Принципы представления данных и команд в компьютере доклад

Информация о работе Принципы представления данных и команд в компьютере Описание работы Люди имеют дело со многими видами информации. Услышав прогноз погоды, можно записать его в компьютер, чтобы затем воспользоваться им. В компьютер можно поместить фотографию своего друга или видеосъемку о том как вы провели каникулы.

Принципы представления данных и команд в компьютере 1. Принципы представления данных и команд в компьютере 2. Цели и задачи Исследовать, как представляется текстовая и графическая информация в компьютере. Компьютер может работать только с такой информацией, которую можно превратить в сигналы. Работа с числами Все числа в компьютере закодированы "двоичным кодом", то есть представлены с помощью всего двух символов 1 и 0, которые легко представляются сигналами. Вся информация с которой работает компьютер кодируется числами.

Принципы представления данных и команд в компьютере

Просмотров: Транскрипт 1 Тема 2. Принципы представления данных в компьютере 2. Кодирование данных Данные и заключенная в них информация могут быть представлены в различной форме. Чаще всего люди оперируют следующими видами представления данных: числа; текст; изображения статические или динамические видеоданные ; звук в том числе речь.

Данные могут быть представлены, передаваться и храниться в непрерывной и дискретной форме. Непрерывная аналоговая форма представления данных характеризуется непрерывным изменением во времени параметра сигнала, используемого для передачи или хранения этих данных например, в случае звукового сигнала. В случае дискретной формы параметр используемого сигнала может принимать конечное число значений. Дискретные данные записываются с помощью некоторого конечного набора знаков, которые называются буквами символами, для которых соглашениями установлен некоторый смысл.

Множество набор отличных друг от друга букв называется алфавитом. Например, для записи текстов используются алфавиты естественных или искусственных языков; для записи числовых данных цифры от 0 до 9. Кодирование данных представление дискретных данных при помощи определенного алфавита. Код формат представления данных совокупность правил определенного способа кодирования. Данные могут быть преобразованы из одного формата представления в другой.

Такое преобразование называется перекодированием. Перекодирование данных преобразование данных из одного формата представления в другой.

При этом перекодирование может осуществляться как без потери информации, заключенной в данных, так и с потерей части информации. Данные в непрерывной форме могут быть преобразованы в дискретную числовую форму. Такое преобразование называется дискретизацией оцифровкой.

Дискретизация оцифровка преобразование непрерывных данных в дискретную форму. Для оцифровки данных из бесконечного множества значений функции, описывающей непрерывное изменение сигнала, выбирается их определенное подмножество, которое может приближенно характеризовать остальные значения.

Одним из способов дискретизации непрерывных данных, представленных как функция от одного аргумента например, от времени является следующий. Область определения функции сигнала разбивается на отрезки равной длины количество таких отрезков определяется частотой дискретизации. Для каждого полученного отрезка значение функции принимается 3 постоянным, равным, например, среднему значению на этом отрезке. В результате непрерывная функция заменяется ступенчатой.

Последовательность значений этой ступенчатой функции является дискретным представлением непрерывных данных. Дискретные числовые значения могут быть определены с различной точностью, которая зависит от количества числовых разрядов, используемых для их записи разрядности. Кроме того точность дискретизации зависит от частоты дискретизации.

Описанные параметры частота и разрядность дискретизации , определяющие точность оцифровки справедливы также и для других способов дискретизации аналоговых данных. Для того, чтобы идеально точно оцифровать непрерывные данные, необходимо использовать бесконечно большие разрядность и частоту дискретизации. Соответственно, описанный способ и все другие способы дискретизации не позволяют в точности воспроизвести исходный аналоговый сигнал хотя возможно полное сохранение информации, заключенной в исходном непрерывном сигнале Двоичное кодирование данных Для компьютерной системы, как для электронного устройства, наиболее удобной и эффективной является двоичная бинарная система кодирования, в которой используется алфавит, состоящий из двух букв 0 и 1.

Эти буквы в информатике называют битами bit binary digit или двоичными разрядами. Если рассматривать биты двоичного алфавита как цифры, то он составляет двоичную систему счисления, в которой для записи чисел используется только две цифры.

Существуют однозначные правила перевода чисел из одной системы счисления в другую, в том числе из десятичной системы в двоичную и обратно. Например, 4-разрядное двоичное число может представлять 16 десятичных значений, 8-разрядное десятичных значений, разрядное значений. Все машинные команды, из которых состоят компьютерные программы и обрабатываемые компьютером данные представляются в двоичном коде.

Таким образом, внутренним представлением данных в компьютерных системах является двоичный числовой код. Соответственно, все формы представления данных для обработки их в компьютерной системе должны быть перекодированы в двоичное представление Двоичное кодирование числовых данных Для хранения и обработки числовых десятичных данных в компьютере они должны быть преобразованы в двоичную форму.

Двоичное кодирование целых и действительных чисел производится по-разному. Двоичное представление целых чисел основано на использовании двоичной системы счисления. Упрощенно можно говорить, что целые числа просто переводятся в двоичную систему, хотя на практике для учета знака целого числа применяется немного более сложные системы кодирования например, двоичный дополнительный код.

При двоичном кодировании целых чисел необходимо учитывать диапазоны, которые могут быть представлены двоичным числом определенной разрядности. Например, для кодирования целых чисел в диапазоне достаточно битного двоичного представления. Для указания необходимого смещения десятичного разделителя к записи числа добавляется степень числа Двоичное представление знака числа, порядка и мантиссы, записанное как последовательность битов, является двоичным представлением действительных чисел.

Обычно для двоичного представления вещественных чисел используются битные последовательности. Это собственно буквы заглавные и строчные , знаки препинания, цифры, символ пробела и т. Если каждому символу поставить в соответствие некоторое целое двоичное число, то мы получим возможность двоичного представления текста как последовательности двоичных кодов.

Такие коды иногда называют таблицами кодирования, так как их можно представить как таблицу соответствий символов и их числовых кодов. Существует несколько общепринятых стандартных текстовых кодов. Этот код использует для представления каждого символа 8 бит, то есть при помощи этого кода можно представить символов. Коды это так называемые управляющие коды, которые не соответствуют определенным символам, а управляют их размещением например, формируют строки. Коды представляют символы английского алфавита, знаки препинания, цифры, символы арифметических действий, некоторые другие символы.

Вторая часть таблицы соответствия символов и кодов коды называется расширенной и используется для символом национальных алфавитов. Это дает возможность строить на основе базового стандарта ASCII различные системы кодирования текстовых данных кодировки , в которых первая часть таблицы кодов одинакова, а вторая расширенная соответствует какому-либо национальному алфавиту.

Стандарт кодирования ASCII широко используется в настоящее время, однако наличие множества кодировок, затрудняющее передачу текстовых данных между компьютерными системами, а также невозможность для некоторых языков например, китайского разместить весь алфавит в про- 7 8 странстве кодов создает потребность в новых текстовых кодах, свободных от этих недостатков.

Одним из современных текстовых кодов является Unicode Универсальный код. Этот код является разрядным и, соответственно, позволяет разместить в одной таблице символов, что достаточно для представления алфавитов практически всех существующих на нашей планете языков Двоичное кодирование графических данных Реальное изображение представляет собой непрерывные данные, которые для двоичного кодирования должны быть подвергнуты дискретизации. На сегодняшний день разработаны два основных подхода к кодированию графических данных: растровый bitmap techniques и векторный vector techniques.

Растровое изображение представляется как совокупность точек, называемых пикселами pixel. От размера пикселей зависит точность дискретизации оригинального изображения. На практике выбираются такие размеры пикселей, чтобы для человеческого глаза они были неразличимы сливались и изображение воспринималось как единое целое. Для обозначения точности дискретизации растровых изображений в смысле размера пикселей используется понятие разрешения количества пикселов на единицу площади.

Чаще всего разрешение измеряется в пикселах на дюйм dpi dots per inch. Каждому пикселу растрового изображения ставится в соответствие двоичное число, описывающее цвет этого пиксела. Точность представления цвета определяется используемым количеством двоичных разрядов разрядностью.

Для представления чернобелых изображений а точнее изображений в оттенках серого достаточно градаций серого цвета от черного до белого , 8 9 то есть для кодирования одного пиксела достаточно 8 бит. Для кодирования полноцветных изображений например, фотографий применяется принцип декомпозиции цвета, согласно которому любой произвольный цвет может быть представлен как смешение основных цветов: красного, зеленого, синего.

Для кодирования интенсивности каждого из составляющих цветов используется 8 бит, соответственно, для каждого пиксела цвет задается битным двоичным числом. Это позволяет закодировать более 16,5 миллионов в точности различных цветов, что приближается к цветовой чувствительности человеческого глаза.

Такая разрядность кодирования называется полноцветной True Color. В некоторых случаях, когда высокая точность представления цвета не важна, для сокращения объема данных каждый пиксел кодируется 16 битами.

Также существует достаточно экономный метод кодирования цвета, который называется индексным. В этом случае каждый пиксел описывается 8-битным числом, которое является индексом номером цвета в таблице цветов, называемой палитрой. Каждое изображение с индексным кодированием может иметь собственную палитру, которая, естественно, должна храниться вместе с закодированным изображением. Растровая графика имеет один существенный недостаток, связанный со сложностью произвольного изменения размера изображения масштабирования без потери его качества.

Векторное кодирование графических данных основано на предположении, что относительно простые изображения, например, чертежи или схемы, могут быть представлены как совокупность простых геометрических фигур линий, дуг, прямоугольников, эллипсов и т.

Тогда для представления изображения достаточно закодировать в двоичном коде координаты, размеры и цвет этих фигур. Для отображения векторных изображений компьютерная система каждый раз производит их построение, а не воспроизводит комбинации пикселов. Это решает проблему масштабирования изображений, в частности в случае шрифтов формы символов текста.

Такие шрифты называются масштабируемыми векторными и описывают правила построения отрисовки символов, а не наборы пикселов для их отображения. Таким образом, компьютерная система получает возможность использовать один шрифт для отображения символов различных размеров. Наиболее распространенными векторными шрифтами являются шрифты TrueType и PostScript. Описанные принципиальные подходы к кодированию графических данных лежат в основе разнообразных графических форматов стандартов Двоичное кодирование звуковых данных Звук представляет собой непрерывный сигнал колебания воздушной среды.

Технические устройства, предназначенные для записи микрофон и воспроизведения динамики звука выполняют прямое и обратное преобразование этих колебаний в также непрерывный электрический сигнал.

Для двоичного представления этот сигнал подвергается дискретизации, чаще всего способом, описанным в разделе Кодирование данных.

Например, при записи музыки на компакт-дисках стандарта CD-DA Compact Disk Digital Audio, компакт-диски с цифровой звукозаписью , используется частота дискретизации Гц и разрядность 16 бит на канал 32 бита для стереозаписи. Для кодирования звуковых данных, не требующих высокого качества звучания например, речи , используются более низкие разрядность и частота дискретизации.

Описанный способ кодирования звука подобен растровому кодированию графики и требует значительных объемов двоичных данных. Также для хранения и синтеза воспроизведения музыки используется более экономичный способ кодирования, подобный векторному формату графики, и называемый MIDI Musical Instrument Digital Interface, цифровой интерфейс музыкальных инструментов.

Звучание всех инструментов, поддерживаемых стандартом MIDI заранее записано в виде заранее оцифрованных небольших звуковых фрагментов сэмплов. Такой формат представления звука практически не применим для записи реальных звуковых данных Измерение объема двоичных данных Исходя из двоичной природы кодирования данных, используемого в компьютерных системах, элементарной единицей объема данных является 1 двоичный разряд бит.

Практика двоичного кодирования показывает, что минимальная разряд- 11 12 ность двоичного числа, которую можно практически использовать, чаще всего равна 8 битам например, коды ASCII, кодирование изображений в оттенках серого, индексное кодирование графических данных.

Кроме того, стандартный размер ячейки оперативной памяти компьютера также составляет 8 бит. Соответственно, базовой единицей измерения объема двоичных данных является 1 Байт byte , который равен 8 битам. Для описания больших объемов данных используются единицы измерения, кратные байту. При этом кратность в отличие от метрической системы составляет не , а 2 Пользуясь понятием объема двоичных данных не следует забывать, что оно не имеет никакого отношения к объему информации, заключенному в этих данных.

Объем, занимаемый данными, зависит от природы этих данных и от формата кодирования, а объем информации измеряется совершенно другими способами. Так, например, один и тот же текст, несущий какую-либо информацию при использовании ASCII-кодирования 12 13 будет занимать в два раза меньший объем, чем при использования стандарта Unicode.

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Архитектура ПК: Представление вещественных чисел в памяти ПК. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»

Принципы кодирования информации в персональных компьютерах. Характеристика распространенных Принципы представления данных и команд в компьютере ее в компьютере. курсовая работа, добавлен Люди имеют дело со многими видами информации. Услышав прогноз погоды , можно записать его в компьютер, чтобы затем.

Просмотров: Транскрипт 1 Тема 2. Принципы представления данных в компьютере 2. Кодирование данных Данные и заключенная в них информация могут быть представлены в различной форме. Чаще всего люди оперируют следующими видами представления данных: числа; текст; изображения статические или динамические видеоданные ; звук в том числе речь. Данные могут быть представлены, передаваться и храниться в непрерывной и дискретной форме. Непрерывная аналоговая форма представления данных характеризуется непрерывным изменением во времени параметра сигнала, используемого для передачи или хранения этих данных например, в случае звукового сигнала. В случае дискретной формы параметр используемого сигнала может принимать конечное число значений. Дискретные данные записываются с помощью некоторого конечного набора знаков, которые называются буквами символами, для которых соглашениями установлен некоторый смысл. Множество набор отличных друг от друга букв называется алфавитом. Например, для записи текстов используются алфавиты естественных или искусственных языков; для записи числовых данных цифры от 0 до 9. Кодирование данных представление дискретных данных при помощи определенного алфавита. Код формат представления данных совокупность правил определенного способа кодирования. Данные могут быть преобразованы из одного формата представления в другой. Такое преобразование называется перекодированием. Перекодирование данных преобразование данных из одного формата представления в другой. При этом перекодирование может осуществляться как без потери информации, заключенной в данных, так и с потерей части информации. Данные в непрерывной форме могут быть преобразованы в дискретную числовую форму.

Оглавление Предисловие…………………………………………………………….

Представление информации в компьютере. Люди имеют дело со многими видами информации. Услышав прогноз погоды, можно записать его в компьютер, чтобы затем воспользоваться им.

Принципы Представления Данных И Команд В Компьютере Сочинения и курсовые работы

Рассмотрение понятия и свойств информации; особенности ее хранения и обработки. Изучение правил представления чисел, математических и специальных символов в памяти компьютера. Принципы кодирования растровых и векторных изображений, звука, видеоинформации. Методы классификации экономической информации. Двоичное кодирование — один из распространенных способов представления информационных данных. Перекодировка текстовых документов на компьютере.

Список литературы Представление информации в компьютере Люди имеют дело с множеством информации. Прочитав статью в газете, можно записать ее в компьютер, чтобы затем ею воспользоваться. В компьютер можно поместить фотографию своего друга или видеосъемку о том, как вы провели лето. Но ввести в компьютер вкус шоколада или мягкость покрывала никак нельзя. Компьютер - это электронная машина ЭВМ , которая работает с сигналами. Компьютер может работать только с такой информацией, которую можно превратить в сигналы. Если бы люди умели превращать в сигналы вкус или запах, то компьютер мог бы работать и ними. У компьютера хорошо получается работать с числами. Все числа в компьютере закодированы "двоичным кодом", то есть, представлены с помощью всего двух символов 1 и 0[1], которые легко представляются сигналами. Вся информация в компьютере кодируется числами.

.

.

.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: УРОК_03. Представление данных в памяти компьютера (10 класс)
Похожие публикации