Оглавление

Для любой операции над информацией (даже такой простой, как сохранение) она должна быть как- то представлена (записана). Следовательно, прежде всего необходимо договориться об определенном способе представления информации, т.е. ввести некоторые обозначения и правила их использования . Когда все это аккуратно определено, используя указанные соглашения, информацию можно записывать, причем с уверенностью, что она будет однозначно воспринята. Вследствие важности данного процесса он имеет специальное название — кодирование информации.

Кодирование информации и необычайно разнообразно. Указания Водителю по проезду дороги кодируются в виде дорожных знаков. Музыкальное произведение с помощью знаков нотной грамоты. Весьма специфическую азбуку флажков придумали моряки. Устная речь человека которая служит одним из важных каналов передачи информации, состоит из стандартного набора звуков . Правила записи чисел в десятичной системе — это тоже способ кодирования, предназначенный для произвольных чисел. Географическая карта .

Теория кодирования информации является одной из дисциплин, которые  входят в состав информатики. Она занимается вопросам экономичности (архивация, ускорение передачи данных), надежности (обеспечение восстановления переданной информации в случае повреждения) и безопасности (шифрование) кодирования информации.

Существует два  принципиально отличных способа представления информации: непрерывный и дискретный. Если некоторая величина, несущая информацию, в пределах заданного интервала может принимать любое значение, то она называется непрерывной. Наоборот, если величина способна принимать только конечное число значений в пределах интервала, она называется дискретой. Хорошим примером, демонстрирующем различия между непрерывными и дискретными величинами, могут служить целые и вещественные числа. В частности, между значениями 2 и 4 имеется всего одно целое число, но бесконечно мною вещественных .

Для наглядного представления о сути явления дискретности можно также сравнить таблицу значений функции и ее график, получаемый путем соединения соответствующих точек плавной линией.

Компьютер способен хранить только дискретно представленную информацию. Его память, как бы велика она ни была, состоит из отдельных битов, а значит, по своей сути дискретна.

Цифровой сигнал — это сигнал, который может принимать только одно из двух установленных значений.

Физическая природа сигнала может быть самой различной. Сигналами могут считаться, например, появление на выходе преобразователя напряжения или давления воздуха определенной величины, включение лампы или звонка, нажатие кнопки, срабатывание электромагнитного реле и другие изменения в электрической цепи. При этом обязательно надо, чтобы имелось два существенно различных состояния некоторой физической величины, моделирующие истинность и ложность логических высказываний.

Примеры таких состояний:

1) напряжения +5 В и +0,4 В;

2) сила тока 20 мА и 1 мА;

З) лампа горит или нет;

4) кнопка нажата или нет и т. п.

В большинстве схем преобразователей с электрической природой сигнала принято, что появление на выходе электрической цепи напряжения в пределах от +2,4 В до +5 В соответствует появлению сигнала, равного 1 (высокий уровень цифрового сигнала), если же напряжение не превышает +0,5 В, то сигнал принимают равным 0 (низкий уровень цифрового сигнала). Уровни напряжений между +0,5 В и +2,4 В считаются неопределенными.

В преобразователе, работающем на пневматической основе, входы и выходы являются трубками, по которым соответственно в элемент подается и из него выходит воздух. Если давление в трубке А равно 1 атм, то можно считать, что на вход А подана 1. Если же давление в трубке А равно 0,5 атм, то это означает, что на вход А подан О.

Всякое устройство ЭВМ, выполняющее некоторое действие над цифровыми сигналами, можно рассматривать как функциональный преобразователь, на входы которого с помощью цифровых сигналов подаются исходные двоичные числа (значения аргументов функций), а на выходах мы получаем новые двоичные числа (тоже в виде цифровых сигналов) — значения функций, реализующих указанное действие для этих аргументов.

В заключение заметим, что сама по себе информация не является непрерывной или дискретной: таковыми являются лишь способы ее представления. Например, давление крови можно с одинаковым успехом измерять аналоговым или цифровым прибором.

Рассмотрим такую, казалось бы, “неарифметическую” величину, как цвет, обычно представляемую в компьютере как совокупность интенсивности трех базовых цветов RGB. Тем не менее, записанные вместе, все три интенсивности образуют единое “длинное” число, которое формально вполне можно принять за номер цвета.

Значение сформулированного выше положения трудно переоценить: оно позволяет любую дискретную информацию свести к единой универсальной форме — числовой. Не случайно поэтому в последнее время большое распространение получил термин “цифровой”, например, цифровой фотоаппарат. Заметим,, что для цифрового фотоаппарата важно не столько существование дискретной светочувствительной матрицы из миллионов пикселей (в конце концов  химическая фотопленка также состояла из отдельных зерен), сколько последующая запись состояния ячеек этой матрицы в числовой форме.

Дискретная информация любой природы сводится тем или иным способом к набору чисел.

Теоретической основой кодирования чисел является подробным образом развитая в математике теория систем счисления.

Система счисления -  это способ записи чисел с помощью фиксированного  числа знаков. Последние имеют общепринятое название — цифры.

Системы счисления весьма разнообразны. Прежде всего они делятся на позиционные  и непозиционные.  Позиционной  называется система счисления в которой количественный эквивалент цифры зависит от положения в записи числа.