сряда, 7 ноември 2012 г.

Данни и кодиране



1. Аналогова и цифрова информация.
От гледна точка на информатиката информацията бива два вида: аналогова (непрекъсната) и цифрова (прекъсната или дискретна).
Аналоговата (непрекъснатата) информация се възприема от човека чрез сетивата му – светлина, звук, топлина, цвят. Когато се записва такава информация, се използват различни знаци – букви, цифри, ноти. Така информацията се превръща в дискретна.
Дискретна информация – информация, представена чрез краен брой знакове от определено множество.
Процесът на преобразуване на аналоговата информация в цифрова, се наричадискретизация.

Дискретна е информацията, представяна чрез числа, текстове, нотни записи или дискретна е информацията която се изразява с краен брой знакове от предварително зададено множество.
Като синоним на дискретна информация се все по-често се употребява словосъчетанието «цифрова информация».
Непрекъсната информация е музиката, кардиограмата, постоянно регистрираната температура в определена точка.
Дискретната информация има  две много ценни свойства
Ø     тя е устойчива към външни влияния, може да се предава на разстояние и да се съхранява без изменение.
Ø     удобна е за автоматична обработка

Всяка непрекъсната информация може да се представи чрез дискретна с предварително зададена точност. При по-голяма точност е по-голям обемът на съответната дискретна информация.
Основният вид информация, с който работят компютрите е дискретният. Именно за този вид информация говорим в часовете по информатика по-нататък.
2. Данни и кодиране.
За да могат хората да обменят информация е необходимо тя да се представи под формата на данни.
Данни – дискретна информация, представена по определени правила.
Основните данни са текстовете и числата. Тези данни се формират чрез използване на:
- множество от краен брой знакове (азбука);
- правила за тяхното съчетаване (синтактични правила);
- правила за извличане на информация от записа (семантични правила).
Код – множество от думи, образувани от знаковете на дадена азбука.
Процесът на представяне на информация чрез код се нарича кодиране, а обратният процес – декодиране.
3. Представяне на цветовете в цифров вид
С компютърна графика ние се срещаме на всяка крачка. И не само в компютрите. Практически всяка произволна съвременна книга  може да се направи на компютър. Нека погледнем екрана на компютъра през увеличително стъкло. В зависимост от марката и модела на техниката ние виждаме или множество разноцветни правоъгълници, или множество разноцветни кръгчета. И едните, и другите се групират по три броя, при това един цвят, но различни оттенъци. Те се наричат ПИКСЕЛИ (от английски PICture'sELement). Пикселите биват само три цвята - зелен, син и червен. Другите цветове се образуват с помоща на смесване на цветовете.
Нека разгледаме най – простия случай – всяко късче пиксел може или да свети  (1), или да  не свети (0). Тогава ние получаваме следния набор от цветове :
Червен
Зелен
Син
наименование
цвят
0
0
0
Черен

0
1
0
Зелен

0
0
1
Син

1
0
0
Червен

0
1
1
Тюркоаз

1
1
0
Жълт

1
0
1
Малиново

1
1
1
Бял



4. Измерване на информацията.
Най-малката единица за количество информация се нарича бит (bit).
Бит това е единица информация, която може да приема значение или 0, или 1, т.е. «включено или изключено».
bit се нарича количеството информация, определящо кое от две равновероятни събития се е случило. Това е най-малката единица за информация. bit е например информацията, определяща дали при хвърляне на монета се паднал герб или лице. Произлиза от латинското binary digit (двоична цифра).
Осем бита се обединяват  в един байт, т.е. един байт е равен на 8 бита. Защо именно 8 ? Понеже първите компютри са били осем разрядни и са могли да работят едновременно само  с 8 бита. В голяма част от съвременните компютри за съхранение на символи се заделя 8 - разрядна клетка (байт). В 1 байт може да се запишат 256 различни двоични числа – това позволява да се закодират 256 различни символи. Кода на символите се задава с помощта на таблица (за всеки код се указва съответствуващия му символ). По – голямата единица за информация е byte(байт) = 8 bit или байта е информация за изхода на едно от 28 = 256 равновероятни събития.
Бит – количество информация, което показва кое от две равновероятни изключващи се събития се е случило.
1 b (бит) се представя чрез двоична цифра 0 или 1
1 байт (byte - B) = 8 (23) b
1 килобайтбайт (KB) = 1024 (210) B
1 мегабайт (MB) = 1024
1 гигабайт (GB) = 1024 (210) MB
1 терабайт (TB) = 1024 (210) GB
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ЛЮБОПИТНО:
В един от разказите за Шерлок Холмс той успешно дешифрира няколко кодирани послания. Те представляват редици от малки човешки фигури с необикновена форма, като всяка фигурка замества буква от английската азбука.
Първото съобщение е показано на фиг. 1.

                                        Фиг. 1                                                                                     Фиг. 2
Някои от човечетата държат малко флагче. Холмс решил, че такова човече показва края на думата. Следователно посланието съдържа 4 думи. В целият текст човечето на фиг. 2 се повтаря 4 пъти сред 15 фигурки. Холмс знае, че в писмената английска реч най-често се среща буквата Е, и затова приема това човече за неин символ. Неговите изводи се потвърждават и от факта, че две такива човечета държат флагче, а много често последната буква в английските думи е Е.
По-късно се появяват още послания и Холмс постепенно ги разчита, като съпоставя различните данни. Първата дума на най-дългото съобщение например (фиг. 3) е съставена от 5 букви, като започва и завършва с буквата Е.
       
                                        Фиг. 3                                                                                         Фиг. 4
Тъй като съобщенията са изпратени до жена с име Елзи (ELSIE), напълно възможно е първата дума да е именно ELSIE. Тогава символите на фиг. 4 означават съответно L, S и I.
Като продължава да разсъждава по същия начин и разглежда останалите послания, Холмс дешифрира първото: AM HERE ABE SLANEY (Аз съм тук Ейб Слени). Съответно посланието на фиг. 3 гласи: ELSIE, PREPARE TO MEET THY GOD (Елзи, приготви се за среща с господа). Холмс прави клопка на престъпника Ейб Слени, като на свой ред му изпраща послание с танцуващи човечета. Тъй като само Елзи е посветена в тайната на неговия шифър, Слени се доверява на съобщението, отива в къщата на Елзи и попада в ръцете на полицията.