Wat is die kodering van inligting en die verwerking daarvan?

In die wêreld is daar 'n konstante uitruil van inligting vloei. Bronne kan mense wees, tegniese toestelle, verskillende dinge, voorwerpe van onheilspellende en lewende natuur. U kan inligting as een voorwerp, of verskeie, ontvang.
Vir 'n beter data-uitruil word die kodering en verwerking van inligting op die senderkant gelyktydig uitgevoer (data-voorbereiding en omskakeling in 'n vorm wat gerieflik is vir vertaling, verwerking en berging), deurstuur en dekodering aan die ontvangerskant (omskakeling van die gekodeerde data na die oorspronklike vorm). Dit is onderling verwante take: die bron en die ontvanger moet soortgelyke algoritmes hê om inligting te verwerk, anders sal die kodering-dekoderingsproses onmoontlik wees. Kodering en verwerking van grafiese en multimedia-inligting word gewoonlik gerealiseer op grond van rekenaartegnologie.

Kodering inligting op die rekenaar

Daar is baie maniere om data (tekste, nommers, grafika, video, klank) met behulp van 'n rekenaar te verwerk. Al die inligting wat deur die rekenaar verwerk word, word in binêre kode voorgestel - met behulp van syfers 1 en 0, genaamd bisse. Tegnies, hierdie metode is baie eenvoudig: 1 - die elektriese sein is teenwoordig, 0 - is afwesig. Uit die menslike oogpunt is sulke kodes ongemaklik vir persepsie. Lang lyne van nulle en diegene wat simbole verteenwoordig, is baie moeilik om onmiddellik te ontsyfer. Maar hierdie formaat van opname toon dadelik wat die kodering van inligting is. Byvoorbeeld, die nommer 8 in die binêre agt-bis vorm lyk soos die volgende volgorde van bisse: 000001000. Maar wat is moeilik vir 'n persoon, net 'n rekenaar. Elektronika is makliker om baie eenvoudige elemente te hanteer as 'n klein aantal komplekse.

Koderingstekste

Wanneer ons die knoppie op die sleutelbord druk, kry die rekenaar 'n sekere kode van die gedrukte knoppie, kyk na dit in die standaard ASCII karaktertabel (Amerikaanse kode vir inligtinguitruiling), "verstaan" watter knoppie gedruk word en slaag hierdie kode vir verdere verwerking (byvoorbeeld om die simbool op die monitor te vertoon ). Om die karakterkode in binêre vorm op te slaan, word 8 syfers gebruik, dus die maksimum aantal kombinasies is 256. Die eerste 128 karakters word gebruik vir beheerkarakters, getalle en Latynse letters. Die tweede helfte is vir nasionale simbole en pseudografie.

Koderingstekste

Dit sal makliker wees om te verstaan wat byvoorbeeld die kodering van inligting is. Oorweeg die kodes van die Engelse simbool "C" en die Russiese letter "C". Let daarop dat die simbole gekapitaliseer word, en hul kodes verskil van kleinletters. Die Engelse karakter sal lyk soos 01000010 en Russies - 11010001. Die feit dat 'n persoon op die skerm dieselfde lyk, sien die rekenaar baie anders. Dit is ook nodig om aandag te skenk aan die feit dat die kodes van die eerste 128 karakters onveranderd bly. Vanaf 129 kan verskillende letters ooreenstem met een binêre kode, afhangende van die kode tabel wat gebruik word. Byvoorbeeld, desimale kode 194 kan ooreenstem met KOI8 tot die letter "b", in CP1251 - "B", na ISO - "T" en in die enkodering van CP866 en Mac in die algemeen is daar geen simbool wat ooreenstem met hierdie kode. Daarom, as ons die teks in plaas van Russiese woorde oopmaak, sien ons 'n alfabetiese simboliese abracadabra, wat beteken dat hierdie kodering van inligting ons nie pas nie en ons moet 'n ander simbool omskakelaar kies.

Kodering nommers

In die binêre stelsel van berekening word slegs twee varianten van die waarde 0 en 1 geneem. Al die basiese bewerkings met binêre getalle word gebruik deur die wetenskap binêre rekenkunde genoem. Hierdie aksies het hul eie eienaardighede. Neem byvoorbeeld die nommer 45, getik op die sleutelbord. Elke syfer het sy eie 8-bis kode in die ASCII-kode tabel, dus die getal beslaan twee grepe (16 bisse): 5 - 01010011, 4 - 01000011. Om hierdie getal in berekeninge te gebruik, word dit vertaal deur spesiale algoritmes in die binêre stelsel van die berekening in die vorm van 'n agt-syfer binêre nommer: 45 - 00101101.

Kodering en verwerking van grafiese inligting

In die 1950's is rekenaars wat die meeste vir wetenskaplike en militêre doeleindes gebruik word, grafies geïmplementeer. Vandag is die visualisering van inligting wat vanaf 'n rekenaar ontvang word, algemeen en gewoon vir enige persoon verskynsel, en in daardie dae het dit 'n buitengewone rewolusie in die werk met tegnologie gelewer. Miskien is die impak van die menslike psige geraak: visuele inligting word beter opgeneem en waargeneem. 'N Groot deurbraak in die ontwikkeling van data-visualisering het plaasgevind in die 1980's, toe die kodering en verwerking van grafiese inligting 'n kragtige ontwikkeling ontvang het.

Analoog en diskrete grafiese voorstelling

Grafiese inligting kan van twee tipes wees: analoog ('n skilderdoek met voortdurend veranderende kleur) en diskreet ('n prent wat bestaan uit 'n stel punte van verskillende kleure). Vir die gerief om met beelde op 'n rekenaar te werk, word hulle onderhewig aan verwerking - ruimtelike steekproefneming, waarin elke element 'n spesifieke kleurwaarde in die vorm van 'n individuele kode toegeken het. Kodering en verwerking van grafiese inligting is soortgelyk aan die werk met 'n mosaïek wat bestaan uit 'n groot aantal klein fragmente. En die kwaliteit van die kodering hang af van die grootte van die punte (hoe kleiner die grootte van die element - die punte sal groter wees deur die eenheid van die gebied, hoe hoër die kwaliteit) en die grootte van die palet van die kleure wat gebruik word (hoe meer kleurstande elke punt kan onderskeidelik neem, hoe beter die kwaliteit ).

Skepping en berging van grafika

Daar is verskeie basiese beeldformate - vektor, fraktal en raster. Afsonderlik word die kombinasie van raster en vektor oorweeg - 'n wyd gebruikte multimedia 3D-grafika in ons tyd, wat metodes en metodes voorstel om driedimensionele voorwerpe in virtuele ruimte op te bou. Kodering en verwerking van grafiese en multimedia-inligting is verskillend vir elke prentformaat.

Raster beeld

Die kern van hierdie grafiese formaat is dat die prentjie in klein gekleurde kolletjies (pixels) verdeel word. Die boonste linker kontrolepunt. Kodering van grafiese inligting begin altyd vanaf die linkerhoek van die beeldlyn vir reël, elke pixel ontvang 'n kleurkode. Die volume van die rasterbeeld kan bereken word deur die aantal punte te vermenigvuldig met die inligtingvolume van elkeen (wat afhang van die aantal kleuropsies). Hoe hoër die resolusie van die monitor, hoe meer die aantal rasterrye en kolletjies in elke lyn, hoe hoër die beeldkwaliteit. Om raster-tipe grafiese data te verwerk, kan jy binêre kode gebruik, aangesien die helderheid van elke punt en die koördinate van die ligging daarvan as heelgetalle voorgestel kan word.

Vector prent

Kodering van grafiese en multimedia-inligting van vektor tipe word verminder tot die feit dat die grafiese voorwerp in die vorm van elementêre segmente en boë verteenwoordig word. Die eienskappe van die lyn wat die basisvoorwerp is, is die vorm (reguit of kromme), kleur, dikte, omtrek (stippel of soliede lyn). Die lyne wat gesluit is, het nog 'n eiendom - vul met ander voorwerpe of kleur. Die posisie van die voorwerp word bepaal deur die punte van die begin en einde van die lyn en die krommingsirkel van die boog. Die hoeveelheid grafiese inligting van 'n vektorformaat is baie kleiner as 'n bitmap, maar vereis spesiale programme vir die lees van grafika van hierdie tipe. Daar is ook programme - vektorisators wat rasterbeelde omskep in vektorbeelde.

Fractale grafika

Hierdie tipe grafika, soos vektor, is gebaseer op wiskundige berekenings, maar die basiese komponent is die formule self. In die rekenaargeheue is daar geen beelde of voorwerpe nodig nie, die prentjie self word slegs deur die formule geteken. Hierdie tipe grafika is handig om nie net eenvoudige gereelde strukture te visualiseer nie, maar ook komplekse illustrasies wat byvoorbeeld landskappe in speletjies of emulators simuleer.

Klankgolwe

Wat is die kodering van inligting, jy kan steeds die voorbeeld van die werk met klank demonstreer. Ons weet dat ons wêreld vol klanke is. Sedert antieke tye het mense uitgepluis hoe geluide gebore word - golwe van saamgeperste en seldsame lug wat die trombos beïnvloed. 'N Persoon kan golwe waarneem met 'n frekwensie van 16 Hz tot 20 kHz (1 Hz - een ossillasie per sekonde). Alle golwe waarvan die ossillasie frekwensies binne hierdie reeks val, word klankgolwe genoem.

Klank eienskappe

Die eienskappe van die klank is die toon, die klank (die kleur van die klank afhangende van die vorm van die ossillasies), die hoogte (frekwensie, wat bepaal word deur die ossillasie frekwensie per sekonde) en die volume, afhangende van die intensiteit van die ossillasies. Enige ware klank bestaan uit 'n mengsel van harmoniese ossillasies met 'n vaste stel frekwensies. Die ossillasie met die laagste frekwensie word die basiese toon genoem, die ander is die oortones. 'N Spesiale kleur toon word gegee deur 'n timbre - 'n ander aantal oortones inherent aan hierdie spesifieke klank. Dit is deur die timbre dat ons die stemme van noue mense kan herken, die klank van musiekinstrumente kan onderskei.

Programme vir die werk met klank

Voorwaardelik kan programme op die funksionele verdeel word in verskillende tipes: nutsprogramme en bestuurders vir klankkaarte wat met hulle op lae vlak werk, klankredakteurs wat verskillende operasies met klanklêers uitvoer en verskillende effekte aan hulle toepas, sagteware sintetiseerders en analoog-na-digitale omsetters ADC) en digitale-na-analoog (DAC).

Audio kodering

Die kodering van multimedia-inligting behels die omskakeling van die analoog-aard van klank in 'n diskrete een vir meer gerieflike verwerking. Die ADC ontvang 'n analoog sein by die insette , meet die amplitude daarvan by spesifieke tydintervalle en lewer 'n digitale volgorde uit met die data op die amplitudeveranderings. Daar is geen fisiese transformasies nie.

Die uitset sein is dus diskreet, dus hoe meer dikwels die amplitudemetingsfrekwensie (monster), hoe meer akkuraat die uitsetsein ooreenstem met die invoer, hoe beter die enkodering en verwerking van multimedia-inligting. 'N Voorbeeld word ook na verwys as 'n bestelde reeks digitale data wat deur 'n ADC verkry word. Die proses self word genoem steekproefneming, in Russiese steekproefneming.

Die omgekeerde omskakeling word met behulp van 'n DAC uitgevoer: op grond van die digitale data wat by die inset kom, word 'n elektriese sein van die nodige amplitude gegenereer op sekere tye.

Voorbeeld parameters

Die hoofparameters van die steekproefneming is nie net die metingsfrekwensie nie, maar ook die bitdiepte - die akkuraatheid om die amplitudeverandering vir elke monster te meet. Hoe meer akkuraat die waarde van die amplitude van die sein na elke eenheid van tyd oorgedra word tydens digitalisering, hoe hoër die kwaliteit van die sein na die ADC, hoe hoër die betroubaarheid van die golfrekonstruksie in die omgekeerde transformasie.