu âm đã giới thiệu các tiêu chuẩn riêng của họ. Ngày nay, phổ biến nhất được sử dụng, quá trình tổng hợp FM và phương pháp bảng sóng.

Trong trường hợp đầu tiên nó có nghĩa là bất kỳ âm thanh tự nhiên, đó là liên tục, có thể được chia ra thành một trình tự nhất định (chuỗi) cho những giai điệu đơn giản nhất sử dụng một phương pháp lấy mẫu và sản xuất trình bày thông tin trong bộ nhớ máy tính dựa trên mã. Để chơi sử dụng quá trình đảo ngược, nhưng trong trường hợp này, sự mất mát không thể tránh khỏi của một số thành phần xuất hiện trên chất lượng.

Khi tổng hợp bảng sóng được giả định rằng có một bảng trước khi tạo ra những ví dụ về âm thanh của nhạc cụ sống. ví dụ như vậy được gọi là mẫu. Đồng thời để chơi đội MIDI (Musical Instrument Digital Interface) được sử dụng thường xuyên đủ để cảm nhận được từ các loại mã số nhạc cụ, sân, thời gian, cường độ âm thanh và động lực của sự thay đổi, thiết lập môi trường và các đặc điểm khác. Nhờ có loại âm thanh gần đủ gần để tự nhiên.

các định dạng hiện đại

Trong khi trước đây là cơ sở để chuẩn WAV đã được thực hiện (trên thực tế, thật vững chắc và đang trong hình thức của một sóng), theo thời gian nó trở nên rất bất tiện, nếu chỉ vì thực tế là tập tin như vậy chiếm quá nhiều không gian trên phương tiện lưu trữ.

Theo thời gian, công nghệ nén định dạng này. Theo đó, thay đổi và định dạng tự. Các nổi tiếng nhất hiện nay có thể được gọi là MP3, OGG, WMA, FLAC và nhiều người khác.

Tuy nhiên, đến nay các thông số chính của bất kỳ tập tin âm thanh vẫn còn tần số lấy mẫu (44,1 kHz là tiêu chuẩn, mặc dù giá trị có thể được tìm thấy ở trên và dưới), và số lượng các mức tín hiệu (16 bit, 32 bit). Về nguyên tắc, một số hóa như vậy có thể được hiểu như là một đại diện của các thông tin trong máy tính của loại acoustic dựa trên các tín hiệu chính tương tự (về bản chất của bất kỳ âm thanh ban đầu tương tự).

Video trình bày

Nếu những vấn đề âm thanh đã được giải quyết một cách nhanh chóng đủ, video tất cả mọi thứ là không quá trơn tru. Vấn đề là các clip, một bộ phim hay một trò chơi video là một sự kết hợp của video và âm thanh. Dường như những gì có thể đơn giản hơn để kết hợp di chuyển đối tượng hình ảnh với một quy mô? Khi nó bật ra, đây là một vấn đề thực sự.

Tất cả những vấn đề là từ một quan điểm kỹ thuật, ban đầu để nhớ frame đầu tiên của mỗi cảnh, được gọi là một chìa khóa, và chỉ sau đó để duy trì sự khác biệt (FRAMES chênh lệch). Và những gì là đau đớn hơn, số hóa hoặc video tạo được một kích thước như vậy mà lưu trữ chúng trên máy tính của bạn hoặc phương tiện di động chỉ đơn giản là không thể.

Vấn đề đã được giải quyết khi xuất hiện định dạng AVI mà đại diện cho một container phổ quát nhất định, bao gồm một tập hợp các khối có thể được lưu trữ trong một thông tin tùy ý, do đó thậm chí nén theo những cách khác nhau. Vì vậy, ngay cả các tập tin định dạng AVI cùng với nhau có thể khác nhau đáng kể.

Và hôm nay bạn có thể gặp rất nhiều các định dạng video phổ biến khác, nhưng đối với tất cả chúng sử dụng các thông số và giá trị tham số, chủ yếu là số khung hình mỗi giây riêng của họ.

Codec và bộ giải mã

Trình bày thông tin trong máy tính như kế hoạch là không thể tưởng tượng mà không cần dùng các codec và bộ giải mã được sử dụng trong nén và giải nén các nội dung ban đầu trong khi phát. rất tên của họ cho thấy rằng một số mã hóa (nén) các tín hiệu, thứ hai - ngược lại - được giải nén.

Chính họ là người chịu trách nhiệm về nội dung của các container của bất kỳ kích thước, cũng như xác định kích thước của tập tin chính thức. Bên cạnh đó, vai trò quan trọng bởi tham số độ phân giải, như được chỉ ra cho đồ họa raster. Nhưng hôm nay chúng tôi thậm chí có thể đáp ứng UltraHD (4k).

phần kết luận

Nếu một số mức độ tổng hợp ở trên, nó có thể chỉ được ghi chú rằng hệ thống máy tính hiện đại ban đầu làm việc hoàn toàn vào nhận thức của một mã nhị phân (khác họ chỉ không hiểu). Và việc sử dụng nó được dựa không chỉ cung cấp thông tin, mà còn tất cả các ngôn ngữ lập trình nổi tiếng hiện nay. Do đó, ban đầu, để hiểu nó như thế nào tất cả các công trình, nó là cần thiết để nắm bắt bản chất của việc sử dụng các trình tự của những người thân và số không.