Кодування і декодування даних різного виду

Щодня мільйони людей використовують комп’ютери, абсолютно не замислюючись, як відбувається введення тексту і його зчитування. Вся інформація сприймається комп’ютером в цифровий, двійковій формі, де для кодування використовуються тільки 2 символи 0 і 1, які називаються бітами. Нулю відповідає низька напруга, одиниці — висока. 8 бітів утворять 1 байт.

У сучасних технологіях використовують кілька видів кодування/декодування інформації. Ми наведемо приклад найпоширеніших методів кодування та декодування інформації, які можна вважати основними, оскільки видів дуже багато, наприклад, кодування звуку, кольору, чисел, відео, графіки, тексту і т. д.

Числа і текст

Кодування тексту здійснюється за допомогою таблиці ASCII і UNICODE. У них кожному символу, букві відповідає двійковий код у вигляді нулів і одиниць. ASCII була винайдена раніше і містить 256 літер і символів. Однак, із-за необхідності кодування національних алфавітів склали розширену таблицю UNICODE. На малюнку представлена таблиця ASCII:

Як видно з таблиці числа також кодуються в двійковий формат, арифметичні дії з ними аналогічні десятковій системі. Звичайно, підсумкова запис досить громіздка, але для обчислювальної техніки це не створює труднощів. Так, число 4 буде записано у вигляді 0110100, а 5 — 0110101. Число 45 буде містити обидва двійкових коду, але для обчислень воно буде перетворено в восьмирозрядний двійковий код.

Графіка

Для кодування зображень використовується більша кількість байтів. Графічне представлення буває растровим і векторним.

Цифрове обладнання працює з окремими, дискретними деталями. Тому при створенні растрового зображення вихідна картинка «дробиться» вертикальними і горизонтальними лініями на маленькі прямокутники — пікселі. Чим більше пікселів, тим краще якість зображення.

Колір кожного пікселя задається з допомогою трьох кольорів: червоний, зелений, синій. Така система називається RGB, де R — червоний (Red), G — зелений (Green), а B — синій (Blue). При змішуванні основних кольорів можна отримати практично будь-який відтінок. Кількість того або іншого кольору в одному пікселі вказується в двійковому коді. Чим більше бітів використовується для кольору, тим різноманітніше колірна палітра зображення, а значить і реалістичніше картинка.

Оцінка продуктивності комп’ютера в Windows 10

Векторна графіка застосовується у кресленнях, коли використовуються готові геометричні шаблони: прямокутник, квадрат, коло та інші. Працюючи з нею, потрібно вказати лише місце розташування об’єкта, розмір та колір, не потрібно окремо вказувати колір кожного пікселя. Векторне кодування широко поширене у видавничій справі та при дизайні друкованої продукції.

Звук

Звукова хвиля характеризується двома параметрами: амплітудою і частотою. Амплітуда відповідає за гучність звуку, а частота — за висоту. Також звукові коливання розбиваються на дрібні частини і в такому вигляді обробляються в цифровому каналі. Кожної такої частини відповідає своя амплітуда, виражена в двійковому коді. Чим більше деталей, тобто чим з більшою частотою розбивається звукова хвиля, тим якісніше відбувається кодування звуку.

При декодуванні звукова карта «збирає» всі частини воєдино і подає аналоговий звук на динаміки.

Числова інформація

Як вже було зазначено, числа кодуються шляхом переведення їх у двійкове обчислення. Якщо ж потрібно перетворити дробове число, то використовується 80-розрядне шифрування. Мінусами двійкового подання є незручність при використанні такого нагромадження бітів і уповільнення обробки даних. Можна перевести двійкову систему в шістнадцяткову, що полегшить роботу з числами.