Әлемде үздіксіз ақпарат ағындары алмасуы жүреді. Көздер адамдар, техникалық құрылғылар, әртүрлі заттар, жансыз және тірі табиғат объектілері болуы мүмкін. Бір нысан да, бірнешеу де ақпаратты қабылдай алады.
Жақсырақ деректер алмасу үшін ақпарат таратқыш жағында бір уақытта кодталады және өңделеді (деректер дайындалады және хабар таратуға, өңдеуге және сақтауға ыңғайлы пішінге түрлендіріледі), қайта жіберу және декодтау қабылдағыш жағында (кодталған) жүзеге асырылады. деректерді бастапқы пішініне түрлендіру). Бұл өзара байланысты міндеттер: дереккөз бен қабылдаушының ақпаратты өңдеу алгоритмдері ұқсас болуы керек, әйтпесе кодтау-декодтау процесі мүмкін болмайды. Графикалық және мультимедиялық ақпаратты кодтау және өңдеу әдетте компьютерлік технология негізінде жүзеге асырылады.
Компьютердегі ақпаратты кодтау
Деректерді (мәтіндер, сандар, графика, бейне, дыбыс) өңдеудің көптеген жолдары бар.компьютер. Компьютер өңдейтін барлық ақпарат екілік кодта көрсетіледі - бит деп аталатын 1 және 0 сандары арқылы. Техникалық тұрғыдан бұл әдіс өте қарапайым орындалады: 1 - электрлік сигнал бар, 0 - жоқ. Адамның көзқарасы бойынша мұндай кодтар қабылдауға ыңғайсыз - кодталған таңбалар болып табылатын нөлдер мен бірліктердің ұзын жолдарын бірден ашу өте қиын. Бірақ мұндай жазу пішімі ақпаратты кодтау дегеніміз не екенін бірден көрсетеді. Мысалы, екілік сегіз таңбалы түрдегі 8 саны келесі разряд тізбегіне ұқсайды: 000001000. Бірақ адамға қиын нәрсе компьютер үшін қарапайым. Электроника үшін аздаған күрделі элементтерге қарағанда көптеген қарапайым элементтерді өңдеу оңайырақ.
Мәтінді кодтау
Пернетақтадағы түймені басқан кезде компьютер басқан түйменің белгілі бір кодын алады, оны стандартты ASCII таңбалар кестесінен іздейді (American Code for Information Interchange), қай түйме басылғанын «түсінеді» және бұл кодты әрі қарай өңдеу үшін (мысалы, таңбаны мониторда көрсету үшін) береді. Таңбалық кодты екілік формада сақтау үшін 8 бит пайдаланылады, сондықтан комбинациялардың максималды саны 256. Алғашқы 128 таңба басқару таңбалары, сандар және латын әріптері үшін пайдаланылады. Екінші жартысы ұлттық рәміздер мен псевдографияға арналған.
Мәтінді кодтау
Мысал арқылы ақпаратты кодтау дегенді түсіну оңайырақ болады. Ағылшын тіліндегі «С» таңбасының кодтарын қарастырыңызжәне орыс әрпі «С». Таңбалардың бас әріптер екенін және олардың кодтары кіші әріптерден ерекшеленетінін ескеріңіз. Ағылшын тілі 01000010, ал орысша 11010001 сияқты болады. Монитор экранында адамға бірдей көрінетін нәрсені компьютер мүлде басқаша қабылдайды. Сондай-ақ, алғашқы 128 таңбаның кодтары өзгеріссіз қалуына және 129-дан бастап және одан әрі әртүрлі әріптер қолданылатын код кестесіне байланысты бір екілік кодқа сәйкес келуі мүмкін екеніне назар аудару керек. Мысалы, 194 ондық коды KOI8-де «b» әрпіне, CP1251-де «B», ISO-да «T» әрпіне сәйкес келуі мүмкін және CP866 және Mac кодтауларында бұл кодқа бірде-бір таңба мүлде сәйкес келмейді. Сондықтан, мәтінді ашқанда орыс сөздерінің орнына әріп-таңбаны абракадабраны көрсек, бұл ақпаратты мұндай кодтау бізге сәйкес келмейтінін және басқа таңба түрлендіргішін таңдау керектігін білдіреді.
Сандарды кодтау
Екілік жүйеде мәннің екі нұсқасы ғана қабылданады - 0 және 1. Екілік сандармен барлық негізгі операцияларды екілік арифметика деп аталатын ғылым пайдаланады. Бұл әрекеттердің өзіндік ерекшеліктері бар. Мысалы, пернетақтада терілген 45 санын алайық. Әрбір цифрдың ASCII код кестесінде өзінің сегіз таңбалы коды бар, сондықтан нөмір екі байт (16 бит) алады: 5 - 01010011, 4 - 01000011. Бұл санды есептеулерде қолдану үшін оны арнайы алгоритмдер арқылы екілік жүйеге сегіз таңбалы екілік сан түріндегі түрлендіреді: 45 - 00101101.
Кодтау және өңдеуграфикалық ақпарат
50-ші жылдары ғылыми және әскери мақсатта жиі қолданылатын компьютерлер деректерді графикалық көрсетуді бірінші болып енгізді. Бүгінгі таңда компьютерден алынған ақпаратты визуализациялау кез келген адамға әдеттегі және таныс құбылыс болып табылады және сол күндері технологиямен жұмыс істеуде ерекше революция жасады. Мүмкін, адам психикасының әсері әсер етті: көрнекі түрде ұсынылған ақпарат жақсырақ қабылданады және қабылданады. Деректерді визуализациялаудың дамуындағы үлкен серпіліс графикалық ақпаратты кодтау және өңдеу күшті дамуға ие болған 80-жылдары болды.
Графиканың аналогтық және дискретті көрінісі
Графикалық ақпарат екі түрлі болуы мүмкін: аналогтық (тұрақты түсі өзгеретін кескіндеме кенепі) және дискретті (әртүрлі түстердің көптеген нүктелерінен тұратын сурет). Компьютерде кескіндермен жұмыс істеуге ыңғайлы болу үшін олар өңделеді - кеңістіктік іріктеу, онда әрбір элементке жеке код түрінде белгілі бір түс мәні тағайындалады. Графикалық ақпаратты кодтау және өңдеу шағын фрагменттердің үлкен санынан тұратын мозаикамен жұмыс істеуге ұқсас. Сонымен қатар, кодтау сапасы нүктелердің өлшеміне (элемент өлшемі неғұрлым кішірек болса – аудан бірлігінде нүктелер көп болады – соғұрлым жоғары сапа) және пайдаланылатын түстер палитрасының өлшеміне (әрқайсысында соғұрлым көп түс күйлері көрсетіледі) байланысты. нүкте, сәйкесінше, көбірек ақпаратты тасымалдай алады, соғұрлым жақсысапа).
Графиктерді жасау және сақтау
Бірнеше негізгі кескін пішімдері бар - векторлық, фракталдық және растрлық. Бөлек түрде растрлық және векторлық комбинациясы қарастырылады - біздің заманымызда кең таралған мультимедиялық 3D графикасы, ол виртуалды кеңістікте үш өлшемді объектілерді құрудың әдістері мен әдістері болып табылады. Графикалық және мультимедиялық ақпаратты кодтау және өңдеу әр кескін пішімі үшін әртүрлі.
Нүктелік карта
Бұл графикалық пішімнің мәні суреттің кішкентай көп түсті нүктелерге (пиксельдерге) бөлінгенінде. Жоғарғы сол жақ басқару нүктесі. Графикалық ақпаратты кодтау әрқашан кескіннің сол жақ бұрышынан сызық бойынша басталады, әрбір пиксель түс кодын алады. Растрлық кескіннің көлемін нүктелер санын олардың әрқайсысының ақпарат көлеміне көбейту арқылы есептеуге болады (бұл түс опцияларының санына байланысты). Монитордың ажыратымдылығы неғұрлым жоғары болса, соғұрлым әр жолдағы растрлық жолдар мен нүктелер саны көп болады, сәйкесінше сурет сапасы да жоғары болады. Растрлық түрдегі графикалық деректерді өңдеу үшін екілік кодты пайдалануға болады, өйткені әрбір нүктенің жарықтығы мен оның орналасқан жерінің координаталары бүтін сандар түрінде көрсетілуі мүмкін.
Векторлық кескін
Векторлық типтегі графикалық және мультимедиялық ақпаратты кодтау графикалық объект элементар сегменттер мен доғалар түрінде бейнеленуіне дейін төмендейді. қасиеттеріНегізгі нысан болып табылатын сызықтар пішін (түзу немесе қисық), түсі, қалыңдығы, стилі (үзік немесе тұтас сызық). Жабық сызықтардың тағы бір қасиеті бар - басқа нысандармен немесе түспен толтыру. Нысанның орны түзудің бастапқы және соңғы нүктелерімен және доғаның қисықтық радиусымен анықталады. Векторлық форматтағы графикалық ақпараттың көлемі растрлық форматқа қарағанда әлдеқайда аз, бірақ бұл түрдегі графиканы көру үшін арнайы бағдарламалар қажет. Сондай-ақ растрлық кескіндерді векторлық кескіндерге түрлендіретін бағдарламалар – векторизаторлар бар.
Фракталды графика
Графиканың бұл түрі, векторлық графика сияқты, математикалық есептеулерге негізделген, бірақ оның негізгі құрамдас бөлігі формуланың өзі болып табылады. Компьютер жадында ешбір кескінді немесе заттарды сақтаудың қажеті жоқ, суреттің өзі тек формула бойынша салынады. Графиканың бұл түрі қарапайым қарапайым құрылымдарды ғана емес, сонымен қатар ойындардағы немесе эмуляторлардағы пейзаждарға еліктейтін күрделі иллюстрацияларды да визуализациялауға ыңғайлы.
Дыбыс толқындары
Ақпаратты кодтау дегеніміз не екенін дыбыспен жұмыс істеу мысалы арқылы да көрсетуге болады. Біздің әлем дыбыстарға толы екенін білеміз. Ежелгі заманнан бері адамдар дыбыстардың қалай пайда болатынын - құлақ қалқандарына әсер ететін қысылған және сиректелген ауа толқындарын анықтады. Адам жиілігі 16 Гц-тен 20 кГц-ке дейінгі толқындарды қабылдай алады (1 Герц – секундына бір тербеліс). Тербеліс жиіліктері осыған жататын барлық толқындардиапазон аудио деп аталады.
Дыбыс қасиеттері
Дыбыстың сипаттамалары - тон, тембр (діріл пішініне байланысты дыбыстың түсі), биіктігі (секундына тербеліс жиілігімен анықталатын жиілік) және қарқындылығына байланысты қаттылық. тербелістерден. Кез келген нақты дыбыс тұрақты жиіліктері бар гармоникалық тербелістердің қоспасынан тұрады. Ең төменгі жиіліктегі діріл негізгі тон деп аталады, қалғандары - обертондар. Тембр – осы нақты дыбысқа тән обертондардың әртүрлі саны – дыбысқа ерекше реңк береді. Дәл тембр арқылы біз жақын адамдарымыздың дауысын танып, музыкалық аспаптардың дыбысын ажырата аламыз.
Дыбыспен жұмыс істеуге арналған бағдарламалар
Бағдарламаларды функционалдық мүмкіндіктеріне қарай шартты түрде бірнеше түрге бөлуге болады: қызметтік бағдарламалар және олармен төмен деңгейде жұмыс істейтін дыбыстық карталарға арналған драйверлер, дыбыстық файлдармен әртүрлі операцияларды орындайтын және оларға әртүрлі эффектілерді қолданатын аудиоредакторлар, бағдарламалық қамтамасыз ету синтезаторлары және аналогты-цифрлық түрлендіргіштер (ADC) және цифрлық-аналогтық түрлендіргіштер (DAC).
Аудио кодтау
Мультимедиялық ақпаратты кодтау ыңғайлырақ өңдеу үшін дыбыстың аналогтық сипатын дискретті түрлендіруден тұрады. ADC кірісте аналогтық сигналды қабылдайды, оның амплитудасын белгілі бір уақыт аралықтарында өлшейді және амплитуданың өзгеруі туралы деректермен шығыста цифрлық тізбекті шығарады. Ешқандай физикалық түрлендіру болмайды.
Шығыс сигналы дискретті, сондықтан жиірекамплитудалық өлшеу жиілігі (үлгі), шығыс сигнал кіріс сигналына неғұрлым дәл сәйкес келсе, мультимедиялық ақпаратты кодтау және өңдеу соғұрлым жақсы болады. Үлгі әдетте ADC арқылы алынған цифрлық деректердің реттелген тізбегі деп аталады. Процестің өзі іріктеу, орыс тілінде дискретизация деп аталады.
Кері түрлендіру DAC көмегімен жүзеге асады: кіріске енетін цифрлық деректер негізінде белгілі бір уақыт нүктелерінде қажетті амплитуданың электрлік сигналы жасалады.
Іріктеу параметрлері
Негізгі іріктеу параметрлері өлшеу жиілігі ғана емес, сонымен қатар разрядтың тереңдігі - әрбір үлгі үшін амплитуданың өзгеруін өлшеу дәлдігі болып табылады. Әрбір уақыт бірлігінде цифрландыру кезінде сигнал амплитудасының мәні неғұрлым дәлірек берілсе, ADC-тен кейінгі сигналдың сапасы соғұрлым жоғары болса, кері түрлендіру кезінде толқынды қалпына келтіру сенімділігі соғұрлым жоғары болады.
