Кодування програмного забезпечення

МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І НАУКИ  УКРАЇНИ

Київська  державна академія водного транспорту

імені гетьмана Петра Конашевича-Сагайдачного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

на тему:

" Кодування програмного забезпечення"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконав:

студент IV курсу

спеціальності «ПІ»

групи  0919

Шевчун А. В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Київ 2012

 

 

Вступ……………………………………………………………………. 3

 

1. Основні положення кодування програмного забезпечення

       1.1. Процес кодування та декодування. 4

       1.2. Двійковий код 6

 2. Критерії та характеристики кодування

    2.1. Види кодування 7

2.2. Стандартне кодування ASCII. 8

 3. Технологія кодування  9

      3.1. Кодування символьної (текстової) інформації 13

      3.2. Кодування числової інформації. 15

      3.3. Кодування графічної інформації 17

      3.4. Кодування звукової інформації 20

      3.4. Кодування програмного забезпечення 20

 

Висновок 24

Список  використаних джерел 25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вступ

 

Використання  електронно-обчислювальних машин для  переробки інформації з'явилося  корінним етапом у вдосконаленні  систем планування і управління на всіх рівнях народного господарства. Однак при цьому, на відміну від  звичайних способів збору і обробки  інформації, виникли проблеми перетворення інформації в символи, зрозумілі  для машини. Невід'ємним елементом  цього процесу є кодування  інформації.

Кодування - процес написання програмного коду, скриптів, з метою реалізації певного  алгоритму на певній мові програмування.

Деякі плутають такі поняття, як програмування та безпосередньо  кодування. Кодування є лише частиною програмування, поряд з аналізом, проектуванням, компіляцією, тестуванням  і налагодженням, супроводом.

 

 

 

Основні положення  кодування програмного забезпечення

 

1. Процес кодування та декодування.

Процес  кодування інформації може проводитися  або ручним, або автоматичним способом. При ручному, не автоматичному способі кодування вручну відшукується потрібний код в попередньо складеному каталозі кодів і записується в документі у вигляді цифрових або алфавітно-цифрових символів. Потім документ надходить в обчислювальний центр, де оператор за допомогою клавішного пристрою перфорує записану інформацію на перфокарті або перфострічці. Потім перфокарти або перфострічки вводяться в ЕОМ, інформація кодується в машинний (двійковий) код. Таким чином інформація двічі кодується вручну: при записі її на документ і при перенесення даних на машинні носії. 

При автоматичному  способі кодування людина проводить  запис на природній мові у вигляді  слів, цифр і загальноприйнятих позначень  в документі, який читається спеціальним  автоматом. Цей автомат попередньо кодує документ і записує всі  дані на магнітну стрічку в подвійному коді. Стрічка потім вводиться  в ЕОМ, де інформація за допомогою "машинного  словника" знову кодується в  більш короткий машинний код, зручний  для її пошуку, сортування та обробки.

Введення  інформації в ЕОМ у вигляді  буквено-цифрового тексту природною  мовою та кодуванні в машині вимагає  зберігання в пам'яті ЕОМ словника, в якому кожному слову відповідає певний код. По цьому словнику машина сама кодує текст. При цьому відпадає необхідність в класифікації і кодуванні інформації по її смисловим змістом, так як котируються самі слова, що виражають певні характеристики предметів. 

Велика  розмаїтість технічних характеристик  та інших даних, що відносяться до виробництва і споживання численних  видів продукції, не дозволяє включити всі необхідні дані для їх виробництва  в код продукції, так як цей  код містив би велике число символів.

Тому  завдання кодування продукції полягає  в тому, щоб мати якомога більш  короткий код, по якому в пам'яті  машини можна було б знайти докладну інформацію про всіх необхідних даних, що відносяться до кожного програмного продукту. Таким кодом є ключовою код. Для кожного ключового коду в пам'яті ЕОМ повинен зберігатися масив даних, які витягуються з пам'яті і використовуються для вирішення різних задач. Цей масив інформації повинен бути єдиним для всіх вирішуваних завдань, наприклад каталогом продукції, де в одному місці зберігаються всі необхідні дані про кожному предметі. Поділ його на ряд окремих масивів, записаних, наприклад, на різних ділянках магнітної стрічки, недоцільно, оскільки це призвело б до повторення однієї і тієї ж інформації і збільшенню обсягу збереженої інформації.

Основна вимога до ключового коду - однозначний  пошук ЕОМ ознак, що відносяться  до даного предмету, для якого ключовий код є адресою.

Ключовий  код може бути просто порядковим реєстраційним  номером і не нести будь-якої конкретної інформації про продукцію або, навпаки, може бути побудований за певною системою класифікації і містити конкретну  інформацію про основні ознакам продукції, цілком її визначають.

Другий  спосіб кодування більш ефективний, так як реєстраційний код не дає  можливості здійснити попереднє  сортування інформації за її змістом.

Ключовий  код дозволяє проводити сортування карток продукції по головним визначальним ознаками. Детальна специфікація і  її інші характеристики знаходяться  в попередньо відсортованих картках.

Кодом прийнято називати сукупність символів, що відповідають елементам інформації або її характеристикам. Сам процес складання коду у вигляді сукупності символів або списку скорочень для відповідних елементів і характеристик називається кодуванням. У літературі термін  код іноді замінюється ідентичним йому терміном  шифр .    

Декодування є операцією, зворотною кодуванню. Якщо при кодуванні відбувається перетворення інформації в сигнали у вигляді певного поєднання символів, відповідних даному об'єкту або його характеристиці, то при декодуванні, навпаки, по заданому коду визначається відповідний об'єкт або його ознаки. Наприклад, в телефонному довіднику вказано код, тобто номер телефону, пов'язаний з деяким елементом (особою або установою). Операція декодування складається з набору коду номера телефону, який у вигляді сигналів надходить в АТС, де декодується за допомогою електричної схеми.

1.2 Двійкове  кодування

Двійкове  кодування засноване на представленні  даних послідовністю всього двох знаків: 0 та 1. Ці знаки називаються  двійковими цифрами, по-англійськи - binary digit або скорочено bit (біт). Одним бітом можуть бути виражені два поняття: 0 або 1 (так чи ні, чорне або біле, істина чи брехня і т.п.).

Двійковий код може бути непозиційної і позиційні.

З комбінаторики  відомо, що, в разі непозиційною коду, кількість комбінацій (кодів) n-розрядного коду є числом сполучень з повтореннями, одно біноміальному коефіцієнту:

, [Можливих  станів (кодів)], де:

n - Кількість елементів в даній безлічі різних елементів (кількість можливих станів, цифр, кодів в розряді), 

k- Кількість  елементів у наборі (кількість  розрядів).

У двійковій  системі кодування (n = 2) кількість  можливих станів (кодів) одно:

, [Можливих  станів (кодів)], тобто

описується  лінійною функцією:

, [Можливих  станів (кодів)], де 

n- Кількість двійкових розрядів (дворів, бітів).

Наприклад, в одному 8-ми бітному байті (k = 8) кількість можливих станів (кодів) =:

, [Можливих  станів (кодів)].

У разі позиційного  коду, число комбінацій (кодів) n-розрядного двійкового коду дорівнює числу розміщень  з повтореннями:

, Де 

n- Число розрядів двійкового коду.

Використовуючи  два двійкових розряду можна  закодувати чотири різні комбінації: 00 01 10 11, три двійкових розряди - вісім: 000 001 010 011 100 101 110 111, і так далі.

При збільшенні розрядності позиційного двійкового коду на 1, кількість різних комбінацій в позиційному двійковому коді подвоюється.

Двійкові  коди є комбінаціями двох елементів  і не є двійковою системою числення, але використовуються в ній як основа. Двійковий код також може використовуватися для кодування  чисел в системах числення з будь-яким іншим підставою. Приклад: в двійково-десятковому  кодуванні (BCD) використовується двійковий  код для кодування чисел в  десятковій системі числення.

При кодуванні алфавітно-цифрових символів (знаків) двійкового коду не приписуються вагові коефіцієнти, як це робиться в системах числення, в яких двійковий код використовується для представлення чисел, а використовується тільки порядковий номер коду з безлічі розміщень з повтореннями.

Критерії  та характеристики кодування

2.1. Види  кодів 

Код, символи якого відповідають певним предметам або характеристикам, називається прямим кодом. Якщо код безпосередньо не містить інформацію про предмет або його ознаках, а являє адресу, вказує місце розташування інформації, де міститься необхідні відомості, то він називається адресним кодом. Адресний код застосовується для скорочення коду і швидкого пошуку великих масивів інформації.

За одиницю  кількості інформації приймається 1 біт, тобто один двійковий розряд (0 або 1). Букви, десяткові цифри та інші символи всередині ЕОМ представляються  у вигляді груп двійкових розрядів. Операція представлення їх у такому вигляді називається двійковим кодуванням. Група з n двійкових чисел дозволяє закодувати 2n різних символів. Така група називається байтом.

Більш великою  одиницею інформацією є машинне  слово, що представляє собою послідовність  символів, що займають одну комірку  в пам'яті машини. В залежності від ЕОМ машинного слова може коливатися в межах-від 16 до 64 двійкових  розрядів. машинне слово може бути командою, числом або буквено-цифровий послідовністю. Зазвичай машинне слово  використовується як єдине ціле в  ЕОМ, хоча на деяких машинах допускається обробка частин машинного слова.  

Масив інформації, що містить 1024 машинних слова, називається  сторінкою. Кожен окремий блок пам'яті  містить зазвичай 16 і більше сторінок. Місце знаходження (адреса) слова в пам'яті визначається кодом адреси, що містить номер блоку, сторінки і номери слова в цій сторінці. 

Для впорядкування  інформації про безліч об'єктів, а  також для полегшення їх пошуку і  сортування за заданими ознаками або  характеристиками застосовується класифікація цієї безлічі. Класифікація -- це умовне розбиття множини на ряд класів, підкласів та інших угруповань по прийнятій системі числення і за заданими ознаками і характеристиками. Класифікаційний код-це такий код, в якому окремими символами або групою символів представлений кожен з класифікованих ознак або кожна конкретна характеристика предмета.          Структура і число символів класифікаційного коду цілком визначається прийнятою класифікацією множини, яка, в свою чергу, залежить від поставлених цілей і завдань. У класифікаційному коді кожен символ містить в собі певну інформацію про конкретний ознаці чи характеристиці предмета. На відміну від цього порядковий, або реєстраційний код, що містить присвоєний даному предмету порядковий номер при його реєстрації без урахування його ознак і характеристик, може служити тільки адресом для пошуку розташування інформації про даний предмет. У багатьох випадках застосовуються змішані коди, в яких є як класифікаційна частина, так і порядкові номери для списку класифікуються предметів безлічі.

2.1. Стандартне  кодування ASCII.

Для кодування  текстової інформації прийнятий  міжнародний стандарт ASCII (American Standard Code for Information Interchange), в кодовій таблиці якого зарезервовано 128 7-ми розрядних кодів для кодування:

символів  латинського алфавіту

цифр

розділових  знаків

математичних  символів

Додавання 8-го розряду дозволяє збільшити  кількість кодів таблиці ASCII до 255. Коди від 128 до 255 являють собою розширення таблиці ASCII. Ці коди в таблиці ASCII використані  для кодування деяких символів, відмінних  від латинського алфавіту, і зустрічаються  в мовах з писемністю, заснованої на латинському алфавіті, - німецькою, французькою, іспанською та ін Крім цього, частина кодів використана для кодування символів псевдографіки, які можна використовувати, наприклад, для оформлення в тексті різних рамок і текстових таблиць.

В Українському алфавіті буква А має перше місце, а буква Б - друге. У кожної букви є своя позиція. Буква Я має позицію номер 33. Ми можемо вважати, що алфавіт - це таблиця для кодування букв.

Стандарт ASCII - це теж як би «алфавіт», тільки комп'ютерний. Він теж визначає номер  кожного символу. Але символів більше, ніж букв, тому що до них ставляться ще й цифри, і розділові знаки, і деякі спеціальні символи .

Вище  ми сказали, що за допомогою одного байта можна закодувати 256 різних символів. Ще ми дізналися, що стандарт ASCII визначає першу половину кодової  таблиці, тобто, кодування символів, що мають номери до 127. Але це не зовсім так. Насправді стандарт ASCII перші 32 коду (від 0 до 31) не визначає. Він залишає  їх для так званих керуючих кодів, які не використовуються для представлення  інформації, а застосовуються для  керування комп'ютерами. Ці коди віддані  на розсуд виробників комп'ютерних  систем (у них є свої угоди і  свої стандарти щодо застосування цих  кодів). Ще кілька років тому людям, що працюють з комп'ютерами, коштувало знати деякі з цих кодів, але сьогодні це вже не потрібно.

Самий перший символ стандарту ASCII - це ПРОБІЛ. Він  має код 32.

За ним  йдуть спеціальні символи і розділові  знаки (коди з 33 по 47).

Далі  йдуть десять цифр (коди 48-57).

Коди 58-64 використовують деякі математичні  символи і знаки пунктуації.

Найцікавіше починається з кодів 65-90. Ними позначають прописні англійські буква від А  до Z

Коди 91-96 використовуються для спеціальних  символів.

Коди 97-122 - малі літери англійського алфавіту.

Коди 123-127 - спеціальні символи.