ИНФОРМА́ЦИИ ПРЕДСТАВЛЕ́НИЕ в ЭВМ

ИНФОРМА́ЦИИ ПРЕДСТАВЛЕ́НИЕ в ЭВМ. Ин­фор­ма­ция в ЭВМ хра­нит­ся и об­ра­ба­ты­ва­ет­ся в дво­ич­ном ко­де, т. е. в ви­де 0 и 1. Ис­поль­зо­ва­ние дво­ич­ной сис­те­мы счис­ле­ния в ЭВМ обу­слов­ле­но пре­ж­де все­го тем, что для её реа­ли­за­ции нуж­ны тех­нич. уст­рой­ст­ва толь­ко с дву­мя ус­той­чи­вы­ми со­стоя­ния­ми, а так­же про­сто­той реа­ли­за­ции ал­го­рит­мов вы­пол­не­ния ариф­ме­тич. и ло­гич. опе­ра­ций. Не­дос­та­ток дво­ич­ной сис­те­мы – боль­шая дли­на дво­ич­ных чи­сел (напр., 1000001 – дво­ич­ный вид чис­ла 65).

Сим­во­лы – бу­к­вы, циф­ры, зна­ки пре­пи­на­ния, зна­ки ариф­ме­тич. дей­ст­вий и т. п. пред­став­ле­ны в ком­пь­ю­те­ре в ви­де фик­си­ро­ван­ных со­че­та­ний 0 и 1, на­зы­вае­мых ко­да­ми сим­во­лов (за­ме­тим, что код про­пис­ной бу­к­вы «А» от­ли­ча­ет­ся от ко­да строч­ной бу­к­вы «а»). Все дво­ич­ные ко­ды сим­во­лов све­де­ны в т. н. ко­до­вую таб­ли­цу. Вы­пол­няя над тек­стом к.-л. дей­ст­вия, ком­пь­ю­тер опе­ри­ру­ет ко­да­ми сим­во­лов; напр., во всех уст­рой­ствах, ко­то­рые де­ла­ют об­ра­ба­ты­вае­мую ком­пь­ю­те­ром ин­фор­ма­цию зри­мой для поль­зо­ва­те­ля (напр., в мо­ни­то­рах), про­ис­хо­дит пе­ре­вод (по таб­ли­це ко­ди­ров­ки) по­сту­паю­щих в уст­рой­ст­во дан­ных в со­от­вет­ст­вую­щие сим­во­лы. За вре­мя раз­ви­тия вы­чис­лит. тех­ни­ки поя­ви­лось мно­го разл. ко­до­вых таб­лиц (напр., су­ще­ст­вует 5 ко­ди­ро­вок ки­рил­ли­цы – рус. ал­фави­та; наи­бо­лее рас­про­стра­не­на ко­ди­ров­ка Microsoft Windows). Пре­об­ра­зо­ва­ние тек­ста из од­ной ко­до­вой таб­ли­цы в дру­гую на­зы­ва­ет­ся пе­ре­ко­ди­ров­кой. Для то­го что­бы все ком­пь­ю­тер­ные про­грам­мы и уст­рой­ст­ва оди­на­ко­во трак­то­ва­ли зна­че­ние то­го или ино­го ко­да, в нач. 1960-х гг. в США раз­ра­бо­та­ли ASCII (American Standard Code for Information Interchange – амер. стан­дарт­ный код для об­ме­на ин­фор­ма­ци­ей). Этот код пред­став­ля­ет со­бой на­бор из 128 ко­дов сим­во­лов для ма­шин­но­го пред­став­ле­ния про­пис­ных и строч­ных букв лат. ал­фа­ви­та, чи­сел, зна­ков пре­пи­на­ния и спец. сим­во­лов, ка­ж­до­му из ко­то­рых со­от­вет­ст­ву­ет кон­крет­ное 7-би­то­вое дво­ич­ное чис­ло. Вве­де­ние стан­дар­та по­зво­ли­ло уп­ро­стить об­мен дан­ны­ми ме­ж­ду разл. ком­пь­ю­тер­ны­ми сис­те­ма­ми. Ев­роп. мо­ди­фи­ка­ция ASCII на­зы­ва­ет­ся код Latin 1, рос­сий­ская – КОИ-7 (Код об­ме­на ин­фор­ма­цией се­ми­би­то­вый). Од­на­ко 128 сим­во­лов ока­за­лось ма­ло, ес­ли учесть, что таб­ли­ца ко­ди­ров­ки долж­на под­дер­жи­вать два ал­фа­ви­та – ла­тин­ский и на­цио­наль­ный, напр. ки­рил­ли­цу, по­это­му позд­нее по­яви­лись 8-раз­ряд­ные ко­до­вые таб­ли­цы, со­дер­жа­щие 256 ко­дов сим­во­лов, напр. EBCDIC, КОИ-8, рас­ши­рен­ный ASCII и др. Впо­след­ст­вии бы­ла соз­да­на и стан­дар­ти­зо­ва­на уни­вер­саль­ная ко­до­вая таб­ли­ца Unicode. Ко­ды сим­во­лов в ней 16-би­то­вые, по­это­му она мо­жет со­дер­жать бо­лее 32 тыс. зна­че­ний ко­дов сим­во­лов, в т. ч. для мно­гих ты­сяч кит. и япон. ие­рог­ли­фов.

Для пред­став­ле­ния чи­сел в ЭВМ ис­поль­зу­ют­ся дво­ич­ные чис­ла с фик­си­ро­ван­ной за­пя­той и с пла­ваю­щей за­пя­той (см. Ком­пь­ю­тер­ная ариф­ме­ти­ка). Кро­ме то­го, для об­ра­бот­ки фи­нан­со­вой и ком­мерч. ин­фор­ма­ции ис­поль­зу­ют­ся де­ся­тич­ные чис­ла, ко­то­рые пред­став­ля­ют­ся в ви­де дво­ич­но-де­ся­тич­ных чи­сел (в 4 дво­ич­ных раз­ря­дах ко­ди­ру­ет­ся од­на де­ся­тич­ная циф­ра) или в ви­де плот­но­упа­ко­ван­ных де­ся­тич­ных чи­сел (в 10 дво­ич­ных раз­ря­дах ко­ди­ру­ют­ся 3 де­ся­тич­ные циф­ры), а так­же де­ся­тич­ные чис­ла с фик­си­ро­ван­ной и с пла­ваю­щей за­пя­той.

Гра­фич. ин­фор­ма­ция для пред­став­ле­ния в ЭВМ пре­об­ра­зу­ет­ся из ана­ло­го­вого в циф­ро­вой вид (напр., по­сред­ст­вом ска­ни­ро­ва­ния). Гра­фич. изо­бра­же­ние со­сто­ит из со­во­куп­но­сти пик­се­лов (см. Пик­сел). Ка­ж­дый пик­сел ха­рак­те­ри­зу­ет­ся ин­тен­сив­но­стью крас­но­го, зе­лё­но­го, си­не­го цве­тов и про­зрач­но­стью, ко­то­рая ис­поль­зу­ет­ся при на­ло­же­нии од­но­го изо­бра­же­ния на дру­гое. Обыч­но один пик­сел опи­сы­ва­ет­ся 32-раз­ряд­ным чис­лом. Напр., ес­ли раз­ре­ше­ние мо­ни­то­ра со­став­ля­ет 1024×768 то­чек, то тре­бу­ет­ся 2,4 Мбайт для хра­не­ния гра­фич. изо­бра­же­ния, за­ни­маю­ще­го весь эк­ран.

Зву­ко­вая ин­фор­ма­ция для об­ра­бот­ки в ЭВМ пре­об­ра­зу­ет­ся в циф­ро­вую фор­му с по­мо­щью ана­ло­го-циф­ро­во­го пре­об­ра­зо­ва­те­ля (см. Пре­об­ра­зо­ва­тель ин­фор­ма­ции), при этом звук пред­став­ля­ет­ся на­бо­ром зна­че­ний ам­пли­ту­ды сиг­на­ла, взя­тых че­рез оп­ре­де­лён­ные про­ме­жут­ки вре­ме­ни. Для умень­ше­ния объ­ё­ма ин­фор­ма­ции ис­поль­зу­ют­ся разл. ме­то­ды сжа­тия, ос­но­ван­ные на осо­бен­но­стях вос­при­ятия зву­ка че­ло­ве­ком. Сжа­тие умень­ша­ет объ­ём ин­фор­ма­ции в 10–15 раз без за­мет­но­го ухуд­ше­ния ка­че­ст­ва зву­ка (наи­бо­лее по­пу­ля­рен фор­мат MP3). Для вос­про­из­ве­де­ния зву­ко­вой ин­фор­ма­ции ис­поль­зу­ет­ся циф­роа­на­ло­го­вый пре­об­ра­зо­ва­тель.

Ви­део­ин­фор­ма­ция пред­став­ля­ет со­бой со­во­куп­ность из­ме­няю­щей­ся гра­фич. и зву­ко­вой ин­фор­ма­ции. При этом тре­бу­ет­ся вы­со­кая про­из­во­ди­тель­ность ЭВМ для бы­ст­рой об­ра­бот­ки боль­ших объ­ё­мов ин­фор­ма­ции, по­это­му не­об­хо­ди­мо ис­поль­зо­вать разл. ме­то­ды сжа­тия для умень­ше­ния объ­ё­ма ин­фор­ма­ции. Ме­то­ды сжа­тия учи­ты­ва­ют осо­бен­но­сти вос­при­ятия че­ло­ве­ком из­ме­няю­ще­го­ся изо­бра­же­ния и то, что со­сед­ние кад­ры, как пра­ви­ло, име­ют не­боль­шие от­ли­чия. Су­ще­ст­ву­ет мно­го фор­ма­тов для пред­став­ле­ния ви­део­ин­фор­ма­ции, са­мым рас­про­стра­нён­ным яв­ля­ет­ся MPEG (Motion Pic­ture Expert Group). Для про­смот­ра ком­пакт-дис­ка с филь­мом тре­бу­ет­ся ко­дек (англ. codec – compression/decom­pression или coder/decoder) – про­грам­ма или уст­рой­ст­во, ко­то­рое сжи­ма­ет/раз­жи­ма­ет или ко­ди­ру­ет/де­ко­ди­ру­ет ин­фор­ма­цию.