Кодирование и хранение символьной информации символов и строк. Кодировка символов ASCII

    Такое количество символов достаточно  вполне для представления текстовой  информации, включая прописные и  строчные буквы русского и  латинского алфавита, цифры, знаки,  графические символы и пр.

    Кодирование заключается в том,  что каждому символу ставится  в соответствии уникальный десятичный  код от 0 до 255 или соответствующий  ему двоичный код от 00000000 до 11111111. Таким образом, человек различает  символы по их начертаниям,  а компьютер – по их кодам.

    При вводе в компьютер текстовой  информации происходит её двоичное  кодирование, изображение символа  преобразуется в его двоичный  код. Пользователь нажимает на  клавиатуре клавишу с символом, и в компьютер поступает определённая  последовательность из восьми  электрических импульсов (двоичный  код символа). Код символа хранится  в оперативной памяти компьютера, где занимает один байт.

    В процессе вывода символа на экран компьютера производится обратный процесс – декодирование, то есть преобразование кода символа в его изображение.

   Присвоение символу конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется  в кодовой таблице. Первые с 33 кода (с 0 по 32) соответствуют  не символам, а операциям (перевод строки, ввод пробела и так далее).

    Коды с 33 по 127 являются интернациональными  и соответствуют символам латинского  алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.

    Коды с 128 по 255 являются национальными,  то есть  в национальных кодировках  одному и тому же коду соответствуют  различные символы. К сожалению,  в настоящее время существуют  пять различных кодовых таблиц  для русских букв (КОИ-8, СР1251, СР866, Мас, ISO – рисунок 10), поэтому тексты, созданные в одной кодировке, не будет правильно отображаться в другой.

 

Рисунок 10: Кодировки символов

    В настоящее время широкое  распространение получил новый  международный стандарт UNICODE, который отводит на каждый символ не один байт, а два, поэтому с его помощью можно закодировать не 256 символов, а N = 2¹⁶ = 65536 различных символов. Эту кодировку поддерживают последние версии платформы Microsoft Windows&Office (начиная с 1997 года).

    Каждая кодировка задаётся своей собственной кодовой таблицей. Как видно из рисунка 10, одному и тому же двоичному коду в различных кодировках поставлены в соответствие различные символы.

Например, последовательность числовых кодов 221, 194, 204 в кодировке СР1251 образует слово  «ЭВМ», тогда как в других кодировках это будет бессмысленный набор  символов.

    В большинстве случаев пользователь  не должен заботиться о перекодировках  текстовых документов, так как  это делают специальные программы-конверторы, встроенные в приложения.

 

2.6. Хранение  символьной  информации

    Информация, закодированная с помощью естественных и формальных языков, а также информация в форме зрительных и звуковых образов хранится в памяти человека. Однако для долговременного хранения информации, её накопления и передачи из поколения в поколение используются носители информации.

    Материальная природа носителей  информации может быть различной:  молекулы ДНК, которые хранят  генетическую информацию, бумага, на  которой хранятся тексты и  изображения, магнитная лента,  на которой хранится  звуковая  информация, фотоплёнки и киноплёнка, на которых хранится графическая информация, микросхем памяти, магнитные и лазерные диски, на которых хранятся программы и данные в компьютере, и так далее.

    По оценкам специалистов, объём  информации, фиксируемой на различных  носителях, превышает один эксабайт  в год (10¹⁸ байт/год). Примерно 80 % всей  этой информации хранится в цифровой форме на магнитных и оптических носителях и только 20 % - на аналоговых носителях (бумага, магнитные ленты, фотоплёнки и киноплёнки). Если всю записанную в 2000 году информацию распределить на всех жителей планеты, то на каждого человека придётся по 250 Мбайт, а для её хранения потребуется 85 миллионов жёстких магнитных дисков по 20 Гбайт.

    Информационная  ёмкость носителей информации. Носители информации характеризуются информационной ёмкостью, то есть количеством информации, которое они могут хранить. Наиболее информационно ёмкими являются молекулы ДНК, которые имеют очень малый размер и плотно упакованы. Это позволяет хранить огромное количество информации (до 10²¹ битов в 1см³), что даёт возможность организму развиваться на одной - единственной клетки, содержащей всю необходимую генетическую информацию.

    Микросхемы памяти позволяют  хранить в 1 см³ до 10¹⁰ битов информации, однако это в 100 миллиардов раз меньше, чем в ДНК. Можно сказать, что современные технологии пока существенно проигрывают биологической революции.

    Однако если сравнивать информационную  ёмкость традиционных носителей,  то прогресс очевиден. На каждом  гибком магнитном диске может  храниться книга объёмом около  600 страниц, а на жёстком магнитном  диске или DVD – целая библиотека, включающая десятки тысяч книг.

    Надёжность и долговременность хранения информации. Большое значение имеет надёжность и долговременность хранения информации. Большую устойчивость к возможным повреждениям имеют молекулы ДНК, так как существует  механизм обнаружения повреждений  их  структуры (мутаций) и самовосстановления.

    Надёжность (устойчивость к повреждениям) достаточно высока у аналоговых  носителей, повреждение которых  приводит к потери информации только на повреждённом участке. Повреждённая часть фотографии не лишает возможности видеть оставшуюся часть, повреждение участка магнитной ленты приводит лишь к временному пропаданию звука и так далее.

    Цифровые носители гораздо более  чувствительны к повреждениям, даже  утеря одного бита данных на  магнитном или оптическом диске  может привести к невозможности  считать файл, то есть к потере  большого объёма данных. Именно поэтому необходимо соблюдать правила эксплуатации и хранения цифровых носителей информации.

    Наиболее долговременным носителем  информации является молекула  ДНК, которая в течение десятков  тысяч лет (человек) и миллионов  лет (некоторые живые организмы), сохраняет генетическую информацию  данного вида.

    Аналоговые носители способны сохранять информацию в течение тысяч лет (египетские папирусы и шумерские глиняные таблички), сотен лет (бумага) и десятков лет (магнитные ленты, фотоплёнки и киноплёнки).

    Цифровые носители появились сравнительно недавно и поэтому об их долговременности можно судить только по оценкам специалистов. По экспертным оценкам, при правильном хранении оптические носители способны хранить информацию сотни лет, а магнитные – десятки лет.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Заключение

    Информация играет важную роль во всех сферах человеческой деятельности.

   Информация - это сведения, которые должны снять в большей или меньшей степени существующую до их получения неопределенность у получателя, пополнить систему его понимания объекта полезными сведениями. Информация играет важную роль в предоставлении сведений для принятия управленческих решений и является одним из факторов, обеспечивающих снижение издержек производства и повышение его эффективности. К информации предъявляются определенные требования:  краткость, четкость формулировок, своевременность поступления;  удовлетворение потребностей конкретных управляющих; точность и достоверность, правильный отбор первичных сведений, оптимальность систематизации и непрерывность сбора и обработки сведений.

    При передаче, хранении и переработке информации в различных системах широко применяют кодирование, в том числе избыточное, для обнаружения и исправления ошибок, и шифрование в целях исключения несанкционированного доступа.

    Несмотря на значительные успехи в развитии технических средств, до сих пор первичные данные часто фиксируются на бумажный носитель – первичный документ (около 73% информации). При этом участие человека-оператора в процессе ввода существенно снижает эффективность информационной системы.

    Следует также отметить и  другие технологии распространения информации, получившие большую популярность в последнее время. К ним относят  электронную почту, радиотекст и видеоконференцию.

 
 
 

Глоссарий

 
 
 
 
 
 
 
 

Список  используемой литературы

1. В. З. Аладьев и др. «Основы информатики: Учебное пособие». – М.: Информационно-издательский дом «Филин», 2005.

2. Дж. Брукшир «Информатика и вычислительная техника»/Дж. Брукшир. - СПБ.: Питер, 2004.

3. А.И. Громов, М.Я. Сафин «Основы информатики вычислительной техники: Учебное пособие». ВФК – М.: Издательство РУДН, 2004.

4. «Информатика. Базовый курс».: Учебник/ Под ред. С. В. Симоновича. – Спб.: Питер, 2007.

5. А. В. Могилев «Информатика: Учебное пособие для педагогических вузов»/ А.В. Могилев, Н.И. Пак, Е. К. Хеннер: Под ред. Е. К. Хеннера. – М.: Академия, 2001.

6. А. Н. Степанов «Информатика: Учебное пособие для вузов». – СПб.: Питер, 2006.

7. Б. В. Соболь, А. Б. Галин, Ю. В. Панов, Е. В. Рашидова, Н. Н. Садовой «Информатика. Учебник», Ростов-на-Дону «ФЕНИКС», 2007.

8. В. А. Острейковский, И. В. Полякова «Информатика. Теория и практика. Учебное пособие», Москва «ОНИКС», 2008.

9. «Информатика. Учебник»/ Под редакцией доктора технических наук профессора А. Н. Данчула, Москва «Издательство РАГС», 2004.

10. Макарова «Информатика. Учебник для ВУЗов»,  Москва, Дрофа 2000.