هناك تبادل مستمر لتدفقات المعلومات في العالم. يمكن أن تكون المصادر أشخاصًا ، وأجهزة تقنية ، وأشياء مختلفة ، وأشياء ذات طبيعة حية وغير حية. يمكن لكل من كائن واحد والعديد من العناصر تلقي المعلومات.
لتحسين تبادل البيانات ، يتم تشفير المعلومات ومعالجتها في وقت واحد على جانب المرسل (يتم تحضير البيانات وتحويلها إلى شكل مناسب للبث والمعالجة والتخزين) ، ويتم إعادة التوجيه وفك التشفير على جانب المستقبِل (مشفر تحويل البيانات إلى شكلها الأصلي). هذه مهام مترابطة: يجب أن يكون للمصدر والمستقبل خوارزميات معالجة معلومات مماثلة ، وإلا فإن عملية فك التشفير ستكون مستحيلة. عادة ما يتم ترميز ومعالجة المعلومات الرسومية والوسائط المتعددة على أساس تكنولوجيا الكمبيوتر.
معلومات الترميز على الكمبيوتر
هناك طرق عديدة لمعالجة البيانات (نصوص ، أرقام ، رسومات ، فيديو ، صوت) باستخدامالحاسوب. يتم تمثيل جميع المعلومات التي تتم معالجتها بواسطة الكمبيوتر في رمز ثنائي - باستخدام الأرقام 1 و 0 ، تسمى بتات. من الناحية الفنية ، يتم تنفيذ هذه الطريقة بكل بساطة: 1 - الإشارة الكهربائية موجودة ، 0 - غائبة. من وجهة نظر الإنسان ، هذه الرموز غير ملائمة للإدراك - السلاسل الطويلة من الأصفار والآحاد ، وهي أحرف مشفرة ، يصعب للغاية فك تشفيرها على الفور. لكن تنسيق التسجيل هذا يظهر بوضوح على الفور ما هو ترميز المعلومات. على سبيل المثال ، يبدو الرقم 8 في شكل ثنائي مكون من ثمانية أرقام مثل تسلسل البت التالي: 000001000. ولكن ما يصعب على شخص ما هو بسيط لجهاز كمبيوتر. من الأسهل على الإلكترونيات معالجة العديد من العناصر البسيطة بدلاً من معالجة عدد صغير من العناصر المعقدة.
ترميز النص
عندما نضغط على زر على لوحة المفاتيح ، يتلقى الكمبيوتر رمزًا معينًا للزر المضغوط ، ويبحث عنه في جدول أحرف ASCII القياسي (الرمز الأمريكي لتبادل المعلومات) ، و "يفهم" الزر الذي يتم الضغط عليه و يمرر هذا الرمز لمزيد من المعالجة (على سبيل المثال ، لعرض الحرف على الشاشة). لتخزين رمز حرف في شكل ثنائي ، يتم استخدام 8 بتات ، وبالتالي فإن الحد الأقصى لعدد المجموعات هو 256. يتم استخدام أول 128 حرفًا لأحرف التحكم والأرقام والحروف اللاتينية. النصف الثاني للرموز الوطنية والرسوم الزائفة
ترميز النص
سيكون من الأسهل فهم ترميز المعلومات بمثال. ضع في اعتبارك رموز الحرف الإنجليزي "C"والحرف الروسي "C". لاحظ أن الأحرف كبيرة وأن رموزها تختلف عن الرموز الصغيرة. سيبدو الحرف الإنجليزي بالشكل 01000010 ، وسيبدو الحرف الروسي مثل 11010001. ما يبدو مشابهًا لشخص على شاشة العرض ، يرى الكمبيوتر بشكل مختلف تمامًا. من الضروري أيضًا الانتباه إلى حقيقة أن رموز أول 128 حرفًا تظل دون تغيير ، وبدءًا من 129 وما بعدها ، يمكن أن تتوافق الأحرف المختلفة مع رمز ثنائي واحد ، اعتمادًا على جدول الرموز المستخدم. على سبيل المثال ، يمكن أن يتوافق الرمز العشري 194 مع الحرف "b" في KOI8 ، و "B" في CP1251 ، و "T" في ISO ، وفي ترميز CP866 و Mac ، لا يوجد حرف واحد يتوافق مع هذا الرمز على الإطلاق. لذلك ، عندما نرى أبراكادابرا حرفًا بدلاً من الكلمات الروسية عند فتح النص ، فهذا يعني أن ترميز المعلومات هذا لا يناسبنا ونحتاج إلى اختيار محول أحرف آخر.
رقم ترميز
في النظام الثنائي ، يتم أخذ متغيرين فقط من القيمة - 0 و 1. يتم استخدام جميع العمليات الأساسية ذات الأرقام الثنائية بواسطة علم يسمى الحساب الثنائي. هذه الإجراءات لها خصائصها الخاصة. خذ على سبيل المثال الرقم 45 المكتوب على لوحة المفاتيح. يحتوي كل رقم على رمز مكون من ثمانية أرقام خاص به في جدول رموز ASCII ، لذلك يحتل الرقم وحدتي بايت (16 بت): 5 - 01010011 ، 4 - 01000011. من أجل استخدام هذا الرقم في العمليات الحسابية ، يتم تحويله بواسطة خوارزميات خاصة إلى النظام الثنائي في شكل رقم ثنائي مكون من ثمانية أرقام: 45-00101101.
الترميز والمعالجةالمعلومات الرسومية
في الخمسينيات من القرن الماضي ، كانت أجهزة الكمبيوتر التي كانت تُستخدم غالبًا للأغراض العلمية والعسكرية هي أول من نفذ عرضًا رسوميًا للبيانات. اليوم ، يعد تصور المعلومات الواردة من الكمبيوتر ظاهرة شائعة ومألوفة لأي شخص ، وفي تلك الأيام أحدث ثورة غير عادية في العمل مع التكنولوجيا. ربما كان لتأثير النفس البشرية تأثير: المعلومات المقدمة بصريًا يتم استيعابها وإدراكها بشكل أفضل. حدث اختراق كبير في تطوير تصور البيانات في الثمانينيات ، عندما تلقى ترميز ومعالجة المعلومات الرسومية تطورًا قويًا.
تمثيل تناظري ومنفصل للرسومات
يمكن أن تكون المعلومات الرسومية من نوعين: تناظرية (لوحة قماشية ذات لون متغير باستمرار) ومنفصلة (صورة تتكون من عدة نقاط بألوان مختلفة). لسهولة العمل مع الصور على الكمبيوتر ، تتم معالجتها - أخذ عينات مكانية ، حيث يتم تعيين قيمة لونية محددة لكل عنصر في شكل رمز فردي. يشبه ترميز ومعالجة المعلومات الرسومية العمل مع فسيفساء تتكون من عدد كبير من الأجزاء الصغيرة. علاوة على ذلك ، تعتمد جودة الترميز على حجم النقاط (كلما كان حجم العنصر أصغر - سيكون هناك عدد أكبر من النقاط لكل وحدة مساحة - زادت الجودة) وحجم لوحة الألوان المستخدمة (كلما زاد حجم كل عنصر يمكن أن تأخذ النقطة ، على التوالي ، تحمل المزيد من المعلومات ، كان ذلك أفضلالجودة).
إنشاء وتخزين الرسومات
هناك العديد من تنسيقات الصور الأساسية - المتجه ، والفركتلات ، والنقطية. بشكل منفصل ، يتم اعتبار مزيج من الخطوط النقطية والمتجه - رسومات ثلاثية الأبعاد متعددة الوسائط منتشرة في عصرنا ، وهي تقنيات وطرق إنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد في الفضاء الافتراضي. يختلف ترميز ومعالجة الرسومات ومعلومات الوسائط المتعددة لكل تنسيق صورة.
صورة نقطية
جوهر هذا التنسيق الرسومي هو أن الصورة مقسمة إلى نقاط صغيرة متعددة الألوان (بكسل). أعلى نقطة التحكم اليسرى. يبدأ ترميز المعلومات الرسومية دائمًا من الزاوية اليسرى للصورة سطرًا بسطر ، يتلقى كل بكسل رمزًا لونيًا. يمكن حساب حجم الصورة النقطية بضرب عدد النقاط في حجم المعلومات لكل منها (والذي يعتمد على عدد خيارات الألوان). كلما زادت دقة الشاشة ، زاد عدد الخطوط والنقاط النقطية في كل سطر ، على التوالي ، زادت جودة الصورة. يمكنك استخدام التعليمات البرمجية الثنائية لمعالجة البيانات الرسومية من نوع البيانات النقطية ، حيث يمكن تمثيل سطوع كل نقطة وإحداثيات موقعها كأعداد صحيحة.
صورة متجه
يتم تقليل تشفير المعلومات الرسومية والوسائط المتعددة من نوع متجه إلى حقيقة أن الكائن الرسومي يتم تمثيله في شكل مقاطع وأقواس أولية. ملكياتالخطوط ، التي هي العنصر الأساسي ، هي الشكل (مستقيم أو منحنى) ، واللون ، والسماكة ، والنمط (متقطع أو خط متصل). هذه الخطوط المغلقة لها خاصية أخرى - ملء كائنات أو لون آخر. يتم تحديد موضع الكائن من خلال نقطتي البداية والنهاية للخط ونصف قطر انحناء القوس. كمية المعلومات الرسومية في تنسيق متجه أقل بكثير من تنسيق البيانات النقطية ، ولكنها تتطلب برامج خاصة لعرض رسومات من هذا النوع. هناك أيضًا برامج - Vectorizers التي تحول الصور النقطية إلى صور متجهة.
رسومات كسورية
هذا النوع من الرسومات ، مثل رسومات المتجهات ، يعتمد على حسابات رياضية ، لكن مكونه الأساسي هو الصيغة نفسها. ليست هناك حاجة لتخزين أي صور أو أشياء في ذاكرة الكمبيوتر ، فالصورة نفسها مرسومة فقط وفقًا للصيغة. هذا النوع من الرسومات مناسب لتصور ليس فقط الهياكل العادية البسيطة ، ولكن أيضًا الرسوم التوضيحية المعقدة التي تقلد ، على سبيل المثال ، المناظر الطبيعية في الألعاب أو المحاكيات.
موجات صوتيه
يمكن أيضًا توضيح ما هو ترميز المعلومات من خلال مثال العمل مع الصوت. نحن نعلم أن عالمنا مليء بالأصوات. منذ العصور القديمة ، اكتشف الناس كيف تولد الأصوات - موجات من الهواء المضغوط والمتخلخل التي تؤثر على طبلة الأذن. يمكن لأي شخص أن يرى موجات بتردد من 16 هرتز إلى 20 كيلو هرتز (1 هرتز - تذبذب واحد في الثانية). جميع الموجات التي تقع ترددات اهتزازها ضمن هذا النطاقالنطاق يسمى الصوت.
خصائص الصوت
خصائص الصوت هي النغمة ، والجرس (لون الصوت ، اعتمادًا على شكل الاهتزازات) ، والنغمة (التردد ، والتي يتم تحديدها من خلال تردد الاهتزازات في الثانية) ، والجهارة ، اعتمادًا على شدة من الاهتزازات. يتكون أي صوت حقيقي من مزيج من الاهتزازات التوافقية مع مجموعة ثابتة من الترددات. يُطلق على الاهتزاز ذي التردد الأدنى اسم النغمة الأساسية ، والباقي نغمات إيحائية. يعطي الجرس - عدد مختلف من النغمات الكامنة في هذا الصوت المعين - لونًا خاصًا للصوت. من خلال الجرس يمكننا التعرف على أصوات أحبائهم ، وتمييز أصوات الآلات الموسيقية.
برامج للعمل بالصوت
يمكن تقسيم البرامج بشكل مشروط إلى عدة أنواع وفقًا لوظائفها: برامج مساعدة ومحركات لبطاقات الصوت التي تعمل معها بمستوى منخفض ، ومحررات الصوت التي تقوم بعمليات متنوعة بملفات صوتية وتطبق عليها تأثيرات مختلفة ، توليفات البرامج والمحولات التناظرية إلى الرقمية (ADC) والمحولات الرقمية إلى التناظرية (DAC).
ترميز الصوت
يتكون ترميز معلومات الوسائط المتعددة من تحويل الطبيعة التناظرية للصوت إلى طبيعة منفصلة من أجل معالجة أكثر ملاءمة. يتلقى ADC إشارة تناظرية عند الإدخال ، ويقيس اتساعها في فترات زمنية معينة ، ويخرج تسلسلًا رقميًا عند الإخراج مع بيانات حول تغييرات السعة. لا يحدث أي تحول فيزيائي.
إشارة الخرج منفصلة ، لذلك في كثير من الأحيانتردد قياس السعة (عينة) ، كلما زادت دقة إشارة الخرج التي تتوافق مع إشارة الإدخال ، كان ترميز معلومات الوسائط المتعددة ومعالجتها أفضل. يشار إلى العينة أيضًا على أنها تسلسل مرتب للبيانات الرقمية المستلمة من خلال ADC. العملية نفسها تسمى أخذ العينات ، في الروسية - التكتم.
يحدث التحويل العكسي بمساعدة DAC: بناءً على البيانات الرقمية التي تدخل الإدخال ، يتم إنشاء إشارة كهربائية بالسعة المطلوبة في نقاط زمنية معينة.
معلمات أخذ العينات
معلمات أخذ العينات الرئيسية ليست فقط تردد القياس ، ولكن أيضًا عمق البت - دقة قياس التغير في السعة لكل عينة. كلما زادت دقة إرسال قيمة سعة الإشارة أثناء الرقمنة في كل وحدة زمنية ، كلما زادت جودة الإشارة بعد ADC ، زادت موثوقية استرداد الموجة أثناء التحويل العكسي.
