Աշխարհում տեղի է ունենում տեղեկատվական հոսքերի մշտական փոխանակում. Աղբյուրները կարող են լինել մարդիկ, տեխնիկական սարքերը, տարատեսակ իրերը, անշունչ և կենդանի բնության առարկաները։ Ինչպես մեկ օբյեկտ, այնպես էլ մի քանիսը կարող են տեղեկատվություն ստանալ:
Տվյալների ավելի լավ փոխանակման համար տեղեկատվությունը միաժամանակ կոդավորվում և մշակվում է հաղորդիչի կողմից (տվյալները պատրաստվում և վերածվում են հեռարձակման, մշակման և պահպանման համար հարմար ձևի), փոխանցումը և վերծանումն իրականացվում է ստացողի կողմից (կոդավորված): տվյալների փոխակերպումն իր սկզբնական ձևին): Սրանք փոխկապակցված խնդիրներ են՝ աղբյուրը և ստացողը պետք է ունենան տեղեկատվության մշակման նմանատիպ ալգորիթմներ, հակառակ դեպքում կոդավորման-վերծանման գործընթացը անհնար կլինի։ Գրաֆիկական և մուլտիմեդիա տեղեկատվության կոդավորումը և մշակումը սովորաբար իրականացվում է համակարգչային տեխնոլոգիայի հիման վրա:
Կոդավորման տեղեկատվություն համակարգչի վրա
Տվյալները (տեքստեր, թվեր, գրաֆիկա, տեսանյութ, ձայն) մշակելու բազմաթիվ եղանակներ կան՝ օգտագործելովհամակարգիչ։ Համակարգչի կողմից մշակված ամբողջ տեղեկատվությունը ներկայացված է երկուական կոդով` օգտագործելով 1 և 0 թվերը, որոնք կոչվում են բիթ: Տեխնիկապես այս մեթոդն իրականացվում է շատ պարզ. 1 - առկա է էլեկտրական ազդանշան, 0 - բացակայում է: Մարդկային տեսանկյունից նման ծածկագրերը անհարմար են ընկալման համար՝ զրոների և միավորների երկար տողերը, որոնք կոդավորված նիշեր են, շատ դժվար է անմիջապես վերծանել։ Բայց ձայնագրման նման ձևաչափը անմիջապես ցույց է տալիս, թե ինչ է տեղեկատվության կոդավորումը: Օրինակ, 8 թիվը երկուական ութանիշ ձևով նման է հետևյալ բիթերի հաջորդականությանը. 000001000: Բայց այն, ինչ դժվար է մարդու համար, պարզ է համակարգչի համար: Էլեկտրոնիկայի համար ավելի հեշտ է մշակել շատ պարզ տարրեր, քան փոքր թվով բարդ տարրեր:
Տեքստի կոդավորում
Երբ մենք սեղմում ենք ստեղնաշարի կոճակը, համակարգիչը ստանում է սեղմված կոճակի որոշակի ծածկագիր, այն փնտրում է ստանդարտ ASCII նիշերի աղյուսակում (Տեղեկատվության փոխանակման ամերիկյան ծածկագիր), «հասկանում է», թե որ կոճակն է սեղմված և փոխանցում է այս կոդը հետագա մշակման համար (օրինակ՝ մոնիտորի վրա նիշը ցուցադրելու համար): Նիշերի կոդը երկուական ձևով պահելու համար օգտագործվում է 8 բիթ, հետևաբար կոմբինացիաների առավելագույն թիվը 256 է: Առաջին 128 նիշերը օգտագործվում են կառավարման նիշերի, թվերի և լատինական տառերի համար: Երկրորդ կեսը ազգային խորհրդանիշների և կեղծ գրականության համար է։
Տեքստի կոդավորում
Օրինակով ավելի հեշտ կլինի հասկանալ, թե ինչ է տեղեկատվության կոդավորումը: Դիտարկենք անգլերեն «C» նիշի ծածկագրերըիսկ ռուսերեն «C» տառը։ Նշենք, որ նիշերը մեծատառ են, և դրանց կոդերը տարբերվում են փոքրատառերից: Անգլերենի նիշը կունենա 01000010, իսկ ռուսերենը՝ 11010001: Այն, ինչ մոնիտորի էկրանին մարդուն նույնն է թվում, համակարգիչը բոլորովին այլ կերպ է ընկալում: Հարկ է նաև ուշադրություն դարձնել այն փաստին, որ առաջին 128 նիշերի ծածկագրերը մնում են անփոփոխ, և սկսած 129-ից և դրանից հետո՝ տարբեր տառեր կարող են համապատասխանել մեկ երկուական կոդի՝ կախված օգտագործված ծածկագրերի աղյուսակից։ Օրինակ, 194 տասնորդական կոդը կարող է համապատասխանել «b» տառին KOI8-ում, «B» տառին՝ CP1251-ում, «T»՝ ISO-ում, իսկ CP866 և Mac կոդավորումներում, այս կոդի ոչ մի նիշ ընդհանրապես չի համապատասխանում: Հետևաբար, երբ տեքստը բացելիս ռուսերեն բառերի փոխարեն տեսնում ենք տառ-նիշերի աբրակադաբրա, դա նշանակում է, որ տեղեկատվության նման կոդավորումը մեզ չի համապատասխանում, և մենք պետք է ընտրենք այլ գրանշանների փոխարկիչ։
Թվերի կոդավորում
Երկուական համակարգում վերցված են արժեքի միայն երկու տարբերակ՝ 0 և 1։ Երկուական թվերով բոլոր հիմնական գործողությունները օգտագործվում են գիտության կողմից, որը կոչվում է երկուական թվաբանություն։ Այս գործողություններն ունեն իրենց առանձնահատկությունները: Վերցնենք, օրինակ, ստեղնաշարի վրա մուտքագրված 45 թիվը։ Յուրաքանչյուր նիշ ունի իր ութանիշ կոդը ASCII ծածկագրերի աղյուսակում, ուստի թիվը զբաղեցնում է երկու բայթ (16 բիթ)՝ 5 - 01010011, 4 - 01000011: Այս թիվը հաշվարկներում օգտագործելու համար այն հատուկ ալգորիթմների միջոցով վերածվում է երկուական համակարգի՝ ութանիշ երկուական թվի տեսքով՝ 45 - 00101101։։
Կոդավորում և մշակումգրաֆիկական տեղեկատվություն
50-ականներին համակարգիչները, որոնք առավել հաճախ օգտագործվում էին գիտական և ռազմական նպատակներով, առաջինն էին, որ ներդրեցին տվյալների գրաֆիկական ցուցադրում: Այսօր համակարգչից ստացվող տեղեկատվության վիզուալիզացիան սովորական ու ծանոթ երեւույթ է ցանկացած մարդու համար, և այդ օրերին այն արտասովոր հեղափոխություն կատարեց տեխնոլոգիայի հետ աշխատելու գործում։ Թերևս ազդեցություն է ունեցել մարդու հոգեկանի ազդեցությունը՝ տեսողականորեն ներկայացված տեղեկատվությունը ավելի լավ է կլանում և ընկալվում։ Տվյալների վիզուալիզացիայի զարգացման մեջ մեծ առաջընթաց է տեղի ունեցել 80-ականներին, երբ հզոր զարգացում ստացավ գրաֆիկական տեղեկատվության կոդավորումն ու մշակումը։
Գրաֆիկայի անալոգային և դիսկրետ ներկայացում
Գրաֆիկական տեղեկատվությունը կարող է լինել երկու տեսակի՝ անալոգային (նկարչական կտավ անընդհատ փոփոխվող գույնով) և դիսկրետ (տարբեր գույների բազմաթիվ կետերից բաղկացած նկար): Համակարգչով պատկերների հետ աշխատելու հարմարության համար դրանք մշակվում են՝ տարածական նմուշառում, որում յուրաքանչյուր տարրին տրվում է որոշակի գունային արժեք՝ անհատական կոդի տեսքով: Գրաֆիկական տեղեկատվության կոդավորումը և մշակումը նման է մեծ թվով փոքր բեկորներից բաղկացած խճանկարի հետ աշխատելուն: Ավելին, կոդավորման որակը կախված է կետերի չափից (որքան փոքր է տարրի չափը, այնքան ավելի շատ կետեր կլինեն մեկ միավորի վրա, այնքան բարձր է որակը) և օգտագործվող գույների ներկապնակի չափից (որքան ավելի շատ գույներ են նշվում յուրաքանչյուրում։ dot կարող է վերցնել, համապատասխանաբար, ավելի շատ տեղեկատվություն տանելը, այնքան լավորակ).
Գրաֆիկայի ստեղծում և պահպանում
Կան մի քանի հիմնական պատկերի ձևաչափեր՝ վեկտոր, ֆրակտալ և ռաստեր: Առանձին-առանձին դիտարկվում է ռաստերի և վեկտորի համադրություն՝ մեր ժամանակներում տարածված մուլտիմեդիա 3D գրաֆիկա, որը վիրտուալ տարածքում եռաչափ օբյեկտներ կառուցելու տեխնիկան և մեթոդներն է։ Գրաֆիկական և մուլտիմեդիա տեղեկատվության կոդավորումը և մշակումը տարբեր է յուրաքանչյուր պատկերի ձևաչափի համար:
Bitmap
Այս գրաֆիկական ձևաչափի էությունն այն է, որ նկարը բաժանված է փոքր բազմագույն կետերի (պիքսելների): Վերին ձախ հսկիչ կետ: Գրաֆիկական տեղեկատվության կոդավորումը միշտ սկսվում է նկարի ձախ անկյունից տող առ տող, յուրաքանչյուր պիքսել ստանում է գունային ծածկագիր։ Ռաստերային պատկերի ծավալը կարելի է հաշվարկել՝ միավորների քանակը բազմապատկելով դրանցից յուրաքանչյուրի տեղեկատվական ծավալով (որը կախված է գունային տարբերակների քանակից): Որքան բարձր է մոնիտորի լուծաչափը, այնքան մեծ է յուրաքանչյուր տողում ռաստերային գծերի և կետերի քանակը, համապատասխանաբար, այնքան բարձր է պատկերի որակը: Ռաստերային տիպի գրաֆիկական տվյալներ մշակելու համար կարող եք օգտագործել երկուական կոդը, քանի որ յուրաքանչյուր կետի պայծառությունը և դրա գտնվելու վայրի կոորդինատները կարող են ներկայացվել որպես ամբողջ թվեր:
Վեկտորային պատկեր
Վեկտորային տիպի գրաֆիկական և մուլտիմեդիա տեղեկատվության կոդավորումը կրճատվում է մինչև այն, որ գրաֆիկական օբյեկտը ներկայացված է տարրական հատվածների և աղեղների տեսքով: հատկություններըգծերը, որոնք հիմնական առարկան են, ձևն են (ուղիղ կամ կոր), գույնը, հաստությունը, ոճը (հատված կամ հոծ գիծ): Այն տողերը, որոնք փակ են, ունեն ևս մեկ հատկություն՝ լցնել այլ առարկաներով կամ գույնով։ Օբյեկտի դիրքը որոշվում է գծի սկզբի և վերջի կետերով և աղեղի կորության շառավղով: Վեկտորային ձևաչափով գրաֆիկական տեղեկատվության քանակը շատ ավելի քիչ է, քան ռաստերային ձևաչափը, սակայն այս տեսակի գրաֆիկան դիտելու համար անհրաժեշտ են հատուկ ծրագրեր: Կան նաև ծրագրեր՝ վեկտորիզատորներ, որոնք ռաստերային պատկերները վերածում են վեկտորի։
Ֆրակտալ գրաֆիկա
Գրաֆիկայի այս տեսակը, ինչպես վեկտորային գրաֆիկան, հիմնված է մաթեմատիկական հաշվարկների վրա, սակայն դրա հիմնական բաղադրիչը հենց բանաձևն է: Համակարգչի հիշողության մեջ որևէ պատկեր կամ առարկա պահելու կարիք չկա, նկարն ինքնին գծվում է միայն բանաձևի համաձայն։ Գրաֆիկայի այս տեսակը հարմար է ոչ միայն պարզ կանոնավոր կառուցվածքները, այլև բարդ նկարազարդումները պատկերացնելու համար, որոնք ընդօրինակում են, օրինակ, լանդշաֆտները խաղերում կամ էմուլյատորներում:
Ձայնային ալիքներ
Ինչ է տեղեկատվության կոդավորումը, կարելի է ցույց տալ նաև ձայնի հետ աշխատելու օրինակով։ Մենք գիտենք, որ մեր աշխարհը լցված է հնչյուններով: Հին ժամանակներից մարդիկ հասկացել են, թե ինչպես են ծնվում հնչյունները՝ սեղմված և հազվագյուտ օդի ալիքները, որոնք ազդում են թմբկաթաղանթի վրա: Մարդը կարող է ընկալել 16 Հց-ից մինչև 20 կՀց հաճախականությամբ ալիքներ (1 Հերց՝ մեկ տատանում վայրկյանում)։ Բոլոր ալիքները, որոնց տատանումների հաճախականությունը ընկնում է դրա մեջմիջակայքը կոչվում է աուդիո:
Ձայնի հատկություններ
Ձայնի առանձնահատկություններն են հնչերանգը, տեմբրը (ձայնի գույնը՝ կախված թրթռումների ձևից), բարձրությունը (հաճախականությունը, որը որոշվում է վայրկյանում թրթռումների հաճախականությամբ) և բարձրությունը՝ կախված ինտենսիվությունից։ թրթռումների. Ցանկացած իրական ձայն բաղկացած է ներդաշնակ թրթռումների խառնուրդից՝ ֆիքսված հաճախականությունների շարքով: Ամենացածր հաճախականությամբ թրթռումը կոչվում է հիմնային տոն, մնացածը երանգ են: Տեմբրը` այս կոնկրետ ձայնին բնորոշ երանգերի տարբեր քանակություն, ձայնին հատուկ գույն է հաղորդում: Տեմբերի միջոցով մենք կարող ենք ճանաչել սիրելիների ձայները, տարբերել երաժշտական գործիքների ձայնը։
Ծրագրեր ձայնի հետ աշխատելու համար
Ծրագրերը պայմանականորեն կարելի է բաժանել մի քանի տեսակների՝ ըստ իրենց ֆունկցիոնալության՝ կոմունալ ծրագրեր և ձայնային քարտերի դրայվերներ, որոնք աշխատում են դրանց հետ ցածր մակարդակով, աուդիո խմբագիրներ, որոնք կատարում են տարբեր գործողություններ ձայնային ֆայլերով և կիրառում դրանց վրա տարբեր էֆեկտներ, ծրագրային ապահովման սինթեզատորներ և անալոգային-թվային փոխարկիչներ (ADC) և թվային-անալոգային փոխարկիչներ (DAC):
Աուդիո կոդավորում
Մուլտիմեդիա տեղեկատվության կոդավորումը բաղկացած է ձայնի անալոգային բնույթը դիսկրետի վերածելուց՝ ավելի հարմար մշակման համար: ADC-ն մուտքի մոտ ստանում է անալոգային ազդանշան, որոշակի ժամանակային ընդմիջումներով չափում է դրա ամպլիտուդը և ելքի վրա թողարկում է թվային հաջորդականություն՝ ամպլիտուդի փոփոխությունների վերաբերյալ տվյալների հետ: Ոչ մի ֆիզիկական վերափոխում տեղի չի ունենում:
Ելքային ազդանշանը դիսկրետ է, ուստի ավելի հաճախամպլիտուդի չափման հաճախականությունը (նմուշ), որքան ավելի ճշգրիտ է ելքային ազդանշանը համապատասխանում մուտքային ազդանշանին, այնքան լավ է մուլտիմեդիա տեղեկատվության կոդավորումը և մշակումը: Նմուշը սովորաբար կոչվում է նաև որպես ADC-ի միջոցով ստացված թվային տվյալների պատվիրված հաջորդականություն: Գործընթացն ինքնին կոչվում է նմուշառում, ռուսերենում՝ դիսկրետացում։
Հակադարձ փոխակերպումը տեղի է ունենում DAC-ի օգնությամբ. մուտքագրվող թվային տվյալների հիման վրա ժամանակի որոշակի կետերում առաջանում է անհրաժեշտ ամպլիտուդի էլեկտրական ազդանշան:
Նմուշառման պարամետրեր
Նմուշառման հիմնական պարամետրերը ոչ միայն չափման հաճախականությունն են, այլև բիթերի խորությունը՝ յուրաքանչյուր նմուշի ամպլիտուդի փոփոխության չափման ճշգրտությունը: Որքան ավելի ճշգրիտ կերպով փոխանցվի ազդանշանի ամպլիտուդի արժեքը թվայնացման ժամանակ յուրաքանչյուր միավորում, այնքան բարձր է ազդանշանի որակը ADC-ից հետո, այնքան բարձր է ալիքի վերականգնման հուսալիությունը հակադարձ փոխակերպման ժամանակ:
