Краткое содержание: Параграф § 3 / Информатика 6 класс

Основы двоичного кодирования и единицы измерения информации

В современном мире компьютеры используются для обработки различных типов информации, включая числовую, текстовую, графическую, аудио-, видео- и мультимедийную. Это стало возможным благодаря разработке универсального метода представления всех этих данных с использованием одного и того же — двоичного кода.

Двоичное кодирование

Двоичный код представляет собой метод кодирования чисел, слов, изображений, звуков, видео и мультимедийных данных с использованием всего двух символов: 0 и 1. Этот набор из двух символов называется двоичным алфавитом. Любая последовательность нулей и единиц именуется двоичным словом. Из любого двоичного слова можно получить два слова на одну единицу длиннее, приписав справа к исходному слову 0 или 1.

Двоичное кодирование текстовой информации

Для обработки текстовой информации на компьютере каждый символ должен быть представлен в двоичном коде. Обычно для кодирования одного символа используется двоичное слово из восьми символов (бит). Таким образом, можно закодировать \( 2^8 = 256 \) различных символов (строчные и заглавные буквы русского и латинского алфавитов, цифры, знаки препинания и другие символы). Соответствие между символами и их двоичными кодами устанавливается в специальной кодовой таблице.

Процесс кодирования происходит, когда пользователь нажимает клавишу: сигнал от клавиатуры преобразуется в двоичный код, который обрабатывается процессором и выводится на экран. Декодирование информации, представленной в двоичном коде, требует разбиения кода на группы по 8 символов, каждая из которых заменяется соответствующим символом из кодовой таблицы.

Двоичное кодирование графической информации

Графические объекты создаются и хранятся в компьютере двумя основными способами: в виде растрового или векторного изображения.

• Растровое изображение: представляет собой совокупность разноцветных точек — пикселей. Каждая точка кодируется двоичным кодом, цвет кодируется определенным двоичным словом. Например, для черно-белого изображения можно использовать 0 для белого и 1 для черного. Если палитра содержит 8 цветов, то для кодирования одного цвета потребуется \( 2^3 = 8 \) (3-символьные двоичные слова). При палитре в 256 цветов потребуется 8 символов (\( 2^8 = 256 \)). Для современных компьютеров, использующих палитру в 16 777 216 цветов, для записи цвета каждого пикселя используется 24-символьное двоичное слово (\( 2^{24} = 16 777 216 \)).
• Векторное изображение: формируется из отрезков, окружностей, дуг, прямоугольников и других геометрических фигур. Оно хранится в виде набора команд, которые описывают необходимые действия для построения этих фигур на экране. Каждая фигура описывается математически (например, координатами вершин, центром и радиусом). Векторные изображения легко редактировать и масштабировать без потери качества, поскольку при изменении размера компьютер просто пересчитывает математические описания фигур.

Измерение информации

Наименьшей единицей измерения информации является бит — один двоичный символ (0 или 1). Количество информации в тексте, состоящем из символов 0 и 1, называется информационным объемом и измеряется в битах.

Более крупная единица — байт, равный восьми битам: \( 1 \text{ Байт} = 8 \text{ бит} \). Один символ текста можно сохранить в восьми битах, или одном байте памяти.

Для выражения объемов компьютерных файлов и носителей используются более крупные единицы:

• Килобайт (Кбайт): \( 1 \text{ Кбайт} = 1024 \text{ Байт} \)
• Мегабайт (Мбайт): \( 1 \text{ Мбайт} = 1024 \text{ Кбайт} \)
• Гигабайт (Гбайт): \( 1 \text{ Гбайт} = 1024 \text{ Мбайт} \)
• Терабайт (Тбайт): \( 1 \text{ Тбайт} = 1024 \text{ Гбайт} \)

Эти единицы используются для измерения объемов информационных носителей, таких как жесткие диски, флеш-накопители и оптические диски.