Двоичное кодирование информации в компьютере

Двоичный код
Вся информация, которую обработает компьютер, должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр – 0 и 1.
Эти два символа 0 и 1 принято называть битами (от англ. binary digit – двоичный знак).

Кодирование и декодирование
Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.
Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

Способы кодирования
Способы кодирования и декодирования информации в компьютере зависят от вида информации (числа, текст, графические изображения или звук).

Двоичное кодирование
текстовой и числовой информации
Для кодирования одного символа (буква, цифра, знак и т.д.) в компьютере используется количество информации
= 1 байту (1 байт = 8 битов).
Учитывая, что каждый бит принимает значение 1 или 0, получаем, что с помощью 1 байта можно закодировать 256 различных символов.
28=256

Двоичное кодирование
текстовой и числовой информации
Кодирование заключается в том, что каждому символу ставиться в соответствие уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (или десятичный код от 0 до 255).
Важно, что присвоение символу конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется кодовой таблицей.
И таким международным стандартом стала таблица кодировки ASCII.

Двоичное кодирование
текстовой и числовой информации
В настоящее время для кодирования текстовой информации в основном используется стандарт Unicode.
Единая таблица для всех национальных языков (для 25 существующих письменностей).
Для кодировки русских букв используют пять различных кодовых таблиц (КОИ - 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы не будут правильно отображаться в другой кодировке.

Таблица стандартной части ASCII

Таблица расширенного кода ASCII

Двоичное кодирование графической информации
Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение.
Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.

Двоичное кодирование
растровых изображений
Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов.
Объём растрового изображения определяется как произведение количества точек на информационный объём одной точки.

Двоичное кодирование
векторных изображений
Векторное изображение представляет собой совокупность графических объектов (точка, отрезок, эллипс…).
Каждый объект описывается математическими формулами. В памяти компьютера хранится лишь математическая формула и цвет, созданного изображения.
Кодирование зависит от программы, в которой создано данное изображение.

Цветные изображения
Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета (количество бит информации, приходящее на 1 точку).
N = 2I
N – количество цветов
I – количество информации, приходящее на 1 точку

Двоичное кодирование
звуковой информации
Звук – волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон.
В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация – непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки.
Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.