Информация в материальном мире

Таблица 1.2. Кодировка Windows 1251

128 Ъ	144  Г)	160	176  '	192 A	208  Р	224  а	240  р
129  f	145  '	161  У	177  ±	193 -Б	209 С	225  б	241  с
130  ,	146  '	162  У	178  I	194  В	210  Т	226  в	242  т
131  f-	147  "	163  J	179  i	195  Г	211  У	227  г	243  у
132  „	148  "	164 П	180  f	196 Д	212 Ф	228  д	244 ф
133 ...	149  •	165  Г	181  м	197  Е	213  X	229  е	245  х
134  f	150  -	166  j	182  1|	198 Ж	214  Ц	230 ж	246  ц
• 135  t	151  —	167  §	183  •	199  3	215  Ч	231  з	247  ч
136 '	152 '	168  Ё	184  ё	200  И	216 Ш	232  и	248 ш
137 %o	153 ™	169 ©	185 №	201  И	217 Щ	233  и	249 щ
138 /b	154 л,	170  6	186  е	202  К	218 Ъ	234  к	250  ъ
139  <	155  >	171  «	187  »	203 Л	219 Ы	235  л	251  ы
140 H>	156 н>	172  -	188  j	204 М	220  Ь	236  М	252  ь
141  К	157  К	173  -	189  S	205  Н	221  Э	237  н	253  э
142 Т.	158  ft	174 ®	190  s	206 О	222 Ю	238  о	254 ю
143  У	159  g	175  Г	191   I	207 Л	223  Я	239  п	255  я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

На компьютерах, работающих в операционных системах MS-DOS, могут действовать  еще две кодировки (кодировка ГОСТ и кодировка ГОСТ-альтернативная). Первая  из них считалась устаревшей даже в первые годы появления персональной вычисли-  тельной техники, но вторая используется и по сей день (см. таблицу 1.5).

В связи с изобилием систем кодирования  текстовых данных, действующих в  России,  возникает задача межсистемного преобразования данных — это одна из распространенных задач информатики.

Универсальная система  кодирования текстовых данных

Если проанализировать организационные  трудности, связанные с созданием  единой  системы кодирования текстовых  данных, то можно прийти к выводу, что они вызваны  ограниченным набором кодов (256). В то же время очевидно, что если, например,  кодировать символы не восьмиразрядными двоичными числами, а числами с большим  количеством разрядов, то и диапазон возможных значений кодов станет намного  больше. Такая система, основанная на 16-разрядном кодировании символов, получила название универсальной- UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяют обеспечить уникальные коды для 65 536 различных символов — этого поля достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты.

Несмотря на тривиальную очевидность  такого подхода, простой механический переход на данную систему долгое время сдерживался из-за недостаточных  ресурсов средств вычислительной техники (в системе кодирования UNICODE  все текстовые документы автоматически становятся вдвое длиннее). Во второй половине 90-х годов технические средства достигли необходимого уровня обеспеченности ресурсами, и сегодня мы наблюдаем постепенный перевод документов и программных средств на универсальную систему кодирования. Для индивидуальных пользователей это еще больше добавило забот по согласованию документов, выполненных в  разных системах кодирования, с программными средствами, но это надо понимать как трудности переходного периода.

Кодирование графических  данных

Если рассмотреть с помощью  увеличительного стекла черно-белое  графическое изображение, напечатанное в газете или книге, то можно увидеть, что оно состоит из  мельчайших точек, образующих характерный узор, называемый растром (рис. 1.3).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Поскольку линейные координаты и индивидуальные свойства каждой точки (яркость)  можно  выразить с помощью целых чисел, то можно сказать, что растровое  кодирование позволяет использовать двоичный код для представления  графических данных. Общепринятым на сегодняшний день считается представление черно-белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета, и, таким образом, для кодирования яркости любой точки обычно достаточно восьмиразрядного двоичного числа.

Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используют три основные цвета: красный (Red, R), зеленый (Green, G) и  синий (Blue, В). На практике считается (хотя теоретически это не совсем так), что  любой цвет, видимый человеческим глазом, можно получить путем механического  смешения этих трех основных цветов. Такая система кодирования называется системой R GB по первым буквам названий основных цветов.

Если для кодирования яркости  каждой из основных составляющих использовать  по 256 значений (восемь двоичных разрядов), как это принято для полутоновых  черно-белых изображений, то на кодирование  цвета одной точки надо затратить  24 разряда. При этом система кодирования обеспечивает однозначное определение 16,5 млн различных цветов, что на самом деле близко к чувствительности человеческого глаза. Режим представления цветной графики с использованием 24 двоичных разрядов называется полноцветным (True Color).

Каждому из основных цветов можно  поставить в соответствие дополнительный  цвет, то есть цвет, дополняющий основной цвет до белого. Нетрудно заметить, что  для любого из основных цветов дополнительным будет цвет, образованный суммой  пары остальных основных цветов. Соответственно, дополнительными цветами  являются: голубой (Cyan, С), пурпурный (Magenta, М) и желтый (Yellow, Y). Принцип  декомпозиции произвольного цвета на составляющие компоненты можно применять не только для основных цветов, но и для дополнительных, то есть любой цвет  можно представить в виде суммы голубой, пурпурной и желтой составляющей.  Такой метод кодирования цвета принят в полиграфии, но в полиграфии используется  еще и четвертая краска — черная (Black, К). Поэтому данная система кодирования  обозначается четырьмя буквами CMYK (черный цвет обозначается буквой К, потому,  что буква В уже занята синим цветом), и для представления цветной графики в  этой системе надо иметь 32 двоичных разряда. Такой режим тоже называется полно цветным (True Color).

Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования  цвета каждой точки, то можно сократить  объем данных, но при этом диапазон кодируемых цветов заметно сокращается. Кодирование цветной графики 16-разрядными  двоичными числами называется режимом High Color.

При кодировании информации о цвете  с помощью восьми бит данных можно  пере-  дать только 256 цветовых оттенков. Такой метод кодирования цвета  называется  индексным. Смысл названия в том, что, поскольку 256 значений совершенно недостаточно, чтобы передать весь диапазон цветов, доступный человеческому глазу,  код каждой точки растра выражает не цвет сам по себе, а только его номер (индекс)  в некоей справочной таблице, называемой палитрой. Разумеется, эта палитра должна  прикладываться к графическим данным — без нее нельзя воспользоваться методами  воспроизведения информации на экране или бумаге (то есть, воспользоваться, конечно,  можно, но из-за неполноты данных полученная информация не будет адекватной:  листва на деревьях может оказаться красной, а небо — зеленым).

Кодирование звуковой информации

Приемы и методы работы со звуковой информацией пришли в вычислительную  технику наиболее поздно. К тому же, в отличие от числовых, текстовых  и графических данных, у звукозаписей не было столь же длительной и проверенной истории кодирования. В итоге методы кодирования звуковой информации двоичным кодом далеки от стандартизации. Множество отдельных компаний разработали свои корпоративные стандарты, но если говорить обобщенно, то можно выделить два основных  направления.

Метод FM (Frequency Modulation) основан на том, что теоретически любой сложный  звук можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов  разных частот, каждый из которых представляет собой правильную синусоиду, а  следовательно, может быть описан числовыми параметрами, то есть кодом. В природе  звуковые сигналы имеют непрерывный спектр, то есть являются аналоговыми. Их  разложение в гармонические ряды и представление в виде дискретных цифровых  сигналов выполняют специальные устройства — аналогово-цифровые преобразователи (АЦП). Обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированного числовым кодом, выполняют цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). При  таких преобразованиях неизбежны потери информации, связанные с методом кодирования, поэтому качество звукозаписи обычно получается не вполне удовлетворительным и соответствует качеству звучания простейших электромузыкальных  инструментов с окрасом, характерным для электронной музыки. В то же время  данный метод кодирования обеспечивает весьма компактный код, и потому он нашел  применение еще в те годы, когда ресурсы средств вычислительной техники были  явно недостаточны.

Метод таблично-волнового (Wave-Table) синтеза лучше соответствует современному  уровню развития техники. Если говорить упрощенно, то можно сказать, что где-то  в заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков для множества различных музыкальных инструментов (хотя не только для них). В технике такие образцы  называют сэмплами. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели,  высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения,  некоторые параметры среды, в которой происходит звучание, а также прочие пара-  метры, характеризующие особенности  звука. Поскольку в качестве образцов используются «реальные» звуки, то качество звука, полученного в результате синтеза,  получается очень высоким и приближается к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.

 

Основные структуры данных

Работа с большими наборами данных автоматизируется проще, когда данные упорядочены, то есть образуют заданную структуру. Существует три основных типа структур  данных: линейная, иерархическая и табличная. Их можно рассмотреть на примере  обычной книги.

Если разобрать книгу на отдельные  листы и перемешать их, книга потеряет свое  назначение. Она по-прежнему будет представлять набор данных, но подобрать адекватный метод для  получения из нее информации весьма непросто. (Еще хуже дело  будет  обстоять, если из книги вырезать каждую букву отдельно — в этом случае вряд  ли вообще найдется адекватный метод для ее прочтения.)

Если же собрать все листы  книги в правильной последовательности, мы получим  простейшую структуру  данных — линейную. Такую книгу уже можно читать, хотя  для поиска нужных данных ее придется прочитать подряд, начиная с самого начала,  ' что не всегда удобно.

Для быстрого поиска данных существует иерархическая структура. Так, например,  книги разбивают на части, разделы, главы, параграфы и т п. Элементы структуры  более низкого уровня входят в элементы структуры более высокого уровня: разделы  , состоят из глав, главы из параграфов и т. д.

Для больших массивов поиск данных в иерархической структуре намного  проще,  чем в линейной, однако и здесь необходима навигация, связанная с необходимостью  просмотра. На практике задачу упрощают тем, что в большинстве книг есть вспомогательная перекрестная таблица, связывающая элементы иерархической структуры с элементами линейной структуры, то есть связывающая разделы, главы и  параграфы с номерами страниц. В книгах с простой иерархической структурой,  рассчитанных на последовательное чтение, эту таблицу принято называть оглавлением, а в книгах со сложной структурой, допускающей выборочное чтение, ее называют содержанием.

Линейные структуры (списки данных, векторы данных)

Линейные структуры — это  хорошо знакомые нам списки. Список — это простейшая  структура данных, отличающаяся тем, что каждый элемент данных однозначно  определяется своим номером в массиве. Проставляя номера на отдельных страницах  рассыпанной книги, мы создаем структуру списка. Обычный журнал посещаемости  . занятий, например, имеет структуру списка, поскольку все студенты группы зарегистрированы в нем под своими уникальными номерами. Мы называем номера уникальными потому, что в одной группе не могут быть зарегистрированы два студента с  одним и тем же номером.

При создании любой структуры данных надо решить два вопроса: как разделять  элементы данных между собой и  как разыскивать нужные элементы. В журнале  посещаемости, например, это решается так: каждый новый элемент списка заносится с новой строки, то есть разделителем является конец строки. Тогда нужный  элемент можно разыскать по номеру строки.

 

N п/п Фамилия, Имя, Отчество

1 Аистов Александр Алексеевич