მსოფლიოში ინფორმაციის ნაკადების მუდმივი გაცვლა ხდება. წყარო შეიძლება იყოს ადამიანები, ტექნიკური მოწყობილობები, სხვადასხვა ნივთები, უსულო და ცოცხალი ბუნების ობიექტები. როგორც ერთ ობიექტს, ასევე რამდენიმეს შეუძლია ინფორმაციის მიღება.
მონაცემთა უკეთესი გაცვლისთვის, ინფორმაცია ერთდროულად კოდირებულია და მუშავდება გადამცემის მხარეს (მონაცემები მზადდება და გარდაიქმნება მაუწყებლობის, დამუშავებისა და შენახვისთვის მოსახერხებელ ფორმაში), გადამისამართება და გაშიფვრა ხორციელდება მიმღების მხარეს (დაშიფრული მონაცემთა გადაქცევა თავდაპირველ ფორმაში). ეს არის ურთიერთდაკავშირებული ამოცანები: წყაროს და მიმღებს უნდა ჰქონდეთ ინფორმაციის დამუშავების მსგავსი ალგორითმები, წინააღმდეგ შემთხვევაში კოდირება-გაშიფვრის პროცესი შეუძლებელი იქნება. გრაფიკული და მულტიმედიური ინფორმაციის კოდირება და დამუშავება ჩვეულებრივ ხორციელდება კომპიუტერული ტექნოლოგიების საფუძველზე.
ინფორმაციის კოდირება კომპიუტერზე
არის მრავალი გზა მონაცემთა დამუშავების (ტექსტები, რიცხვები, გრაფიკა, ვიდეო, ხმა) გამოყენებითკომპიუტერი. კომპიუტერის მიერ დამუშავებული ყველა ინფორმაცია წარმოდგენილია ორობითი კოდით - 1 და 0 ნომრების გამოყენებით, რომელსაც ეწოდება ბიტები. ტექნიკურად, ეს მეთოდი ხორციელდება ძალიან მარტივად: 1 - არის ელექტრული სიგნალი, 0 - არ არსებობს. ადამიანური თვალსაზრისით, ასეთი კოდები არასასიამოვნოა აღქმისთვის - ნულების და ერთების გრძელი სტრიქონები, რომლებიც დაშიფრული სიმბოლოებია, ძალიან რთულია დაუყოვნებლივ გაშიფვრა. მაგრამ ჩაწერის ასეთი ფორმატი მაშინვე ნათლად აჩვენებს რა არის ინფორმაციის კოდირება. მაგალითად, რიცხვი 8 ბინარული რვაციფრიანი სახით გამოიყურება შემდეგი ბიტების თანმიმდევრობით: 000001000. მაგრამ რაც რთულია ადამიანისთვის, მარტივია კომპიუტერისთვის. ელექტრონიკისთვის უფრო ადვილია მრავალი მარტივი ელემენტის დამუშავება, ვიდრე რთული ელემენტების მცირე რაოდენობა.
ტექსტის კოდირება
როდესაც კლავიატურაზე ღილაკს ვაჭერთ, კომპიუტერი იღებს დაჭერილი ღილაკის გარკვეულ კოდს, ეძებს მას სტანდარტული ASCII სიმბოლოების ცხრილში (ამერიკული კოდი ინფორმაციის ურთიერთგაცვლისთვის), „ესმის“რომელ ღილაკზეა დაჭერილი და გადასცემს ამ კოდს შემდგომი დამუშავებისთვის (მაგალითად, მონიტორზე სიმბოლოს გამოსატანად). სიმბოლოების კოდის ბინარულ ფორმაში შესანახად გამოიყენება 8 ბიტი, ამიტომ კომბინაციების მაქსიმალური რაოდენობაა 256. პირველი 128 სიმბოლო გამოიყენება საკონტროლო სიმბოლოებისთვის, რიცხვებისთვის და ლათინური ასოებისთვის. მეორე ნახევარი ეროვნული სიმბოლოებისა და ფსევდოგრაფიისთვისაა.
ტექსტის კოდირება
გაგიადვილდებათ იმის გაგება, თუ რა არის ინფორმაციის კოდირება მაგალითით. განვიხილოთ ინგლისური სიმბოლოს "C" კოდებიდა რუსული ასო "C". გაითვალისწინეთ, რომ სიმბოლოები არის დიდი და მათი კოდები განსხვავდება პატარასგან. ინგლისური სიმბოლო იქნება 01000010, რუსული კი 11010001. რასაც ადამიანი მონიტორის ეკრანზე ერთნაირად გამოიყურება, კომპიუტერი სულ სხვანაირად აღიქვამს. ასევე აუცილებელია ყურადღება მიაქციოთ იმ ფაქტს, რომ პირველი 128 სიმბოლოს კოდები უცვლელი რჩება და 129-დან და შემდგომ, სხვადასხვა ასო შეიძლება შეესაბამებოდეს ერთ ბინარულ კოდს, გამოყენებული კოდის ცხრილის მიხედვით. მაგალითად, ათობითი კოდი 194 შეიძლება შეესაბამებოდეს ასო "b"-ს KOI8-ში, "B"-ში CP1251-ში, "T"-ში ISO-ში და CP866 და Mac დაშიფვრებში, არც ერთი სიმბოლო საერთოდ არ შეესაბამება ამ კოდს. ამიტომ, როდესაც ტექსტის გახსნისას რუსული სიტყვების ნაცვლად ვხვდებით ასო-ნიშანთა აბრაკადაბრას, ეს ნიშნავს, რომ ინფორმაციის ასეთი კოდირება არ ჯდება და სხვა სიმბოლოების გადამყვანი უნდა ავირჩიოთ.
ნომრის კოდირება
ორობით სისტემაში აღებულია მნიშვნელობის მხოლოდ ორი ვარიანტი - 0 და 1. ორობითი რიცხვებით ყველა ძირითადი ოპერაცია გამოიყენება მეცნიერების მიერ, რომელსაც ეწოდება ორობითი არითმეტიკა. ამ ქმედებებს აქვს საკუთარი მახასიათებლები. ავიღოთ, მაგალითად, კლავიატურაზე აკრეფილი ნომერი 45. თითოეულ ციფრს აქვს თავისი რვანიშნა კოდი ASCII კოდების ცხრილში, ამიტომ რიცხვი იკავებს ორ ბაიტს (16 ბიტი): 5 - 01010011, 4 - 01000011. ამ რიცხვის გამოთვლებში გამოსაყენებლად იგი სპეციალური ალგორითმებით გარდაიქმნება ბინარულ სისტემაში რვანიშნა ბინარული რიცხვის სახით: 45 - 00101101.
კოდირება და დამუშავებაგრაფიკული ინფორმაცია
50-იან წლებში კომპიუტერები, რომლებიც ყველაზე ხშირად იყენებდნენ სამეცნიერო და სამხედრო მიზნებისთვის, პირველებმა განახორციელეს მონაცემთა გრაფიკული ჩვენება. დღეს კომპიუტერიდან მიღებული ინფორმაციის ვიზუალიზაცია ჩვეულებრივი და ნაცნობი მოვლენაა ნებისმიერი ადამიანისთვის და იმ დღეებში მან არაჩვეულებრივი რევოლუცია მოახდინა ტექნოლოგიასთან მუშაობაში. შესაძლოა, გავლენა მოახდინა ადამიანის ფსიქიკის გავლენამ: ვიზუალურად წარმოდგენილი ინფორმაცია უკეთესად შეიწოვება და აღიქმება. მონაცემთა ვიზუალიზაციის განვითარებაში დიდი გარღვევა მოხდა 80-იან წლებში, როდესაც მძლავრი განვითარება მიიღო გრაფიკული ინფორმაციის კოდირებამ და დამუშავებამ.
გრაფიკის ანალოგური და დისკრეტული წარმოდგენა
გრაფიკული ინფორმაცია შეიძლება იყოს ორი ტიპის: ანალოგური (ფერწერის ტილო მუდმივად ცვალებადი ფერით) და დისკრეტული (სურათი, რომელიც შედგება სხვადასხვა ფერის მრავალი წერტილისგან). კომპიუტერზე სურათებთან მუშაობის მოხერხებულობისთვის ხდება მათი დამუშავება - სივრცითი შერჩევა, რომელშიც თითოეულ ელემენტს ენიჭება კონკრეტული ფერის მნიშვნელობა ინდივიდუალური კოდის სახით. გრაფიკული ინფორმაციის დაშიფვრა და დამუშავება მსგავსია მოზაიკასთან მუშაობისას, რომელიც შედგება დიდი რაოდენობით მცირე ფრაგმენტებისგან. უფრო მეტიც, კოდირების ხარისხი დამოკიდებულია წერტილების ზომაზე (რაც უფრო მცირეა ელემენტის ზომა - მეტი წერტილი იქნება ერთეულზე - მით უფრო მაღალია ხარისხი) და გამოყენებული ფერების პალიტრის ზომაზე (რაც უფრო მეტი ფერია მითითებული თითოეული dot შეიძლება მიიღოს, შესაბამისად, მეტი ინფორმაციის ტარება, მით უკეთესიხარისხი).
გრაფიკის შექმნა და შენახვა
არსებობს რამდენიმე ძირითადი გამოსახულების ფორმატი - ვექტორული, ფრაქტალი და რასტრული. ცალკე განიხილება რასტერისა და ვექტორის კომბინაცია - ჩვენს დროში ფართოდ გავრცელებული მულტიმედიური 3D გრაფიკა, რომელიც წარმოადგენს ვირტუალურ სივრცეში სამგანზომილებიანი ობიექტების აგების ტექნიკას და მეთოდებს. გრაფიკული და მულტიმედიური ინფორმაციის კოდირება და დამუშავება განსხვავებულია თითოეული სურათის ფორმატისთვის.
Bitmap
ამ გრაფიკული ფორმატის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ სურათი იყოფა პატარა მრავალფეროვან წერტილებად (პიქსელებად). ზედა მარცხენა საკონტროლო წერტილი. გრაფიკული ინფორმაციის კოდირება ყოველთვის იწყება გამოსახულების მარცხენა კუთხიდან ხაზ-სტრიქონით, თითოეული პიქსელი იღებს ფერთა კოდს. რასტრული გამოსახულების მოცულობა შეიძლება გამოითვალოს ქულების რაოდენობის გამრავლებით თითოეული მათგანის ინფორმაციის მოცულობაზე (რაც დამოკიდებულია ფერის ვარიანტების რაოდენობაზე). რაც უფრო მაღალია მონიტორის გარჩევადობა, მით მეტია რასტრული ხაზების და წერტილების რაოდენობა თითოეულ ხაზში, შესაბამისად, მით უფრო მაღალია გამოსახულების ხარისხი. თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ბინარული კოდი რასტრული ტიპის გრაფიკული მონაცემების დასამუშავებლად, რადგან თითოეული წერტილის სიკაშკაშე და მისი მდებარეობის კოორდინატები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს მთელი რიცხვებით.
ვექტორული გამოსახულება
ვექტორული ტიპის გრაფიკული და მულტიმედიური ინფორმაციის კოდირება მცირდება იმით, რომ გრაფიკული ობიექტი წარმოდგენილია ელემენტარული სეგმენტების და რკალების სახით. თვისებებიხაზები, რომლებიც ძირითადი ობიექტია, არის ფორმა (სწორი ან მრუდი), ფერი, სისქე, სტილი (დატეხილი ან მყარი ხაზი). იმ ხაზებს, რომლებიც დახურულია, აქვთ კიდევ ერთი თვისება - შევსება სხვა ობიექტებით ან ფერით. ობიექტის პოზიცია განისაზღვრება ხაზის საწყისი და ბოლო წერტილებით და რკალის გამრუდების რადიუსით. ვექტორულ ფორმატში გრაფიკული ინფორმაციის რაოდენობა გაცილებით ნაკლებია, ვიდრე რასტრული ფორმატი, მაგრამ ამ ტიპის გრაფიკის სანახავად საჭიროა სპეციალური პროგრამები. ასევე არის პროგრამები - ვექტორიზატორები, რომლებიც რასტრულ სურათებს გადააქვთ ვექტორებად.
ფრაქტალური გრაფიკა
ამ ტიპის გრაფიკა, ისევე როგორც ვექტორული გრაფიკა, ეფუძნება მათემატიკურ გამოთვლებს, მაგრამ მისი ძირითადი კომპონენტი თავად ფორმულაა. არ არის საჭირო რაიმე სურათის ან ობიექტის შენახვა კომპიუტერის მეხსიერებაში, თავად სურათი დახატულია მხოლოდ ფორმულის მიხედვით. ამ ტიპის გრაფიკა მოსახერხებელია არა მხოლოდ მარტივი რეგულარული სტრუქტურების, არამედ რთული ილუსტრაციების ვიზუალიზაციისთვის, რომლებიც ბაძავენ, მაგალითად, პეიზაჟებს თამაშებში ან ემულატორებში.
ხმის ტალღები
რა არის ინფორმაციის დაშიფვრა, ასევე შეიძლება აჩვენოთ ბგერასთან მუშაობის მაგალითი. ჩვენ ვიცით, რომ ჩვენი სამყარო სავსეა ხმებით. უძველესი დროიდან ხალხმა გაარკვია, თუ როგორ იბადება ხმები - შეკუმშული და იშვიათი ჰაერის ტალღები, რომლებიც გავლენას ახდენენ ყურის ბარტყზე. ადამიანს შეუძლია ტალღების აღქმა 16 ჰც-დან 20 კჰც-მდე სიხშირით (1 ჰერცი – ერთი რხევა წამში). ყველა ტალღა, რომლის რხევის სიხშირეები შედის ამაშიდიაპაზონს ეწოდება აუდიო.
ხმის თვისებები
ბგერის მახასიათებლებია ბგერა, ტემბრი (ხმის ფერი, ვიბრაციის ფორმის მიხედვით), სიმაღლე (სიხშირე, რომელიც განისაზღვრება ვიბრაციის სიხშირით წამში) და ხმამაღალი ინტენსივობის მიხედვით. ვიბრაციების. ნებისმიერი რეალური ხმა შედგება ჰარმონიული ვიბრაციების ნაზავისაგან ფიქსირებული სიხშირეებით. ყველაზე დაბალი სიხშირის ვიბრაციას ფუნდამენტური ბგერა ეწოდება, დანარჩენს კი ოვერტონები. ტემბრი - ამ კონკრეტულ ბგერას თანდაყოლილი სხვადასხვა რაოდენობის ოვერტონები - ბგერას განსაკუთრებულ ფერს ანიჭებს. სწორედ ტემბრით შეგვიძლია ამოვიცნოთ საყვარელი ადამიანების ხმები, განვასხვავოთ მუსიკალური ინსტრუმენტების ხმა.
პროგრამები ხმასთან მუშაობისთვის
პროგრამები პირობითად შეიძლება დაიყოს რამდენიმე ტიპად მათი ფუნქციონალურობის მიხედვით: კომუნალური პროგრამები და დრაივერები ხმის ბარათებისთვის, რომლებიც მუშაობენ მათთან დაბალ დონეზე, აუდიო რედაქტორები, რომლებიც ასრულებენ სხვადასხვა ოპერაციებს ხმის ფაილებთან და ახორციელებენ მათზე სხვადასხვა ეფექტებს. პროგრამული უზრუნველყოფის სინთეზატორები და ანალოგური ციფრული გადამყვანები (ADC) და ციფრული ანალოგური გადამყვანები (DAC).
აუდიო კოდირება
მულტიმედიური ინფორმაციის კოდირება გულისხმობს ხმის ანალოგური ბუნების დისკრეტად გადაქცევას უფრო მოსახერხებელი დამუშავებისთვის. ADC იღებს ანალოგურ სიგნალს შესასვლელში, ზომავს მის ამპლიტუდას გარკვეული დროის ინტერვალებით და გამოსცემს ციფრულ თანმიმდევრობას გამომავალზე მონაცემებით ამპლიტუდის ცვლილებების შესახებ. არანაირი ფიზიკური ტრანსფორმაცია არ ხდება.
გამომავალი სიგნალი დისკრეტულია, ასე უფრო ხშირადამპლიტუდის გაზომვის სიხშირე (ნიმუში), რაც უფრო ზუსტად შეესაბამება გამომავალი სიგნალი შეყვანის სიგნალს, მით უკეთესია მულტიმედიური ინფორმაციის კოდირება და დამუშავება. ნიმუშს ასევე ხშირად მოიხსენიებენ, როგორც ციფრული მონაცემების მოწესრიგებულ თანმიმდევრობას, რომელიც მიღებულია ADC-ის საშუალებით. თავად პროცესს სინჯის აღება ჰქვია, რუსულად - დისკრეტიზაცია.
საპირისპირო კონვერტაცია ხდება DAC-ის დახმარებით: შეყვანის ციფრული მონაცემების საფუძველზე, საჭირო ამპლიტუდის ელექტრული სიგნალი წარმოიქმნება დროის გარკვეულ მომენტებში.
შერჩევის პარამეტრები
შერჩევის ძირითადი პარამეტრებია არა მხოლოდ გაზომვის სიხშირე, არამედ ბიტის სიღრმე - თითოეული ნიმუშისთვის ამპლიტუდის ცვლილების გაზომვის სიზუსტე. რაც უფრო ზუსტად არის გადაცემული სიგნალის ამპლიტუდის მნიშვნელობა დიგიტალიზაციის დროს დროის თითოეულ ერთეულში, რაც უფრო მაღალია სიგნალის ხარისხი ADC-ის შემდეგ, მით უფრო მაღალია ტალღის აღდგენის საიმედოობა ინვერსიული კონვერტაციის დროს.
