Що таке кодування і декодування? Приклади. Способи кодування і декодування інформації числовий, текстової та графічної

Експлуатація електронно-обчислювальної техніки для обробки даних стала важливим етапом у процесі вдосконалення систем управління і планування. Але такий метод збору та обробки інформації дещо відрізняється від звичного, тому вимагає перетворення в систему символів, зрозумілих комп'ютеру.

Що таке кодування інформації?

Кодування даних - це обов'язковий етап в процесі збору та обробки інформації.

Як правило, під кодом подразумевают поєднання знаків, яке відповідає переданих даним або деяким їх якісним характеристикам. А кодування - це процес складання зашифрованою комбінації у вигляді списку скорочень або спеціальних символів, які повністю передають початковий сенс послання. Кодування ще іноді називають шифруванням, але варто знати, що остання процедура передбачає захист даних від злому і прочитання третіми особами.

Мета кодування полягає в поданні відомостей в зручному і лаконічному форматі для спрощення їх передачі та обробки на обчислювальних пристроях. Комп'ютери оперують лише інформацією певної форми, тому так важливо не забувати про це, щоб уникнути проблем. Принципова схема обробки даних включає в себе пошук, сортування та упорядкування, а кодування в ній зустрічається на етапі введення відомостей у вигляді коду.

Що таке декодування інформації?

Питання про те, що таке кодування і декодування, може виникнути у користувача ПК з різних причин, але в будь-якому випадку важливо донести коректну інформацію, яка дозволить користувачеві успішно просуватися в потоці інформаційних технологій далі. Як ви розумієте, після процесу обробки даних виходить вихідний код. Якщо такий фрагмент розшифрувати, то утворюється вихідна інформація. Тобто декодування - це процес, зворотний процес шифрування.

Якщо під час кодування дані набувають вигляду символьних сигналів, які повністю відповідають переданому об'єкту, то при декодуванні з коду вилучається передана інформація або деякі її характеристики.

Одержувачів закодованих повідомлень може бути декілька, але дуже важливо, щоб відомості потрапили до рук саме до них і не були розкриті раніше третіми особами. Тому варто вивчити процеси кодування і декодування інформації. Саме вони допомагають обмінюватися конфіденційними відомостями між групою співрозмовників.

Кодування і декодування текстової інформації

При натисканні на клавіатурну клавішу комп'ютер отримує сигнал у вигляді двійкового числа, розшифровку якого можна знайти в кодової таблиці - внутрішньому представленні знаків в ПК. Стандартом в усьому світі вважають таблицю ASCII.

Проте мало знати, що таке кодування і декодування, необхідно ще розуміти, як розташовуються дані в комп'ютері. Приміром, для зберігання одного символу двійкового коду електронно-обчислювальна машина виділяє 1 байт, тобто 8 біт. Цей осередок може приймати тільки два значення: 0 і 1. Виходить, що один байт дозволяє зашифрувати 256 різних символів, адже саме така кількість комбінацій можна скласти. Ці сполучення і є ключовою частиною таблиці ASCII. Приміром, буква S кодується як 01010011. Коли ви натискаєте її на клавіатурі, відбувається кодування і декодування даних, і ми отримуємо очікуваний результат на екрані.

Половина таблиці стандартів ASCII містить коди цифр, керуючих символів і латинських букв. Інша її частина заповнюється національними знаками, псевдографічним знаками і символами, які не мають відношення до математики. Абсолютно ясно, що в різних країнах ця частина таблиці буде відрізнятися. Цифри при введенні також перетворюються в двійкову систему обчислення згідно зі стандартною зведенні.

Кодування чисел

У двійковій системі числення, яку активно використовують комп'ютери, зустрічаються лише дві цифри - 0 і 1.

Дії з утворювати числами двійкової системи вивчає двійкова арифметика. Більшість законів основних математичних дій для таких цифр залишаються актуальними.

Приклади кодування і декодування чисел

Пропонуємо розглянути 2 способи кодування числа 45. Якщо ця цифра зустрічається в межах текстового фрагмента, то кожна її складова буде закодована, згідно з таблицею стандартів ASCII, 8 бітами. Четвірка перетвориться на 01000011, а п'ятірка - в 01010011.

Якщо число 45 використовується для обчислень, то буде задіяна спеціальна методика перетворення в восьмиразрядний двійковий код 001011012, для зберігання якого потрібен буде всього лише 1 байт.

Кодування графічної інформації

Збільшивши монохромне зображення за допомогою лупи, ви побачите, що воно складається з величезної кількості дрібних точок, які формують повноцінний візерунок. Індивідуальні якості кожної картинки і лінійні координати будь-якої точки можна відобразити у формі чисел. Тому растрове кодування базується на двійковому коді, пристосованому для відображення графічної інформації.

Чорно-білі картинки - це комбінації точок з різними відтінками сірого кольору, тобто яскравість будь-якої точки зображення визначають восьмирозрядних двійкові числа. Принцип розкладання довільного градієнта на базові складові - це основа такого процесу, як кодування графічної інформації. Декодування картинок відбувається таким же шляхом, але у зворотному напрямку.

При розкладанні використовуються три основні кольори: зелений, червоний і синій, адже будь природний відтінок можна отримати, комбінуючи ці градієнти. Таку систему кодування прийнято називати RGB. У разі використання двадцяти чотирьох двійкових розрядів для шифрування графічного зображення режим перетворення називають повнокольоровим.

Всі основні кольори зіставляються з відтінками, які доповнюють базову точку, роблячи її білою. Додатковий колір - це градієнт, утворений сумою інших основних тонів. Виділяють жовтий, пурпурний і блакитний додаткові кольори.

Подібний метод кодування точок зображень застосовується і в поліграфічній галузі. Тільки тут прийнято задіяти четвертий колір - чорний. З цієї причини поліграфічну систему перетворення позначають абревіатурою CMYK. Ця система для представлення зображень використовує цілих тридцять двох довічних розряду.

Способи кодування і декодування інформації припускають використання різних технологій, залежно від типу даних, що вводяться. Приміром, метод кодування графічних зображень шестнадцатіразрядного двійковими кодами називається High Color. Ця технологія дає можливість передавати на екран цілих двісті п'ятьдесят шість відтінків. Зменшуючи кількість задіяних двійкових розрядів, що застосовуються для шифрування точок графічного зображення, ви автоматично зменшуєте обсяг, необхідний для тимчасового зберігання інформації. Такий метод кодування даних прийнято називати індексним.

Кодування звукової інформації

Тепер, коли ми розглянули, що таке кодування і декодування, і методи, що лежать в основі цього процесу, варто зупинитися на такому питанні, як кодування звукових даних.

Звукову інформацію можна представити у вигляді елементарних одиниць і пауз між кожною їх парою. Кожен сигнал перетворюється і зберігається в пам'яті комп'ютера. Звуки виводяться за допомогою синтезатора мови, який використовується зберігаються в пам'яті ПК зашифровані комбінації.

Що стосується людської мови, то її набагато складніше закодувати, адже вона відрізняється різноманіттям відтінків, і комп'ютеру доводиться порівнювати кожне словосполучення з еталоном, попередньо занесеним в його пам'ять. Розпізнавання відбудеться лише у випадку, коли сказане слово буде знайдено в словнику.

Кодування інформації в двійковому коді

Існують різні методики реалізації такої процедури, як кодування числової, текстової та графічної інформації. Декодування даних зазвичай відбувається по зворотній технології.

При кодуванні чисел навіть враховується мета, з якою цифра була введена в систему: для арифметичних обчислень або просто для виводу. Всі дані, які кодуються в двійковій системі, шифруються за допомогою одиниць і нуликів. Ці символи ще називають бітами. Цей метод кодування є найбільш популярним, адже його найлегше організувати в технологічному плані: присутність сигналу - 1, відсутність - 0. У довічного шифрування є лише один недолік - це довжина комбінацій із символів. Але з технічної точки зору легше орудувати купою простих, однотипних компонентів, ніж малим числом більш складних.

Переваги двійкового кодування

• Така форма подання інформації підходить для різних її видів.
• При передачі даних не виникає жодних помилок.
• ПК набагато легше обробляти дані, закодовані таким способом.
• Потрібні пристрої з двома станами.

Недоліки двійкового кодування

• Велика довжина кодів, яка кілька уповільнює їх обробку.
• Складність сприйняття довічних комбінацій людиною без спеціальної освіти або підготовки.

Висновок

Ознайомившись із цією статтею, ви змогли дізнатися, що таке кодування і декодування і для чого його використовують. Можна зробити висновок, що використовувані методики перетворення даних повністю залежать від типу інформації. Це може бути не тільки текст, а ще й числа, зображення і звук.

Кодування різної інформації дозволяє уніфікувати форму її подання, тобто зробити однотипної, що значно прискорює процеси обробки та автоматизації даних при подальшому використанні.

У електронно-обчислювальних машинах найчастіше використовують принципи стандартного двійкового кодування, яке вихідну форму подання інформації перетворює в формат, більш зручний для зберігання і подальшої обробки. При декодуванні всі процеси відбуваються у зворотному порядку.