Кодирование информации. Для определения количества информации был найден способ представить любой ее тип (символьный, текстовый

Для определения количества информации был найден способ представить любой ее тип (символьный, текстовый, графический) в едином виде, что позволило все типы информации преобразовать к единому стандартному виду. Таким видом стала так называемая двоичная форма представления информации. Она заключается в записи любой информации в виде последовательности только двух символов. Каждая такая последовательность называется двоичным кодом. Недостаток двоичного кодирования – длинные коды. Но в технике легче иметь дело с большим числом простых однотипных элементов, чем с небольшим числом сложных.

Количественное измерение информации
Двоичные символы могут кодироваться любым способом: буквами А, Б; словами ДА, НЕТ, двумя устойчивыми состояниями системы и т.д. Однако ради простоты записи были взяты цифры 1 и 0. Обработка информации в ЭВМ основана на обмене электрическими сигналами между различными устройствами машины. В компьютере, хранящем, либо обрабатывающем информацию, рассматриваемые символы 0 и 1 могут также обозначаться по-разному: один из них - наличием в рассматриваемом элементе электрического тока, либо магнитного поля, второй - отсутствием электрического тока, либо магнитного поля.
Таким образом, в ЭВМ реализуются два устойчивых состояния. Эти два устойчивых состояния информационной системы определяют единицу измерения информации, называемую БИТОМ. Количество информации, кодируемое двоичной цифрой - 0 или 1, называется битом. Благодаря введению понятия единицы информации появилась возможность определения размера любой информации числом битов.
Процесс получения двоичной информации об объектах исследования называют кодированием информации. Кодирование информации перечислением всех возможных событий очень трудоемко. Поэтому на практике кодирование осуществляется более простым способом. Он основан на том, что один разряд последовательности двоичных цифр имеет уже вдвое больше различных значений - 00, 01, 10, 11, чем одноразрядные 0 и 1. Трехразрядная последовательность имеет также вдвое больше значений - 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111, чем двухразрядная и т.д. Добавление одного разряда увеличивает число значений вдвое, это позволяет составить следующую таблицу информационной емкости чисел:
Таблица 1. Информационная емкость чисел

Пользуясь вышеприведенной таблицей легко закодировать любое множество событий. Например, нам нужно закодировать 32 буквы русского алфавита, для этой цели достаточно взять пять разрядов, потому что пятиразрядная последовательность имеет 32 различных значения.
Для измерения больших объемов информации пользоваться битами неудобно. Поэтому применяются кратные биту единицы измерения информации:

Кодирование различных типов информации
С помощью набора битов, можно представить любое число и любой знак. В информационных документах широко используются не только русские, но и латинские буквы, цифры, математические знаки и другие специальные знаки, всего их количество составляет примерно 200-250 символов. Поэтому для кодировки всех указанных символов используется восьмиразрядная последовательность цифр 0 и 1. Таким образом, текстовая информация кодируется с помощью кодовой таблицы.
Кодовая таблица – это внутреннее преставление символов в компьютере. Во всем мире в качестве стандарта принята таблица ASCII – Американский стандартный код для обмена информацией. Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт = 8 бит.
Следует отметить, что указанный способ кодирования используется тогда, когда к нему не предъявляются дополнительные требования, такие как необходимость указать на возникшую ошибку, исправление ошибки, секретность информации. При специальном кодировании коды получаются длиннее, чем в указанной таблице.
Наиболее просто кодируется числовая информация – она переводится в двоичную систему исчисления.
Для представления графической информации в двоичной форме используется так называемый поточечный способ. На первом этапе вертикальными и горизонтальными линиями делят изображение. Чем больше при этом получилось квадратов, тем точнее будет передана информация о картинке. Как известно из физики, любой цвет может быть представлен в виде суммы различной яркости зеленого, синего, красного цветов. Поэтому информация о каждой клетке должна содержать кодировку значения яркости и количеств зеленого, синего и красного компонентов. Таким образом кодируется растровое изображение – изображение, разбитое на отдельные точки. Объем растрового изображения определяется умножением количества точек на рисунке на информационный объем одной точки, который зависит от количества возможных цветов отображения (для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен 1 биту и кодируется двумя цифрами – 0 или 1). Разные цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия трех основных цветов – красного, синего, зеленого и их яркости. Каждая точка на экране кодируется с помощью 4 битов.
Векторное изображение кодируется разбиением рисунка на элементарные отрезки, геометрические фигуры и дуги. Положение этих элементарных объектов определяется координатами точек. Для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная, штрих- пунктирная), толщина и цвет. Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.
Звуковая информация может быть представлена последовательностью элементарных звуков и пауз между ними. Вывод звуков из компьютера осуществляется синтезатором речи, который считывает из памяти хранящийся код звука. Речь человека имеет большое разнообразие оттенков, поэтому каждое произнесенное слово должно сравниваться с предварительно занесенным в память компьютера эталоном, и при их совпадении происходит его распознавание и запись.

22. Интернет (история развития, структура Интернет).

Существующая в Соединенных Штатах система Интернета начиналась как программа Агентства передовых исследовательских проектов в области обороны (DARPA) при Министерстве обороны (DOD). Пентагону нужна была система военного командования и управления, которая продолжала бы действовать в случае ядерной войны. В 1964 году ученый «Рэнд корпорэйшн» по имени Пол Баран разработал сеть компьютерной связи без концентратора, без центрального коммутатора и без управляющего органа. В этой системе каждое сообщение наносилось на маленькие полоски, которые вкладывались в "электронные конверты", или пакеты, каждый из которых имел адрес отправителя и получателя. Эти пакеты затем запускались в сеть связанных друг с другом компьютеров, как конфетти. Пакеты перебрасывались по высокопроводящим проводам в направлении конечной цели, и по прибытии на которую они собирались вновь. Сеть пакетной коммутации Барана стала технологической основой Интернета.

Первоначальная сеть была создана в конце 1960-х годов и называлась ARPANET. Ее цель состояла в том, чтобы дать возможность подрядчикам, университетам и сотрудникам Министерства обороны, участвующим в исследованиях и разработках оборонного характера, поддерживать связь по компьютерным сетям и совместно использовать вычислительные ресурсы тех немногих на то время мощных компьютеров, которые находились в разных географических точках. В сентябре 1969 года в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса (UCLA) была создана пакетная сеть с одинарным маршрутизатором. А вскоре уже заработали четыре маршрутизатора. Система ARPANET быстро разрасталась. К 1977 году она включала в себя 111 систем хостинга. Поскольку многие университеты и исследовательские центры, входящие м ARPANET позднее подсоединили свои местные сети к APANET, в конечном счете она стала стержневой сетью ARPA Internet, система многих сетей, использующих в качестве языка Протокол управления передачей/Инернет-протокол (TCP/IP) как основу архитектуры. ARPANET сыграл важную роль в развитии Интернета. В свое время это была самая большая, наиболее быстро действующая и населенная часть Интернета,

В 1984 году ARPANET разделилась на две сети: ARPANET и Сеть оборонных данных (DDN). DDN продолжает оставаться одной из составляющих сетей Интернета. (Открытая часть DDN называется MILNET). В 1990 году ARPANET прекратила работу, поскольку более эффективную работу Интернет на коммерческой основе смогла обеспечить сеть Национального научного фонда (NSF) и различные сети среднего уровня, финансируемые Национальным фондом науки. Продолжает работать военная сеть в Министерстве обороны.

В 1985 году Национальный фонд науки финансировал создание нескольких национальных суперкомпьютерных центров, которые были предназначены для использования исследователями в университетах по всей стране. К тому времени многие университеты штатов и регионов создали свои местные и региональные сети, а некоторые использовали систему TCP/IP. NSF финансировал создание сетей мощностью в 56 килобайтов/сек, объединившую пять суперкомпьютерных центров и предложил любым региональным и университетским компьютерным центрам, находившимся в пределах физической досягаемости от этой сети подсоединиться к ней. Это был зароды сети Интернет в нынешнем ее виде. Первоначально смысл подключения к ней состоял в том, что это давало дистанционный доступ к суперкомпьютеру.

Целый ряд университетов подсоединились к сети NSF, чтобы получить доступ к суперкомпьютерам. Кроме исследовательских задач выяснилось, что сеть может с успехом быть использована для целей электронной почти, компьютерной передачи файлов и новостей. Объем трафика в сети быстро возрастал. В ноябре 1987 года NSF заключил контракт с Merit Network Inc., которая совместно с IBM, MCI и штатом Мичиган должны были заняться усовершенствованием и эксплуатацией опорной сети NSF, первого уровня доступа к Интернету.

К этому времени основная цель опорной сети NSF состояла в том, чтобы обеспечить связь между растущими региональными сетями, созданы различными университетскими системами. Термин "Интернет" начал употребляться с 1983 года для обозначения концепции взаимокоммутируемых сетей.

В мае 1993 года NSF радикальным образом изменил архитектуру Интернета, поскольку правительство не хотело больше иметь дела с системами опорной сети. Вместо нее NSF выделило ряд «точек доступа в сеть» (NAP), в которых могли бы взаимодействовать друг с другом частные коммерческие опорные сети. В 1994 году NSF объявил о строительстве четырех NAP в Сан-Франциско, Нью-Йорке, Чикаго и Вашингтоне, округ Колумбия. Заказ NSF на четыре точки доступа в сеть был выполнен Ameritech, PacBell, Sprint и MFS Datanet. Дополнительная точка доступа, известная под названием MAE-West, была создана MFS Dananet на Западном побережье.

30 апреля 1995 года опорная сеть NSF была практически закрыта, а архитектура NAP превратилась в Интернет.

Структура Интернета

Принцип построения Интернета, прежде всего, определяет надежность функционирования в любых ситуациях. Связь между отдельными компьютерами, находящимися в Сети, не прерывается в случае выхода из строя промежуточных звеньев. Поэтому Интернет и называют «всемирной паутиной». Если какой-то промежуточный компьютер вышел из строя, то ваше сообщение просто обойдет этот участок по другому пути - вот и все! Кроме того, у Интернета нет какого-то централизованного компьютера или группы компьютеров.

Структура Сети, с одной стороны, очень сложна (имеется в виду количество участников, которые исчисляются десятками миллионов), но с другой — достаточно проста, логична и надежна.

Обычный пользователь подключается к Сети через так называемого Интернет -провайдера, то есть фирму, которая предоставляет клиентам доступ в Интернет.

Подключившись к своему провайдеру, пользователь получает возможность общаться с другими интернетовскими пользователями, просматривать любые интернетовские странички, где бы они ни находились. Таким образом, можно считать, что провайдеры образуют как бы костяк структуры Интернета, а к ним подключаются как отдельные пользователи, так и локальные сети фирм и организаций.

С другой стороны, понятие «провайдер» также достаточно условно. Есть крупные провайдеры, у которых получают доступ в Интернет (а точнее, арендуют часть интернетовского канала) другие, более мелкие провайдеры. Они в свою очередь могут подключать как отдельных пользователей, так и еще каких-то провайдеров. Даже конечный пользователь (например, вы) может установить у себя специальное программное обеспечение и тоже стать провайдером. Поэтому формально не совсем логично делить интернетовских участников на провайдеров и клиентов. Каждый из них почти всегда является клиентом, и каждый в любой момент может сам стать провайдером.
Логичнее всего рассматривать работу в Интернете как обмен информацией между двумя компьютерами, подключенными к Сети, через другие компьютеры. Причем для конечных пользователей совершенно не важно (если не брать в расчет скорость прохождения информации), сколько промежуточных компьютеров пройдет его сообщение, прежде чем доберется до конечного адресата. Он знает только то, что это сообщение в любом случае дойдет до адресата, даже если часть промежуточных компьютеров будет не в состоянии его передать, — в этом случае интернетовские протоколы сами побеспокоятся о том, чтобы сообщение прошло по неповрежденному участку Сети.

Для лучшего понимания схемы работы Интернета можно провести следующую аналогию. Представьте себе, что вы стоите в самом начале площади, которая заполнена толпой людей, пьющих пиво. На другом конце площади располагается пивной киоск. Вам нужно купить себе кружечку пива, но по такой жаре совершенно не хочется продираться через всю толпу, поэтому вы просто даете деньги ближайшему мужику и просите его передать их дальше. Он передает монетки соседу, тот - своему соседу, и таким образом деньги добираются до киоска, где киоскер их обменивает на кружку пива, которая совершает обратный путь к вам. Заметьте, что путь кружки пива, идущей по направлению к вам, может отличаться от того пути, который проделали деньги по пути к киоску. Почему? По многим причинам. Во-первых, тот человек, который только что передавал деньги, может уже переполниться пивом и упасть на мостовую, заснув сном младенца. Во-вторых, какой-то другой человек из цепочки может быть привлечен диким криком с другого конца площади: «Колян! Подь сюды! Михалыч шикарный анекдот рассказывает!» Вам же абсолютно все равно, пропадет ли одно, другое или даже несколько звеньев этой цепи, потому что на месте старых звеньев всегда возникнут новые, потому что народу на площади, как мы условились, довольно много. Вот так же и в Интернете — вам не нужно никуда отправляться, а достаточно просто выбрать ближайшего мужика (провайдера), который отправит ваши денежки (ваш запрос или письмо) в Сеть, и спустя некоторое время вы получите от него пиво (ответ на ваш запрос или письмо).

23. Набор, редактирование и оформление текстовых документов MS Word.