1.5.2. Двоичное кодирование

В общем случае, чтобы представить информацию в дискретной форме, её следует выразить с помощью символов какого-нибудь естественного или формального языка. Таких языков тысячи. Каждый язык имеет свой алфавит.

Алфавит — конечный набор отличных друг от друга символов (знаков), используемых для представления информации. Мощность алфавита — это количество входящих в него символов (знаков).

Алфавит, содержащий два символа, называется двоичным алфавитом (рис. 1.11). Представление информации с помощью двоичного алфавита называют двоичным кодированием. Закодировав таким способом информацию, мы получим её двоичный код.

Рассмотрим в качестве символов двоичного алфавита цифры 0 и 1.

Покажем, что любой алфавит можно заменить двоичным алфавитом. Прежде всего, присвоим каждому символу рассматриваемого алфавита порядковый номер. Номер представим с помощью двоичного алфавита. Полученный двоичный код будем считать кодом исходного символа (рис. 1.12).

Если мощность исходного алфавита больше двух, то для кодирования символа этого алфавита потребуется не один, а несколько двоичных символов. Другими словами, порядковому номеру каждого символа исходного алфавита будет поставлена в соответствие цепочка (последовательность) из нескольких двоичных символов.

Правило получения двоичных кодов для символов алфавита мощностью больше двух можно представить схемой на рис. 1.13.

Двоичные символы (0,1) здесь берутся в заданном алфавитном порядке и размещаются слева направо. Двоичные коды (цепочки символов) читаются сверху вниз. Все цепочки (кодовые комбинации) из двух двоичных символов позволяют представить четыре различных символа произвольного алфавита:

Источник

Информатика. 7 класс

Конспект урока

Кодирование информации. Двоичный код

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

Дискретизация информации – процесс преобразования информации из непрерывной формы представления в дискретную. Чтобы представить информацию в дискретной форме, её следует выразить с помощью символов какого-нибудь естественного или формального языка.

Алфавит языка – конечный набор отличных друг от друга символов, используемых для представления информации. Мощность алфавита – это количество входящих в него символов.

Алфавит, содержащий два символа, называется двоичным алфавитом. Представление информации с помощью двоичного алфавита называют двоичным кодированием. Двоичное кодирование универсально, так как с его помощью может быть представлена любая информация.

1. Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Для решения своих задач человеку часто приходится преобразовывать имеющуюся информацию из одной формы представления в другую. Например, при чтении вслух происходит преобразование информации из дискретной (текстовой) формы в непрерывную (звук). Во время диктанта на уроке русского языка, наоборот, происходит преобразование информации из непрерывной формы (голос учителя) в дискретную (записи учеников).

Информация, представленная в дискретной форме, значительно проще для передачи, хранения или автоматической обработки. Поэтому в компьютерной технике большое внимание уделяется методам преобразования информации из непрерывной формы в дискретную.

Дискретизация информации – процесс преобразования информации из непрерывной формы представления в дискретную.

Рассмотрим суть процесса дискретизации информации на примере.

На метеорологических станциях имеются самопишущие приборы для непрерывной записи атмосферного давления. Результатом их работы являются барограммы – кривые, показывающие, как изменялось давление в течение длительных промежутков времени. Одна из таких кривых, вычерченная прибором в течение семи часов проведения наблюдений, показана на рисунке 1.

На основании полученной информации можно построить таблицу, содержащую показания прибора в начале измерений и на конец каждого часа наблюдений.

Полученная таблица даёт не совсем полную картину того, как изменялось давление за время наблюдений: например, не указано самое большое значение давления, имевшее место в течение четвёртого часа наблюдений. Но если занести в таблицу значения давления, наблюдаемые каждые полчаса или 15 минут, то новая таблица будет давать более полное представление о том, как изменялось давление.

Таким образом, информацию, представленную в непрерывной форме (барограмму, кривую), мы с некоторой потерей точности преобразовали в дискретную форму (таблицу).

В дальнейшем вы познакомитесь со способами дискретного представления звуковой и графической информации.

В общем случае, чтобы представить информацию в дискретной форме, её следует выразить с помощью символов какого-нибудь естественного или формального языка. Таких языков тысячи. Каждый язык имеет свой алфавит.

Алфавит – конечный набор отличных друг от друга символов (знаков), используемых для представления информации. Мощность алфавита – это количество входящих в него символов (знаков).

Алфавит, содержащий два символа, называется двоичным алфавитом (рис. 3). Представление информации с помощью двоичного алфавита называют двоичным кодированием. Закодировав таким способом информацию, мы получим её двоичный код.

Рассмотрим в качестве символов двоичного алфавита цифры 0 и 1. Покажем, что любой алфавит можно заменить двоичным алфавитом. Прежде всего, присвоим каждому символу рассматриваемого алфавита порядковый номер. Номер представим с помощью двоичного алфавита. Полученный двоичный код будем считать кодом исходного символа.

Если мощность исходного алфавита больше двух, то для кодирования символа этого алфавита потребуется не один, а несколько двоичных символов. Другими словами, порядковому номеру каждого символа исходного алфавита будет поставлена в соответствие цепочка (последовательность) из нескольких двоичных символов. Правило получения двоичных кодов для символов алфавита мощностью больше двух можно представить схемой на рисунке.

Двоичные символы (0,1) здесь берутся в заданном алфавитном порядке и размещаются слева направо. Двоичные коды (цепочки символов) читаются сверху вниз. Все цепочки (кодовые комбинации) из двух двоичных символов позволяют представить четыре различных символа произвольного алфавита:

Цепочки из трёх двоичных символов получаются дополнением двухразрядных двоичных кодов справа символом 0 или 1. В итоге кодовых комбинаций из трёх двоичных символов получается 8 – вдвое больше, чем из двух двоичных символов:

Соответственно, четырёхразрядный двоичный код позволяет получить 16 кодовых комбинаций, пятиразрядный – 32, шестиразрядный – 64 и т. д.

Длину двоичной цепочки – количество символов в двоичном коде – называют разрядностью двоичного кода.

Обратите внимание, что:

32 = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 2 и т. д.

Здесь количество кодовых комбинаций представляет собой произведение некоторого количества одинаковых множителей, равного разрядности двоичного кода.

Если количество кодовых комбинаций обозначить буквой N, а разрядность двоичного кода – буквой i, то выявленная закономерность в общем виде будет записана так:

В математике такие произведения записывают в виде:

Запись 2 i читают так: «2 в i-й степени».

Задача. Вождь племени Мульти поручил своему министру разработать двоичный код и перевести в него всю важную информацию. Двоичный код какой разрядности потребуется, если алфавит, используемый племенем Мульти, содержит 16 символов? Выпишите все кодовые комбинации.

Чтобы выписать все кодовые комбинации из четырёх 0 и 1, воспользуемся схемой на рис. 1.13: 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111.

Универсальность двоичного кодирования

В начале нашей беседы вы узнали, что информация, представленная в непрерывной форме, может быть выражена с помощью символов некоторого естественного или формального языка. В свою очередь, символы произвольного алфавита могут быть преобразованы в двоичный код. Таким образом, с помощью двоичного кода может быть представлена любая информация на естественных и формальных языках, а также изображения и звуки (рис. 6). Это и означает универсальность двоичного кодирования.

Двоичные коды широко используются в компьютерной технике, требуя только двух состояний электронной схемы – «включено» (это соответствует цифре 1) и «выключено» (это соответствует цифре 0).

Простота технической реализации – главное достоинство двоичного кодирования. Недостаток двоичного кодирования – большая длина получаемого кода.

Равномерные и неравномерные коды

Различают равномерные и неравномерные коды. Равномерные коды в кодовых комбинациях содержат одинаковое число символов, неравномерные – разное.

Выше мы рассмотрели равномерные двоичные коды.

Примером неравномерного кода может служить азбука Морзе, в которой для каждой буквы и цифры определена последовательность коротких и длинных сигналов. Так, букве Е соответствует короткий сигнал («точка»), а букве Ш – четыре длинных сигнала (четыре «тире»). Неравномерное кодирование позволяет повысить скорость передачи сообщений за счёт того, что наиболее часто встречающиеся в передаваемой информации символы имеют самые короткие кодовые комбинации.

Разбор решения заданий тренировочного модуля

№1.Тип задания: ввод с клавиатуры пропущенных элементов в тексте

Переведите десятичное число 273 в двоичную систему счисления.

Воспользуемся алгоритмом перевода целых чисел из системы с основанием p в систему с основанием q:

1. Основание новой системы счисления выразить цифрами исходной системы счисления и все последующие действия производить в исходной системе счисления.

2. Последовательно выполнять деление данного числа и получаемых целых частных на основание новой системы счисления до тех пор, пока не получим частное, меньшее делителя.

3. Полученные остатки, являющиеся цифрами числа в новой системе счисления, привести в соответствие с алфавитом новой системы счисления.

4. Составить число в новой системе счисления, записывая его, начиная с последнего остатка.

Ответ: 273₁₀= 100010001.

№2. Тип задания: единичный / множественный выбор.

Четыре буквы латинского алфавита закодированы кодами различной длины:

Источник

Презентация по информатике «Двоичное кодлирование» (7 класс)

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Описание презентации по отдельным слайдам:

Ключевые слова дискретизация алфавит мощность алфавита двоичный алфавит двоичное кодирование разрядность двоичного кода

Барограф – прибор для автоматической непрерывной записи изменений атмосферного давления. Пример Барограмма Таблица, построенная по барограмме t 0 1 2 3 4 5 6 7 P P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7

Двоичное кодирование символов Символ Порядковый номер Двоичный код Схема перевода символа произвольного алфавита в двоичный код

Если мощность исходного алфавита больше двух, то для кодировки символа этого алфавита потребуется несколько двоичных символов. Схематическое представление получения двоичных кодов Двоичные символы (0, 1) берутся в заданном алфавитном порядке и размещаются слева направо. Двоичные коды читаются сверху вниз. Двоичное кодирование символов

Цепочки из двух двоичных символов  четыре различных символа произвольного алфавита: Порядковый номер символа 1 2 3 4 Двузначный двоичный код 00 01 10 11

Цепочки из трех двоичных символов  восемь различных символов произвольного алфавита. Порядковый номер символа 1 2 3 4 5 6 7 8 Трехзначный двоичный код 000 001 010 011 100 101 110 111

Разрядность двоичного кода – количество символов в двоичном коде (длина двоичной цепочки). Закономерность: 2=21, 4=22, 8=23, 16=24 и т.д. В общем виде: N = 2i, где N – количество кодовых комбинаций, i – разрядность двоичного кода Разрядность двоичного кода 1 2 3 4 5 6 7 8 Количество кодовых комбинаций 2 4 8 16 32 64 128 256

Универсальность двоичного кодирования С помощью двоичного кода может быть представлена любая информация. 0111101000101010010101111000000101001110100101010100 1000101010101010010001111101001010010100111010010100

Вопрос: Почему используются и равномерные, и неравномерные коды?

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Применение облачных сервисов в педагогической практике учителя (практический курс)

Курс профессиональной переподготовки

Информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Номер материала: ДБ-128622

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Игры со взрослыми полезнее для развития детей, чем игры со сверстниками

Время чтения: 2 минуты

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

Школы организуют экскурсии и спортивные игры в день выборов

Время чтения: 1 минута

Учитель математики из Казани вышел в финал Международной премии для учителей

Время чтения: 1 минута

Минпросвещения подготовит программу по обучению детей плаванию к 1 октября

Время чтения: 2 минуты

ЕГЭ в 2022 году может пройти в допандемийном формате

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Электронное приложение к учебнику «Информатика» для 7 класса (УМК Босова Л.Л. и др. 5-9 кл.)

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Глава 1. Информация и информационные процессы

§ 1.1. Информация и её свойства

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 1.2. Информационные процессы

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 1.3. Всемирная паутина

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 1.4. Представление информации

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 1.5. Двоичное кодирование

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 1.6. Измерение информации

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Интерактивный тест по теме «Информация и информационные процессы»

Глава 2. Компьютер как универсальное устройство для работы с информацией

§ 2.1. Основные компоненты компьютера и их функции

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 2.2. Персональный компьютер

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Ссылки на ресурсы ФЦИОР:

§ 2.3. Программное обеспечение компьютера

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Ссылки на ресурсы ФЦИОР:

§ 2.4. Файлы и файловые структуры

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 2.5. Пользовательский интерфейс

Ссылки на ресурсы ФЦИОР:

Интерактивный тест по теме «Компьютер как универсальное устройство для работы с информацией»

Глава 3. Обработка графической информации

§ 3.1. Формирование изображения на экране монитора

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 3.2. Компьютерная графика

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 3.3. Создание графических изображений

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Ссылки на ресурсы ФЦИОР:

Задания для практических работ

Интерактивный тест по теме «Обработка графической информации»

Глава 4. Обработка текстовой информации

§ 4.1. Текстовые документы и технологии их создания

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 4.2. Создание текстовых документов на компьютере

§ 4.3. Форматирование текста

§ 4.4. Визуализация информации в текстовых документах

§ 4.5. Инструменты распознавания текстов и компьютерного перевода

Ссылки на ресурсы ФЦИОР

§ 4.6. Оценка количественных параметров текстовых документов

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Ссылки на ресурсы ФЦИОР

Задания для практических работ

Интерактивный тест по теме «Обработка текстовой информации»

Источник

Электронное приложение к учебнику «Информатика» для 7 класса (УМК Босова Л.Л. и др. 5-9 кл.)

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Глава 1. Информация и информационные процессы

§ 1.1. Информация и её свойства

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 1.2. Информационные процессы

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 1.3. Всемирная паутина

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 1.4. Представление информации

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 1.5. Двоичное кодирование

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 1.6. Измерение информации

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Интерактивный тест по теме «Информация и информационные процессы»

Глава 2. Компьютер как универсальное устройство для работы с информацией

§ 2.1. Основные компоненты компьютера и их функции

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 2.2. Персональный компьютер

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Ссылки на ресурсы ФЦИОР:

§ 2.3. Программное обеспечение компьютера

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Ссылки на ресурсы ФЦИОР:

§ 2.4. Файлы и файловые структуры

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 2.5. Пользовательский интерфейс

Ссылки на ресурсы ФЦИОР:

Интерактивный тест по теме «Компьютер как универсальное устройство для работы с информацией»

Глава 3. Обработка графической информации

§ 3.1. Формирование изображения на экране монитора

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 3.2. Компьютерная графика

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 3.3. Создание графических изображений

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Ссылки на ресурсы ФЦИОР:

Задания для практических работ

Интерактивный тест по теме «Обработка графической информации»

Глава 4. Обработка текстовой информации

§ 4.1. Текстовые документы и технологии их создания

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 4.2. Создание текстовых документов на компьютере

§ 4.3. Форматирование текста

§ 4.4. Визуализация информации в текстовых документах

§ 4.5. Инструменты распознавания текстов и компьютерного перевода

Ссылки на ресурсы ФЦИОР

§ 4.6. Оценка количественных параметров текстовых документов

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

Ссылки на ресурсы ФЦИОР

Задания для практических работ

Интерактивный тест по теме «Обработка текстовой информации»

Глава 5. Мультимедиа

§ 5.1. Технология мультимедиа

Ссылки на ресурсы ЕК ЦОР

§ 5.2. Компьютерные презентации

Источник