Lecția „Codificarea informațiilor”.

Ne comunicăm informații unul altuia oral și în scris, precum și sub formă de gesturi și semne.

Semnele pot avea o natură fizică diferită . De exemplu, pentru a reprezenta informații folosind limbajul în formă scrisă, semne care sunt imagini pe hârtie sau alte mijloace media, în vorbirea orală ca semne ale limbii sunt folosite diverse sunete (foneme), iar la procesarea textului pe computer, semnele sunt prezentate sub formă de secvențe de impulsuri electrice ( coduri de calculator ).

Tipuri de informații

Informații despre cum este clasificat obiectul pe specii. Există mai multe astfel de clasificări. Fiecare știință introduce propria sa clasificare. Pentru informatică, principalul lucru este modul în care informațiile sunt introduse/ieșite, procesate, stocate folosind tehnologia computerizată. Prin urmare, în informatică, se acceptă următoarea clasificare a tipurilor de informații:

Analogic - Continuu (percepută de o persoană)		Discret - săritură (percepute de BT)
vizual auditive tactil olfactiv gust
Exemple: vioară televiziune telefon pictură în muzeu grafice de funcții		Exemple: pian monitor Centrul muzical telefon mobil

Forme de prezentare a informațiilor

Deoarece o persoană percepe informații analogice cu ajutorul simțurilor sale, el caută să o repare în așa fel încât să devină de înțeles pentru ceilalți. Aceleași informații pot fi prezentate în diferite forme.

Sub orice formă, informațiile pentru noi exprimă informații despre cineva sau ceva. Reflectă ceea ce se întâmplă sau s-a întâmplat în lumea noastră, de exemplu: ce am făcut ieri sau ce vom face mâine, cum va arăta o rochie de bal sau locul de muncă viitoare. Dar, în același timp, informațiile trebuie să primească în mod necesar o formă care este cea mai convenabilă pentru percepție:

· texte, desene, fotografii, desene;

· gesturi și expresii faciale;

· senzații de miros și gust;

· unde radio;

· impulsuri electrice și nervoase;

· înregistrări magnetice;

cromozomii

Obținerea de informații înseamnă, în cele din urmă, obținerea de fapte, informații și date despre proprietățile, structura sau interacțiunea obiectelor și fenomenelor lumii din jurul nostru.

Limbajul ca sistem de semne

În procesul de dezvoltare a societății umane, oamenii au dezvoltat un număr mare de limbi. Printre acestea se numără limbajul gesturilor și al expresiilor faciale, limbajul desenelor și al desenelor, limbajul muzicii și limbajul matematicii, limbajul vorbit, limbajul algoritmic etc.

Pentru a face schimb de informații cu alte persoane, o persoană folosește limbi naturale (rusă, engleză, chineză etc.), adică informațiile sunt prezentate folosind limbi naturale.

Exemple de alfabete: Baza limbii ruse este chirilic, care conține 33 de caractere, limba engleza utilizări alfabet latin(26 de caractere), chinez folosește un alfabet de zeci de mii de caractere ( hieroglife).

Secvențe de caractere alfabetice conform regulilor gramatică formă obiecte de limbaj de bază- cuvinte. Se numesc regulile după care se formează propozițiile din cuvintele unei limbi date sintaxă . Trebuie remarcat faptul că în limbile naturale, gramatica și sintaxa limbii sunt formulate folosind un numar mare reguli de la care există excepții, deoarece astfel de reguli au evoluat istoric.

Schema de transmitere a informatiilor prin scris

DISCURSUL ORAL

Þ

Scrisoare

TEXT

Citind

DISCURSUL ORAL

CODARE DECODARE

Codificarea informațiilor

Schema generală de schimb de informații

Sursa de informare

codificator

Transferul de informații

Decodor

Destinatarul informatiilor

Codificarea informațiilor text

Limbi de prezentare a informațiilor
Natural: Engleza franceza, …			Formal: Matematică, programare, note,...
Codificarea informațiilor
Codificarea obiectivelor
clasificare informație	drumul rapidînregistrări	transmisia peste canale tehnice conexiuni		efectuarea de calcule matematice
Criptare	Stenografia	cod telegrafic		Sisteme numerice
Algoritmi de criptare	Un caracter - un cuvânt sau o combinație de litere	Codul Morse	Cod Baudot	Pentru o persoană: zecimal	Pentru PC: binar

Sunt multi metode de codificare, de exemplu

Codul Morse:

Stenografia(din greacă στενός - îngustă, înghesuită și γράφειν - scrie) - un mod de a scrie prin intermediul caracterelor speciale și a unui număr de abrevieri, care face posibilă înregistrarea rapidă a vorbirii orale. Viteza de scriere cu stenografie depășește de 4-7 ori viteza de scriere obișnuită.

Deoarece alegerea semnelor pentru stenografie este în mare măsură arbitrară, combinațiile de semne diferite au dus la nenumărate sisteme de stenografie, fiecare cu propriile merite și demerite.

Arta stenografiei exista deja, după cum sugerează unele surse, egipteni antici , unde discursurile erau scrise cu un semn convențional faraonii ; de la egipteni aceasta arta a trecut greci si romani care avea cursive. 5 decembrie 63 î.Hr e. În Roma antică, a avut loc prima utilizare cunoscută a stenografiei în istorie.

În unele cazuri, este necesar să se clasifice un document sau un text. În acest caz, textul este criptat. În antichitate, textul cifrat era numit criptografie.

Criptare- metoda de conversie deschisă informație închis și înapoi. Folosit pentru depozitare Informații importanteîn surse nesigure sau transmiterea acesteia prin canale nesigure comunicatii .

Criptarea este, de asemenea, codificare, dar cu o metodă secretă cunoscută doar de destinatar și de sursă. Știința se ocupă de metodele de criptare criptografie .

Luați în considerare, ca exemplu de codare, corespondența dintre codurile digitale și codurile de bare ale unui produs. Astfel de coduri sunt disponibile pe fiecare produs și vă permit să identificați complet produsul (țara și producătorul, tipul de produs și codurile de bare ale produsului. Caracterele codului digital (numerele) corespund grupurilor de caractere ale codului de bare (trăse înguste și largi, precum și dimensiunile golurilor dintre ele). Un cod digital este convenabil pentru o persoană și pentru contabilitate automatizatași un cod de bare, care este citit de un fascicul îngust de lumină și apoi procesat în sistemele informatice de contabilitate.

Teme pentru acasă - veniți cu sau amintiți-vă unele informații și prezentați-le în diferite forme, creați o diagramă:

Crearea unei noi melodii

Codificare și decodare. Pentru a face schimb de informații cu alte persoane, o persoană folosește limbi naturale. Alături de limbajele naturale, limbaje formale au fost dezvoltate pentru aplicarea lor profesională în orice domeniu. Reprezentarea informațiilor folosind o limbă este adesea denumită codificare. Cod - set de caractere ( simboluri) pentru a prezenta informații. Cod - un sistem de semne convenționale (simboluri) pentru transmiterea, procesarea și stocarea informațiilor (mesaj). Codare - procesul de prezentare a informațiilor (mesajelor) sub forma unui cod. Întregul set de caractere folosit pentru codare se numește alfabet de codare. De exemplu, în memoria unui computer, orice informație este codificată folosind un alfabet binar care conține doar două caractere: 0 și 1. Decodarea este procesul de conversie a codului înapoi la forma sistemului de caractere original, adică primiți mesajul original. De exemplu: traducere din codul Morse într-un text scris în rusă. Mai larg, decodarea este procesul de recuperare a conținutului unui mesaj codificat. Cu această abordare, procesul de scriere a textului folosind alfabetul rus poate fi considerat ca codificare, iar citirea lui este decodare.

>> Modalități de codificare a informațiilor

§ 1.7. Modalități de codificare a informațiilor

3. Exprimați în cuvinte semnificația următoarei expresii aritmetice:

4. Băiatul a înlocuit fiecare literă a numelui său cu numărul ei din alfabet. Sa dovedit 18 21 19 13 1 15. Care este numele băiatului?

5. Știind că fiecare literă a textului sursă este înlocuită cu a treia literă după aceasta în alfabetul limbii ruse, care este considerată a fi scrisă în cerc, decodificați următoarele mesaje:

a) zhutseg ll, g rgmzhiyya - dzuzel;
b) fkhguyum zhutsyo otsyyz rseyush zhetssh.

6. Fiecărei litere a alfabetului i se atribuie o pereche de numere: primul număr este numărul coloanei, iar al doilea este numărul liniei din următorul tabel de coduri:

Folosind acest tabel, rezolvați puzzle-ul: (1.1), (2.2), (1.3), (3.2), (10.3), (3.3), (12.1), (4.2), (5.1), (4.2), (12.2), ), (12.1), (1.1), (4.2), (5.1), (12, 1), (1.1), (2.2), (1.3), (3.2), (10.3), (3.3), (5.1) ), (12.1) , (1.2), (5.1), (3.2), (4.2), (5.2), (1.2), (1.3), (6.3), (4.2), (12.3).

Bosova L. L., Informatica si TIC: un manual pentru clasa a 5-a L. L. Bosova. M.: BINOM. Laboratorul de cunoștințe, 2009. 192 p. : bolnav.

Conținutul lecției rezumatul lecției suport cadru prezentarea lecției metode accelerative tehnologii interactive Practică sarcini și exerciții ateliere de autoexaminare, traininguri, cazuri, quest-uri teme de discuție întrebări întrebări retorice de la elevi Ilustrații audio, clipuri video și multimedia fotografii, imagini grafice, tabele, scheme umor, anecdote, glume, pilde cu benzi desenate, proverbe, cuvinte încrucișate, citate Suplimente rezumate articole jetoane pentru curioase cheat sheets manuale de bază și glosar suplimentar de termeni altele Îmbunătățirea manualelor și lecțiilorcorectarea erorilor din manual actualizarea unui fragment din manualul elementelor de inovare la lecție înlocuirea cunoștințelor învechite cu altele noi Doar pentru profesori lecții perfecte plan calendaristic pentru anul recomandări metodologice ale programului de discuții Lecții integrate

Codificarea caracterelor alfa

Cursul 8

Reprezentarea computerizată a textului este asociată cu sistemul său de codare, care a început să se dezvolte cu mult înainte de apariția computerului. În dezvoltarea sistemului de codificare a textului, pot fi remarcate următoarele caracteristici.

1. Informatia nu apare niciodata in forma ei pura, este intotdeauna prezentata cumva, cumva codificata. Omenirea a început să rezolve problema codificării informațiilor cu mult înainte de apariția computerelor. Ca rezultat al acestei sarcini descurajante, scrierea ca sistem de codificare a vorbirii și aritmetica ca sistem de codificare a numerelor.

2. O persoană își exprimă gândurile sub formă de propoziții alcătuite din cuvinte. Cuvintele, la rândul lor, sunt formate din litere. Literele sunt combinate într-un alfabet. Baza limbajului este alfabet - un set finit de diferite semne (simboluri) de orice natură care alcătuiesc un mesaj.

3. Aceeași înregistrare poate avea o încărcătură semantică diferită. De exemplu, setul de numere 251299 poate indica: masa obiectului; lungimea obiectului; distanța dintre obiecte; numar de telefon; introducerea datei etc. O înregistrare este date care pot fi transformate în informații doar ca rezultat al decodării. În acest fel, pentru a prezenta informații, trebuie să cunoașteți sistemul de codificare și decodare sau anumite reguli de scriere a codurilor.

Codificarea- acest procesul de prezentare a informațiilor sub formă de cod, sau trecerea de la un format la altul, mai convenabil pentru stocarea, transmiterea sau prelucrarea informațiilor.

Codul– un set de simboluri pentru prezentarea informațiilor.

Decodare - obținerea de informații folosind cod (transformare inversă).

Criptare - codificare efectuată pentru a face secretul unui mesaj, rezultatul criptării este apelat criptogramă sau criptare.

4. Informațiile pot fi codificate în diverse moduri: verbal, în scris, gesturi sau semnale de orice altă natură (semalizatoare, apeluri telefonice). Cel mai adesea, textele în limbi naturale sunt codificate. Pentru limbile naturale există diferite căi codificare, să ne oprim asupra celor mai caracteristice și utilizate metode.

1. Grafic - pe baza folosirii unor desene sau semne speciale. Codarea grafică este descrisă, de exemplu, în opera literară a lui Conan Doyle „The Dancing Men”, unde o secvență de figuri umane a fost folosită pentru a cripta mesajele. Un alt exemplu de codificare grafică este codul Morse, creat de inventatorul american Samuel Morse în 1837 pentru a codifica mesajele telegrafice. În codul Morse, fiecare literă sau caracter este reprezentat printr-o combinație de puncte și liniuțe sau o secvență de scurte și semnale lungi. Până acum, semnalele codului Morse au fost folosite în practica nautică, de exemplu, semnalul de primejdie - SOS (salvați-ne sufletele).

2. Simbolic – bazată pe caractere (litere) din același alfabet ca și textul original. Metoda este folosită, de exemplu, în criptografie atunci când se creează mesaje criptate. Una dintre primele aplicații ale metodei este codificarea alfabetului englez, propusă în 1580 de Francis Bacon. Cifrul Bacon (Tabelul 8.1) se bazează pe un cod binar din 5 cifre sau pe un alfabet din două caractere format din literele A și B.

Tabelul 8.1

Codificarea alfabetului englezesc

A	AAAAA	g	AABBA	n	ABBAA	t	BAABA
b	AAAAB	h	ABBB	j	ABBAB	v	BAABB
c	AAABA	i	ABAAA	p	ABBBA	w	BABAA
d	AAABB	k	ABAAB	q	ABBBB	X	BABAB
e	AABAA	l	ABABA	r	BAAAA	y	BABBA
f	AABAB	m	ABABB	s	BAAAB	z	BABBB

Pentru a crea mesaje bazate pe sistemul lui Bacon, este necesar un alfabet cu două caractere, dar lungimea mesajului în sine crește de 5 ori, deoarece fiecare literă este înlocuită cu un set de 5 caractere.

3. Numeric - bazat pe codificarea caracterelor folosind numere. Metoda a devenit larg răspândită datorită dezvoltării computerelor. Într-un computer, două numere sunt folosite pentru a codifica literele: 0 și 1. Spre deosebire de cifrul Bacon, unde o reprezentare pe 5 biți este suficientă, în tehnologia calculatoarelor reprezentare acceptată de caractere pe 8 sau 8 biți. O secvență de 8 biți formează 1 octet, un octet este folosit pentru a codifica un caracter. Numărul de combinații posibile de 0 și 1 într-un octet este calculat prin formula 2 8 =256. Aceasta înseamnă că cu ajutorul unui octet, prin modificarea secvenței de scriere a zerourilor și a unuurilor, pot fi codificate 256 de caractere diferite.

Sistemul numeric de codificare a caracterelor computerizate ar trebui considerat ca un sistem de utilizare generală. Atunci când se creează un astfel de sistem de codificare, sunt utilizate abordări și principii binecunoscute. Să luăm în considerare modul în care este implementată metoda numerică pentru codificarea textului pe computer.

Codificarea informațiilor. În procesul de conversie a informațiilor dintr-o formă de reprezentare (sistem de semne) în alta, se realizează codarea. Instrumentul de codificare este un tabel de corespondență, care stabilește o corespondență unu-la-unu între semne sau grupuri de semne a două sisteme de semne diferite.

În procesul de schimb de informații, este adesea necesară efectuarea operațiunilor de codificare și decodare a informațiilor. Când un caracter alfabetic este introdus într-un computer prin apăsarea tastei corespunzătoare de pe tastatură, acesta este codificat, adică convertit într-un cod de computer. Când un semn este afișat pe un ecran de monitor sau pe o imprimantă, are loc procesul invers - decodare, când de la codul computerului semnul este transformat într-o imagine grafică.

Codificarea imaginii și a sunetului. Informațiile, inclusiv grafica și sunetul, pot fi prezentate sub formă analogică sau discretă. Cu reprezentare analogică cantitate fizica ia un număr infinit de valori, iar valorile sale se schimbă continuu. Cu o reprezentare discretă, o mărime fizică ia un set finit de valori, iar valoarea ei se modifică brusc.

Un exemplu de reprezentare analogică a informațiilor grafice poate fi, de exemplu, o pictură, a cărei culoare se schimbă continuu și una discretă - o imagine imprimată folosind imprimanta cu jet de cernealași constând din puncte individuale de diferite culori.

Un exemplu de stocare analogică a informațiilor audio este disc de vinil(coloana sonoră își schimbă forma în mod continuu) și discret - un CD audio (a cărui coloana sonoră conține zone cu reflectivitate diferită).

Informațiile grafice și sonore din formă analogică în formă discretă sunt convertite prin eșantionare, adică împărțirea unei imagini grafice continue și a unei imagini continue (analogice) semnal sonorîn elemente individuale. În procesul de discretizare, se realizează codificarea, adică atribuirea fiecărui element sens specific sub formă de cod.

Discretizarea este transformarea imaginilor și a sunetului continuu într-un set de valori discrete, fiecăruia cărora i se atribuie valoarea codului său.

Codarea informațiilor în organismele vii. Informațiile genetice determină structura și dezvoltarea organismelor vii și sunt moștenite. Informațiile genetice sunt stocate în celulele organismelor din structura moleculelor de ADN (acid dezoxiribonucleic). Moleculele de ADN sunt formate din patru constituenți diferiți (nucleotide) care formează alfabetul genetic.

Molecula de ADN uman include aproximativ trei miliarde de perechi de baze și codifică toate informațiile despre corpul uman: aspectul său, sănătatea sau predispoziția la boală, abilități etc.

6. Concepte de bază ale temei „Informații și management”: codificarea numerică și simbolică a informațiilor

Codificarea informațiilor numerice.

Asemănarea în codificarea informațiilor numerice și textuale este următoarea: pentru a putea compara date de acest tip, numere diferite (cum ar fi personaje diferite) trebuie să fie un cod diferit. Principala diferență între datele numerice și datele simbolice este că, pe lângă operația de comparare, se efectuează diverse operații matematice asupra numerelor: adunarea, înmulțirea, extragerea rădăcinii, calculul logaritmului etc. Regulile pentru efectuarea acestor operații în matematică sunt: dezvoltate în detaliu pentru numerele reprezentate în sistemul numeric pozițional.

Sistemul de numere de bază pentru reprezentarea numerelor într-un computer este sistemul de numere binar pozițional.

Codificarea informațiilor text

În prezent, majoritatea utilizatorilor, folosind un computer, procesează informații text, care constă din caractere: litere, cifre, semne de punctuație etc. Să calculăm de câte caractere și de câți biți avem nevoie.

10 cifre, 12 semne de punctuație, 15 simboluri aritmetice, litere din alfabetul rus și latin, TOTAL: 155 de caractere, care corespunde la 8 biți de informații.

Unitățile de măsură ale informațiilor.

1 octet = 8 biți

1 KB = 1024 de octeți

1 MB = 1024 KB

1 GB = 1024 MB

1 TB = 1024 GB

Esența codificării este că fiecărui caracter i se atribuie un cod binar de la 00000000 la 11111111 sau codul zecimal corespunzător de la 0 la 255.

Trebuie amintit că în prezent sunt utilizate cinci tabele de coduri diferite pentru a codifica literele rusești (KOI - 8, СР1251, СР866, Mac, ISO), iar textele codificate folosind un tabel nu vor fi afișate corect în altul.

Afișajul principal de codificare a caracterelor este codul ASCII - Codul standard american pentru schimbul de informații - Codul standard american pentru schimbul de informații, care este un tabel de 16 pe 16, în care caracterele sunt codificate în sistem hexazecimal socoteala.

codificarea informațiilor simbolice (text).

Operația principală efectuată asupra caracterelor individuale ale textului este compararea caracterelor.

La compararea caracterelor, cele mai importante aspecte sunt unicitatea codului pentru fiecare caracter și lungimea acestui cod, iar alegerea principiului de codificare în sine este practic irelevantă.

Pentru codificarea textelor sunt folosite diverse tabele de conversie. Este important ca același tabel să fie folosit la codificarea și decodificarea aceluiași text.

Tabel de conversie - un tabel care conține o listă de caractere codificate ordonate într-un fel, conform căreia caracterul este convertit în codul său binar și invers.

Cele mai populare tabele de conversie: DKOI-8, ASCII, CP1251, Unicode.

Din punct de vedere istoric, 8 biți sau 1 octet a fost ales ca lungime a codului pentru codificarea caracterelor. Prin urmare, cel mai adesea un caracter de text stocat într-un computer corespunde unui octet de memorie.

Pot exista 28 = 256 de combinații diferite de 0 și 1 cu o lungime a codului de 8 biți, prin urmare, folosind un singur tabel de codificare, nu pot fi codificate mai mult de 256 de caractere. Cu o lungime a codului de 2 octeți (16 biți), pot fi codificate 65536 de caractere.

7. Concepte de bază ale temei „Informații și management”: codificarea grafică a informațiilor.

Codificarea informațiilor grafice.

Un pas important în codificarea unei imagini grafice este împărțirea acesteia în elemente discrete (eșantionare).

Principalele modalități de reprezentare a graficelor pentru stocarea și procesarea acesteia folosind un computer sunt imaginile raster și vectoriale.

O imagine vectorială este un obiect grafic format din forme geometrice elementare (cel mai adesea segmente și arce). Poziția acestor segmente elementare este determinată de coordonatele punctelor și de valoarea razei. Pentru fiecare linie, sunt indicate coduri binare pentru tipul de linie (solid, punctat, liniuță punctată), grosime și culoare.

O imagine raster este o colecție de puncte (pixeli) obținute ca rezultat al discretizării imaginii în conformitate cu principiul matricei.

Principiul codării matriceale imagini grafice este că imaginea este împărțită într-un număr dat de rânduri și coloane. Apoi fiecare element al grilei rezultate este codificat conform regulii selectate.

Pixel (element de imagine - element de imagine) - unitatea minimă a imaginii, a cărei culoare și luminozitate pot fi setate independent de restul imaginii.

În conformitate cu principiul matricei, sunt construite imagini care sunt scoase la imprimantă, afișate pe ecranul de afișare, obținute cu ajutorul unui scanner.

Calitatea imaginii va fi cu atât mai mare, cu cât pixelii sunt „densi”, adică cu cât rezoluția dispozitivului este mai mare și cu atât culoarea fiecăruia dintre ei este mai precisă.

Pentru o imagine alb-negru, codul de culoare al fiecărui pixel este dat de un bit.

Dacă imaginea este colorată, atunci pentru fiecare punct este setat codul binar al culorii sale.

Deoarece culorile sunt, de asemenea, codificate în cod binar, dacă, de exemplu, doriți să utilizați un desen cu 16 culori, atunci veți avea nevoie de 4 biți (16=24) pentru a codifica fiecare pixel și dacă este posibil să utilizați 16 biți ( 2 octeți) pentru a codifica o culoare cu un pixel, apoi puteți transmite 216 = 65536 culori diferite. Utilizarea a trei octeți (24 de biți) pentru a codifica culoarea unui punct vă permite să reflectați 16777216 (sau aproximativ 17 milioane) diferite nuanțe de culoare - așa-numitul mod „culoare adevărată” (True Color). Rețineți că acestea sunt utilizate în prezent, dar departe de capacitățile limitative ale computerelor moderne.

8 Concepte de bază ale temei „Informații și management”: alfabet, cod

Un alfabet este un set ordonat de caractere folosit pentru a codifica mesajele într-o anumită limbă.

Puterea alfabetului este numărul de caractere din alfabet.
Alfabetul binar conține 2 caractere, puterea sa este de două.
Mesajele scrise cu caractere ASCII folosesc un alfabet de 256 de caractere. Mesajele UNICODE folosesc un alfabet de 65.536 de caractere.

Din punctul de vedere al informaticii, purtătorii de informații sunt orice succesiune de caractere care sunt stocate, transmise și procesate de un computer. Potrivit lui Kolmogorov, conținutul informațional al unei secvențe de caractere nu depinde de conținutul mesajului; abordarea alfabetică este obiectivă, adică. nu depinde de subiectul care primește mesajul.

9 Concepte de bază de măsurare a informațiilor: bit, byte, kilobyte, megabyte

Bit, Byte, Kilobyte, Megabyte, Gigabyte Acestea sunt unitățile de măsură pentru informații.

Adevărat, în termeni informatici, 1 kilobyte nu înseamnă 1000 de octeți, ci 1024. De ce atât de mulți? Informațiile dintr-un computer sunt prezentate în formă binară și este în general acceptat că un kilobyte este de la 2 la a zecea putere de octeți sau 1024 de octeți.
Unitățile utilizate în mod obișnuit sunt prezentate mai jos.

10 Măsurarea cantitativă și calitativă a informațiilor.

11 Abordări alfabetice și bazate pe conținut pentru măsurarea informațiilor