Кодирование информации

Кодирование информации

Кодирование — это представление информации в виде, удобном для хранения, обработки и передачи. Компьютер устроен так, что внутри него надёжно различаются всего два состояния (есть электрический сигнал или нет), поэтому любая информация — текст, изображения, звук, видео — внутри машины превращается в последовательность нулей и единиц, то есть в двоичный код. Декодирование — обратный процесс, восстановление исходной информации из кода.

Единицы измерения информации

Наименьшая единица информации — бит, это один двоичный разряд, принимающий значение 0 или 1. Восемь битов объединяют в байт — именно байтом обычно кодируют один символ. Более крупные единицы получают умножением на 1024 (это 2 в степени 10).

Кодирование текста

Каждому символу присваивают числовой код по таблице кодировки — единой для всех, чтобы разные программы понимали друг друга. В кодировке, где на символ отводится 1 байт (8 битов), помещается 2^8 = 256 разных символов: этого хватает на латинские и русские буквы, цифры и знаки препинания. В современной кодировке Юникод на символ отводят больше байтов, чтобы вместить алфавиты всех языков мира сразу.

Кодирование изображений

Растровую картинку разбивают на пиксели, и для каждого пикселя в памяти хранят числовой код его цвета. Если на один пиксель отводится i битов, то всего цветов получается 2^i. Это число называют глубиной цвета: чем она больше, тем богаче палитра, но тем больше и размер файла.

Кодирование звука

Звук — это непрерывная волна, а компьютеру нужны отдельные числа. Поэтому волну много раз в секунду измеряют — частоту таких измерений называют частотой дискретизации. Каждое измерение округляют до одного из доступных уровней громкости, и число этих уровней задаёт глубину кодирования звука. Чем чаще измеряем волну и чем больше уровней используем, тем точнее запись, но тем больше места она занимает.

Частые ошибки. 1 Кбайт — это 1024 байта, а не 1000, как в обычных единицах. При переводе битов в байты делят на 8, а не на 10. И глубина цвета i даёт именно 2^i цветов, а не i цветов — это степень двойки, а не само число битов.

Кратко о главном

• Любая информация в компьютере кодируется нулями и единицами.
• Бит — наименьшая единица, 1 байт = 8 бит, дальше шаг множителем 1024.
• Текст: каждому символу присваивают числовой код по таблице кодировки.
• Изображение: хранят цвет каждого пикселя, глубина цвета i даёт 2^i цветов.
• Звук кодируют через частоту дискретизации и глубину кодирования.