코딩은 ... 서명 된 시스템 : 인코딩 정보

코딩 정보는 엄청나게 넓습니다.지식의 영역. 물론 이것은 디지털 기술의 발전과 직접 관련이 있습니다. 많은 현대 교육 기관에서 가장 인기있는 주제는 정보의 코딩입니다. 오늘 우리는 컴퓨터 작업의 다양한 측면과 관련하여이 현상에 대한 주요 해석을 연구 할 것입니다. "코딩은 프로세스, 방법, 도구 또는이 모든 현상을 동시에 나타냅니다."라는 질문에 대답하려고합니다.

0과 단위

사실상 모든 유형의 데이터컴퓨터 화면에 표시되는 경우, 한 가지 또는 다른 것은 0과 1로 구성된 2 진 코드입니다. 이것은 PC가 데이터를 처리 할 수있게하는 가장 간단한 "저수준"정보 암호화 방법입니다. 이진 코드는 보편적입니다 : 모든 컴퓨터가 예외없이 이해합니다 (사실이 목적을 위해 이것은 디지털 형식으로 정보의 사용을 표준화하기 위해 만들어졌습니다).

바이너리가 사용하는 기본 단위코딩은 조금입니다 ( "2 진수"- "2 자리수"라는 문구에서). 일반적으로 비트는 개별적으로 사용되지 않지만 8 자리 시퀀스 (바이트)로 결합됩니다. 따라서 이들 각각에서 0과 1의 조합 (최대 8도)을 포함 할 수 있습니다. 일반적으로, "kilo", "mega", "giga", "ter"등과 같은 접두어가 이전의 것보다 1000 배 더 큰 정보량을 기록하는 데 단일 바이트가 사용되지 않고 큰 배율이 사용됩니다 .

텍스트 코딩

가장 일반적인 유형의 디지털 데이터는 다음과 같습니다.텍스트. 어떻게 인코딩됩니까? 이 과정을 설명하기가 쉽습니다. 문자, 구두점, 숫자 또는 기호는 하나 이상의 바이트로 인코딩 될 수 있습니다. 즉, 컴퓨터는 해당 문자를 고유 한 0과 1 시퀀스로 간주 한 다음 내장 인식 알고리즘에 따라 화면에 표시합니다. ASCII와 UNICODE라는 컴퓨터 텍스트의 "암호화"에 대한 두 가지 주요 세계 표준이 있습니다.

ASCII 시스템에서 각 문자는 인코딩 만됩니다.1 바이트. 즉,이 표준을 통해 256 자까지 "암호화"할 수 있습니다. 이는 대부분의 세계 알파벳의 기호를 표시하기에 충분합니다. 물론 기존의 모든 국가 별 문자 체계는이 자료에 적합하지 않습니다. 따라서 각 알파벳에는 암호화의 "하위 시스템"이 있습니다. 서면 시스템의 도움으로 정보를 코딩하며 국가 서면 견본에 적합합니다. 그러나 이러한 각 시스템은 차례로 국제 수준에서 채택 된 글로벌 ASCII 표준의 필수 부분입니다.

ASCII 시스템 내에서이 바로 256 리소스표지판은 두 부분으로 나뉩니다. 첫 번째 128은 영문자 (a에서 z까지의 문자)뿐만 아니라 숫자, 기본 구두점 및 기타 기호에 할당 된 기호입니다. 두 번째 128 바이트는 국가 편지 시스템에 따라 예약됩니다. 러시아어, 힌디어, 아랍어, 일본어, 중국어 및 기타 여러 언어가 아닌 영어 이외의 알파벳에 대한 하위 시스템입니다.

그것들 각각은 별개로 제시됩니다.인코딩 테이블. 즉, 동일한 비트 시퀀스가 ​​서로 다른 두 글자와 기호를 두 개의 개별 "국가"테이블에서 담당하게 될 수 있습니다 (그리고 일반적으로 발생합니다). 더욱이, 다른 국가의 IT 영역의 발전과 관련하여, 심지어 다르다. 예를 들어, 두 가지 코딩 시스템, 즉 러시아어는 Windows-1251과 KOI-8이 가장 일반적입니다. 처음에는 나중에 나왔지만 (운영 체제와 함께), 많은 IT 전문가가 우선 순위 문제로 사용합니다. 따라서 러시아어 텍스트를 읽을 수 있도록 컴퓨터가 두 테이블을 올바르게 인식 할 수 있어야합니다. 그러나 PC에는 최신 운영 체제가있는 경우 일반적으로 문제가 없습니다.

텍스트를 항상 인코딩하는 방법개선되고있다. 기호에는 256 개의 값만 사용할 수있는 "1 바이트"ASCII 시스템 외에도 "2 바이트"UNICODE 시스템이 있습니다. 16 진수 2, 즉 65000 536에 해당하는 양의 텍스트 인코딩을 구현할 수 있다는 것을 계산하는 것은 쉽습니다. 이것은 차례로 세계의 모든 기존 국가 알파벳을 동시에 코딩 할 수있는 자원을 가지고 있습니다. UNICODE를 사용하는 것은 "고전적인"ASCII 표준을 사용하는 것보다 덜 일반적입니다.

그래픽 코딩

위에서 우리는 암호화하는 방법을 결정했습니다.텍스트와이 경우 사용 된 바이트. 디지털 사진과 이미지의 경우와 마찬가지로입니까? 그것은 또한 매우 간단합니다. 그것은 텍스트로 발생하는 것과 동일한 방법으로, 컴퓨터 그래픽의 코딩의 주요 역할은 모두 같은 바이트를 재생할 수 있습니다.

디지털 이미지를 일반적으로 구축하는 프로세스TV가 작동하는 메커니즘과 유사합니다. TV 화면에서주의 깊게 보면 그림은 일련의 개별 점으로 구성되어 있으며,이 점들이 눈으로 일정한 거리에서 인식되는 그림을 구성합니다. 텔레비전 매트릭스 (또는 CRT 프로젝터)는 각 포인트의 수평 및 수직 좌표를 송신기로부터 수신하고 점차적으로 이미지를 정렬합니다. 컴퓨터 그래픽 인코딩 원리는 똑같이 작동합니다. 이미지 바이트의 "암호화"는 해당 좌표의 각 화면 점 (각 점의 색상뿐만 아니라)을 지정하는 것을 기반으로합니다. 이것은 간단한 용어입니다. 물론 그래픽 코딩은 동일한 텍스트보다 훨씬 복잡한 프로세스입니다.

해당 좌표를 지정하는 방법 및색상 매개 변수를 "래스터"라고합니다. 마찬가지로 많은 파일 형식을 컴퓨터 그래픽이라고합니다. 각 이미지 포인트의 좌표 및 색상은 하나 이상의 바이트로 기록됩니다. 번호를 결정하는 것은 무엇입니까? 주로 얼마나 많은 색조를 "암호화"할 것인가. 알다시피 1 바이트는 256 값입니다. 그림을 만들기에 충분한 색조가 있다면 우리는이 자원을 관리 할 것입니다. 특히, 우리의 처분에 256 개의 회색 음영이 나타날 수 있습니다. 그리고 이것은 거의 흑백 이미지를 인코딩하기에 충분합니다. 결국,이 자원의 컬러 이미지로는 충분하지 않을 것입니다. 인간의 눈은 알려진 바와 같이 수 천만개의 색을 구별 할 수 있습니다. 따라서 256 개의 값이 아니라 수십만 배의 "재고"가 필요합니다. 포인트를 인코딩해야하는 이유는 1 바이트가 아니라 여러 가지입니다. 오늘날의 기존 표준은 16 개 (65,536 색을 "암호화"할 수 있음) 또는 24 개 (1600 만 777000 216 개 음영) 일 수 있습니다.

텍스트 표준과는 달리, 다양성그래픽과 함께 세계 언어의 수와 비슷합니다. 사물은 다소 단순합니다. 대부분의 컴퓨터에서 가장 일반적인 파일 형식 (예 : JPEG, PNG, BMP, GIF 등)이 똑같이 잘 인식됩니다.

이해하기 어렵지 않습니다.원칙은 그래픽 정보를 코딩하는 것입니다. 일반적으로 러시아의 중등 학교의 9 학년에는 컴퓨터 과학 과정이 포함되며,이 기술은 매우 간단하고 이해하기 쉬운 언어로 세부적으로 공개됩니다. 성인을위한 전문 교육 프로그램도 있습니다 - 그들은 대학, lyceums, 또는 학교에 의해 조직되어 있습니다.

따라서 현대 러시아 남자는컴퓨터 그래픽의 측면에서 실용적인 의미를 갖는 코드에 대해 배우는 곳. 그리고 자신의 기본 지식을 알고 싶다면 합리적인 교육 자료를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, "그래픽 정보 코딩 (9 학년, Ugrinovich N. D.의 저자 인"Informatics and ICT "교과서) 장을 포함합니다.

오디오 인코딩

컴퓨터는 정기적으로음악 및 기타 오디오 파일 듣기. 텍스트 및 그래픽과 마찬가지로 PC의 모든 사운드는 모두 동일한 바이트입니다. 그들은 차례 차례로 오디오 카드 및 다른 미소 회로에 의해 해독되어 가청 사운드로 변환됩니다. 여기의 원리는 축음기 레코드의 경우와 거의 같습니다. 그 (것)들에서, 당신이 알고 있던대로, 각 소리는 독자에 의해 인식되고 그 후에 소리 난 플라스틱에 현미경에 대응한다. 컴퓨터에서는 모든 것이 보입니다. 그루브의 역할 만이 바이트로 재생되며, 문자 및 그림의 경우와 마찬가지로 이진 코딩이 성립됩니다.

컴퓨터 이미지의 경우하나의 요소가 하나의 포인트이고, 사운드를 녹음 할 때 이것은 소위 말하는 "카운팅 (counting)"입니다. 일반적으로 2 바이트가 기록되어 최대 65,000 개의 사운드 마이크로 발진을 생성합니다. 그러나 이미지를 빌드 할 때 이런 현상이 발생하는 것과는 달리 음질을 향상시키기 위해 추가 바이트를 추가하지 않고 (분명히 충분 함) "샘플"수를 늘립니다. 일부 오디오 시스템에서는 더 작은 숫자와 큰 숫자가 모두 사용됩니다. 오디오 코딩이 수행 될 때, 바이트의 "자속 밀도"의 표준 측정 단위는 1 초입니다. 즉, 초당 8000 개의 샘플로 암호화 된 마이크로 진동은 분명히 44,000 개의 "샘플"로 인코딩 된 사운드 시퀀스보다 낮은 품질입니다.

오디오 파일의 국제 표준화는 물론 그래픽의 경우에도 잘 발달되어 있습니다. 전 세계적으로 사용되는 MP3, WAV, WMA와 같은 몇 가지 일반적인 오디오 미디어 형식이 있습니다.

비디오 인코딩

"하이브리드 방식"의 일종.오디오 암호화는 컴퓨터 비디오에서 사용되는 이미지 인코딩과 결합됩니다. 일반적으로 영화와 클립은 사운드와 함께 제공되는 비디오 시퀀스의 두 가지 유형의 데이터로 구성됩니다. 첫 번째 구성 요소가 어떻게 "암호화"되는지, 위에서 설명했습니다. 두 번째는 좀 더 복잡합니다. 여기의 원칙은 위에서 설명한 그래픽 코딩과 다릅니다. 그러나 바이트의 "개념"의 보편성으로 인해 메커니즘의 본질은 이해할 만하고 논리적입니다.

필름 배치 방법을 기억하십시오. 그것은 개별 프레임의 시퀀스 이상일뿐입니다 (원칙적으로 24 개가 있습니다). 컴퓨터 비디오는 정확히 같은 방식으로 만들어집니다. 각 프레임은 그림입니다. 바이트의 도움으로 빌드하는 방법에 대해서는 위에서 정의했습니다. 동영상에는 차례로 각 프레임을 서로 연결할 수있는 코드 영역이 있습니다. 디지털 필름 대체품의 일종. 비디오 스트림의 별도 측정 단위 (영화 및 클립의 "필름"형식에서와 같이 사운드 용 그림 및 샘플 지점과 유사)는 프레임으로 간주됩니다. 허용 된 표준에 따라 1 초 만에 25 또는 50이 될 수 있습니다.

오디오와 마찬가지로일반적인 국제 비디오 파일 표준 - MP4, 3GP, AVI. 영화 및 광고 제작자는 가능한 한 많은 컴퓨터와 호환되는 미디어 샘플을 제작하려고합니다. 이러한 파일 형식은 가장 널리 사용되는 것으로, 거의 모든 최신 PC에서 열 수 있습니다.

데이터 압축

컴퓨터 데이터의 저장은우리가 위에서 말했듯이 바이트는 원칙적으로 "mega", "giga", "tera"등의 접두사로 넘쳐납니다. 어떤 경우에는 인코딩 된 파일의 크기가 사용 가능한 리소스를 디스크에 둘 수는 없습니다. 그런 다음 다양한 데이터 압축 방법이 사용됩니다. 그들은 사실 인코딩도합니다. 이것은 용어의 또 다른 가능한 해석입니다.

데이터 압축에는 두 가지 기본 메커니즘이 있습니다. 이들 중 첫 번째 비트의 순서는 "압축 된"형식으로 작성됩니다. 즉, "압축 해제"절차를 수행하지 않으면 컴퓨터는 파일의 내용을 읽을 수 없습니다 (텍스트, 그림 또는 비디오로 재생). 이 방법으로 데이터 압축을 수행하는 프로그램을 아카이버라고합니다. 그 일의 원리는 아주 간단합니다. 정보를 암호화 할 수있는 가장 보편적 인 방법 중 하나 인 데이터 보관, 학교 수준의 컴퓨터 과학은 반드시 연구되고 있습니다.

우리가 기억 하듯이, 파일을 "암호화"하는 과정은바이트가 표준화됩니다. ASCII 표준을 따르십시오. 말하자면 "hello"라는 단어를 암호화하려면 글자 수에 따라 6 바이트가 필요합니다. 이것이이 텍스트가있는 파일이 디스크에서 차지하는 공간입니다. 우리가 "hello"라는 단어를 100 번 연속해서 쓰면 어떻게 될까요? 특별한 것은 없습니다.이 때문에 600 바이트의 디스크 공간이 필요합니다. 그러나 아카이버를 사용하면 훨씬 적은 바이트 수를 사용하여 "hello multiply by 100"과 같은 명령이 "암호화"된 파일을 생성 할 수 있습니다. 이 메시지의 문자 수를 계산 한 결과,이 파일을 작성하는 데 19 바이트 만 필요하다는 결론을 얻었습니다. 그리고 많은 디스크 공간. 아카이브 파일을 "압축 해제"하면 "암호 해독"이 발생하고 텍스트는 "100 인사"로 원래 형식을 취합니다. 따라서 특수 인코딩 메커니즘을 사용하는 특수 프로그램을 사용하여 상당한 디스크 공간을 절약 할 수 있습니다.

위에 설명 된 프로세스는 매우 보편적입니다. 사인 시스템이 무엇이든 상관없이 압축을 목적으로하는 인코딩 정보는 데이터 보관을 통해 항상 가능합니다.

두 번째 메커니즘은 무엇입니까? 어느 정도까지 그것은 archivers에서 사용되는 것과 유사합니다. 그러나 근본적인 차이점은 "압축을 풀기"절차없이 압축 된 파일을 컴퓨터로 표시 할 수 있다는 것입니다. 이 메커니즘은 어떻게 작동합니까?

우리가 기억할 때, 원래 형태로 "hello"라는 단어6 바이트 걸립니다. 그러나 우리는 속임수로 가서 다음과 같이 작성할 수 있습니다. "prvt." Out 4 바이트. 끝내야 할 일은 파일을 표시하는 과정에서 제거한 문자를 컴퓨터에 "가르쳐"추가하는 것입니다. 실제로 "교육적"과정은 체계화되어 있으며 반드시 필요하지는 않습니다. 누락 된 문자를 인식하는 기본 메커니즘은 대부분의 최신 PC 프로그램에서 찾을 수 있습니다. 즉, 우리가 매일 처리하는 파일의 주요 부분은 어떻게 든이 알고리즘에 의해 "암호화"됩니다.

물론 "하이브리드"시스템이 있습니다.코딩 정보를 이용하여 데이터 압축을 허용하면서 동시에 위의 두 가지 접근법을 모두 사용합니다. 그리고 그들은 개별적으로보다 디스크 공간을 절약하는면에서 훨씬 더 효과적 일 것입니다.

물론 "hello"라는 단어를 사용하여오직 데이터 압축 메커니즘의 기본 원칙. 실제로, 그들은 훨씬 더 복잡합니다. 다양한 정보 코딩 시스템이 엄청나게 복잡한 파일 압축 메커니즘을 제공 할 수 있습니다. 그러나 PC의 정보 품질을 거의 저하시키지 않으면서도 디스크 공간을 절약하는 방법을 알 수 있습니다. 이미지, 오디오 및 비디오를 사용할 때 데이터 압축의 역할이 특히 중요합니다. 이러한 유형의 데이터는 디스크 리소스에 대한 요구가 더 큽니다.

그 외 "코드"는 무엇입니까?

우리가 처음부터 말했듯이, 코딩 -이것은 복잡한 현상입니다. 바이트를 기반으로 디지털 데이터를 인코딩하는 기본 원칙을 다룬 후에 다른 영역에 영향을 미칠 수 있습니다. 약간 다른 값의 컴퓨터 코드 사용과 관련이 있습니다. 여기서 "코드"란 0과 1의 순서가 아니라 다양한 문자와 기호 (우리가 이미 알고 있듯이 이미 0과 1로 만들어져 있음)의 모음을 의미하며, 이는 현대인의 삶에 실제적인 의미가 있습니다.

소프트웨어 코드

컴퓨터 프로그램 작업의 핵심 -코드 컴퓨터에서 이해할 수있는 언어로 작성됩니다. PC는 코드를 해독하여 특정 명령을 실행합니다. 다른 유형의 디지털 데이터에서 컴퓨터 프로그램의 특징은 컴퓨터에 포함 된 코드가 자신을 "해독"할 수 있다는 것입니다 (사용자는이 프로세스를 시작해야합니다).

프로그램의 또 다른 특징은 상대적입니다사용 된 코드의 유연성. 즉, 사람은 충분히 큰 "문구"세트를 사용하여, 그리고 필요한 경우 다른 언어로 컴퓨터에 동일한 작업을 제공 할 수 있습니다.

문서 마크 업 코드

실제적으로 중요한 또 다른 분야문자 코드 - 문서의 작성 및 형식 지정. 일반적으로 화면에 문자를 표시하는 것만으로는 PC 사용의 실질적인 중요성이 충분하지 않습니다. 대부분의 경우 텍스트는 추가 요소 (예 : 테이블)와 함께 특정 색상 및 크기의 글꼴을 사용하여 구성해야합니다. 이 모든 매개 변수는 프로그램 에서처럼 컴퓨터에서 이해할 수있는 특수 언어로 설정됩니다. "명령"을 인식 한 PC는 사용자가 원하는대로 정확하게 문서를 표시합니다. 또한 텍스트는 프로그램과 마찬가지로 "구문"의 여러 세트와 다른 언어로도 동일한 방식으로 서식을 지정할 수 있습니다.

그러나 코드간에 근본적인 차이가 있습니다.문서 및 컴퓨터 프로그램 용. 전자는 자신을 해독 할 수 없다는 사실에 있습니다. 형식이 지정된 텍스트로 파일을 열려면 타사 프로그램이 항상 필요합니다.

데이터 암호화

"코드"라는 용어의 또 다른 해석은컴퓨터의 경우 이는 데이터 암호화입니다. 위에서 우리는이 단어를 "코딩"이라는 용어의 동의어로 사용했는데 이는 허용됩니다. 이 경우 암호화로 다른 종류의 현상을 이해할 수 있습니다. 즉, 디지털 데이터를 다른 사람이 액세스하지 못하도록 암호화하는 것입니다. 컴퓨터 파일 보호 - IT 분야에서 가장 중요한 활동. 이것은 실제로 별도의 과학 분야이며, 학교 정보학도 포함됩니다. 무단 액세스를 방지하기 위해 파일을 인코딩하는 작업은 이미 어린 시절에 근대 국가의 시민들에게 중요하게 강조되고있는 과제입니다.

어떤 메커니즘이데이터가 암호화되어 있습니까? 원칙적으로 우리가 생각했던 모든 이전의 것들만큼 간단하고 이해할 수 있습니다. 코딩은 논리의 기본 원리로 쉽게 설명 할 수있는 프로세스입니다.

우리가 메시지를 보낼 필요가 있다고 가정 해보자."이바노프는 페트 로브에 가서"아무도 읽을 수 없도록했습니다. 컴퓨터에 메시지를 암호화하고 그 결과를 확인합니다 : "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-20-3-21". 물론이 코드는 매우 간단합니다. 각 숫자는 알파벳에있는 문구의 서수에 해당합니다. "And"는 10 위, "B"- 3, "A"- 1 등입니다. 그러나 최신 컴퓨터 코딩 시스템은 데이터를 암호화 할 수 있으므로 키를 선택하기가 엄청나게 어려울 수 있습니다.

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