Presentación de información nun ordenador: usar os exemplos

Se unha persoa está involucrada no estudo da tecnoloxía de ordenador non é superficial, pero en serio, por suposto debe ser consciente de que son as diferentes formas de información no seu ordenador. Esta cuestión é un principio fundamental, porque non só o uso de software e sistemas operativos, pero tamén a programación é, en principio, a base nestes Acaz.

Pregunta "Presentación de información no ordenador": o básico

Xeralmente, equipos de informática para a forma como ela entende a información ou comandos, converte-los para os formatos de arquivo e ofrece ao usuario o resultado final é un pouco diferente dos conceptos convencionais.

O feito de que todos os sistemas existentes en base a só dous operadores lóxicos - "certo" e "falso" (verdadeiro, falso). Nun sentido máis simple é "si" ou "non".

Enténdese que a ciencia palabras ordenador non entender por que un sistema dixital especial con código condicional foi creado no alvorecer da tecnoloxía informática, na que a homologación da unidade correspondente, e negación - cero. Iso é o que apareceu a chamada representación binaria de información nun ordenador. Dependendo da combinación duns e ceros determínase eo tamaño do obxecto de datos.

A menor unidade deste tipo é o tamaño un pouco - bit, que pode ter un valor de 0 ou 1. Con todo, os sistemas modernos con cantidades tan pequenas non están funcionando, e case todas as formas de presentar a información no ordenador son reducidos a usar só oito bits, o que en conxunto constitúen bytes (dous para a oitava potencia). Así, nun único byte se pode facer de calquera codificación de carácteres de 256 posibles. E é un código binario é o alicerce de calquera obxecto información. Debe ser entendido como parece na práctica.

Informática: a prestación de información no seu ordenador. número de punto fixo

Desde que foi orixinalmente falando de números, consideramos como o sistema trata-los. Representación da información numérica no ordenador hoxe pode ser dividido en procesar números con punto fixo e flotante. O primeiro tipo tamén pode ser atribuído enteiros comúns, que despois do punto decimal vale cero.

Crese que os números deste tipo pode ter 1, 2, ou 4 bytes. O chamado byte cabeza é responsable da sinal do número, mentres que un sinal positivo corresponde a cero, e negativo - unidade. Así, por exemplo, unha representación de 2 bytes do rango de valores para os números de positivos na gama de 0 a ¹⁶ 01 ^{de febreiro,} que é 65535, e para os números negativos - -2 ¹⁵ a 2 ¹⁵ -1, o que é igual a un intervalo de números de -32768 a 32767.

representación de punto flutuante

Agora, considerada o segundo tipo de números. O feito de que as leccións do currículo escolar en "Relato dun ordenador" (grao 9) números de punto flotante non se consideran. Operacións con son bastante complexas e son utilizados, por exemplo, en xogos de ordenador. By the way, un pouco distraído do asunto, hai que dicir que, para tarxetas de vídeo modernas un dos principais indicadores de rendemento é a velocidade das transaccións é con estes números.

Aquí usan a forma exponencial, en que a posición do punto decimal pode cambiarse. Como a fórmula básica, que mostra unha representación dun número calquera de acepto un _{^{seguinte: A = m A * Q-P}} , en que m _A - é a mantissa, q ^P - é unha raíz, e P - número de orde.

A mantissa debe satisfacer o requisito q ^-1 ≤ | m _A | <1, entón debe ser fracción binaria adecuada que contén o díxito despois do punto decimal, que é distinto de cero, ea orde de - un número enteiro. E calquera número decimal normalizada pode ser moi fácil imaxinar en forma exponencial. E o número deste tipo teñen un tamaño de 4 ou 8 bytes.

Por exemplo, o número decimal 999999 segundo a fórmula cunha mantissa normalizado será semellante 0,999999 10 _~ ^3.

Mostrando os datos de texto: un pouco de historia

A maioría de todos os usuarios de sistemas de ordenadores aínda usan a información de proba. E ver a información textual no ordenador corresponde aos mesmos principios de código binario.

Con todo, debido ao feito de que hoxe podemos contar unha chea de linguas no mundo, para representar a información de texto usa o sistema de codificación especiais ou táboas de códigos. Coa chegada do MS-DOS foi considerado un estándar básico codificación CP866 e ordenadores Apple Mac vai utilizar o seu propio patrón. Mentres que un especial ISO 8859-5 codificación catálogo para o idioma ruso. Con todo, co desenvolvemento da tecnoloxía informática necesario introducir novas normas.

variedade de codificacións

Por exemplo, a finais dos anos 90-s do século pasado houbo un universal de codificación de Unicode, que pode tratar non só datos de texto, pero tamén son e vídeo. A súa peculiaridade é que un único personaxe foi asignado máis dun bit, pero dous.

Un pouco máis tarde, hai outras variedades. Para sistemas baseados en Windows, o máis usado é o CP1251 codificación, pero para o idioma ruso e aínda é usado por koi-8P - codificación, que apareceu a finais dos anos 70 e 80 foron usados activamente mesmo en sistemas baseados en UNIX.

A mesma información en representación textual dun ordenador con base na táboa ASCII, incluíndo unha base e unha porción estendida. O primeiro inclúe códigos de 0 a 127, o segundo - a partir de 128 a 255. Con todo, os primeiros códigos de rango 0-32 retiradas ademais dos símbolos que atribúen ás teclas dun teclado estándar e as teclas de función (F1-F12).

Gráficos: Os principais tipos de

En canto aos gráficos, que é amplamente utilizado no mundo dixital de hoxe, hai algunhas pasaxes. Se ollar para a representación gráfica de información nun ordenador, ten que primeiro pagar a atención sobre os principais tipos de imaxes. Entre eles están dous tipos principais - vectoriais e ráster.

Os gráficos vectoriais baseadas na utilización de formas primitivas (liñas, círculos, curvas, polígonos, e así por diante. D.), caixas de texto e enche unha cor específica. Bitmaps están baseados no uso dunha matriz rectangular, cada elemento que se chama pixel. Ademais, para cada elemento, pode definir o brillo e cor.

vector

Hoxe, o uso de vector ten unha área limitada. Son bos, por exemplo, ao crear debuxos técnicos e diagramas, ou para bidimensional ou modelos tridimensionais de obxectos.

Exemplos vector formas estacionarias son formatos, como PDF, WMF, PCL. Para mover formas usadas principalmente estándar flash de Macromedia. Pero se falamos sobre a calidade ou a realización de operacións máis complexas do que a mesma escala, é mellor usar formatos raster.

bitmaps

Con obxectos raster é moito máis complicado. O feito de que a presentación de información na matriz baseada en ordenador implica o uso de parámetros adicionais - profundidade de cor (expresión cuantitativa de cores da paleta) en bits, eo tamaño da matriz (número de píxeles por polgada, referidos como DPI).

É dicir, a paleta pode consistir de 16, 256, 65.536 ou 16.777.216 cores, ea matriz pode variar, pero o máis común é chamado resolución de 800x600 píxeles (480 000 píxeles). Segundo estes indicadores para determinar o número de bits necesarios para almacenar o obxecto. Para iso, primeiro use a fórmula N = 2 ^I, no que n - é o número de cores, e eu - é unha profundidade de cor.

Entón calculada a cantidade de información. Por exemplo, para calcular o tamaño do arquivo de imaxe que contén 65.536 cores e unha matriz de 1024x768 píxeles. A solución é o seguinte:

• I = log ₂ 65536, que é de 16 bits;
• o número de píxeles 1024 _* 768 = 786 432;
• capacidade de memoria é de 16 bits de 786 _* 432 = 12 582 912 bytes, o que corresponde a 1,2 Mb.

Variedade de audio: a dirección principal da síntese

Presentación de información nun ordenador, chamado de audio, suxeitos aos mesmos principios básicos que foron descritas anteriormente. Pero, como para calquera outra forma de información obxectos para representar o son, tamén, usaron os seus recursos adicionais.

Desafortunadamente, de alta calidade de reprodución de son e apareceu en tecnoloxía informática no último. Con todo, se a reprodución ten saído máis mal, a síntese de instrumento musical con son real era practicamente imposible. Polo tanto, algunhas discográficas introduciron os seus propios patróns. Hoxe, o máis utilizado, a síntese FM e método de onda mesa.

No primeiro caso, isto quere dicir que calquera son natural, a cal é continua, pode ser decomposta en unha determinada secuencia (secuencia de) os harmónicos máis simple, utilizando un método de mostraxe e producir a presentación da información na memoria dun ordenador con base no código. Para xogar use o proceso inverso, pero neste caso, o inevitable perda de algúns dos compoñentes que aparecen na calidade.

Cando a síntese de onda táboa presúmese que existe unha táboa de pre-creada con exemplos do son de instrumentos en directo. Tales exemplos son chamados de mostras. Á vez para xogar o equipo MIDI (Musical Instrument Digital Interface) é usado moitas veces suficiente para entender a partir do tipo de código de instrumento, altura, duración, intensidade do son e dinámica de cambio, as opcións de ambiente e outras características. Grazas a este tipo de son preto o suficiente preto de natural.

formatos modernos

Mentres anteriormente a base para WAV estándar foi tomada (en realidade, o propio son e está en forma de onda), co paso do tempo converteuse en moi inconveniente, se só por mor do feito de que tales arquivos ocupan moito espazo nos medios de almacenamento.

Co tempo, as tecnoloxías para comprimir este formato. Por conseguinte, cambiaron e formato-se. O máis coñecido hoxe pode ser chamado de MP3, OGG, WMA, FLAC e moitos outros.

Con todo, ata agora os principais parámetros de calquera ficheiro de son permanece frecuencia de mostraxe (44.1 kHz é estándar, aínda que os valores poden ser atopados arriba e abaixo), eo número de niveis de sinal (16 bits, 32 bits). En principio, un tal de dixitalización pode ser interpretada como unha representación da información no ordenador tipo acústico con base no sinal analóxico primario (na natureza de calquera son é orixinalmente analóxico).

presentación de vídeo

Se os problemas de son foron resoltos con rapidez suficiente, o vídeo todo non era tan suave. O problema era que o clip, unha película ou un xogo de vídeo son unha combinación de vídeo e audio. Parece que o que podería ser máis simple do que para combinar movendo obxectos de imaxe cunha escala? Como se viu, este foi un problema real.

Todo o que importa é que, desde o punto de vista técnico, inicialmente para recordar o primeiro cadro de cada escena, chamada de chave, e só entón a preservar as diferenzas (diferenza cadros). E o que é máis doloroso, dixitalizados ou vídeos creados obtido un tamaño tal que almacenar no seu ordenador ou en medios removível era simplemente imposible.

O problema foi resolto cando apareceu formato AVI que representa un determinado recipiente universal, que consiste nun conxunto de bloques que poden ser almacenados nunha información arbitraria, así mesmo comprimido de diferentes xeitos. Así, mesmo os arquivos do mesmo formato AVI a outro pode variar considerablemente.

E hoxe podes atopar unha morea de outros formatos de vídeo populares, pero para todos utilizaban o seu propio parámetros e valores de parámetros, o principal dos cales é o número de cadros por segundo.

Codecs e decodificadores

Presentación de información no ordenador como o plan é imposible imaxinar sen o uso de códecs e decodificadores usados na compresión e descompresión do contido inicial durante a reprodución. O seu propio nome suxire que algúns codificación (compress) o sinal, o segundo - pola contra - é descomprimido.

Son eles os que son responsables dos contidos dos envases de calquera tamaño, así como determinar o tamaño do arquivo final. Ademais, o importante papel desempeñado polo parámetro de resolución, segundo se indica para gráficos raster. Pero hoxe podemos ata coñecer UltraHD (4K).

conclusión

Se algunha medida resumir o exposto, pódese notar só que os modernos sistemas de ordenador inicialmente traballar exclusivamente na percepción dun código binario (entón eles simplemente non entenden). Eo seu uso está baseada non só proporcionar información, senón tamén todos coñecidos linguaxes de programación hoxe. Así, inicialmente, para entender como todo funciona, é necesario comprender a esencia do uso de secuencias de ceros e uns.