การนำเสนอข้อมูลในคอมพิวเตอร์: ใช้ตัวอย่าง

ถ้าคนที่เป็นธุระในการศึกษาของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ที่ไม่ได้เป็นเพียงผิวเผิน แต่อย่างจริงจังมันก็จะต้องตระหนักถึงสิ่งที่แตกต่างกัน ในรูปแบบของข้อมูลที่ อยู่ในคอมพิวเตอร์ คำถามนี้เป็นคำถามพื้นฐานเพราะไม่เพียง แต่การใช้ซอฟต์แวร์และระบบปฏิบัติการ แต่ยังเขียนโปรแกรมอยู่ในหลักการบนพื้นฐานของอาหัสเหล่านี้

บทเรียนเรื่อง "การนำเสนอข้อมูลในคอมพิวเตอร์": พื้นฐาน

โดยทั่วไปอุปกรณ์คอมพิวเตอร์สำหรับวิธีที่เธอรับรู้ข้อมูลหรือคำสั่งแปลงให้เป็นรูปแบบไฟล์และให้ผู้ใช้ผลเสร็จค่อนข้างแตกต่างจากแนวคิดเดิม

ความจริงที่ว่าทั้งหมดของระบบที่มีอยู่บนพื้นฐานเพียงสองดำเนินการทางตรรกะ - "ความจริง" และ "เท็จ» (จริงเท็จ) ในความรู้สึกเรียบง่ายมันคือ "ใช่" หรือ "no."

เป็นที่เข้าใจว่าวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์คำไม่เข้าใจว่าทำไมระบบดิจิตอลพิเศษด้วยรหัสเงื่อนไขที่ถูกสร้างขึ้นในยามเช้าของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ในการที่ได้รับอนุมัติจากหน่วยงานที่เกี่ยวข้องและการปฏิเสธ - ศูนย์ นั่นคือสิ่งที่ปรากฏที่เรียกว่าแทน binary ของข้อมูลในคอมพิวเตอร์ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการรวมกันของคนและศูนย์มีความมุ่งมั่นและขนาดของ ข้อมูลวัตถุ

หน่วยที่เล็กที่สุดของประเภทนี้คือขนาดบิต - บิตซึ่งสามารถมีค่าเป็น 0 หรือ 1 แต่ระบบที่ทันสมัยด้วยปริมาณขนาดเล็กดังกล่าวจะไม่ทำงานและเกือบทุกวิธีในการนำเสนอข้อมูลในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีการลดลงไปโดยใช้เพียงแปดบิตซึ่งร่วมกัน เป็นการไบต์ (2 ถึงอำนาจที่แปด) ดังนั้นในไบต์เดียวสามารถทำของการเข้ารหัสตัวอักษรใด ๆ จาก 256 เป็นไปได้ และมันก็เป็น รหัสไบนารี คือข้อเท็จจริงใด ๆ ของวัตถุข้อมูล มันจะต้องทำความเข้าใจว่าจะดูในทางปฏิบัติ

สารสนเทศ: การให้ข้อมูลในคอมพิวเตอร์ จำนวนจุดคงที่

เพราะมันอยู่ในขั้นต้นการพูดคุยเกี่ยวกับตัวเลขเราจะพิจารณาวิธีการที่ระบบการปฏิบัติต่อพวกเขา การแสดงข้อมูลตัวเลขในคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันสามารถแบ่งออกเป็นตัวเลขประมวลผลด้วยจุดคงที่และลอยตัว ประเภทแรกนอกจากนี้ยังสามารถนำมาประกอบจำนวนเต็มธรรมดาที่หลังจุดทศนิยมเป็นมูลค่าการศูนย์

เป็นที่เชื่อกันว่าตัวเลขประเภทนี้สามารถใช้เวลา 1, 2 หรือ 4 ไบต์ ที่เรียกว่าหัวไบต์เป็นผู้รับผิดชอบสำหรับการเข้าสู่ระบบของตัวเลขในขณะที่สัญญาณบวกที่สอดคล้องกับศูนย์และลบ - หน่วย ดังนั้นสำหรับตัวอย่างเช่นเป็นตัวแทน 2 ไบต์ของช่วงของค่าสำหรับตัวเลขในเชิงบวกในช่วง 0-2 ^{วันที่ 16} -1 ซึ่งเป็น 65535 และสำหรับตัวเลขที่ติดลบ - -2 ^{15-2 15} -1 ซึ่งเท่ากับช่วงตัวเลขจาก -32,768-32767

ตัวแทนจุดลอยตัว

ตอนนี้พิจารณาประเภทที่สองของตัวเลข ความจริงที่ว่าบทเรียนหลักสูตรของโรงเรียนในเรื่อง "การรายงานเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์" (ระดับ 9) จำนวนจุดลอยตัว ไม่ได้พิจารณา การดำเนินการกับพวกเขาจะค่อนข้างซับซ้อนและมีการใช้ตัวอย่างเช่นในเกมคอมพิวเตอร์ โดยวิธีการเล็ก ๆ น้อย ๆ ฟุ้งซ่านจากหัวข้อที่มันควรจะกล่าวว่าสำหรับกราฟิกการ์ดที่ทันสมัยหนึ่งในตัวชี้วัดหลักของการทำงานคือความเร็วของการทำธุรกรรมอยู่กับตัวเลขดังกล่าว

ที่นี่เราใช้แบบฟอร์มการชี้แจงซึ่งในตำแหน่งของจุดทศนิยมสามารถเปลี่ยนแปลงได้ _{^{ในฐานะที่เป็นสูตรพื้นฐานแสดงเป็นตัวแทนของจำนวนที่ยอมรับต่อไปนี้ใด}} ๆ _{^{: A = ม A * Q P}} , _{ที่มเอ} - เป็น mantissa, ^{คิวพี} - เป็นสมุฎฐานและ P - จำนวนการสั่งซื้อ

mantissa จะต้องตอบสนองความต้องการของคิว ^-1 ≤ | ม _A | <1 แล้วจะต้องมีส่วนไบนารีที่เหมาะสมที่มีหลักหลังจุดทศนิยมซึ่งจะแตกต่างจากศูนย์และคำสั่งของ - ตัวเลขทั้งหมด และจำนวนทศนิยมใด ๆ ที่ปกติจะค่อนข้างง่ายที่จะจินตนาการในรูปแบบที่ชี้แจง และจำนวนของประเภทนี้มีขนาด 4 หรือ 8 ไบต์

ยกตัวอย่างเช่นเลขทศนิยม 999,999 ตามสูตรการคำนวณที่มีความปกติ mantissa จะมีลักษณะเช่น 0.999999 _~ 10 ³

แสดงข้อมูลข้อความ: บิตของประวัติศาสตร์

ส่วนใหญ่ของผู้ใช้ทั้งหมดของระบบคอมพิวเตอร์ยังคงใช้ข้อมูลการทดสอบ และดูข้อมูลที่เป็นข้อความในเครื่องคอมพิวเตอร์สอดคล้องกับหลักการรหัสไบนารีเดียวกัน

แต่เนื่องจากความจริงที่ว่าวันนี้เราสามารถนับจำนวนมากของภาษาในโลกที่จะเป็นตัวแทนของข้อมูลข้อความที่ใช้ระบบการเข้ารหัสพิเศษหรือตารางรหัส กับการถือกำเนิดของ MS-DOS ได้รับการพิจารณามาตรฐานการเข้ารหัสขั้นพื้นฐาน CP866 และคอมพิวเตอร์ Apple Mac จะใช้มาตรฐานของตัวเอง ในขณะที่การเข้ารหัสพิเศษ ISO 8859-5 ถูกนำไปภาษารัสเซีย แต่ด้วยการพัฒนาของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์จำเป็นที่จะแนะนำมาตรฐานใหม่

ความหลากหลายของการเข้ารหัส

ยกตัวอย่างเช่นในช่วงปลายยุค 90 โอบอุ้มของศตวรรษที่ผ่านมามีความเป็นสากล เข้ารหัส Unicode, ที่สามารถจัดการข้อมูลที่เป็นข้อความไม่เพียง แต่ยังเสียงและวิดีโอ ความไม่ชอบมาพากลของมันคือตัวละครเดียวที่ได้รับการจัดสรรมากกว่าหนึ่งบิต แต่สอง

เล็ก ๆ น้อย ๆ ต่อมามีสายพันธุ์อื่น ๆ สำหรับระบบที่ใช้ Windows ที่ใช้มากที่สุดคือ CP1251 เข้ารหัส แต่สำหรับภาษารัสเซียและยังคงใช้โดยก้อย-8P - การเข้ารหัสซึ่งปรากฏในช่วงปลายยุค 70 และ 80 ถูกนำมาใช้อย่างแข็งขันแม้จะอยู่ในระบบ UNIX-based

ข้อมูลเดียวกันมากในการแสดงเกี่ยวกับใจของเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งเป็นไปตามตาราง ASCII รวมทั้งฐานและส่วนขยาย ครั้งแรกรวมถึงรหัส 0-127 ที่สอง - จาก 128 ถึง 255 แต่แรกรหัสช่วง 0-32 ถอนเกินสัญลักษณ์ที่กำหนดให้กับปุ่มของแป้นพิมพ์มาตรฐานและปุ่มฟังก์ชั่น (F1-F12)

กราฟิกประเภทหลักของ

ในฐานะที่เป็นสำหรับกราฟิกซึ่งเป็นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในโลกดิจิตอลในปัจจุบันมีความแตกต่างบางอย่าง ถ้าคุณมองไปที่การแสดงภาพของข้อมูลในเครื่องคอมพิวเตอร์ก่อนอื่นคุณต้องใส่ใจกับประเภทหลักของภาพ ในหมู่พวกเขาเป็นสองประเภทหลัก - เวกเตอร์และแรสเตอร์

กราฟิกแบบเวกเตอร์ตามการใช้งานของรูปทรงดั้งเดิม (เส้นวงกลมเส้นโค้งรูปหลายเหลี่ยมและอื่นง.) กล่องข้อความและเติมสีที่เฉพาะเจาะจง บิตแมปจะขึ้นอยู่กับการใช้งานของเมทริกซ์สี่เหลี่ยมองค์ประกอบของแต่ละที่เรียกว่าพิกเซล นอกจากนี้สำหรับแต่ละองค์ประกอบคุณสามารถตั้งค่าความสว่างและสี

ภาพเวกเตอร์

วันนี้การใช้งานของเวกเตอร์ที่มีพื้นที่ จำกัด พวกเขาจะดีตัวอย่างเช่นเมื่อมีการสร้างเทคนิคการวาดภาพและไดอะแกรมหรือสองมิติหรือแบบจำลองสามมิติของวัตถุ

ตัวอย่างนิ่งรูปร่างเวกเตอร์ที่มีรูปแบบเช่น PDF, WMF, บมจ สำหรับการย้ายรูปร่าง Macromedia Flash มาตรฐานส่วนใหญ่จะใช้ แต่ถ้าเราพูดคุยเกี่ยวกับคุณภาพหรือดำเนินการดำเนินการที่ซับซ้อนมากขึ้นกว่าขนาดเดียวกันก็เป็นการดีที่จะใช้รูปแบบแรสเตอร์

บิตแมป

กับวัตถุแรสเตอร์มันเป็นความซับซ้อนมากขึ้น ความจริงที่ว่าการนำเสนอข้อมูลในเมทริกซ์คอมพิวเตอร์ที่ใช้เกี่ยวกับการใช้พารามิเตอร์เพิ่มเติม - ความลึกของสี (การแสดงออกเชิงปริมาณของสีจานสี) ในบิตและขนาดของเมทริกซ์ (จำนวนพิกเซลต่อนิ้วเรียกว่า DPI)

นั่นคือจานอาจประกอบด้วย 16, 256, 65,536 หรือ 16,777,216 สีและเมทริกซ์สามารถแตกต่างกัน แต่ที่พบมากที่สุดที่เรียกว่าความละเอียด 800x600 พิกเซล (480 000 พิกเซล) ตามตัวชี้วัดเหล่านี้เพื่อกำหนดจำนวนบิตที่จำเป็นต้องใช้ในการจัดเก็บวัตถุ สำหรับเรื่องนี้เป็นครั้งแรกที่เราใช้สูตร N = 2 ^{ผมซึ่งใน} N - คือจำนวนของสีและผม - ความลึกสี

แล้วคำนวณปริมาณของข้อมูล ยกตัวอย่างเช่นในการคำนวณขนาดของไฟล์ภาพที่มี 65,536 สีและเมทริกซ์ของ 1024x768 พิกเซลที่ การแก้ปัญหาจะเป็นดังนี้:

• I = log ₂ 65536 ที่เป็น 16 บิต;
• จำนวนพิกเซล 1024 _* 768 = 786 432;
• ความจุหน่วยความจำ 16 บิต _* 786 432 = 12 582 912 ไบต์ซึ่งสอดคล้องกับ 1.2 Mb

ความหลากหลายของเสียง: ทิศทางหลักของการสังเคราะห์

การนำเสนอข้อมูลในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่าเสียงภายใต้หลักการพื้นฐานที่เหมือนกันซึ่งได้รับการอธิบายไว้ข้างต้น แต่เป็นรูปแบบอื่น ๆ ของข้อมูลวัตถุเพื่อเป็นตัวแทนของเสียงที่มากเกินไปใช้คุณลักษณะเพิ่มเติมของพวกเขา

แต่น่าเสียดายที่มีคุณภาพสูงการทำสำเนาเสียงและปรากฏอยู่ในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ในช่วงมาก แต่ถ้าเล่นมีอาการมากขึ้นได้ไม่ดีการสังเคราะห์ของเครื่องดนตรีที่แท้จริงที่ทำให้เกิดเสียงเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ ดังนั้นบาง บริษัท แผ่นเสียงได้นำมาตรฐานของตัวเอง วันนี้ใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์ FM และตารางคลื่นวิธี

ในกรณีแรกก็หมายความว่าการใด ๆ เสียงที่เป็นธรรมชาติซึ่งเป็นอย่างต่อเนื่องสามารถย่อยสลายเป็นลำดับที่หนึ่ง (ลำดับ) ประสานง่ายโดยใช้วิธีการสุ่มตัวอย่างและการผลิตการนำเสนอข้อมูลในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์บนพื้นฐานของรหัส ในการเล่นใช้กระบวนการย้อนกลับ แต่ในกรณีนี้การสูญเสียที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ของบางส่วนที่ปรากฏบนที่มีคุณภาพ

เมื่อสังเคราะห์ตารางคลื่นจะสันนิษฐานได้ว่ามีตารางก่อนสร้างขึ้นด้วยตัวอย่างของเสียงของเครื่องดนตรีสด ตัวอย่างดังกล่าวเรียกว่ากลุ่มตัวอย่าง ในขณะเดียวกันการเล่นทีม MIDI (Musical Instrument Digital Interface) จะใช้บ่อยมากพอที่จะรับรู้จากการพิมพ์รหัสของเครื่องมือการขว้างระยะเวลาความเข้มของเสียงและการเปลี่ยนแปลงของการเปลี่ยนแปลงการตั้งค่าสภาพแวดล้อมและลักษณะอื่น ๆ ขอขอบคุณที่ชนิดของเสียงใกล้พอที่ใกล้เคียงกับธรรมชาติ

รูปแบบที่ทันสมัย

ขณะที่ก่อนหน้าพื้นฐานสำหรับ WAV มาตรฐานที่ได้รับการดำเนินการ (ในความเป็นจริงเสียงมากและอยู่ในรูปของคลื่น) เมื่อเวลาผ่านไปมันก็กลายเป็นไม่สะดวกมากถ้าเพียงเพราะความจริงที่ว่าไฟล์ดังกล่าวใช้พื้นที่มากเกินไปในสื่อเก็บข้อมูล

เมื่อเวลาผ่านไปเทคโนโลยีการบีบอัดในรูปแบบนี้ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงและรูปแบบของตัวเอง ที่รู้จักกันดีในวันนี้สามารถเรียกได้ว่าเป็น MP3, OGG, WMA, FLAC และอื่น ๆ อีกมากมาย

อย่างไรก็ตามจนถึงขณะนี้ตัวแปรหลักของไฟล์เสียงใด ๆ ยังคงความถี่สุ่ม (44.1 kHz เป็นมาตรฐานแม้ว่าค่าที่สามารถพบได้บนและด้านล่าง) และจำนวนของระดับสัญญาณ (16 บิต, 32 บิต) ในหลักการดังกล่าว digitizing สามารถตีความได้ว่าเป็นตัวแทนของข้อมูลในคอมพิวเตอร์ประเภทอะคูสติกอยู่บนพื้นฐานของหลักสัญญาณอนาล็อก (ในลักษณะของเสียงใด ๆ เป็นครั้งแรกอะนาล็อก)

วิดีโอนำเสนอ

หากปัญหาเสียงถูกแก้ไขได้อย่างรวดเร็วพอวิดีโอทุกอย่างก็ไม่ราบรื่นดังนั้น ปัญหาคือว่าคลิปภาพยนตร์หรือวิดีโอเกมมีการรวมกันของภาพและเสียง ก็ดูเหมือนว่าสิ่งที่อาจจะง่ายกว่าที่จะรวมภาพวัตถุที่เคลื่อนไหวที่มีขนาดหรือไม่? ที่จะเปิดออกนี้เป็นปัญหาที่แท้จริง

ทุกเรื่องที่เป็นว่าจากจุดทางเทคนิคของมุมมองแรกที่จะจำเฟรมแรกของแต่ละฉากเรียกว่าสำคัญและเพียงแล้วที่จะรักษาความแตกต่าง (ความแตกต่างเฟรม) และสิ่งที่เป็นความเจ็บปวดมากขึ้นดิจิทัลหรือวิดีโอที่สร้างขึ้นได้เช่นขนาดที่เก็บไว้ในเครื่องคอมพิวเตอร์หรือสื่อที่ถอดเป็นไปไม่ได้เพียงแค่คุณ

ปัญหาถูกแก้ไขเมื่อปรากฏรูปแบบ AVI ซึ่งหมายถึงภาชนะสากลบางอย่างซึ่งประกอบด้วยชุดของบล็อกซึ่งอาจจะเก็บไว้ในข้อมูลโดยพลจึงบีบอัดแม้จะอยู่ในรูปแบบที่แตกต่างกัน ดังนั้นแม้กระทั่งไฟล์ของ AVI รูปแบบเดียวกันกับแต่ละอื่น ๆ สามารถแตกต่างกันมาก

และวันนี้คุณสามารถตอบสนองอื่น ๆ จำนวนมากรูปแบบวิดีโอยอดนิยม แต่สำหรับพวกเขาทั้งหมดที่ใช้พารามิเตอร์และค่าพารามิเตอร์ของตัวเองหัวหน้าในหมู่ซึ่งเป็นจำนวนเฟรมต่อวินาที

ตัวแปลงสัญญาณและถอดรหัส

การนำเสนอข้อมูลในคอมพิวเตอร์เป็นแผนเป็นไปไม่ได้ที่จะจินตนาการโดยไม่ต้องใช้ตัวแปลงสัญญาณและถอดรหัสที่ใช้ในการบีบอัดและคลายของเนื้อหาเริ่มต้นในระหว่างการเล่น ชื่อของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าบางเข้ารหัส (บีบอัด) สัญญาณที่สอง - ในทางตรงกันข้าม - เป็นจำนวนมาก ๆ

มันเป็นพวกเขาที่มีความรับผิดชอบในเนื้อหาของภาชนะบรรจุขนาดใด ๆ เช่นเดียวกับการกำหนดขนาดของไฟล์สุดท้าย นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญโดยพารามิเตอร์ความละเอียดตามที่ระบุไว้สำหรับกราฟิกแรสเตอร์ แต่วันนี้เรายังสามารถตอบสนองความ UltraHD (4K)

ข้อสรุป

ถ้ามีขอบเขตสรุปข้างต้นก็อาจจะตั้งข้อสังเกตเพียงว่าระบบคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยแรกทำงานเฉพาะในการรับรู้ของรหัสไบนารี (อื่นที่พวกเขาก็ไม่เข้าใจ) และการใช้งานจะขึ้นอยู่ไม่เพียง แต่ให้ข้อมูล แต่ยังทุกภาษาโปรแกรมที่รู้จักกันในวันนี้ ดังนั้นในขั้นต้นที่จะเข้าใจวิธีการทำงานทั้งหมดมันเป็นสิ่งจำเป็นที่จะเข้าใจสาระสำคัญของการใช้ลำดับของคนและศูนย์ที่