Há uma troca constante de fluxos de informações no mundo.As fontes podem ser pessoas, dispositivos técnicos, várias coisas, objetos da natureza inanimada e viva. Um ou vários objetos podem receber informações.
Existem muitas maneiras de processar dados (textos,números, gráficos, vídeo, som) usando um computador. Todas as informações processadas pelo computador são representadas em código binário - usando os números 1 e 0, chamados de bits. Tecnicamente, este método é muito simples: 1 - sinal elétrico está presente, 0 - ausente. Do ponto de vista humano, esses códigos são inconvenientes para a percepção - longas linhas de zeros e uns, que são caracteres codificados, são muito difíceis de decifrar imediatamente. Mas esse formato de gravação mostra imediatamente o que é codificação de informação. Por exemplo, o número 8 na forma binária de oito bits se parece com a seguinte sequência de bits: 000001000. Mas o que é difícil para uma pessoa, apenas um computador. É mais fácil para a eletrônica processar muitos elementos simples do que um pequeno número de elementos complexos.
Quando pressionamos um botão no teclado, o computadorrecebe um determinado código do botão pressionado, procura-o na tabela de caracteres padrão ASCII (American Code for Information Interchange), "entende" qual botão é pressionado e passa esse código para processamento posterior (por exemplo, para exibir o caractere no monitor). Para armazenar um código de caractere na forma binária, 8 bits são usados, então o número máximo de combinações é 256. Os primeiros 128 caracteres são usados para caracteres de controle, números e letras latinas. A segunda metade é destinada a símbolos nacionais e pseudo-gráficos.
Será mais fácil entender o que é codificaçãoinformações, por exemplo. Considere os códigos do caractere inglês "C" e da letra russa "C". Observe que os caracteres são maiúsculos e seus códigos diferem dos minúsculos. O caractere inglês será semelhante a 01000010 e o russo - 11010001. O que parece igual para uma pessoa na tela do monitor, o computador percebe de forma completamente diferente. Também é necessário atentar para o fato de que os códigos dos primeiros 128 caracteres permanecem inalterados, e a partir de 129 diferentes letras podem corresponder a um código binário, dependendo da tabela de códigos utilizada. Por exemplo, o código decimal 194 pode corresponder à letra "b" em KOI8, "B" em CP1251, "T" em ISO e nem um único caractere corresponde a este código nas codificações CP866 e Mac. Portanto, quando, ao abrir um texto, vemos um abracadabra alfabético-simbólico em vez de palavras russas, isso significa que tal codificação de informação não nos convém e precisamos escolher outro conversor de caracteres.
No sistema binário, apenas dois são usadosvariantes do valor - 0 e 1. Todas as operações básicas com números binários são usadas pela ciência chamada aritmética binária. Essas ações têm características próprias. Veja, por exemplo, o número 45 digitado no teclado. Cada dígito tem seu próprio código de oito bits na tabela de códigos ASCII, portanto, o número ocupa dois bytes (16 bits): 5 - 01010011, 4 - 01000011. Para usar esse número em cálculos, ele é traduzido de acordo com algoritmos especiais em um sistema de número binário na forma de um número binário de oito bits: 45 - 00101101.
Na década de 50, em computadores que mais frequentementeforam usados para fins científicos e militares, pela primeira vez eles implementaram uma exibição gráfica de dados. Hoje, a visualização de informações recebidas de um computador é um fenômeno comum e familiar para qualquer pessoa e, naquela época, fez uma revolução extraordinária no trabalho com tecnologia. Talvez, a influência da psique humana afetada: informações claramente apresentadas são melhor absorvidas e percebidas. Um grande avanço no desenvolvimento da visualização de dados ocorreu na década de 80, quando a codificação e o processamento de informações gráficas receberam um poderoso desenvolvimento.
As informações gráficas são de dois tipos:analógico (uma pintura com mudança contínua de cor) e discreto (uma imagem composta por muitos pontos de cores diferentes). Para a conveniência de trabalhar com imagens em um computador, elas são submetidas a um processamento - amostragem espacial, em que a cada elemento é atribuído um valor de cor específico na forma de um código individual. Codificar e processar informações gráficas é semelhante a trabalhar com um mosaico que consiste em um grande número de pequenos fragmentos. Além disso, a qualidade da codificação depende do tamanho dos pontos (quanto menor o tamanho do elemento - haverá mais pontos por unidade de área, - maior será a qualidade) e do tamanho da paleta de cores usada (quanto mais estados de cor cada ponto pode aceitar, respectivamente, transportar mais informações, melhor será a qualidade).
Existem vários formatos básicos de imagem -vetor, fractal e raster. A combinação de raster e vetor é considerada separadamente - gráficos 3D multimídia muito difundidos em nosso tempo, representando técnicas e métodos de construção de objetos tridimensionais no espaço virtual. A codificação e o processamento das informações gráficas e multimídia são diferentes para cada formato de imagem.
A essência deste formato gráfico é quea imagem é dividida em pequenos pontos multicoloridos (pixels). O ponto superior esquerdo é o ponto de controle. A codificação das informações gráficas sempre começa no canto esquerdo da imagem linha por linha, cada pixel recebe um código de cor. O volume de uma imagem raster pode ser calculado multiplicando o número de pontos pelo volume de informação de cada um deles (que depende do número de opções de cores). Quanto maior a resolução do monitor, maior será o número de linhas e pontos raster em cada linha, respectivamente, e maior será a qualidade da imagem. Para processar dados gráficos do tipo raster, pode-se usar código binário, pois o brilho de cada ponto e as coordenadas de sua localização podem ser representados como inteiros.
Codificação gráfica e multimídiaa informação de um tipo vetorial é reduzida ao fato de um objeto gráfico ser representado na forma de segmentos elementares e arcos. As propriedades da linha, que é o objeto base, são forma (reta ou curva), cor, espessura, estilo (linha tracejada ou sólida). As linhas fechadas têm outra propriedade - preencher com outros objetos ou cor. A posição do objeto é determinada pelos pontos inicial e final da linha e pelo raio de curvatura do arco. A quantidade de informações gráficas em formato vetorial é muito menor do que em formato raster, mas requer programas especiais para visualizar este tipo de gráfico. Existem também programas - vetorizadores que convertem imagens raster em imagens vetoriais.
Este tipo de gráfico, como gráficos vetoriais, é baseado emcálculos matemáticos, mas seu componente básico é a própria fórmula. Não há necessidade de armazenar imagens ou objetos na memória do computador, a imagem em si é desenhada apenas pela fórmula. Este tipo de gráfico é conveniente para visualizar não apenas estruturas regulares simples, mas também ilustrações complexas que imitam, por exemplo, paisagens em jogos ou emuladores.
O que é codificação de informação, você ainda podedemonstrar usando o exemplo de trabalho com som. Sabemos que nosso mundo está cheio de sons. Desde os tempos antigos, as pessoas descobriram como os sons nascem - ondas de ar comprimido e rarefeito que afetam os tímpanos do ouvido. Uma pessoa pode perceber ondas com uma frequência de 16 Hz a 20 kHz (1 Hertz - uma vibração por segundo). Todas as ondas cujas frequências de vibração se enquadram nessa faixa são chamadas de ondas sonoras.
As características do som são tom, timbre(a cor do som, dependendo da forma da vibração), o tom (a frequência, que é determinada pela frequência das vibrações por segundo) e o volume, dependendo da intensidade das vibrações. Qualquer som real consiste em uma mistura de vibrações harmônicas com um conjunto fixo de frequências. A oscilação com a frequência mais baixa é chamada de tom principal, as demais são chamadas de sobretons. O timbre dá uma cor especial ao som - um número diferente de sobretons inerentes a esse som em particular. É pelo timbre que podemos reconhecer as vozes dos entes queridos, distinguir o som dos instrumentos musicais.
Convencionalmente, os programas por funcionalidade podem ser divididosem vários tipos: utilitários e drivers para placas de som que funcionam com eles em um nível baixo, editores de áudio que realizam várias operações com arquivos de som e aplicam vários efeitos a eles, sintetizadores de software e analógico para digital (ADC) e digital para - conversores analógicos (DAC).
A codificação de informações multimídia consiste emconverter a natureza analógica do som em discreto para um processamento mais conveniente. O ADC recebe um sinal analógico na entrada, mede sua amplitude em determinados intervalos e emite uma sequência digital com dados sobre as mudanças de amplitude na saída. Nenhuma transformação física ocorre.
O sinal de saída é discreto, entãoquanto mais frequente for a frequência de medição de amplitude (amostra), quanto mais precisamente o sinal de saída corresponder ao sinal de entrada, melhor será a codificação e o processamento de informações multimídia. Uma amostra também é chamada de sequência ordenada de dados digitais recebidos por meio de um ADC. O próprio processo é chamado de amostragem, em russo - amostragem.
Os principais parâmetros de amostragem não sãoapenas a frequência de medição, mas também a profundidade de bits - a precisão da medição da mudança de amplitude para cada amostra. Quanto mais precisamente o valor da amplitude do sinal é transmitido durante a digitalização em cada unidade de tempo, quanto maior a qualidade do sinal após o ADC, maior a confiabilidade da recuperação da onda durante a transformação inversa.
