Il y a un échange constant de flux d'informations dans le monde. Les sources peuvent être des personnes, des dispositifs techniques, des choses diverses, des objets de nature inanimée et vivante. Un objet et plusieurs peuvent recevoir des informations.
Pour un meilleur échange de données, les informations sont simultanément codées et traitées côté émetteur (les données sont préparées et converties sous une forme pratique pour la diffusion, le traitement et le stockage), le transfert et le décodage sont effectués côté récepteur (codés conversion des données dans leur forme d'origine). Ce sont des tâches interdépendantes: la source et le récepteur doivent avoir des algorithmes de traitement de l'information similaires, sinon le processus d'encodage-décodage sera impossible. Le codage et le traitement des informations graphiques et multimédias sont généralement mis en œuvre sur la base de la technologie informatique.
Codage des informations sur un ordinateur
Il existe de nombreuses façons de traiter des données (textes, chiffres, graphiques, vidéo, son) en utilisantordinateur. Toutes les informations traitées par un ordinateur sont représentées en code binaire - en utilisant les nombres 1 et 0, appelés bits. Techniquement, cette méthode est mise en œuvre très simplement: 1 - le signal électrique est présent, 0 - absent. D'un point de vue humain, de tels codes sont gênants pour la perception - de longues chaînes de zéros et de uns, qui sont des caractères codés, sont très difficiles à déchiffrer immédiatement. Mais un tel format d'enregistrement montre immédiatement clairement ce qu'est l'encodage des informations. Par exemple, le nombre 8 sous forme binaire à huit chiffres ressemble à la séquence de bits suivante: 000001000. Mais ce qui est difficile pour une personne est simple pour un ordinateur. Il est plus facile pour l'électronique de traiter de nombreux éléments simples qu'un petit nombre d'éléments complexes.
Encodage de texte
Lorsque nous appuyons sur un bouton du clavier, l'ordinateur reçoit un certain code du bouton enfoncé, le recherche dans la table de caractères ASCII standard (American Code for Information Interchange), "comprend" quel bouton est enfoncé et transmet ce code pour un traitement ultérieur (par exemple, pour afficher le caractère sur le moniteur). Pour stocker un code de caractère sous forme binaire, 8 bits sont utilisés, le nombre maximum de combinaisons est donc de 256. Les 128 premiers caractères sont utilisés pour les caractères de contrôle, les chiffres et les lettres latines. La seconde moitié est réservée aux symboles nationaux et aux pseudographies.
Encodage de texte
Il sera plus facile de comprendre ce qu'est l'encodage des informations avec un exemple. Considérez les codes du caractère anglais "C"et la lettre russe "C". Notez que les caractères sont en majuscules et que leurs codes diffèrent des minuscules. Le caractère anglais ressemblera à 01000010 et le caractère russe ressemblera à 11010001. Ce qui semble le même pour une personne sur un écran, un ordinateur le perçoit complètement différemment. Il faut également faire attention au fait que les codes des 128 premiers caractères restent inchangés, et à partir de 129 et au-delà, différentes lettres peuvent correspondre à un code binaire, selon la table de codes utilisée. Par exemple, le code décimal 194 peut correspondre à la lettre "b" dans KOI8, "B" dans CP1251, "T" dans ISO, et dans les encodages CP866 et Mac, pas un seul caractère ne correspond à ce code. Par conséquent, lorsque nous voyons abracadabra lettre-caractère au lieu de mots russes lors de l'ouverture du texte, cela signifie qu'un tel encodage d'informations ne nous convient pas et que nous devons choisir un autre convertisseur de caractères.
Encodage des nombres
Dans le système binaire, seules deux variantes de la valeur sont prises - 0 et 1. Toutes les opérations de base avec des nombres binaires sont utilisées par une science appelée arithmétique binaire. Ces actions ont leurs propres caractéristiques. Prenez, par exemple, le nombre 45 tapé au clavier. Chaque chiffre a son propre code à huit chiffres dans la table des codes ASCII, de sorte que le nombre occupe deux octets (16 bits): 5 - 01010011, 4 - 01000011. Afin d'utiliser ce nombre dans les calculs, il est converti par des algorithmes spéciaux dans le système binaire sous la forme d'un nombre binaire à huit chiffres: 45 - 00101101.
Codage et traitementinformations graphiques
Dans les années 50, les ordinateurs qui étaient le plus souvent utilisés à des fins scientifiques et militaires ont été les premiers à mettre en œuvre un affichage graphique des données. Aujourd'hui, la visualisation des informations reçues d'un ordinateur est un phénomène courant et familier pour toute personne, et à cette époque, elle a fait une révolution extraordinaire dans le travail avec la technologie. Peut-être que l'influence de la psyché humaine a eu un effet: les informations présentées visuellement sont mieux absorbées et perçues. Une grande percée dans le développement de la visualisation de données s'est produite dans les années 80, lorsque le codage et le traitement des informations graphiques ont connu un développement puissant.
Représentation analogique et discrète des graphiques
Les informations graphiques peuvent être de deux types: analogiques (une toile de peinture dont la couleur change continuellement) et discrètes (une image composée de nombreux points de couleurs différentes). Pour la commodité de travailler avec des images sur un ordinateur, elles sont traitées - échantillonnage spatial, dans lequel chaque élément se voit attribuer une valeur de couleur spécifique sous la forme d'un code individuel. L'encodage et le traitement des informations graphiques sont similaires au travail avec une mosaïque composée d'un grand nombre de petits fragments. De plus, la qualité du codage dépend de la taille des points (plus la taille de l'élément est petite - il y aura plus de points par unité de surface - plus la qualité est élevée) et de la taille de la palette de couleurs utilisée (plus il y a d'états de couleur chacun point peut prendre, respectivement, transportant plus d'informations, mieux c'estqualité).
Créer et stocker des graphiques
Il existe plusieurs formats d'image de base - vectoriel, fractal et raster. Séparément, une combinaison de raster et de vecteur est considérée - un graphique 3D multimédia répandu à notre époque, qui est les techniques et méthodes de construction d'objets tridimensionnels dans l'espace virtuel. L'encodage et le traitement des informations graphiques et multimédias sont différents pour chaque format d'image.
Bitmap
L'essence de ce format graphique est que l'image est divisée en petits points multicolores (pixels). Point de contrôle en haut à gauche. Le codage des informations graphiques commence toujours par le coin gauche de l'image ligne par ligne, chaque pixel reçoit un code couleur. Le volume d'une image raster peut être calculé en multipliant le nombre de points par le volume d'informations de chacun d'eux (qui dépend du nombre d'options de couleur). Plus la résolution du moniteur est élevée, plus le nombre de lignes raster et de points dans chaque ligne est élevé, respectivement, plus la qualité de l'image est élevée. Vous pouvez utiliser du code binaire pour traiter des données graphiques de type raster, car la luminosité de chaque point et les coordonnées de son emplacement peuvent être représentées sous forme d'entiers.
Image vectorielle
Le codage d'informations graphiques et multimédias de type vectoriel se réduit au fait qu'un objet graphique est représenté sous forme de segments élémentaires et d'arcs. Propriétésles lignes, qui sont l'objet de base, sont la forme (droite ou courbe), la couleur, l'épaisseur, le style (trait discontinu ou plein). Ces lignes qui sont fermées ont une autre propriété - le remplissage avec d'autres objets ou couleurs. La position de l'objet est déterminée par les points de début et de fin de la ligne et le rayon de courbure de l'arc. La quantité d'informations graphiques au format vectoriel est bien inférieure à celle du format raster, mais elle nécessite des programmes spéciaux pour afficher des graphiques de ce type. Il existe également des programmes - des vectoriseurs qui convertissent les images raster en images vectorielles.
Graphiques fractals
Ce type de graphique, comme les graphiques vectoriels, est basé sur des calculs mathématiques, mais son composant de base est la formule elle-même. Il n'est pas nécessaire de stocker des images ou des objets dans la mémoire de l'ordinateur, l'image elle-même est dessinée uniquement selon la formule. Ce type de graphique est pratique pour visualiser non seulement des structures régulières simples, mais également des illustrations complexes qui imitent, par exemple, des paysages dans des jeux ou des émulateurs.
Ondes sonores
Qu'est-ce que l'encodage de l'information peut également être démontré par l'exemple du travail avec le son. Nous savons que notre monde est rempli de sons. Depuis l'Antiquité, les gens ont compris comment naissent les sons - des vagues d'air comprimé et raréfié qui affectent les tympans. Une personne peut percevoir des ondes avec une fréquence de 16 Hz à 20 kHz (1 Hertz - une oscillation par seconde). Toutes les ondes dont les fréquences d'oscillation se situent dans cesont appelées audio.
Propriétés sonores
Les caractéristiques du son sont le ton, le timbre (la couleur du son, selon la forme des vibrations), la hauteur (la fréquence, qui est déterminée par la fréquence des vibrations par seconde) et le volume, selon l'intensité de vibrations. Tout son réel consiste en un mélange de vibrations harmoniques avec un ensemble fixe de fréquences. La vibration avec la fréquence la plus basse est appelée le ton fondamental, les autres sont des harmoniques. Le timbre - un nombre différent d'harmoniques inhérent à ce son particulier - donne une couleur spéciale au son. C'est par le timbre que l'on peut reconnaître les voix des êtres chers, distinguer le son des instruments de musique.
Programmes pour travailler avec le son
Les programmes peuvent être conditionnellement divisés en plusieurs types en fonction de leur fonctionnalité: programmes utilitaires et pilotes pour cartes son qui fonctionnent avec eux à un niveau bas, éditeurs audio qui effectuent diverses opérations avec des fichiers son et leur appliquent divers effets, synthétiseurs logiciels et convertisseurs analogique-numérique (ADC) et convertisseurs numérique-analogique (DAC).
Encodage audio
Le codage des informations multimédias consiste à convertir la nature analogique du son en une nature discrète pour un traitement plus pratique. L'ADC reçoit un signal analogique à l'entrée, mesure son amplitude à certains intervalles de temps et produit une séquence numérique à la sortie avec des données sur les changements d'amplitude. Aucune transformation physique n'a lieu.
Le signal de sortie est discret, donc le plus souventfréquence de mesure d'amplitude (échantillon), plus le signal de sortie correspond au signal d'entrée avec précision, meilleur est l'encodage et le traitement des informations multimédia. Un échantillon est également communément appelé une séquence ordonnée de données numériques reçues via un ADC. Le processus lui-même est appelé échantillonnage, en russe - discrétisation.
La conversion inverse se produit à l'aide d'un DAC: sur la base des données numériques entrant dans l'entrée, un signal électrique de l'amplitude requise est généré à certains moments.
Paramètres d'échantillonnage
Les principaux paramètres d'échantillonnage ne sont pas seulement la fréquence de mesure, mais également la profondeur de bits - la précision de la mesure du changement d'amplitude pour chaque échantillon. Plus la valeur de l'amplitude du signal est transmise avec précision lors de la numérisation dans chaque unité de temps, plus la qualité du signal après l'ADC est élevée, plus la fiabilité de la récupération d'onde lors de la conversion inverse est élevée.
