§ 1.3. Как информация представляется в компьютере, или цифровые данные Информатика 6 класс

Для того чтобы понять, как самая разнообразная ин­формация представлена в компьютере, «заглянем» внутрь машинной памяти. Ее удобно представить в виде листа в клетку. В каждой такой «клетке» хранится только одно из двух значений: нуль или единица. Две цифры удобны для электронного хранения данных, поскольку они требу­ют только двух состояний электронной схемы «включе­но» (это соответствует цифре 1) и «выключено» (это соот­ветствует цифре 0). Каждая «клетка» памяти компьютера называется битом. Цифры 0 и 1, хранящиеся в «клетках» памяти компьютера, называют значениями битов.

С помощью последовательности битов можно предста­вить самую разную информацию. Такое представление информации называется двоичным или цифровым коди­рованием. Преимуществом цифровых данных является то, что их относительно просто копировать и изменять. Их мож­но хранить и передавать с использованием одних и тех же методов, независимо от типа данных. Способы цифрового кодирования текстов, звуков (го­лоса, музыка), изображений (фотографии, иллюстрации) и последовательностей изображений (кино и видео), а так­же трехмерных объектов были придуманы в 80-х годах прошлого века.

Двоичное кодирование цифровой информации Двоичный код

Известно множество способов записи чисел. Мы поль­зуемся десятичной позиционной системой счисления. Десятичной она называется потому, что в этой системе счисления десять единиц одного разряда составляют одну единицу следующего старшего разряда. Число 10 называ­ется основанием десятичной системы счисления. Для за­ писи чисел в десятичной системе счисления используются десять цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9.

Позиционной эта система счисления называется пото­ му, что одна и та же цифра получает различные количест­венные значения в зависимости от места, или позиции, которую она занимает в записи числа. Например, в записи числа 555 цифра 5, стоящая на первом месте справа, обозна­чает 5 единиц, на втором 5 десятков, на третьем 5 сотен. Рассмотрим два числовых ряда: 1,10,100,1000,10 000, , 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, Оба этих ряда начинаются с единицы. Каждое следую­ щее число первого ряда получается путем умножения пре­дыдущего числа на 10. Каждое следующее число второго ряда получается путем умножения предыдущего числа на 2.

Любое целое число можно представить в виде суммы разрядных слагаемых единиц, десятков, сотеп, тысяч и так далее, записанных в первом ряду. При этом каждый член этого ряда может либо не входить в сумму, либо вхо­дить в нее от 1 до 9 раз. Пример: 1409 = Числа 1, 4, 0, 9, на которые умножаются члены перво­го ряда, составляют исходное число 1409.

Перевод целых десятичных чисел в двоичный код

1. Попробуем представить число 1409 в виде суммы чле­нов второго ряда. Воспользуемся методом разностей, Возьмем ближай­ший к исходному числу, но не превосходящий его член второго ряда и составим разность: = 385. Возьмем ближайший к полученной разности, но не превосходящий ее член второго ряда и составим разность: Аналогично составим разность: = 1. В итоге получим: 1409 = = Мы видим, что каждый член второго ряда может либо не входить в сумму, либо входить в нее только один раз.

Числа 1 и 0, на которые умножаются члены второго ряда, также составляют исходное число 1409, но в его другой, двоичной записи: , Результат записывают так: = ,. Исходное число мы записали с помощью 0 и 1, други­ми словами, получили двоичный код этого числа, или представили число в двоичной системе счисления. А буква "А" например будет выглядеть так в двоичной системе счисления:

С помощью последовательности нулей и единиц мож­но представить самую разнообразную информацию. Такое представление информации называется двоичным, или цифровым кодированием. Мы пользуемся десятичной позиционной системой счисления. Существуют специальные правила, позволяю­щие получить двоичный код любого десятичного числа. При двоичном кодировании текстовой информации чаще всего каждому символу ставится в соответствие уни­кальная цепочка из 8 нулей и единиц, называемая бай­том. Соответствие символов и кодов задается с помощью специальной кодовой таблицы.

Существует два способа представления изображений в цифровом виде. Первый способ состоит в том, чтобы графический объ­ект, подлежащий представлению в цифровом виде, разде­лить вертикальными и горизонтальными линиями на кро­шечные фрагменты пиксели, и закодировать цвет каждого пикселя в виде двоичного числа. Такой способ называется растровым кодированием. Второй способ состоит в том, что некоторый графи­ческий объект записывается как закодированная в циф­ровом виде последовательность команд для его создания. Этот способ называется векторным кодированием

Давайте закрепим прочитанный выше материал ответом в коментах на эти вопросы: 1.Какие данные называют цифровыми? 2.Почему возникла потребность в цифровом представле­нии информации? 3.Как получить двоичный код целого десятичного чис­ла?