Автоматизированное рабочее место специалистов. Виды автоматизированных систем

1. Виды  информации. Кодирование информации

     Информация — это осознанные сведения об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования.

     Сведения  — это знания, выраженные в сигналах, сообщениях, известиях, уведомлениях и  т. д. Каждого человека в мире окружает море информации различных видов.

     Основные  виды информации по ее форме представления, способам ее кодирования и хранения, что имеет наибольшее значение для  информатики, это:

• графическая или изобразительная - первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей на бумаге, холсте, мраморе и др. материалах, изображающих картины реального мира;
• звуковая - мир вокруг нас полон звуков и задача их хранения и тиражирования была решена с изобретение звукозаписывающих устройств в 1877 г. (например, историю звукозаписи на сайте - http://radiomuseum.ur.ru/index9.html); ее разновидностью является музыкальная информация - для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;
• текстовая - способ кодирования речи человека специальными символами - буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв для отображения речи; особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;
• числовая - количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире; особенно большое значение приобрела с развитием торговли, экономики и денежного обмена; аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами - цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;
• видеоинформация - способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино.

     Существуют  также виды информации, для которых  до сих пор не изобретено способов их кодирования и хранения - это тактильная информация, передаваемая ощущениями, органолептическая, передаваемая запахами и вкусами и др.

     Код — это набор условных обозначений (или сигналов) для записи (или  передачи) некоторых заранее определенных понятий.

     Кодирование информации – это процесс формирования определенного представления информации. В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход  от одной формы представления  информации к другой, более удобной  для хранения, передачи или обработки.

     Обычно  каждый образ при кодировании (иногда говорят — шифровке) представлении  отдельным знаком.

     Знак - это элемент конечного множества  отличных друг от друга элементов.

     В более узком смысле под термином "кодирование" часто понимают переход от одной формы представления  информации к другой, более удобной  для хранения, передачи или обработки.

     Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся  другая информация (например, звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для  обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы перевести в числовую форму музыкальный звук, можно  через небольшие промежутки времени  измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя  результаты каждого измерения в  числовой форме. С помощью программ для компьютера можно выполнить  преобразования полученной информации, например "наложить" друг на друга  звуки от разных источников.

     Аналогичным образом на компьютере можно обрабатывать текстовую информацию. При вводе  в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или  печать) для восприятия человеком  по этим числам строятся изображения  букв. Соответствие между набором  букв и числами называется кодировкой символов.

     Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей  и единиц (а не десяти цифр, как  это привычно для людей). Иными  словами, компьютеры обычно работают в  двоичной системе счисления, поскольку  при этом устройства для их обработки  получаются значительно более простыми. Ввод чисел в компьютер и вывод  их для чтения человеком может  осуществляться в привычной десятичной форме, а все необходимые преобразования выполняют программы, работающие на компьютере.

     Способы кодирования информации.

     Одна  и та же информация может быть представлена (закодирована) в нескольких формах. C появлением компьютеров возникла необходимость кодирования всех видов информации, с которыми имеет  дело и отдельный человек, и человечество в целом. Но решать задачу кодирования  информации человечество начало задолго  до появления компьютеров. Грандиозные  достижения человечества - письменность и арифметика - есть не что иное, как  система кодирования речи и числовой информации. Информация никогда не появляется в чистом виде, она всегда как-то представлена, как-то закодирована.

     Двоичное  кодирование – один из распространенных способов представления информации. В вычислительных машинах, в роботах  и станках с числовым программным  управлением, как правило, вся информация, с которой имеет дело устройство, кодируется в виде слов двоичного  алфавита.

     Кодирование символьной (текстовой) информации.

     Основная  операция, производимая над отдельными символами текста - сравнение символов.

     При сравнении символов наиболее важными  аспектами являются уникальность кода для каждого символа и длина  этого кода, а сам выбор принципа кодирования практически не имеет  значения.

     Для кодирования текстов используются различные таблицы перекодировки. Важно, чтобы при кодировании  и декодировании одного и того же текста использовалась одна и та же таблица.

     Таблица перекодировки - таблица, содержащая упорядоченный  некоторым образом перечень кодируемых символов, в соответствии с которой  происходит преобразование символа  в его двоичный код и обратно.

     Наиболее  популярные таблицы перекодировки: ДКОИ-8, ASCII, CP1251, Unicode.

     Исторически сложилось, что в качестве длины  кода для кодирования символов было выбрано 8 бит или 1 байт. Поэтому  чаще всего одному символу текста, хранимому в компьютере, соответствует  один байт памяти.

     Различных комбинаций из 0 и 1 при длине кода 8 бит может быть 28 = 256, поэтому  с помощью одной таблицы перекодировки  можно закодировать не более 256 символов. При длине кода в 2 байта (16 бит) можно  закодировать 65536 символов.

     Кодирование числовой информации.

     Сходство  в кодировании числовой и текстовой  информации состоит в следующем: чтобы можно было сравнивать данные этого типа, у разных чисел (как  и у разных символов) должен быть различный код. Основное отличие числовых данных от символьных заключается в том, что над числами кроме операции сравнения производятся разнообразные математические операции: сложение, умножение, извлечение корня, вычисление логарифма и пр. Правила выполнения этих операций в математике подробно разработаны для чисел, представленных в позиционной системе счисления.

     Основной  системой счисления для представления  чисел в компьютере является двоичная позиционная система счисления.

     Кодирование текстовой информации

     В настоящее время, большая часть  пользователей, при помощи компьютера обрабатывает текстовую информацию, которая состоит из символов: букв, цифр, знаков препинания и др. Подсчитаем, сколько всего символов и какое  количество бит нам нужно.

     10 цифр, 12 знаков препинания, 15 знаков  арифметических действий, буквы  русского и латинского алфавита, ВСЕГО: 155 символов, что соответствует  8 бит информации.

     Единицы измерения информации.

     1 байт = 8 бит

     1 Кбайт = 1024 байтам

     1 Мбайт = 1024 Кбайтам

     1 Гбайт = 1024 Мбайтам

     1 Тбайт = 1024 Гбайтам

     Суть  кодирования заключается в том, что каждому символу ставят в  соответствие двоичный код от 00000000 до 11111111 или соответствующий ему  десятичный код от 0 до 255.

     Необходимо  помнить, что в настоящее время  для кодировки русских букв используют пять различных кодовых таблиц (КОИ - 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы не будут правильно отображаться в другой

     Основным  отображением кодирования символов является код ASCII - American Standard Code for Information Interchange- американский стандартный код обмена информацией, который представляет из себя таблицу 16 на 16, где символы закодированы в шестнадцатеричной системе счисления.

     Кодирование графической информации.

     Важным  этапом кодирования графического изображения  является разбиение его на дискретные элементы (дискретизация).

     Основными способами представления графики  для ее хранения и обработки с  помощью компьютера являются растровые  и векторные изображения

     Векторное изображение представляет собой  графический объект, состоящий из элементарных геометрических фигур (чаще всего отрезков и дуг). Положение  этих элементарных отрезков определяется координатами точек и величиной  радиуса. Для каждой линии указывается  двоичные коды типа линии (сплошная, пунктирная, штрихпунктирная), толщины и цвета.

     Растровое изображение представляет собой  совокупность точек (пикселей), полученных в результате дискретизации изображения  в соответствии с матричным принципом.

     Матричный принцип кодирования графических  изображений заключается в том, что изображение разбивается  на заданное количество строк и столбцов. Затем каждый элемент полученной сетки кодируется по выбранному правилу.

     Pixel (picture element - элемент рисунка) - минимальная единица изображения, цвет и яркость которой можно задать независимо от остального изображения.

     В соответствии с матричным принципом  строятся изображения, выводимые на принтер, отображаемые на экране дисплея, получаемые с помощью сканера.

     Качество  изображения будет тем выше, чем "плотнее" расположены пиксели, то есть чем больше разрешающая способность  устройства, и чем точнее закодирован  цвет каждого из них.

     Для черно-белого изображения код цвета  каждого пикселя задается одним  битом.

     Если  рисунок цветной, то для каждой точки  задается двоичный код ее цвета.

     Поскольку и цвета кодируются в двоичном коде, то если, например, вы хотите использовать 16-цветный рисунок, то для кодирования  каждого пикселя вам потребуется 4 бита (16=24), а если есть возможность  использовать 16 бит (2 байта) для кодирования  цвета одного пикселя, то вы можете передать тогда 216 = 65536 различных цветов. Использование трех байтов (24 битов) для кодирования цвета одной точки позволяет отразить 16777216 (или около 17 миллионов) различных оттенков цвета - так называемый режим “истинного цвета” (True Color). Заметим, что это используемые в настоящее время, но далеко не предельные возможности современных компьютеров.

     Кодирование звуковой информации.

     Из  курса физики вам известно, что  звук - это колебания воздуха. По своей природе звук является непрерывным  сигналом. Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), мы увидим плавно изменяющееся с течением времени  напряжение.

     Для компьютерной обработки аналоговый сигнал нужно каким-то образом преобразовать  в последовательность двоичных чисел, а для этого его необходимо дискретизировать и оцифровать.

     Можно поступить следующим образом: измерять амплитуду сигнала через равные промежутки времени и записывать полученные числовые значения в память компьютера. 

     

2. Основные  элементы Windows. Управление окнами