Menyajikan informasi dalam komputer: menggunakan contoh

Jika seseorang terlibat dalam studi teknologi komputer tidak dangkal, tapi serius, itu pasti harus menyadari apa yang berbeda bentuk informasi di komputer. Pertanyaan ini adalah fundamental, karena tidak hanya penggunaan perangkat lunak dan sistem operasi, tetapi juga pemrograman pada prinsipnya berdasarkan Ahas ini.

Pelajaran "Penyajian informasi dalam komputer": dasar-dasar

Umumnya, peralatan komputer untuk cara dia merasakan informasi atau perintah, mengkonversi mereka ke dalam format file dan menyediakan pengguna hasil selesai agak berbeda dari konsep konvensional.

Fakta bahwa semua sistem yang ada berdasarkan hanya dua operator logika - "benar" dan "palsu» (true, false). Dalam arti sederhana itu adalah "ya" atau "tidak."

Hal ini dimengerti bahwa ilmu kata-kata komputer tidak mengerti mengapa sistem digital khusus dengan kode bersyarat diciptakan pada awal teknologi komputer, di mana persetujuan dari unit yang relevan, dan penolakan - nol. Itulah apa muncul yang disebut representasi biner dari informasi dalam sebuah komputer. Tergantung pada kombinasi dari satu dan nol bertekad dan ukuran objek data.

Unit terkecil dari jenis ini adalah ukuran sedikit - sedikit, yang dapat memiliki nilai 0 atau 1. Namun, sistem modern dengan jumlah kecil tersebut tidak bekerja, dan hampir semua cara menyajikan informasi dalam komputer dikurangi untuk menggunakan hanya delapan bit, yang bersama-sama merupakan byte (2 pangkat delapan). Dengan demikian, dalam satu byte dapat dibuat dari setiap pengkodean karakter dari 256 mungkin. Dan itu adalah kode biner adalah fondasi dari salah satu objek informasi. Ini akan dipahami, bagaimana tampak dalam praktek.

Informatika: penyediaan informasi dalam komputer. nomor tetap-titik

Sejak itu awalnya berbicara tentang angka, kita mempertimbangkan bagaimana sistem memperlakukan mereka. Penyajian informasi numerik dalam komputer saat ini dapat dibagi menjadi nomor pengolahan dengan titik tetap dan mengambang. Jenis pertama juga dapat dikaitkan bilangan bulat biasa, yang setelah titik desimal bernilai nol.

Hal ini diyakini bahwa angka dari jenis ini dapat mengambil 1, 2, atau 4 bytes. Yang disebut kepala byte bertanggung jawab untuk tanda nomor, sementara tanda positif sesuai dengan nol, dan negatif - Unit. Jadi, misalnya, representasi 2-byte dari rentang nilai untuk bilangan positif di kisaran 0 ^{16 Februari} 1, yang 65.535, dan untuk angka negatif - -2 ¹⁵ ke 2 ¹⁵ -1, yang sama dengan berbagai nomor dari -32.768-32.767.

representasi floating-point

Sekarang mempertimbangkan kedua jenis nomor. Fakta bahwa pelajaran kurikulum sekolah di "Pelaporan pada komputer" (kelas 9) angka floating-point tidak dianggap. Operasi dengan mereka yang cukup kompleks dan digunakan, misalnya, dalam permainan komputer. By the way, sedikit terganggu dari topik, harus dikatakan bahwa untuk kartu grafis modern salah satu indikator utama kinerja adalah kecepatan transaksi adalah dengan angka tersebut.

Di sini kita menggunakan bentuk eksponensial, di mana posisi titik desimal dapat diubah. Sebagai rumus dasar, menunjukkan representasi dari sejumlah piaran _{^{berikut: A = m A * q P}} , di mana m _A - adalah mantissa, q ^P - adalah radix, dan P - urutan nomor.

mantissa harus memenuhi persyaratan q ^-1 ≤ | m _A | <1, maka harus ada sebagian kecil biner yang tepat yang berisi digit setelah titik desimal, yang berbeda dari nol, dan urutan - seluruh nomor. Dan setiap angka desimal normalisasi bisa sangat mudah untuk membayangkan dalam bentuk eksponensial. Dan jumlah jenis ini memiliki ukuran 4 atau 8 byte.

Sebagai contoh, angka desimal 999.999 menurut rumus dengan mantissa dinormalisasi akan terlihat seperti 0,999999 _~ 10 ^3.

Menampilkan data teks: sedikit sejarah

Kebanyakan dari semua pengguna sistem komputer masih menggunakan informasi tes. Dan melihat informasi tekstual di komputer sesuai dengan prinsip-prinsip kode biner yang sama.

Namun, karena fakta bahwa hari ini kita dapat menghitung banyak bahasa di dunia, untuk mewakili informasi teks menggunakan sistem pengkodean khusus atau tabel kode. Dengan munculnya MS-DOS dianggap standar dasar encoding CP866, dan komputer Apple Mac akan menggunakan standar sendiri. Sementara khusus ISO 8859-5 encoding diperkenalkan dengan bahasa Rusia. Namun, dengan perkembangan teknologi komputer yang diperlukan untuk memperkenalkan standar baru.

berbagai pengkodean

Misalnya, di akhir 90-ies dari abad terakhir ada yang universal encoding Unicode, yang dapat menangani tidak hanya data teks, tetapi juga audio dan video. Kekhasan adalah bahwa karakter tunggal dialokasikan lebih dari satu bit, tapi dua.

Beberapa saat kemudian, ada varietas lain. Untuk sistem berbasis Windows, yang paling sering digunakan adalah encoding CP1251, tapi untuk bahasa Rusia dan masih digunakan oleh koi-8P - encoding, yang muncul di akhir 70-an, dan 80-an secara aktif digunakan bahkan dalam sistem berbasis UNIX.

Informasi yang sama dalam representasi tekstual dari sebuah komputer berdasarkan tabel ASCII, termasuk basis dan bagian diperpanjang. Yang pertama mencakup kode 0-127, kedua - dari 128 ke 255. Namun, kode kisaran pertama 0-32 ditarik melampaui simbol-simbol yang ditetapkan ke tombol dari keyboard standar dan tombol fungsi (F1-F12).

Graphics: jenis utama dari

Adapun grafis, yang secara luas digunakan dalam dunia digital saat ini, ada beberapa nuansa. Jika Anda melihat representasi grafis informasi dalam komputer, Anda harus terlebih dahulu memperhatikan jenis utama dari gambar. Di antara mereka adalah dua jenis utama - vektor dan raster.

Vektor grafis berbasis pada penggunaan bentuk primitif (garis, lingkaran, kurva, poligon, dan sebagainya. D.), kotak teks dan mengisi warna tertentu. Bitmap didasarkan pada penggunaan matriks persegi panjang, setiap elemen yang disebut pixel. Selain itu, untuk setiap elemen, Anda dapat mengatur kecerahan dan warna.

gambar vektor

Hari ini, penggunaan vektor memiliki area yang terbatas. Mereka baik, misalnya, saat membuat gambar teknis dan diagram, atau untuk dua dimensi atau tiga dimensi model objek.

Contoh stasioner bentuk vektor adalah format seperti PDF, WMF, PCL. Untuk bentuk bergerak terutama digunakan MacroMedia flash standar. Tetapi jika kita berbicara tentang kualitas atau melakukan operasi yang lebih kompleks daripada skala yang sama, lebih baik menggunakan format raster.

bitmap

Dengan objek raster itu jauh lebih rumit. Fakta bahwa penyajian informasi dalam matriks berbasis komputer melibatkan penggunaan parameter tambahan - kedalaman warna (ekspresi kuantitatif dari warna palet) dalam bit, dan ukuran matriks (jumlah piksel per inci, disebut sebagai DPI).

Artinya, palet dapat terdiri dari 16, 256, 65.536 atau 16.777.216 warna, dan matriks dapat bervariasi, tetapi yang paling umum disebut resolusi 800x600 piksel (480 000 piksel). Menurut indikator ini untuk menentukan jumlah bit yang diperlukan untuk menyimpan objek. Untuk ini kita pertama kali menggunakan rumus N = 2 ^I, di mana N - adalah jumlah warna, dan saya - adalah kedalaman warna.

Kemudian dihitung jumlah informasi. Misalnya, untuk menghitung ukuran file gambar yang berisi 65.536 warna dan matriks 1024x768 piksel. Solusinya adalah sebagai berikut:

• I = log ₂ 65536, yaitu 16 bit;
• jumlah piksel 1024 _* 768 = 786 432;
• Kapasitas memori 16 bit _* 786 432 = 12 582 912 byte, yang sesuai dengan 1,2 Mb.

Ragam audio: arah utama sintesis

Penyajian informasi dalam komputer, yang disebut audio, tunduk pada prinsip-prinsip dasar yang sama yang telah dijelaskan di atas. Tapi, seperti untuk bentuk lain dari informasi objek untuk mewakili suara, juga, digunakan fitur tambahan mereka.

Sayangnya, berkualitas tinggi reproduksi suara dan muncul dalam teknologi komputer di terakhir. Namun, jika pemutaran telah bernasib lebih buruk, sintesis alat musik real-terdengar adalah praktis tidak mungkin. Oleh karena itu, beberapa perusahaan rekaman telah memperkenalkan standar mereka sendiri. Hari ini, yang paling banyak digunakan, sintesis FM dan metode meja-gelombang.

Dalam kasus pertama itu berarti bahwa setiap suara alam, yang terus-menerus, dapat diuraikan ke dalam urutan tertentu (urutan) harmonik sederhana dengan menggunakan metode sampling dan menghasilkan penyajian informasi dalam memori komputer berdasarkan kode. Untuk memainkan penggunaan proses sebaliknya, tetapi dalam kasus ini, kerugian yang tak terelakkan dari beberapa komponen yang muncul pada kualitas.

Ketika sintesis meja-gelombang diasumsikan bahwa ada meja pra-dibuat dengan contoh-contoh dari bunyi instrumen hidup. Contoh-contoh seperti ini disebut sampel. Pada saat yang sama untuk bermain tim MIDI (Musical Instrument Digital Interface) yang digunakan cukup sering untuk melihat dari jenis kode instrumen, pitch, durasi, intensitas suara dan dinamika perubahan, pengaturan lingkungan dan karakteristik lainnya. Berkat semacam ini suara cukup dekat dekat dengan alam.

format yang modern

Padahal sebelumnya dasar untuk WAV standar telah diambil (pada kenyataannya, sangat suara dan dalam bentuk gelombang), dari waktu ke waktu menjadi sangat nyaman, jika hanya karena fakta bahwa file tersebut menempati ruang terlalu banyak pada media penyimpanan.

Seiring waktu, teknologi untuk kompres format ini. Dengan demikian, berubah dan format sendiri. Saat ini paling terkenal bisa disebut MP3, OGG, WMA, FLAC dan banyak lainnya.

Namun, hingga saat parameter utama dari setiap file suara tetap frekuensi sampling (44,1 kHz adalah standar, meskipun nilai-nilai dapat ditemukan di atas dan di bawah), dan jumlah tingkat sinyal (16 bit, 32 bit). Pada prinsipnya, digitalisasi tersebut dapat diartikan sebagai representasi dari informasi dalam jenis komputer akustik berdasarkan sinyal utama analog (dalam sifat setiap suara awalnya analog).

video presentasi

Jika masalah suara diselesaikan cukup cepat, video semuanya tidak begitu mulus. Masalahnya adalah bahwa klip, film atau video game adalah kombinasi dari video dan audio. Akan terlihat bahwa apa yang bisa lebih sederhana daripada untuk menggabungkan objek bergerak gambar dengan skala? Ternyata, ini adalah masalah nyata.

Semua yang penting adalah bahwa dari sudut pandang teknis, awalnya untuk mengingat frame pertama dari setiap adegan, disebut kunci, dan hanya kemudian untuk melestarikan perbedaan (perbedaan frame). Dan apa yang lebih menyakitkan, digital atau dibuat video diperoleh ukuran seperti yang menyimpannya di komputer Anda atau removable media itu tidak mungkin.

masalah ini diselesaikan ketika muncul format AVI yang merupakan wadah universal tertentu, yang terdiri dari satu set blok yang dapat disimpan dalam informasi yang sewenang-wenang, sehingga bahkan dikompresi dengan cara yang berbeda. Jadi, bahkan file format AVI yang sama satu sama lain dapat bervariasi.

Dan hari ini Anda dapat bertemu banyak format video populer lainnya, tetapi untuk semua dari mereka menggunakan parameter dan nilai-nilai parameter, kepala di antara yang merupakan jumlah frame per detik mereka sendiri.

Codec dan decoder

Penyajian informasi dalam komputer sebagai rencana adalah mustahil untuk membayangkan tanpa menggunakan codec dan decoder digunakan dalam kompresi dan dekompresi dari isi awal selama pemutaran. nama yang sangat mereka menunjukkan bahwa beberapa encode (kompres) sinyal, yang kedua - sebaliknya - yang membongkar.

Merekalah yang bertanggung jawab atas isi dari kontainer dari berbagai ukuran, serta menentukan ukuran file akhir. Selain itu, peran penting yang dimainkan oleh parameter resolusi, seperti yang ditunjukkan untuk grafis raster. Tapi hari ini kita bahkan dapat memenuhi UltraHD (4k).

kesimpulan

Jika batas tertentu meringkas di atas, dapat dicatat hanya bahwa sistem komputer modern awalnya bekerja secara eksklusif pada persepsi kode biner (yang lain mereka hanya tidak mengerti). Dan penggunaannya didasarkan tidak hanya menyediakan informasi, tetapi juga semua bahasa pemrograman yang dikenal saat ini. Dengan demikian, pada awalnya, untuk memahami bagaimana semuanya bekerja, perlu untuk memahami esensi dari penggunaan urutan satu dan nol.