سیستم های این ... نشانه - رمزگذاری: برنامه نویسی اطلاعات

برنامه نویسی اطلاعات - زمین فوق العاده گسترده ای از دانش است. البته، آن را به طور مستقیم با توسعه فن آوری دیجیتال مرتبط است. رمزگذاری اطلاعات - بسیاری از مدارس مدرن موضوع محبوب ترین است. امروز ما خواهد بود تفسیر اساسی این پدیده در ارتباط با جنبه های مختلف کامپیوتر یاد بگیرند. ما سعی خواهد کرد برای پاسخ به سوال: "رمزگذاری - این روند، روش، ابزار و یا همه این چیزها را در یک بار"

صفر و آنهایی که

تقریبا هر نوع داده است که بر روی یک کامپیوتر روی صفحه نمایش، یکی از راه های نمایش داده شده و یا یکی دیگر نشان دهنده یک کد باینری متشکل از صفر و آنهایی که. این ساده ترین، "سطح پایین" راه به رمز در آوردن داده ها، که اجازه می دهد تا کامپیوتر برای پردازش داده ها است. کد دودویی جهانی است: آن است که توسط همه قابل درک، بدون استثنا، کامپیوتر (در واقع، به همین دلیل آن ایجاد شده بود - به همگون با استفاده از اطلاعات به صورت دیجیتال).

واحد پایه، که با استفاده از یک کدگذاری باینری - آن کمی (از کلمات "رقم دودویی" - "دو رقمی"). آن را به یا 0 یا 1. به طور کلی برابر است، به صورت جداگانه بیت استفاده نمی شود و ترکیب در یک توالی 8 رقمی - بایت. در هر یک از آنها، در نتیجه، می تواند تا 256 ترکیبی از صفر و آنهایی که (2 به توان 8). برای ضبط مقادیر قابل توجهی از اطلاعات استفاده می شود، معمولا بایت جدا نیست، و مقدار بزرگتر - با پیش شماره "کیلو"، "مگا" "گیگا"، "ترا"، و غیره، که هر کدام 1000 بار بزرگتر از قبلی .. .

متن پشتیبانی می کند

رایج ترین نوع از داده های دیجیتال - یک متن. چگونه برنامه نویسی است؟ این به اندازه کافی آسان فرآیند توجیه. در این نامه، علامت نقطه گذاری، اعداد و یا علامت را می توان با یک یا چند بایت کد گذاری شده، که شده است، کامپیوتر آنها را به عنوان یک دنباله منحصر به فرد از صفر و آنهایی که می بیند، و پس از آن، با توجه به الگوریتم تشخیص گذاشته پایین نمایش داده شده است. دو بزرگ جهان استاندارد "رمزگذاری" متن کامپیوتر وجود دارد - ASCII و یونیکد.

سیستم ASCII، هر یک از شخصیت است که تنها یک بایت کد می شود. است که، با این استاندارد، شما می توانید "رمزگذاری" به 256 شخصیت - که بیش از اندازه کافی برای نمایش این نمادها را از اکثریت حروف جهان. البته، همه موجود نامه ای که امروز نظام ملی را به این منبع مناسب نیست. بنابراین، برای هر یک از حروف خود را "زیر سیستم" رمزنگاری آن ایجاد شده است. این است که رفتن اطلاعات رمزگذاری با استفاده از سیستم های نشانه، اقتباس به نمونه های ملی از نوشتن. با این حال، هر یک از این سیستم ها، به نوبه خود، بخشی از یک استاندارد ASCII جهانی به تصویب رسید بین المللی است.

به عنوان بخشی از سیستم اسکی، این منابع از 256 کاراکتر را به دو قسمت تقسیم شده است. اولین 128 - نمادهای مادی و معنوی برای الفبای انگلیسی (a تا z)، و همچنین به عنوان اعداد، علائم نقطه گذاری اساسی و برخی از شخصیت های دیگر می باشد. دوم 128 بایت محفوظ است، به نوبه خود، زیر نامه نظام ملی. این "زیر سیستم" برای حروف غیر انگلیسی است - روسی، هندی، عربی، ژاپنی، چینی و بسیاری دیگر.

هر یک از آنها در قالب جداول برنامه نویسی جداگانه ارائه شده است. است که، آن می تواند رخ دهد (و معمولا آن اتفاق می افتد)، به طوری که همان دنباله ای از بیت مسئول حروف و علائم در دو جدول جداگانه «ملی» متفاوت خواهد بود. علاوه بر این، با توجه به خصوصیات توسعه فناوری حوزه در کشورهای مختلف، حتی آنها متفاوت هستند. به عنوان مثال، برای زبان روسی شایع ترین دو سیستم برنامه نویسی: ویندوز 1251 و KOI-8. نخست بعد آمد (و همچنین لحن خود را با سیستم عامل)، اما در حال حاضر بسیاری از کارشناسان فناوری در اولویت اول استفاده می شود. بنابراین، کامپیوتر که می توان آن تضمین شده است به خواندن متن روسیه باید قادر هر دو جدول را به درستی شناسایی شود. اما به عنوان یک قاعده، هیچ مشکلی با آن (اگر سیستم عامل کامپیوتر مدرن لازم).

روش رمزگذاری متن بهبود در همه زمان. علاوه بر "تک بایتی" سیستم ASCII است که می تواند تنها 256 مقدار برای کاراکتر است، همچنین یک "دو بایت" سیستم یونیکد وجود دارد. محاسبه آن آسان است که آن را برای رمزگذاری متن اجازه می دهد تا در یک مقدار برابر با 2 به درجه 16 است، یعنی 65 هزار. 536. در آن، به نوبه خود، از منابع به طور همزمان رمز تقریبا تمام حروف موجود ملی از جهان است. با استفاده از یونیکد است کمتر از دخالت استاندارد ASCII "کلاسیک" است.

برنامه نویسی نمودار

ما چگونه "رمزگذاری" متن و در این مورد کلمه در ادامه متن استفاده تعریف کرده اند. همانطور که در مورد عکس و تصاویر دیجیتال است؟ این نیز بسیار ساده است. همان راه به عنوان آن را با متن اتفاق می افتد، نقش اصلی را در برنامه نویسی گرافیک کامپیوتری بازی تمام بایت است.

این فرایند از تصویربرداری دیجیتال در کل شبیه به مکانیزم که از طریق آن اجرا می شود به تلویزیون است. بر روی صفحه تلویزیون، اگر ما نگاه کنید، تصویر متشکل از یک کثرت از پیکسل های فردی که در مجموع یک شکل قابل تشخیص در یک چشم فاصله تشکیل می دهد. ماتریس تلویزیون (یا پروژکتور CRT) از فرستنده مختصات افقی و عمودی از هر نقطه را دریافت و تصویر به تدریج می سازد. گرافیک کامپیوتری برنامه نویسی اصل کار به همان شیوه. «رمزگذاری» بایت تصاویر بر اساس تخصیص هر یک از نقطه های روی صفحه نمایش مختصات (و رنگ هر یک از آنها). این شرایط ساده است. البته، گرافیک برنامه نویسی - این عمل بسیار پیچیده تر از متن است.

روش مرجع هماهنگ مربوطه امتیاز و پارامترهای رنگ است به نام "بیت مپ". به طور مشابه، نام بسیاری از فرمت های فایل های گرافیک کامپیوتری. مختصات هر یک از پیکسل و رنگ خود را در یک یا چند بایت ثبت شده است. تعداد چه را تعیین میکند؟ به طور عمده در بسیاری از سایه هایی از رنگ "رمزگذاری" خواهد شد. یک بایت شناخته شده است - 256 ارزش ها است. اگر ما به اندازه کافی عکس ساخت چنین تعداد زیادی از سایه - ما از این منابع را مدیریت کند. به طور خاص، در اختیار ما ممکن است 256 سایه های خاکستری. و این به اندازه کافی به رمز تقریبا هر تصاویر سیاه و سفید خواهد بود. به نوبه خود، تصاویر رنگی از منابع کافی نیست: چشم انسان، همانطور که می دانید، قادر به تشخیص تا چند ده میلیون رنگ است. در نتیجه نیاز به "اضطراری" است 256 مقدار نیست، و در صدها هزار نفر از برابر بیشتر است. چرا فعال شده است به رمز نقاط نه یک بایت، اما چند: امروز بر استانداردهای موجود، می تواند وجود 16 (می توانید "رمزگذاری" 65 K 536 رنگ است.) یا 24 (777.000-16،000،000 216 سایه.).

بر خلاف استانداردهای متن، انواع که قابل مقایسه با تعدادی از زبان های جهان، با طراحی همه چیز را کمی آسان تر است. فرمت های فایل های رایج (مانند JPEG، PNG، BMP، GIF، و غیره. D.) آیا بر روی اکثر رایانه به رسمیت شناخته شده به طور کلی به همان اندازه نیز.

هیچ چیز پیچیده به منظور درک برنامه نویسی است برای برخی از اصول انجام وجود دارد اطلاعات گرافیکی. کلاس 9 هر مدرسه به طور متوسط روسیه معمولا شامل دروس رشته کامپیوتر، که در آن چنین فناوری در برخی از جزئیات فاش بسیار ساده و به زبان قابل فهم است. همچنین برنامه های آموزش تخصصی برای بزرگسالان وجود دارد - آنها دانشگاه سازماندهی، دبیرستان ها، و یا هم مدرسه هستند.

بنابراین، انسان مدرن روسیه است که در آن برای به دست آوردن دانش در مورد کد که دارای اهمیت عملی از نظر گرافیک کامپیوتری. و اگر می خواهید خود را آشنا با دانش پایه، شما می توانید مواد آموزشی در دسترس است. برای کسانی که شامل، برای مثال، فصل "برنامه نویسی اطلاعات گرافیکی (کتاب درسی کلاس 9" انفورماتیک و فناوری اطلاعات و ارتباطات "نویسنده Ugrinovich ND).

برنامه نویسی از داده های صوتی

کامپیوتر به طور منظم برای گوش دادن به موسیقی و سایر فایل های صوتی استفاده می شود. فقط به عنوان مورد با متن و گرافیک، هر صدا در کامپیوتر شما است - این همه همان بایت. آنها، به نوبه خود، "رمزگشایی" کارت صوتی و تراشه های دیگر و تبدیل به صدا قابل شنیدن است. اصل در اینجا همانطور که در مورد از صفحات گرامافون است در مورد همان. آنها شناخته شده هستند به هر صدا مربوط به شیار های میکروسکوپی بر روی پلاستیک، است که توسط خواننده به رسمیت شناخته شده، و سپس ابراز نگرانی کرد. در کامپیوتر در تمام نظر می رسد. فقط شیار بازی یک بایت نقش در طبیعت که، به عنوان در مورد متن و تصاویر، برنامه نویسی باینری است.

اگر در مورد این عنصر واحد تصویر کامپیوتر بیرون زده نقطه، زمانی که ضبط صدا از به اصطلاح "حساب". به طور کلی تجویز دو بایت، تولید تا 65 هزار. 536 microvibrations صدا. با این حال، در مقابل، همانطور که در ساخت و ساز از تصاویر رخ می دهد به منظور بهبود کیفیت صدا است که با اضافه کردن نیست بایت اضافی (وجود دارد، بدیهی است، و بیش از اندازه کافی)، و افزایش تعداد "شمارش" انجام شده است. اگر چه در برخی از سیستم های صوتی بایت است کمتر و بیشتر استفاده می شود. هنگامی که پشتیبانی می کند صوتی انجام می شود، واحد استاندارد بایت "شار" یک دوم انجام می دهد. Microvibrations به عنوان مثال، با استفاده از رمزگذاری 8 هفتم. شمارش در ثانیه، بدیهی است از کیفیت پایین تر از ترتیب صداها را کد گذاری شده توسط 44 هزار خواهد بود. "شمارش".

استاندارد بین المللی از فایل های صوتی، و همچنین در مورد گرافیک است، به خوبی توسعه یافته است. چندین فرمت های استاندارد از رسانه های صوتی وجود دارد - MP3، WAV، WMA، در سراسر جهان لذت می برد.

رمزگذاری ویدئو

یک نوع از "طرح هیبرید"، که در آن صدا با برنامه نویسی رمزگذاری از تصاویر ترکیب شده، مورد استفاده در فیلم ها کامپیوتر است. معمولا فیلم ها و کلیپ از دو نوع داده شامل - خود را یک صدا و همراه ویدئو است. عنوان "رمزگذاری" جزء اول، ما در بالا است. دوم کمی پیچیده تر است. اصول اینجا متفاوت از یک برنامه نویسی گرافیکی در بالا مورد بحث است. اما به لطف جهانی بودن "مفهوم" کلمه در ادامه متن مکانیسم کاملا قابل درک و منطقی است.

به یاد بیاورید که چگونه به ساخت فیلم است. این چیزی بیش از یک سری از فریم های فردی (که به طور کلی 24) است. کاملا به همان شیوه مرتب فیلم کامپیوتر است. هر فریم - تصویر است. در مورد چگونگی آن است که با کمک بایت ساخته شده است، که ما در بالا را شناسایی کرده اند. به نوبه خود، در حال حاضر در کد ویدیو تعریف منطقه، اجازه می دهد بین یک فریم اتصال. یک نوع از جایگزین های دیجیتال برای فیلم است. یک واحد جداگانه از جریان های ویدئویی (همان امتیاز برای تصاویر و شمارش برای صدا، همانطور که در "فیلم" و فیلم با فرمت کلیپ)، قاب در نظر گرفته شده است. آخرین مرحله دوم، مطابق با استانداردهای پذیرفته شده است، ممکن است 25 یا 50.

درست همانطور که در مورد صدا، می استانداردهای بین المللی مشترک برای ویدئو وجود دارد - MP4، 3GP، AVI. شرکت های فیلم ها و آگهی سعی کنید به تولید نمونه های رسانه ای که سازگار با تعداد بیشتری از رایانه است. این فرمت فایل های - در میان محبوب ترین، آنها تقریبا بر روی هر کامپیوتر مدرن را باز کرد.

متراکم سازی داده ها

ذخیره سازی داده ها کامپیوتر است که بر روی رسانه های مختلف انجام - دیسک، فلش درایو، و غیره همانطور که در بالا گفتم، بایت، به عنوان یک قاعده، "بیش از حد رشد" پیشوند "مگا"، "گیگا"، "ترا"، و غیره در برخی از موارد .... مقدار کد گذاری فایل های است که آنها را با منابع در دسترس نیست می توانید بر روی دیسک. سپس انواع مختلفی از تکنیک های فشرده سازی داده ها استفاده کنید. آنها یک برنامه نویسی هستند، در واقع، همچنین. این است - یکی دیگر از تفسیر احتمالی از این واژه است.

دو مکانیزم اساسی برای فشرده سازی داده ها وجود دارد. در نخستین آنها را به ترتیب بیت "بسته بندی" فرم نوشته شده است. این است که، کامپیوتر نمی تواند محتویات فایل های به عنوان خوانده شده (پخش آن را به عنوان یک متن، تصویر و یا فیلم)، اگر شما را انجام نمی روند "نامید". این برنامه، که فشرده داده در این راه است یک دیتا لاگر نامیده می شود. چگونه کار می کند بسیار ساده است. اطلاعات آرشیو به عنوان یکی از محبوب ترین روش های که در آن برای پیاده سازی برنامه نویسی اطلاعات، مطالعات مدرسه در سطح کامپیوتر اجباری است.

همانطور که می دانیم، روند «رمزگذاری» در بایت فایل استاندارد. نگاهی استاندارد ASCII است. به، بگو، به رمز در آوردن کلمه "سلام"، ما باید 6 بایت، بر اساس تعداد حروف. که چه مقدار از فضای یک فایل با آن متن بر روی دیسک است. چه اتفاقی می افتد اگر ما ارسال کلمه "سلام" 100 بار در یک ردیف. هیچ چیز ویژه - برای این که ما نیاز به 600 بایت، به ترتیب، به همان مقدار از فضای دیسک. "سلام ضرب 100": با این حال، ما می توانیم چوب داده است، که به فایل، به این معنی که تعداد بسیار کمتری از بایت خواهد شد "رمزگذاری" تیمی که به نظر می رسد چیزی شبیه به این را ایجاد خواهد کرد استفاده کنید. با شمارش تعداد حروف در این گزارش به این نتیجه رسیدند که به منظور ثبت چنین فایل آمده، ما باید فقط 19 بایت است. و همان مقدار از فضای دیسک. هنگامی که "نامید" فایل آرشیو یک "رمزگشایی" است، و متن دیدگاه منبع از تبدیل به "100 سلام." بنابراین، با استفاده از یک برنامه خاص، که با استفاده از یک مکانیزم برنامه نویسی خاص، ما می توانیم مقدار قابل توجهی از فضای دیسک را نجات دهد.

روند فوق به اندازه کافی همه کاره است: بدون توجه به آنچه نظام نشانه استفاده می شود، برنامه نویسی اطلاعات و به منظور فشرده سازی است که همیشه ممکن است از طریق داده ها آرشیو.

مکانیسم دوم چیست؟ تا حدودی، آن را شبیه به آنچه که در چوب داده استفاده می شود. اما تفاوت اساسی آن این است که فایل های فشرده را به خوبی می تواند به نظر می رسد یک کامپیوتر بدون "استخراج" روش. این مکانیزم چگونه کار می کند؟

همانطور که ما به یاد داشته باشید، در شکل اصلی از کلمه "سلام" را اشغال 6 بایت است. با این حال، ما می توانیم به ترفند رفتن و نوشتن آن مثل این: "prvt". انتشار 4 بایت است. همه که باقی می ماند به انجام - است به "آموزش" کامپیوتر به اضافه کردن در روند نمایش فایل نامه، که ما تمیز. باید گفت که در عمل "یادگیری" روند به سازماندهی و لازم است. مکانیسم های اساسی شناخت از شخصیت های از دست رفته در نرم افزار مدرن ترین برای PC گنجانیده شده است. به این معنا که بخش عمده ای از فایل های ما که با آن هر روز، یک راه یا دیگری برخورد شده است "رمزگذاری"، در این الگوریتم.

البته، "هیبرید" برنامه نویسی اطلاعات سیستم، که می تواند فشرده سازی داده ها انجام در حالی که امکان هر دو از روش های بالا وجود دارد. و آنها به احتمال زیاد به حتی از نظر صرفه جویی در فضای دیسک به صورت جداگانه بیشتر موثر است.

البته، عامل با کلمه "سلام"، ما مجموعه ای از تنها اصول اساسی مکانیزم فشرده سازی داده ها. در واقع آنها بسیار پیچیده تر است. سیستم های مختلف رمزگذاری اطلاعات ممکن است مکانیسم های فوق العاده پیچیده ای از "فشرده سازی" فایل های ارائه دهد. با این حال، ما می بینیم، در هزینه از آنچه می تواند انجام برای نجات فضای هارد دیسک، تقریبا بدون توسل به بدتر شدن کیفیت اطلاعات بر روی کامپیوتر. این نوع داده ها بیش از دیگران خواستار به منابع دیسک - به خصوص قابل توجه نقش فشرده سازی داده ها در هنگام استفاده از تصاویر، صدا و ویدئو است.

"کد" چه چیز دیگری است؟

همانطور که ما در ابتدا گفت، برنامه نویسی - یک پدیده پیچیده است. پس از برخورد با اصول اساسی برنامه نویسی داده های دیجیتال بر اساس بایت، ما می توانید منطقه دیگر را لمس کنید. این است که با استفاده از کدهای کامپیوتری در ارزش کمی متفاوت متصل است. در اینجا، در زیر "کد" منظور ما نیست دنباله ای از صفر و یک، و مجموعه ای از نامه های مختلف و نمادها (که، همانطور که می دانید، و به همین ترتیب از 0 و 1)، که دارای اهمیت عملی به زندگی انسان مدرن.

کد

در قلب هر برنامه کامپیوتری - کد. این است که در زبان قابل فهم برای کامپیوتر نوشته شده است. کامپیوتر، رمز گشایی از کد اجرا دستورات خاص. از ویژگی های متمایز از یک برنامه کامپیوتری از نوع دیگری از داده های دیجیتال است که در کد آن را قادر به "رمزگشایی" است حاوی (کاربر تنها نیاز به شروع روند).

یکی دیگر از ویژگی های این برنامه - در انعطاف پذیری نسبی کد استفاده می شود. است که، به کامپیوتر همان کار یک مرد می تواند، با استفاده از یک مجموعه بزرگ از "عبارت" و در صورت لزوم - و در زبان دیگر.

اسناد نشانه گذاری

یکی دیگر از اهمیت عملی از دامنه نامه کد - ایجاد و قالب بندی اسناد و مدارک. به عنوان یک قاعده، یک صفحه نمایش ساده از شخصیت های بر روی صفحه نمایش است از نقطه نظر اهمیت عملی از کامپیوتر کافی نیست. در اغلب موارد، متن باید با استفاده از یک اندازه فونت دلخواه و رنگ ساخته شود، توسط عناصر اضافی (از قبیل، به عنوان مثال، جداول) همراه است. همه این پارامترها در مورد برنامه های در زبان های خاص درک شده توسط کامپیوتر تنظیم، و همچنین. کامپیوتر، به رسمیت شناختن "تیم"، نمایش سند دقیقا به عنوان کاربر بخواهد. علاوه بر این، متن را می توان در همان راه های فرمت شده، فقط به عنوان آن را با برنامه اتفاق می افتد، با استفاده از مجموعه های مختلف از "عبارت" و حتی به زبان های مختلف.

با این حال، یک تفاوت اساسی میان کدهای برای اسناد و برنامه های کامپیوتری وجود دارد. آن را در این واقعیت است که سابق قادر به خود را رمزگشایی کند تشکیل شده است. برای باز کردن فایل های با فرمت متن همیشه مورد نیاز نرم افزار شخص ثالث.

رمزگذاری داده ها

تفسیر دیگر از اصطلاح "کد" به عنوان به کامپیوتر - کاربردی رمزگذاری است. در عکس بالا، ما این کلمه به عنوان مترادف برای اصطلاح "برنامه نویسی" استفاده کرده اند، و آن مجاز است. در اینجا، رمزگذاری منظور ما یک نوع متفاوت از پدیده. یعنی رمزگذاری داده های دیجیتال به منظور منع دسترسی به آنها را با افراد دیگر است. حفاظت از فایل های کامپیوتر - مهم ترین فعالیت های در IT کره است. این است که در واقع یک رشته علمی جداگانه آن را نیز شامل یک کامپیوتر مدرسه. رمزگذاری فایل ها با رویکرد جلوگیری از دسترسی های غیر مجاز - کار، اهمیت است که در دوران کودکی به شهروندان کشورهای مدرن ارائه شده است.

مکانیسم چگونه است که توسط آن رمزگذاری داده ها؟ اصل به عنوان ساده و روشن است که همه قبلی، ما در نظر گرفته. رمزگذاری - یک فرایند است که به راحتی از نظر اصول اساسی منطق توجیه.

فرض کنید ما نیاز به انتقال پیام، "ایوانف، پتروف می رود به" به طوری که هیچ کس نمی تواند آن را بخوانید. ما در بر کامپیوتر اعتماد به رمز در آوردن پیام و نتیجه را ببینید: "10-3-1-15-16-3-10-5-7-20-11-17-6-20-18-3-21". این کد فعال است، البته، کاملا ساده است: هر عدد مربوط به تعداد حروف در الفبای از عبارات است. "من" می ایستد در محل 10، "B" - 3، "A" - در 1، و غیره اما برنامه نویسی سیستم های کامپیوتری مدرن می توانید داده ها را رمزگذاری به طوری که آن را انتخاب کنید تا به کلید فوق العاده سخت ...