Лекция "Кодирование информации."

Лекция 4. Раздел 3. Программное обеспечение. Содержание Тема 1 Кодирование информации................................................................................1 1.1 Системы счисления....................................................................................................1 1.1.1. Римская система счисления.........................................................................2 1.1.2. Десятичная система счисления....................................................................3 1.1.3. Двоичная система счисления.......................................................................3 1.1.4. Восьмеричная и Шестнадцатеричная системы счисления.........................4 1.1.5. Перевод чисел из одной системы счисления в другую..............................5 1.2. Кодирование данных................................................................................................9 1.2.1. Кодирование целых и действительных чисел...........................................10 1.2.2. Кодирование текстовых данных................................................................10 1.2.3. Универсальная система кодирования текстовых данных........................13 1.2.4. Кодирование графических данных............................................................14 1.2.5. Кодирование звуковой информации..........................................................15 Тема 2 .Структура программного обеспечения........................................................17 Системное ПО................................................................................................................17 Инструментальные системы .........................................................................................17 Прикладное ПО..............................................................................................................17 Тема 1 Кодирование информации.    1.1 Системы счисления Система счисления, или  просто счисление,  или  нумерация,  ­ набор конкретных знаков­цифр вместе с системой приемов записи, которая представляет числа этими цифрами. Различные системы счисления могут отличаться друг от друга по следующим признакам:1) разное начертание цифр, которые обозначают одни и те же числа, 2) разные способы записи чисел цифрами 3) разное количество цифр. Например, восточные арабы до сих пор используют ту же самую систему счисления, что и в большинстве стран, но начертание цифр у них иное. По способу записи чисел цифрами системы счисления бывают позиционные и непозиционные. Непозиционная система счисления — это такая система счисления, что в записи числа каждая цифра имеет всегда одно и то же значение, т. е. ее «вес» не зависит от местоположения в числе. Римская система счисления является непозиционной. Например, число I в римской системе означает один, число II означает 1 + 1, т. е. два, а число III — 1 + 1 + 1=3. Позиционная система счисления характеризуется тем, что значение знака­цифры, «вес» цифры зависит от ее расположения в записи числа. Например, число 1 в обычной десятичной системе счисления означает один. В числе 11 первая цифра справа означает 1, а вторая цифра справа — уже 10, поэтому число 11 означает 1 + 10, т. е. одиннадцать. Также число 111 = 100 + 10 + 1. Основание   системы   счисления   —   это   количество   цифр   позиционной   системы   счисления. Позиционные системы отличаются друг от друга своим количеством цифр, и поэтому именуется по своему основанию. Например, десятичная система счисления, двоичная система. 1.1.1. Римская система счисления Римская   система   счисления—   счисление   древних   римлян,   используемое   в   современной цивилизации (см. прил. 1). В русском языке это счисление используется для написания: 1) века; 2) порядкового числительного; 3) месяца при указании даты и, очень редко: 4) года н. э. (нашей эры). Римская система счисления имеет свое собственное оригинальное начертание цифр. В частности, в этой системе отсутствует нуль. Римская система основана на употреблении семи особых знаков —  римских цифр,  которые делятся на четыре знака десятичных разрядов I = 1, X = 10, C = 100, M = 1000 и три знака половин десятичных разрядовV = 5, L = 50, D = 500. Натуральные числа, т. е. целые положительные числа (без нуля), можно записывать при помощи повторения римских цифр, используя три следующие правила. 1. Правило   сложения:  если   все   цифры   в   числе   по   значению   не   возрас тают, если считать слева направо, то они складываются. Например: II = 2, VI = 6, XI = 11 — правильно, IV = 6, XL = 60 — неправильно. 2. Правило   вычитания:  1)   сначала   во   всех   парах,   где   меньшая   цифра стоит   перед   большей,  вычитается  меньшая   цифра   из   большей;   2)   затем полученные принцип сложения и складываются.   результаты   вместе Например:   с   оставшимися   цифрами   подпадают   под IV = 4, XIV = 14, XXIX = 29 — правильно, IVX = 6, IXX = 1 — неправильно. 3. Правило   ограничения:   число   записывается   слева   направо   макси  1)   2) мально   возможными   цифрами; подряд   заменяются   этим   десятичным   и   следующим   половинным;   но   четыре   одинаковых  десятичных  знака   но   ес   3) ли   при   этой   замене  этот   десятичный  знак   оказывается   между   двумя   оди наковыми   половинными,   то   эти   три   знака   заменяются  этим   десятичным  и следующим   десятичным   ценным десятичным). (т.   е.   два   половинных   знака   заменяются   равно 1.1.2. Десятичная система счисления Десятичная система счисления — это позиционная система счисления.  Пришла в Европу из Индии, где она появилась не позднее VI века н.э. В этой системе 10 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, но информацию несет не только цифра, но и место, на котором цифра стоит (то есть ее позиция). В десятичной системе счисления особую роль играют число 10 и его степени: 10, 100, 1000 и т.д. Самая правая цифра числа показывает число единиц, вторая справа ­ число десятков, следующая ­ число сотен и т.д.  1.1.3. Двоичная система счисления Люди предпочитают десятичную систему, вероятно, потому, что с древних времен считали по пальцам.   Но,   не   всегда   и   не   везде   люди   пользовались   десятичной   системой   счисления.   В   Китае,например, долгое время применялась пятеричная система счисления. В ЭВМ используют двоичную систему потому, что она имеет ряд преимуществ перед другими:     для ее реализации используются технические элементы с двумя возможными состояниями (есть ток ­­ нет тока, намагничен ­­ ненамагничен);  представление   информации   посредством   только   двух   состояний   надежно   и помехоустойчиво;  возможно   применение   аппарата   булевой   алгебры   для   выполнения   логических преобразований информации;  двоичная   арифметика   проще   десятичной   (двоичные   таблицы   сложения   и   умножения предельно просты).  В   двоичной   системе   счисления   всего   две   цифры,   называемые   двоичными   (binary   digits). Сокращение   этого   наименования   привело   к   появлению   термина  бит,   ставшего   названием   разряда двоичного числа. Веса разрядов в двоичной системе изменяются по степеням двойки. Поскольку вес каждого разряда умножается либо на 0, либо на 1, то в результате значение числа определяется как сумма соответствующих значений степеней двойки. Если какой­либо разряд двоичного числа равен 1, то   он   называется   значащим   разрядом.   Запись   числа   в   двоичном   виде   намного   длиннее   записи   в десятичной системе счисления. Арифметические действия, выполняемые в двоичной системе, подчиняются тем же правилам, что и в десятичной системе. Только в двоичной системе перенос единиц в старший разряд возникает чаще, чем в десятичной. Вот как выглядит таблица сложения в двоичной системе:      0   +   0 0 + 1 = 1 1   +   0 1 + 1 = 0 (перенос в старший разряд) = 0 = 1 Таблица умножения для двоичных чисел еще проще: 0 * 0 = 0 0 * 1 = 0 1 * 0 = 0 1 * 1 = 1 1.1.4. Восьмеричная и Шестнадцатеричная системы счисления В восьмеричной (octal) системе счисления используются восемь различных цифр 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Основание системы ­­ 8. При записи отрицательных чисел перед последовательностью цифр ставят знак   минус.   Сложение,   вычитание,   умножение   и   деление   чисел,   представленных   в   восьмеричной системе,  выполняются  весьма  просто подобно тому, как это делают в общеизвестной десятичной системе счисления. В различных языках программирования запись восьмеричных чисел начинается с 0, например, запись 011 означает число 9.В  шестнадцатеричной  (hexadecimal) системе счисления применяется десять различных цифр и шесть   первых   букв   латинского   алфавита.   При   записи   отрицательных   чисел   слева   от последовательности цифр ставят знак минус. Для того чтобы при написании компьютерных программ отличить числа, записанные в шестнадцатеричной системе, от других, перед числом ставят 0x. То есть 0x11 и 11 ­­ это разные числа. В других случаях можно указать основание системы счисления нижним индексом. Шестнадцатеричная  система счисления широко используется  при задании  различных оттенков цвета   при   кодировании   графической   информации   (модель   RGB).   Так,   в   редакторе   гипертекста Netscape   Composer   можно   задавать   цвета   для   фона   или   текста   как   в   десятичной,   так   и шестнадцатеричной системах счисления. 1.1.5. Перевод чисел из одной системы счисления в другую Наиболее   часто   встречающиеся   системы   счисления   ­­   это   двоичная,   шестнадцатеричная   и десятичная. Как же связаны между собой представления  числа в различных системах  счисления? Рассмотрим различные способы перевода чисел из одной системы счисления в другую на конкретных примерах. Пусть требуется перевести число 567 из десятичной в двоичную систему. Сначала определим максимальную степень двойки, такую, чтобы два в этой степени было меньше или равно исходному числу. В нашем случае это 9, т. к. 29=512, а 210=1024, что больше начального числа. Таким образом, мы получим   число   разрядов   результата.   Оно   равно   9+1=10.   Поэтому   результат   будет   иметь   вид 1ххххххххх, где вместо х могут стоять любые двоичные цифры. Найдем вторую цифру результата. Возведем двойку в степень 9 и вычтем из исходного числа: 567­29=55. Остаток сравним с числом 28=256.   Так   как   55   меньше   256,   то   девятый   разряд   будет   нулем,   т. е.   результат   примет   вид 10хххххххх. Рассмотрим восьмой разряд. Так как 27=128>55, то и он будет нулевым.Седьмой   разряд   также   оказывается   нулевым.   Искомая   двоичная   запись   числа   принимает   вид 1000хххххх. 25=32<55, поэтому шестой разряд равен 1 (результат 10001ххххх). Для остатка 55­32=23 справедливо   неравенство   24=16<23,   что   означает   равенство   единице   пятого   разряда.   Действуя аналогично,   получаем   в   результате   число   1000110111.   Мы   разложили   данное   число   по   степеням двойки: 567=1*29+0*28+0*27+0*26+1*25+1*24+0*23+1*22 +1*21+1*20 При другом способе перевода чисел используется операция деления в столбик. Рассмотрим то же самое   число   567.   Разделив   его   на   2,   получим   частное   283   и   остаток   1.   Проведем   ту   же   самую операцию с числом 283. Получим частное 141, остаток 1. Опять делим полученное частное на 2, и так до  тех   пор,  пока   частное  не   станет  меньше   делителя.   Теперь   для   того,   чтобы   получить   число   в двоичной системе счисления, достаточно записать последнее частное, то есть 1, и приписать к нему в обратном порядке все полученные в процессе деления остатки. Результат,   естественно,   не   изменился:   567   в   двоичной   системе   счисления   записывается   как 1000110111. Эти   два  способа  применимы   при  переводе  числа   из   десятичной  системы   в  систему   с  любым основанием.   Для   закрепления   навыков   рассмотрим   перевод   числа   567   в   систему   счисления   с основанием 16. Сначала осуществим разложение данного числа по степеням основания. Искомое число будет состоять   из   трех   цифр,   т. к.   162=256 < 567 < 163=4096.   Определим   цифру   старшего   разряда. 2*162=512<567<3*162=768, следовательно искомое число имеет вид 2хх, где вместо х могут стоять любые шестнадцатеричные цифры. Остается распределить по следующим разрядам число 55 (567­ 512). 3*16=48<55<4*16=64, значит во втором разряде находится цифра 3. Последняя цифра равна 7 (55­48). Искомое шестнадцатеричное число равно 237. Второй способ состоит в осуществлении последовательного деления в столбик, с единственным отличием в том, что делить надо не на 2, а на 16, и процесс деления заканчивается, когда частное становится строго меньше 16.Конечно, не надо забывать и о том, что для записи числа в шестнадцатеричной системе счисления, необходимо заменить 10 на A, 11 на B и так далее. Операция перевода в десятичную систему выглядит гораздо проще, так как любое десятичное число можно представить в виде x = a0*pn  + a1*pn­1  + ... + an­1*p1  + an*p0, где a0  ... an  ­­ это цифры данного числа в системе счисления с основанием p. Пример Переведем число 4A3F в десятичную систему. По определению, 4A3F= 4*163+A*162+3*16+F. Заменив A на 10, а F на 15, получим 4*163+10*162+3*16+15= 19007 Пожалуй,   проще   всего   осуществляется   перевод   чисел   из   двоичной   системы   в   системы   с основанием, равным степеням двойки (8 и 16), и наоборот. Для того чтобы целое двоичное число записать в системе счисления с основанием 2n, нужно  данное двоичное число разбить справа налево на группы по n­цифр в каждой;   если в последней левой группе окажется меньше n разрядов, то дополнить ее нулями до нужного числа разрядов;   рассмотреть   каждую   группу,   как   n­разрядное   двоичное   число,   и   заменить   ее соответствующей цифрой в системе счисления с основанием 2n.  Двоично­шестнадцатеричная таблица Двоично­шестнадцатеричная таблица 2­ ная 16­ ная ная 2­ 16­ ная 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 0 1 2 3 4 5 6 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 8 9 A B C D E Двоично­восьмеричная таблица ная 2­ 8­ 000 0 001 1 010 2 011 3 100 4 101 5 110 6 111 7ная1.2. Кодирование данных Для   автоматизации   работы   с   данными,   относящимися   к   различным   типам,   очень   важно унифицировать их форму представления — для этого обычно используется прием кодирования, то есть выражение данных одного типа через данные другого типа. Естественные человеческие языки — это не что иное, как системы  кодирования  понятий для выражения  мыслей  посредством  речи. К языкам близко примыкают азбуки (системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов). История знает интересные, хотя и безуспешные попытки создания «универсальных» языков и   азбук.   По­видимому,   безуспешность   попыток   их   внедрения   связана   с   тем,   что   национальные   и социальные   образования   естественным   образом   понимают,   что   изменение   системы   кодирования общественных данных непременно приводит к изменению общественных методов (то есть норм права и морали), а это может быть связано с социальными потрясениями. Та   же   проблема   универсального   средства   кодирования   достаточно   успешно   реализуется   в отдельных отраслях техники, науки и культуры. В качестве примеров можно привести систему записи математических выражений, телеграфную азбуку, морскую флажковую азбуку, систему Брайля для слепых и многое другое. Своя   система   существует   и   в   вычислительной   технике   —   она   называется  двоичным кодированием  и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, по английски — binary digit или, сокращенно, bit {бит). Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, черное или белое, истина или ложь и т. п.). Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных понятия: 00     01       10       11 Тремя битами можно закодировать восемь различных значений: 000   001     010    011     100     101 110    111Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодирования, мы увеличиваем в два   раза   количество   значений,   которое   может   быть   выражено   в   данной   системе,   то   есть   общая формула имеет вид: N=2m,         где: N — количество независимых кодируемых значений; т — разрядность двоичного кодирования, принятая в данной системе. 1.2.1. Кодирование целых и действительных чисел Целые числа кодируются двоичным кодом достаточно просто — достаточно взять целое число и делить его пополам до тех пор, пока в остатке не образуется ноль или единица. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним остатком, и образует двоичный аналог десятичного числа. 19:2 = 9+1 9:2=4+1   4 : 2 = 2+ 0   2:2 = 1 Таким образом, 1910 = 10112. Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного  кода (8 бит). Шестнадцать бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65535, а 24 бита — уже более 16,5 миллионов разных значений. Для   кодирования   действительных   чисел   используют   80­разрядное   кодирование.  При   этом   число предварительно преобразуется в нормализованную форму. 3,1415926 = 0,31415926* 101 300 000 = 0,3*106 123 456 789 = 0,123456789 • 1010 Первая часть числа называется  мантиссой,  а вторая —  характеристикой.  Большую  часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое  фиксированное количество разрядов отводят для хранения характеристики (тоже со знаком). 1.2.2. Кодирование текстовых данных Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число (например, порядковый номер), то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. Восьми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов. Этого хватит, чтобы выразить различными комбинациями восьми битов все символы английского и русского языков, как строчные, так и прописные, а также  знаки препинания, символы основных арифметических действий и некоторые общепринятые специальные  символы,  например  символ «§».Технически   это   выглядит   очень   просто,   однако   всегда   существовали   достаточно  веские организационные сложности. В первые годы развития вычислительной техники они были связаны с отсутствием   необходимых   стандартов,   а   в   настоящее   время  вызваны,   наоборот,   изобилием одновременно   действующих   и   противоречивых   стандартов.   Для   того   чтобы   весь   мир   одинаково кодировал текстовые данные, нужны единые  таблицы кодирования, а это пока невозможно из­за противоречий между символами национальных алфавитов, а также противоречий корпоративного характера. Для   английского   языка,   захватившего   де­факто   нишу   международного   средства   общения, противоречия   уже   сняты.   Институт   стандартизации   США  (ANSI  —  American  National  Standard Institute)  ввел   в   действие   систему   кодирования  ASCII  (American  Standard  Code  for  Information Interchange — стандартный код информационного обмена США). В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования — базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255. Первые 32 кода базовой таблицы, начиная с нулевого, отданы производителям аппаратных средств   (в   первую   очередь   производителям   компьютеров   и   печатающих   устройств).   В   этой области размещаются так называемые  управляющие коды,  которым не соответствуют никакие символы языков, и, соответственно, эти коды не выводятся ни на экран, ни на устройства печати, но ими можно управлять тем, как производится вывод прочих данных. Начиная   с   кода   32   по   код   127   размещены   коды   символов   английского   алфавита,  знаков препинания, цифр, арифметических  действий и некоторых вспомогательных  символов.   Базовая таблица кодировки ASCII приведена в таблице 1.1. Аналогичные системы кодирования текстовых данных были разработаны и в других  странах. Так, например, в СССР в этой области действовала система кодирования  КОИ­7  (код обмена информацией,   семизначный).  Однако   поддержка   производителей  оборудования   и   программ вывела   американский   код  ASCII  на   уровень   международного   стандарта,   и   национальнымсистемам кодирования пришлось «отступить» во вторую, расширенную часть системы кодирования, определяющую значения кодов со 128 по 255. Отсутствие единого стандарта в этой области привело к множественности одновременно действующих кодировок. Только в России можно указать три действующих стандарта кодировки и еще два устаревших. Так, например, кодировка символов русского языка, известная как кодировка  Windows­ 1251,  была   введена   «извне»   —   компанией  Microsoft,  но,   учитывая   широкое  распространение операционных систем и других продуктов этой компании в России,  она   глубоко   закрепилась   и нашла   широкое   распространение   (таблица   1.2).   Эта  кодировка   используется   на   большинстве локальных компьютеров, работающих на платформе Windows. Другая   распространенная   кодировка   носит   название   КОИ­8  (код   обмена   информацией, восьмизначный)  —   ее   происхождение   относится   ко   временам   действия   Совета  Экономической Взаимопомощи   государств   Восточной   Европы   (таблица   1.3).   Сегодня   кодировка   КОИ­8   имеет широкое распространение в компьютерных сетях на территории России и в российском секторе Интернета. Международный стандарт, в котором предусмотрена кодировка символов русского алфавита, носит название кодировки /50  (International  Standard  Organization  — Международный институт стандартизации). На практике данная кодировка используется редко (таблица 1.4). На компьютерах, работающих в операционных системах  MS­DOS,  могут действовать  еще две кодировки   (кодировка  ГОСТ     и  кодировка  ГОСТ­альтернативная).  Первая  из них считалась устаревшей   даже   в   первые   годы   появления   персональной   вычислительной   техники,   но   вторая используется и по сей день (см. таблицу 1.5). В связи с изобилием систем кодирования текстовых данных, действующих в России, возникает задача   межсистемного   преобразования   данных   —   это   одна   из   распространенных   задач информатики.1.2.3. Универсальная система кодирования текстовых данных Если   проанализировать   организационные   трудности,   связанные   с   созданием   единой  системы кодирования текстовых данных, то можно прийти к выводу, что они вызваны ограниченным набором кодов (256). В то же время очевидно, что если, например, кодировать символы не восьмиразрядными двоичными числами, а числами с большим количеством разрядов, то и диапазон возможных значений кодов станет намного больше. Такая система, основанная на 16­разрядном кодировании символов, получила   название  универсальной  —  UNICODE.  Шестнадцать   разрядов   позволяют   обеспечить уникальные коды для 65 536 различных символов — этого поля достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты.Несмотря   на   тривиальную   очевидность   такого   подхода,   простой   механический  переход на данную систему долгое время сдерживался из­за недостаточных ресурсов  средств вычислительной техники (в системе кодирования  UNICODE  все текстовые  документы  автоматически  становятся вдвое длиннее). Во второй половине 90­х годов технические средства достигли необходимого уровня обеспеченности ресурсами, и сегодня мы наблюдаем постепенный перевод документов и программных средств  на   универсальную   систему   кодирования.   Для   индивидуальных   пользователей   это  еще больше добавило забот по согласованию документов, выполненных в разных системах кодирования, с программными средствами, но это надо понимать как трудности переходного периода. 1.2.4. Кодирование графических данных Если рассмотреть с помощью увеличительного стекла черно­белое графическое изображение, напечатанное в газете или книге, то можно увидеть, что оно состоит из мельчайших точек, образующих характерный узор, называемый растром (рис. 1.3). Поскольку   линейные   координаты   и   индивидуальные   свойства   каждой   точки   (яркость)  можно выразить   с   помощью   целых   чисел,   то   можно   сказать,   что   растровое   кодирование   позволяет использовать   двоичный   код   для   представления   графических   данных.   Общепринятым   на сегодняшний день считается представление черно­белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета, и, таким  образом, для кодирования яркости любой точки обычно достаточно восьмиразрядного двоичного числа. Для   кодирования   цветных   графических   изображений   применяется  принцип   декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используют три основные цвета: красный  (Red,  R), зеленый  (Green,  G)  и  синий  (Blue, В).  На практике считается (хотя   теоретически   это   не   совсем   так),   что  любой   цвет,   видимый   человеческим   глазом,   можно получить путем механического  смешения этих трех основных цветов. Такая система кодирования называется системой RGB по первым буквам названий основных цветов. Если   для   кодирования   яркости   каждой   из   основных   составляющих   использовать   по   256 значений   (восемь   двоичных   разрядов),   как   это   принято   для   полутоновых   черно­белых изображений, то на кодирование цвета одной точки надо затратить 24 разряда. При этом система кодирования обеспечивает однозначное определение 16,5 млн различных цветов, что на самом делеблизко   к   чувствительности   человеческого   глаза.   Режим   представления   цветной   графики   с использованием 24 двоичных разрядов называется полноцветным (True Color). Каждому из основных цветов можно поставить в соответствие дополнительный  цвет, то есть цвет, дополняющий основной цвет до белого. Нетрудно заметить, что для любого из основных цветов дополнительным   будет   цвет,   образованный   суммой  пары   остальных   основных   цветов. Соответственно, дополнительными цветами являются: голубой (Cyan, С), пурпурный (Magenta, М) и желтый   (Yellow,  Y).  Принцип  декомпозиции   произвольного   цвета   на   составляющие   компоненты можно применять не только для основных цветов, но и для дополнительных, то есть любой цвет можно   представить   в   виде   суммы   голубой,   пурпурной   и   желтой   составляющей.  Такой   метод кодирования цвета принят в полиграфии, но в полиграфии используется  еще и четвертая краска — черная  (Black,   К).  Поэтому   данная   система   кодирования  обозначается  четырьмя буквами  CMYK (черный   цвет   обозначается   буквой  К,  потому,  что   буква  В  уже   занята   синим   цветом),   и   для представления цветной графики в этой системе надо иметь 32 двоичных разряда. Такой режим тоже называется полноцветным (True Color). Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой точки,   то   можно   сократить   объем   данных,   но   при   этом   диапазон   кодируемых   цветов   заметно сокращается.   Кодирование   цветной   графики   16­разрядными   двоичными   числами   называется режимом High Color. При кодировании информации о цвете с помощью восьми бит данных можно передать только 256 цветовых оттенков. Такой метод кодирования цвета называется индексным. Смысл названия в том, что, поскольку 256 значений совершенно недостаточно, чтобы передать весь диапазон цветов, доступный человеческому глазу,  код каждой точки растра выражает не цвет сам по себе, а только его   номер  (индекс)  в некоей  справочной  таблице,  называемой  палитрой.  Разумеется,  эта палитра должна  прикладываться   к   графическим   данным   —   без   нее   нельзя   воспользоваться   методами воспроизведения информации на экране или бумаге (то есть, воспользоваться, конечно, можно, но из­за неполноты   данных   полученная   информация   не   будет   адекватной:   листва   на   деревьях   может оказаться красной, а небо — зеленым). 1.2.5. Кодирование звуковой информации Приемы   и   методы   работы   со   звуковой   информацией   пришли   в   вычислительную  технику наиболее   поздно.   К   тому   же,   в   отличие   от   числовых,   текстовых   и   графических   данных,   у звукозаписей не было столь же длительной и проверенной истории  кодирования. В итоге методы кодирования   звуковой   информации   двоичным   кодом  далеки   от   стандартизации.   Множество отдельных компаний разработали свои  корпоративные  стандарты,  но если  говорить обобщенно, то можно выделить два основных направления.Метод FM {Frequency Modulation) основан на том, что теоретически любой сложный звук можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов  разных  частот, каждый  из которых представляет собой правильную синусоиду, а следовательно, может быть описан числовыми параметрами,   то   есть   кодом.   В   природе  звуковые   сигналы   имеют   непрерывный   спектр,   то   есть являются аналоговыми. Их разложение в гармонические ряды и представление в виде дискретных цифровых  сигналов выполняют специальные устройства —  аналогово­цифровые преобразователи {АЦП).  Обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированного числовым кодом, выполняют  цифро­аналоговые   преобразователи   {ЦАП).  При   таких   преобразованиях   неизбежны потери   информации,   связанные   с   методом   кодирования,   поэтому   качество   звукозаписи   обычно получается   не   вполне   удовлетворительным   и   соответствует   качеству   звучания   простейших электромузыкальных  инструментов  с окрасом, характерным  для электронной  музыки. В то же время,  данный   метод   кодирования   обеспечивает   весьма   компактный   код,   и   потому   он   нашел применение   еще   в   те   годы,   когда   ресурсы   средств   вычислительной   техники   были   явно недостаточны. Метод таблично­волнового {Wave­Table) синтеза лучше соответствует современному уровню развития техники. Если говорить упрощенно, то можно сказать, что где­то в заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков для множества различных музыкальных инструментов (хотя не только для них). В технике такие образцы называют сэмплами. Числовые коды выражают тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его изменения, некоторые параметры среды, в которой происходит звучание, а также прочие параметры, характеризующие особенности звука. Поскольку в качестве образцов используются «реальные» звуки, то качество звука, полученного в результате синтеза, получается очень высоким и приближается к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.Тема 2 .Структура программного обеспечения Системное ПО Системное   ПО,   обеспечивающее   функционирование   компьютера,   включает   в   себя:   операционные   системы   и сервисные программы.  Важнейшим компонентом системного ПО является операционная система (ОС), без которой невозможно взаимодействие (служебные)     пользователя   с   компьютером.   Подмножеством   системного   ПО   следует   считать   сервисные   программы,   которые   не являются жизненно важными, как ОС, но так же помогают управлять компьютером и оптимизировать его ресурсы.  Операционные системы  Сервисное ПО Инструментальные системы Прикладное ПО Текстовые редакторы.Электронные таблицы Системы управления базами данных Компьютерная графика электронные презентации Графические редакторы Бухгалтерские, финансовые и банковские  Системы автоматизированного проектирования переводчики, обучающие системы, видео фильмы, программы работы со звуком и видео и, конечно же, игры.