計算機程序設計

使用數字編碼信息的方式。 二進制編碼

在發展的過程中,人類已經意識到需要遠程存儲和傳輸一個或多個信息。 在後一種情況下,需要轉換為信號。 這個過程稱為數據編碼。 文本信息以及圖形圖像可以轉換為數字。 關於如何做,我們的文章會告訴。

遠程傳輸信息

要從作者向收件人發送消息(從源到接收者),最常使用三種類型的傳輸系統:

  • 快遞員額;
  • 聲學(例如使用揚聲器);
  • 在這種或這種電信方法(有線,無線電,光,無線電中繼,衛星,光纖)的基礎上。

目前最常見的是後一種傳輸系統。 但是,要使用它們,您必須首先應用一種或另一種編碼信息的方法。 在現代人的通常的十進制數字的數字的幫助下,這是非常困難的。

加密

有時,消息的內容需要被外部人隱藏。 在這種情況下,使用加密。 可以使用使用數字編碼信息的各種方式。

二進制符號

在計算機時代的黎明時期,科學家們擔心會發現一種可以在電腦中最簡單地表示數字的設備。 當Claude Chenon建議使用二進制數字系統時,問題得到解決。 自17世紀以來已知,為了實現,需要具有對應於邏輯“1”和邏輯“0”的2個穩定狀態的裝置。 那時候,他們的知名度足夠 - 從可以被磁化或去磁的核心到能夠處於開放或處於關閉狀態的晶體管。

微積分二進制系統的優點包括可以對以二進制符號表示的數字執行的計算的簡單性。

將“普通”信息轉換為適合於處理和存儲計算機的視圖

計算機二進制代碼在技術上通過在微觀存儲元件中不存在或存在脈衝來實現。 這些可以是:

光學衝動。 任何光盤(DVD,CD或BluRay)的表面由小段形成的螺旋組成。 他們每個都是淺或黑暗。 當磁盤在驅動器中旋轉時,激光器會聚焦在其螺旋路徑上。 它的反射落在光電管上。 在這種情況下,後者是信息的接收者。 螺旋線的光線部分會反射光線並將其轉移到光電管,黑暗則相反吸收光線。 結果,光電管接收在光盤軌道中加密的信息為暗和亮點。

磁脈衝。 在他們的幫助下,硬盤上的信息被編碼,其中有一個快速旋轉的板。 如在光盤的情況下,其整個表面是螺旋形的,其由幾百萬個小區域的序列組成。 他們每個都是能夠採取兩種狀態之一的元素:“磁化”或“未磁化”。 它們形成這個或那個信息的二進制代碼。 特定元件位於哪個狀態的“澄清”是通過沿板的表面移動的特殊頭來實現的。

電脈衝。 RAM計算機是一個芯片,由數百萬個小單元組成,從微電容器和晶體管“收集”。 它們中的每一個可以包含電荷或不帶電荷。 處於這兩種可能狀態之一的存儲器單元的組合形成二進制代碼。 在基於存儲器芯片的所有其他設備中,例如,在閃存驅動器,SSD載體等上,信息以完全相同的方式存儲。

編碼文本

如前所述,其傳輸和存儲的信息轉換類型之一是加密。 它用於防止未經授權的訪問。 最初,為了加密,連同更原始的,使用以下編碼信息的方法:

  • 通過Polybius廣場,這是一個表,整個希臘字母表以一定的順序刻錄到這個表格中。 消息的每個字母都被替換為一對錶示列和行數的數字。
  • 通過Alberti的光盤,由兩個同心圓組成。 他們被標上字母和數字。 它們通過旋轉盤彼此對準。

在計算機中編碼文本信息的現代方式是基於類似的原則。 對於其實現,字母表的每個字符對應於一個整數。 然後將其轉換為二進制代碼。 八位二進制數字可以編碼256個不同的字符。 它們足以代表英文和俄文的所有字母,包括大寫字母,算術符號和標點符號,以及一些常見的特殊字符。

目前系統ASCII操作。 為此,2個編碼表是固定的。 基本的定義從0到127的值,擴展名由128到255之間的數字表示。

如何在計算機上編碼單色圖片

印在紙上的放大鏡下的黑白圖像看起來像一組點,通常稱為光柵。 這些中的每一個的線性坐標和亮度可以用整數表示。 這意味著您可以使用二進制代碼來生成圖像。 目前普遍接受的是以256個灰度等級的大量點的組合的形式來查看單色插圖。 要對其中任何一個的亮度進行數字編碼,需要8位二進制數。

彩色圖片的表示

用這種圖像的數字編碼信息的方式稍微複雜一些。 為此,將圖像分解為三原色(綠色,紅色和藍色)是初步需要的,由於它們以一定比例混合,您可以獲得人眼感覺到的任何色調。 這種使用24位數字編碼圖像的方法稱為RGB或True Color。

如果我們在談論打印,那麼使用CMYK系統。 它是基於這樣的想法,即RGB的每個主要組件都可以與將其補充為白色的顏色相符。 它們是藍色,紫色和黃色。 雖然它們已經足夠了,為了降低打印成本,添加了第四個組件 - 黑色。 因此,為了表示CMYK系統中的圖形,需要32位,並且模式本身被稱為全色。

表示聲音

當被問及是否有使用數字編碼信息的方法時,答案必須是肯定的。 然而,目前這種方法不被認為是完美的。 這些包括:

  • 方法FM。 它是基於將任何復雜聲音分解成不同頻率的基本諧波信號序列,其可以由代碼描述。
  • 表波法。 抽樣樣本包含各種樂器的聲音樣本。 數字代碼表示樂器模型的類型和數量,聲音的音高,強度和持續時間,

現在你知道二進制編碼是提供信息的最常見的方法之一,它在計算機技術的發展中發揮了巨大的作用。

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