Кодирование информации
- Язык - это система знаков, используемая для хранения, передачи и обработки информации.
- Алфавит - это набор знаков, который используется в языке.
- Мощность алфавита - это количество знаков в алфавите.
- Слово - это последовательность символов алфавита, которая используется как самостоятельная единица и имеет определённое значение.
- Формальный язык - это язык, в котором однозначно определяется значение каждого слова, а также правила построения предложений и придания им смысла.
- Кодирование - это представление информации в форме, удобной для её хранения, передачи и обработки. Правило такого преобразования называется кодом.
- Двоичное кодирование - это кодирование с помощью двух знаков.
- Декодирование - это восстановление сообщения из последовательности кодов.
- Префиксный код - это код, в котором ни одно кодовое слово не совпадает с началом другого кодового слова (условие Фано). Сообщения декодируются однозначно.
- Постфиксный код - это код, в котором ни одно кодовое слово не совпадает с окончанием другого кодового слова. Сообщения декодируются однозначно (с конца!).
- Аналоговый сигнал - это сигнал, который в любой момент времени может принимать любые значения в заданном диапазоне.
- Дискретный сигнал - это последовательность значений, каждое из которых принадлежит некоторому конечному множеству.
- Цель дискретности - максимально точно передавать сообщения при сильных помехах.
- Дискретность - это свойство не информации, а её представления.
- ASCII = American Standard Code for Information Interchange
- Свойства дискретного (цифрового) сигнала:
- сигнал изменяется только в отдельные моменты времени (дискретность по времени);
- принимают только несколько возможных значений (дискретность по уровню).
Системы счисления
- Система счисления - это правила записи чисел с помощью специальных знаков - цифр, а также соответствующие правила выполнения операций с этими числами.
- Непозиционная система счисления: значение цифры не зависит от её места в записи числа.
- Позиционная система: значение цифры определяется ее позицией в записи числа.
- Алфавит системы счисления - это используемый в ней набор цифр.
- Основание системы счисления - это количество цифр в алфавите (мощность алфавита).
- Разряд - это позиция цифры в записи числа. Разряды в записи целых чисел нумеруются с нуля справа налево.
Перевод из двоичной системы счисления в восьмеричную
- Разбить на триады, начиная справа
- Каждую триаду записать одной восьмеричной цифрой
Перевод из двоичной системы счисления в шестнадцатеричную
- Разбить на тетрады, начиная справа
- Каждую тетраду записать одной шестнадцатеричной цифрой
Перевод из шестнадцатеричной системы счисления в восьмеричную и обратно
- Перевести в двоичную систему
- Разбить на триады (справа)
- Триада - одна восьмеричная цифра
Кодирование графической информации
Растровое кодирование
- Пиксель - это наименьший элемент рисунка, для которого можно задать свой цвет.
- Растровое изображение - это изображение, которое кодируется как множество пикселей.
- Разрешение - это количество пикселей, приходящихся на дюйм размера изображения.
- ppi = pixels per inch, пикселей на дюйм
- RGB - цветовая модель для устройств, излучающих свет (мониторов)!
Цветовая модель RGB
| RGB | Веб-сраница | |
|---|---|---|
| (0, 0, 0) | #000000 | |
| (255, 255, 255) | #FFFFFF | |
| (255, 0, 0) | #FF0000 | |
| (0, 255, 0) | #00FF00 | |
| (0, 0, 255) | #0000FF | |
| (255, 255, 0) | #FFFF00 | |
| (204, 204, 204) | #CCCCCC |
- Глубина цвета - это количество битов, используемое для кодирования цвета пикселя.
- Цветовая палитра - это таблица, в которой каждому цвету, заданному в виде составляющих в модели RGB, сопоставляется числовой код.
Векторное кодирование
Векторный рисунок можно рассматривать как алгоритм, в соответствии с которым строится изображение на конкретном устройстве вывода, с учетом особенностей этого устройства (например, разрешения экрана)
Рисунки из геометрических фигур:
- отрезки, ломаные, прямоугольники
- окружности, эллипсы, дуги
- сглаженные линии (кривые Безье)
Для каждой фигуры в памяти хранятся:
- размеры и координаты на рисунке
- цвет и стиль границы
- цвет и стиль заливки (для замкнутых фигур)
Векторное кодирование: форматы файлов
- WMF (Windows Metafile)
- EMF (Windows Metafile)
- CDR (программа CorelDraw)
- AI (программа Adobe Illustrator)
- SVG (Scalable Vector Graphics, масштабируемые векторные изображения)
Кодирование звуковой и видеоинформации
- Оцифровка - это преобразование аналогового сигнала в цифровой код (дискретизация).
- Квантование (дискретизация по уровню) - это представление числа в виде цифрового кода конечной длины.
- Разрядность кодирования - это число битов, используемое для хранения одного отсчёта.
- АЦП = Аналого-Цифровой Преобразователь
- ЦАП = Цифро-Аналоговый Преобразователь
Форматы аудио-файлов:
- WAV (Waveform audio format), часто без сжатия (размер!)
- MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3, сжатие с учётом восприятия человеком)
- AAC (Advanced Audio Coding, 48 каналов, сжатие)
- WMA (Windows Media Audio, потоковый звук, сжатие)
- OGG (Ogg Vorbis, открытый формат, сжатие)
- MIDI (Musical Instrument Digital Interface - цифровой интерфейс музыкальных инструментов).
Форматы файлов (Трекерная музыка):
- MOD разработан для компьютеров Amiga
- S3M оцифрованные каналы + синтезированный звук, 99 инструментов
- XM, STM, …
Форматы видео-файлов
- AVI - Audio Video Interleave - чередующиеся звук и видео; контейнер - могут использоваться разные кодеки
- MPEG - Motion Picture Expert Group
- WMV - Windows Media Video, формат фирмы Microsoft
- MP4 - MPEG-4, сжатое видео и звук
- MOV - Quick Time Movie, формат фирмы Apple
- WebM - открытый формат, поддерживается браузерами