การเข้ารหัสข้อมูลและการประมวลผลคืออะไร?

ในโลกมีการแลกเปลี่ยนข้อมูลอย่างต่อเนื่อง แหล่งที่มาสามารถเป็นคนอุปกรณ์ทางเทคนิคสิ่งต่างๆวัตถุของชีวิตที่ไม่มีชีวิตและมีชีวิต คุณสามารถรับข้อมูลเป็นหนึ่งอ็อบเจ็กต์หรือหลายชิ้นก็ได้
สำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูลที่ดีขึ้นการเข้ารหัสและประมวลผลข้อมูลด้านเครื่องส่งสัญญาณจะดำเนินการพร้อมกัน (การเตรียมและแปลงข้อมูลลงในแบบฟอร์มที่สะดวกสำหรับการแปลการประมวลผลและการจัดเก็บ) การส่งต่อและการถอดรหัสที่ด้านรับ (แปลงข้อมูลที่เข้ารหัสเป็นแบบเดิม) เหล่านี้เป็นงานที่เกี่ยวข้องกัน: ต้นทางและตัวรับสัญญาณต้องมีขั้นตอนวิธีการเดียวกันสำหรับการประมวลผลข้อมูลมิฉะนั้นกระบวนการถอดรหัสการถอดรหัสจะเป็นไปไม่ได้ การเข้ารหัสและการประมวลผลข้อมูลกราฟิกและมัลติมีเดียมักจะได้รับการตระหนักขึ้นโดยอาศัยเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์

การเข้ารหัสข้อมูลบนคอมพิวเตอร์

มีหลายวิธีในการประมวลผลข้อมูล (ข้อความตัวเลขกราฟิกวิดีโอเสียง) โดยใช้คอมพิวเตอร์ ข้อมูลทั้งหมดที่ประมวลผลโดยคอมพิวเตอร์จะแสดงเป็นรหัสไบนารีด้วยความช่วยเหลือของตัวเลข 1 และ 0 เรียกว่าบิต ในทางเทคนิควิธีนี้ง่ายมาก: 1 - มีสัญญาณไฟฟ้าอยู่ 0 - ไม่ปรากฏ จากมุมมองของมนุษย์รหัสดังกล่าวไม่สะดวกสำหรับการรับรู้ - บรรทัดยาวของศูนย์และเครื่องหมายที่เป็นสัญลักษณ์ของรหัสเป็นเรื่องยากที่จะถอดรหัสได้ทันที แต่รูปแบบการบันทึกนี้จะแสดงให้เห็นว่าการเข้ารหัสข้อมูลดังกล่าวเป็นไปอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่นตัวเลข 8 ในรูปแบบไบนารีแปดบิตดูเหมือนว่าบิตต่อไปนี้ของบิต: 000001000 แต่สิ่งที่ยากสำหรับคนเพียงแค่คอมพิวเตอร์ อิเลคทรอนิคส์สามารถจัดการกับองค์ประกอบที่เรียบง่ายได้ง่ายกว่าจำนวนที่น้อยมาก

เขียนโค้ดข้อความ

เมื่อเรากดปุ่มบนแป้นพิมพ์คอมพิวเตอร์จะได้รับรหัสกดปุ่มบางปุ่มให้มองหาในตารางอักขระ ASCII มาตรฐาน (รหัสอเมริกันสำหรับการแลกเปลี่ยนข้อมูล) "เข้าใจ" ปุ่มใดที่ถูกกดและส่งรหัสนี้เพื่อประมวลผลต่อไป (ตัวอย่างเช่นเพื่อแสดงสัญลักษณ์บนจอภาพ ) ในการจัดเก็บรหัสตัวอักษรในรูปแบบไบนารีใช้ตัวเลข 8 หลักดังนั้นจำนวนชุดค่าผสมสูงสุดคือ 256 อักขระ 128 ตัวแรกใช้สำหรับอักขระควบคุมตัวเลขและอักษรละติน ช่วงครึ่งหลังเป็นสัญลักษณ์ประจำชาติและ pseudographics

เขียนโค้ดข้อความ

จะเข้าใจได้ง่ายขึ้นว่าการเข้ารหัสข้อมูลคืออะไร พิจารณารหัสของสัญลักษณ์ภาษาอังกฤษ "C" และตัวอักษรภาษารัสเซีย "C" โปรดทราบว่าสัญลักษณ์เป็นตัวพิมพ์ใหญ่และรหัสของพวกเขาต่างจากตัวพิมพ์เล็ก ตัวอักษรภาษาอังกฤษจะมีลักษณะเช่น 01000010 และ Russian - 11010001 ความจริงที่ว่าสำหรับบุคคลบนหน้าจอจะมีลักษณะเหมือนกันคอมพิวเตอร์จะรับรู้ได้ค่อนข้างแตกต่างกัน นอกจากนี้ยังจำเป็นต้องให้ความสนใจกับความจริงที่ว่ารหัสของ 128 อักขระแรกยังคงไม่เปลี่ยนแปลงและเริ่มจาก 129 เป็นต้นไปตัวอักษรที่แตกต่างกันอาจตรงกับรหัสไบนารีหนึ่งรหัสขึ้นอยู่กับตารางรหัสที่ใช้ ตัวอย่างเช่นรหัสทศนิยม 194 สามารถสอดคล้องใน KOI8 กับตัวอักษร "b" ใน CP1251 - "B" ถึง ISO - "T" และในการเข้ารหัสของ CP866 และ Mac โดยทั่วไปจะไม่มีสัญลักษณ์ที่ตรงกับรหัสนี้ ดังนั้นเมื่อเราเปิดข้อความแทนคำในภาษารัสเซียเราจะเห็น abracadabra แบบสัญลักษณ์ซึ่งหมายความว่าการเข้ารหัสข้อมูลนี้ไม่เหมาะกับเราและเราจำเป็นต้องเลือกตัวแปลงสัญลักษณ์อื่น

หมายเลขรหัส

ในระบบไบนารีของการคำนวณมีเพียงสองตัวแปรของค่า 0 และ 1 เท่านั้นการดำเนินงานขั้นพื้นฐานทั้งหมดที่มีตัวเลขไบนารีจะถูกใช้โดยวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่าเลขคณิตไบนารี การกระทำเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะของตนเอง ตัวอย่างเช่นหมายเลข 45 พิมพ์บนแป้นพิมพ์ แต่ละหลักมีรหัส 8 บิตของตัวเองในตารางโค้ด ASCII ดังนั้นจำนวนจะใช้เวลาสองไบต์ (16 บิต): 5 - 01010011, 4 - 01000011 เพื่อที่จะใช้หมายเลขนี้ในการคำนวณจะแปลโดยอัลกอริทึมพิเศษในระบบไบนารีของแคลคูลัสในรูปแบบของตัวเลขไบนารีแปดหลัก: 45 - 00101101

การเข้ารหัสและประมวลผลข้อมูลกราฟิก

ในทศวรรษที่ 1950 คอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ที่ใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางวิทยาศาสตร์และการทหารเป็นครั้งแรก วันนี้การสร้างภาพข้อมูลที่ได้รับจากคอมพิวเตอร์เป็นเรื่องธรรมดาและเป็นแบบแผนสำหรับปรากฏการณ์ของบุคคลใด ๆ และในสมัยนั้นมันสร้างการปฏิวัติพิเศษในการทำงานด้วยเทคโนโลยี อาจส่งผลกระทบต่อจิตใจมนุษย์: ข้อมูลภาพถูกดูดซึมและรับรู้ได้ดีขึ้น ความก้าวหน้าที่สำคัญในการพัฒนาระบบการสร้างภาพข้อมูลเกิดขึ้นในทศวรรษที่ 1980 เมื่อการเข้ารหัสและประมวลผลข้อมูลกราฟิกได้รับการพัฒนาอย่างมีประสิทธิภาพ

การแสดงกราฟิกแบบอะนาล็อกและแบบแยก

ข้อมูลกราฟิก สามารถเป็นได้สองแบบคือแบบอะนาล็อก (ผืนผ้าใบที่มีการเปลี่ยนสีอย่างต่อเนื่อง) และแบบแยก (ภาพที่ประกอบด้วยชุดของจุดสีต่างๆ) เพื่อความสะดวกในการทำงานกับภาพในคอมพิวเตอร์พวกเขาจะต้องได้รับการประมวลผล - การสุ่มตัวอย่างเชิงพื้นที่ซึ่งแต่ละองค์ประกอบจะกำหนดค่าสีที่เฉพาะเจาะจงในรูปแบบของแต่ละรหัส การเข้ารหัสและประมวลผลข้อมูลภาพจะคล้ายกับการทำงานกับภาพโมเสคที่ประกอบด้วยชิ้นส่วนขนาดเล็กจำนวนมาก และคุณภาพของการเข้ารหัสจะขึ้นอยู่กับขนาดของจุด (ขนาดของชิ้นส่วนจะเล็กลง - จุดจะใหญ่ขึ้นตามหน่วยของพื้นที่ - ยิ่งมีคุณภาพสูงเท่าไร) และขนาดของจานสีที่ใช้ (ยิ่งสีของแต่ละจุดสามารถเท่าไหร่ได้มากเท่าไร )

การสร้างและจัดเก็บกราฟิก

มีรูปแบบภาพพื้นฐานหลายรูปแบบเช่น vector fractal และ raster แยกการรวมกันของแรสเตอร์และเวกเตอร์ถือเป็นกราฟิกมัลติมีเดียที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในยุคของเราซึ่งแสดงถึงวิธีการและวิธีการในการสร้างวัตถุสามมิติในพื้นที่เสมือน การเข้ารหัสและประมวลผลข้อมูลกราฟิกและมัลติมีเดียจะแตกต่างกันไปในแต่ละรูปแบบภาพ

ภาพแรสเตอร์

สาระสำคัญของรูปแบบกราฟิกนี้คือภาพที่ถูกแบ่งออกเป็นจุดสีขนาดเล็ก (พิกเซล) จุดควบคุมด้านบนซ้าย การเข้ารหัสข้อมูลกราฟิกจะเริ่มต้นจากมุมซ้ายของบรรทัดภาพโดยบรรทัดแต่ละพิกเซลจะได้รับรหัสสี ปริมาณของภาพแรสเตอร์สามารถคำนวณได้โดยการคูณจำนวนจุดโดยปริมาตรข้อมูลของแต่ละไฟล์ (ซึ่งขึ้นอยู่กับจำนวนของตัวเลือกสี) ยิ่งความละเอียดของจอแสดงผลมากเท่าใดจำนวนแถวแรสเตอร์และจุดในแต่ละบรรทัดจะยิ่งทำให้คุณภาพของภาพสูงขึ้นเท่านั้น ในการประมวลผลข้อมูลกราฟิกแรสเตอร์คุณสามารถใช้รหัสไบนารีเนื่องจากความสว่างของแต่ละจุดและพิกัดของตำแหน่งสามารถแสดงเป็นจำนวนเต็ม

ภาพเวกเตอร์

การเขียนโค้ดข้อมูลกราฟิกและมัลติมีเดียของประเภทเวกเตอร์จะลดลงเนื่องจากวัตถุกราฟิกจะแสดงในรูปแบบของส่วนย่อยและส่วนโค้ง คุณสมบัติของเส้นที่เป็นวัตถุฐานคือรูปร่าง (เส้นตรงหรือเส้นโค้ง) สีความหนาโครงร่าง (เส้นประหรือเส้นทึบ) เส้นที่ปิดอยู่มีคุณสมบัติอื่น - เติมด้วยวัตถุหรือสีอื่น ๆ ตำแหน่งของวัตถุจะพิจารณาจากจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดของเส้นและรัศมีความโค้งของส่วนโค้ง ปริมาณข้อมูลกราฟิกของรูปแบบเวกเตอร์มีขนาดเล็กกว่าบิตแมป แต่ต้องใช้โปรแกรมพิเศษสำหรับการดูภาพกราฟิกประเภทนี้ นอกจากนี้ยังมีโปรแกรม - vectorizers ที่แปลง ภาพแรสเตอร์ เป็น ภาพ เวกเตอร์

กราฟิกเศษส่วน

กราฟิกประเภทนี้เช่นเวกเตอร์จะขึ้นอยู่กับการคำนวณทางคณิตศาสตร์ แต่ส่วนประกอบพื้นฐานของสูตรคือสูตรเอง ในหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ไม่มีความจำเป็นต้องเก็บภาพหรือวัตถุภาพวาดจะถูกวาดโดยสูตรเท่านั้น กราฟิกประเภทนี้มีความสะดวกในการมองเห็นภาพโครงสร้างที่เรียบง่ายไม่ซับซ้อนเพียงอย่างเดียว แต่ยังมีภาพประกอบที่ซับซ้อนที่จำลองขึ้นเช่นภูมิประเทศในเกมหรือเลียนแบบ

คลื่นเสียง

การเข้ารหัสข้อมูลคืออะไรคุณยังสามารถแสดงตัวอย่างของการทำงานร่วมกับเสียงได้ เรารู้ว่าโลกของเราเต็มไปด้วยเสียง ตั้งแต่สมัยโบราณผู้คนต่างคิดว่าเสียงเกิดมาจากอะไร - คลื่นของอากาศที่ถูกบีบอัดและไม่ทำให้เกิดคราบอัลฟ่า บุคคลสามารถรับรู้คลื่นที่มีความถี่ตั้งแต่ 16 Hz ถึง 20 kHz (1 Hz - หนึ่งการสั่นต่อวินาที) คลื่นทั้งหมดที่มีความถี่สั่นตกอยู่ในช่วงนี้เรียกว่าคลื่นเสียง

คุณสมบัติเสียง

ลักษณะของเสียงคือเสียงโทน (สีของเสียงขึ้นอยู่กับรูปร่างของการสั่น) ความสูง (ความถี่ซึ่งกำหนดโดยความถี่การสั่นต่อวินาที) และปริมาตรขึ้นอยู่กับความรุนแรงของการสั่น เสียงจริง ๆ ประกอบด้วยส่วนผสมของการสั่นของฮาร์โมนิกที่มีชุดของความถี่ที่กำหนดไว้ การสั่นที่มีความถี่ต่ำสุดเรียกว่าเสียงพื้นฐานส่วนอื่น ๆ จะเป็นเสียงกระหึ่ม โทนสีพิเศษจะถูกกำหนดด้วยเสียง - จำนวน overtones ที่มีอยู่โดยเฉพาะกับเสียงนี้ มันเป็นเสียงที่เราสามารถรับรู้เสียงของคนใกล้ชิดแยกเสียงของเครื่องดนตรี

โปรแกรมสำหรับการทำงานกับเสียง

โปรแกรมอรรถประโยชน์และไดรเวอร์สำหรับ การ์ดเสียงที่ ทำงานร่วมกับพวกเขาในระดับต่ำบรรณาธิการเสียงที่ดำเนินการต่างๆกับไฟล์เสียงและใช้เอฟเฟ็กต์ต่างๆกับซอฟต์แวร์ตัวสังเคราะห์ซอฟต์แวร์และตัวแปลงอนาล็อกเป็นดิจิตอล ADC) และดิจิตอล - อะนาล็อก (DAC)

การเข้ารหัสเสียง

การเข้ารหัสข้อมูลมัลติมีเดียประกอบด้วยการแปลงลักษณะอะนาล็อกของเสียงให้เป็นแบบแยกส่วนเพื่อการประมวลผลที่สะดวกยิ่งขึ้น ADC ได้รับ สัญญาณอนาล็อก ที่อินพุตวัดความกว้างของคลื่นในบางช่วงเวลาและแสดงผลลำดับดิจิตอลที่มีข้อมูลเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงค่าแอมพลิจูด ไม่มีการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพ

สัญญาณเอาต์พุตไม่ต่อเนื่องดังนั้นความถี่ของการวัดความกว้างของสัญญาณ (ตัวอย่าง) สัญญาณอินพุทที่ถูกต้องยิ่งขึ้นจึงทำให้การเข้ารหัสและประมวลผลข้อมูลมัลติมีเดียดีขึ้น ตัวอย่างก็เรียกว่าลำดับข้อมูลดิจิตอลที่ได้รับผ่านทาง ADC กระบวนการนี้เรียกว่าการสุ่มตัวอย่างการสุ่มตัวอย่างแบบรัสเซีย

การแปลงแบบย้อนกลับทำได้โดยใช้ DAC: บนพื้นฐานของข้อมูลดิจิทัลที่มาถึงอินพุทจะมีการสร้างสัญญาณไฟฟ้าที่มีความจำเป็นในบางช่วงเวลา

พารามิเตอร์ตัวอย่าง

พารามิเตอร์หลักของการสุ่มตัวอย่างไม่ใช่เฉพาะความถี่การวัดเท่านั้น แต่ยังมีความลึกของบิต - ความแม่นยำในการวัดการเปลี่ยนแปลงของความกว้างของแต่ละตัวอย่าง ยิ่งค่าของแอมพลิจูไรท์ของสัญญาณถูกต้องมากขึ้นเท่าไรก็จะถูกโอนไปยังแต่ละช่วงเวลาในระหว่างการแปลงสัญญาณให้สูงขึ้นหลังจากสัญญาณ ADC มีคุณภาพสูงขึ้นความน่าเชื่อถือของการฟื้นฟูคลื่นในการแปลงผกผัน