Кодирование информации Язык как знаковая система 1

Кодирование информации Язык как знаковая система

(1) Кодирование информации — процесс преобразования сигнала из формы, удобной для непосредственного использования информации, в форму, удобную для передачи, хранения или автоматической переработки (2) Кодирование - это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы.

Язык как знаковая система l Для обмена информацией с другими людьми человек использует естественные языки (русский, английский, китайский и др. ), то есть информация представляется с помощью естественных языков. В основе языка лежит алфавит, то есть набор символов (знаков), которые человек различает по их начертанию. В основе русского языка лежит кириллица, содержащая 33 знака, английский язык использует латиницу (26 знаков), китайский язык использует алфавит из десятков тысяч знаков (иероглифов). l Последовательности символов алфавита в соответствии с правилами грамматики образуют основные объекты языка - слова. Правила, согласно которым образуются предложения из слов данного языка, называются синтаксисом. Необходимо отметить, что в естественных языках грамматика и синтаксис языка формулируются с помощью большого количества правил, из которых существуют исключения, так как такие правила складывались исторически. l Наряду с естественными языками были разработаны формальные языки (системы счисления, язык алгебры, языки программирования и др. ). Основное отличие формальных языков от естественных состоит в наличии строгих правил грамматики и синтаксиса.

Язык как знаковая система l Например, системы счисления можно рассматривать как формальные языки, имеющие алфавит (цифры) и позволяющие не только именовать и записывать объекты (числа), но и выполнять над ними арифметические операции по строго определенным правилам. l Некоторые языки используют в качестве знаков не буквы и цифры, а другие символы, например химические формулы, ноты, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки Морзе) и др. l Представление информации может осуществляться с помощью языков, которые являются знаковыми системами. Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита и правил выполнения операций над знаками. l Знаки могут иметь различную физическую природу. Например, для представления информации с использованием языка в письменной форме используются знаки, которые являются изображениями на бумаге или других носителях, в устной речи в качестве знаков языка используются различные звуки (фонемы), а при обработке текста на компьютере знаки представляются в форме последовательностей электрических импульсов (компьютерных кодов).

Двоичное кодирование информации В ЭВМ для представления информации используется двоичное кодирование, так как удалось создать надежно работающие технические устройства, которые могут со стопроцентной надежностью сохранять и распознавать не более двух различных состояний (цифр): l электромагнитные реле (замкнуто/разомкнуто), широко использовались в конструкциях первых ЭВМ; l участок поверхности магнитного носителя информации (намагничен/размагничен); l участок поверхности лазерного диска (отражает/не отражает); l триггер, может устойчиво находиться в одном из двух состояний, широко используется в оперативной памяти компьютера.

Все виды информации в компьютере кодируются на машинном языке, в виде логических последовательностей нулей и единиц

Информация в компьютере представлена в двоичном коде, алфавит которого состоит из двух цифр (0 и 1) – это 1 бит l Бит в теории информации — количество информации, необходимое для различения двух равновероятных сообщений (типа "орел"— "решка", "чет"—"нечет" и т. п. ). l В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутримашинного представления данных и команд.

БИТ Бит — самая мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам. Производные единицы информации: l 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт, l 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт, l 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт. l 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт, l 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.

Язык как знаковая система Основные термины 1. Алфавит – набор знаков 2. Мощность алфавита - количество знаков алфавита (N) 3. Битовая глубина – число бит используемое для кодирования одного знака (I) N=2 I

Измерение количества информации (алфавитный подход) Выяснить физическую природу и способ кодирования 2. Выявить минимальную структурную единицу и количество бит на нее (I) 3. Выяснить общее количество структурных единиц (K) 4. V=I*K (в битах) 1.