Принципы кодирования алфавитно-цифровой информации и структура памяти компьютера

Кодирование числовой информации. Информация в памяти компьютера записывается в форме цифрового двоичного кода. В вычислительных машинах применяются две формы представления двоичных чисел:

- естественная форма (с фиксированной запятой);

- нормальная форма (с плавающей запятой);

С фиксированной запятой все числа изображаются в виде последовательности цифр с постоянным для всех положений запятой, отделяющей целую часть от дробной.

Для кодирования действительных с плавающей запятой чисел, число предварительно преобразуется в нормализованную форму:

X= m·10^{± p},

где m - мантисса числа; p - характеристика (порядок) числа.

Кодирование текстовой информации. Если каждому алфавиту сопоставить определенное целое число, то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. Восьми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов. Институт стандартизации США ввел в действие систему кодирования ASCII (Американский стандартный код для обмена информации). В первых 32 кодах таблицы ASCII, начиная с нулевого, размещаются управляющие коды, которым не соответствуют никакие символы языков. Начиная с кода 32 по код 127, размещены коды символов английского алфавита, знаков препинания, арифметических действий и некоторых вспомогательных символов. Вторая половина таблицы кодов ASCII отдана под национальные стандарты. Для русского языка используются кодировки КОИ-7, КОИ-8, Windows-1251. Международный стандарт, в котором предусмотрена кодировка символов русского языка, называется ISO и на практике используется редко.

Кодирование графических изображений. Для кодирования цветных графических изображений применяется принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используют три основных цвета: красный, зеленый и синий (RGB). При кодировании графики с помощью 8 бит можно передать 256 оттенков. Такой метод кодирования называется индексным. Кодирование 16-разрядными двоичными числами называется режимом High Color и позволяет закодировать 65536 цветовых оттенков. Режим представления цветной графики с использованием 24 двоичных разрядов называется полноцветным (True Color) и позволяет закодировать 16,5 млн цветов. Режим, использующий принцип декомпозиции произвольного цвета на три дополнительных цвета (дополняющих основные цвета до белого): голубой, пурпурный и желтый также называется полноцветным, но в этом режиме используется 32 разряда. Такой метод кодирования принят в полиграфии, но здесь используется еще и черный цвет.

Кодирование звуковой информации. Для кодирования звуковой информации используются в основном два метода:

1. Метод частотной модуляции (FM) основан на том, что любой сложный сигнал можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов разных частот, каждый из которых может быть описан числовыми параметрами.

2. Метод таблично-волнового (Wave-Table) синтеза основан на том, что в заранее подготовленных таблицах имеются образцы звуков (сэмплы) для множества различных инструментов. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, а также прочие параметры, характеризующие особенности звука. Качество звука, полученного в результате синтеза, очень высоко.