Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

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

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Российский Государственный Социальный Университет

Филиал РГСУ в городе Электросталь

Специальность «Информатика»

Курсовая работа

по дисциплине:

«Архитектура компьютера»

на тему:

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

Работу выполнила:

студентка группы ИНФ-З-5

Самусенко Е. С.

Проверила:

К.ф-м. н. Балакший Рената Александровна

г. Электросталь

2012 г

Содержание

Введение…………………………………………………………………………...3

Глава 1. Информация……………………………………………………………..6

Понятие информации и данных………………………………………...6
Виды и свойства информации…………………………………………11
Информационные процессы…………………………………………...15
Информационные технологии…………………………………………17
Информационные системы…………………………………………….21
Обработка информации. Алгоритмы.…………………………...…….25

Глава 2. Кодирование и хранение символьной информации……………...…31

2.1. Кодирование информации………………………………………………..31

2.2. Классификация кодов……………………………………………………..32

2.3. Кодирование символьной информации…….……………………………34

2.4. Способы представления символьных данных в ЭВМ………………….41

2.5. Кодирование текстовой информации……………………………………43

2.6. Хранение символьной информации……………………………………..46

Заключение……………………………………………………………………….49

Глоссарий………………………………………………………………………...50

Список используемой литературы……………………………………………...54

Введение

Люди ежедневно общаются друг с другом, передают в той или иной форме какие-то сведения, осмысливают полученные факты, делают определённые умозаключения.

Существует несколько взглядов на то, что принято считать информацией.

Информация техническая, которая передаётся по телефонным линиям и отображается на экранных радиолокаторов. Количество такой информации может быть точно вычислено, и процессы, происходящие с такой информацией, подчиняются физическим законам.
Информация семантическая, то есть смысловая, которая содержится, к примеру, в литературном произведении. В такой информации предлагаются различные количественные оценки и строятся математические теории.

Информация – это физическая величина, такая же, как энергия или скорость. Определённым образом информация описывает процессы, происходящие в естественных физических и в искусственно созданных системах.

Бурное развитие науки и промышленности в XX – XXI вв., неудержимый рост объёмов поступающей информации привели к тому, что человек оказался не в состоянии воспринимать и перерабатывать всё ему предназначенное.

Возникла необходимость классифицировать поступления по темам, организовывать их хранение, доступ к ним, понять закономерности движения в различных изданиях и т.д. Исследования, позволяющие разрешить возникновение проблемы, стали называть информатикой. Информатика – это комплексное научное направление, имеющее междисциплинарный характер и изучающее общие свойства информации и информационных процессов, а также методы и способы рациональной организации этих процессов с использованием средств вычислительной техники и связи в различных сферах человеческой деятельности (социальной, технической, природной).

Говоря об информатике как науке, необходимо иметь в виду, что существует и более широкое понимание этого термина. Информатику рассматривают как сферу (область) деятельности, связанную с получением, обработкой, хранением, распространением информации, а также как отрасль народного хозяйства (информационная индустрия), занимающуюся производством средств компьютерной техники и связи, программных продуктов, разработкой и внедрением информационно-коммуникационных средств технологий и систем, созданием и сопровождением информационных ресурсов, оказанием информационных услуг.

В нашей стране информатика изначально понималась как научная дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности процессов научной коммуникации. В центре её внимания находились документальные информационные системы библиотечного типа и деятельности по сбору, переработке, хранению и распространению научно-технической информации. Вычислительные машины и процессы обработки информации с их помощью изучались в рамках вычислительной техники или, в более широком контексте, кибернетики. В конце 70-х гг. XX в. Академик В. М. Глушков предложил использовать понятие «информатика» для обозначения новой области науки, связанной с разработкой, созданием оценкой, использованием и материально техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины и оборудование, материальное обеспечение, организационные и людские аспекты, а также комплекс их промышленного, коммерческого административного и социального воздействия этот подход получил своё законченное выражение в 1983 г., когда было организовано Отделение информатики, вычислительной техники и автоматизации Академии наук СССР. Информатика определялась как комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики.

Объект исследования - символьная и строковая информация.

Предмет - кодирование и хранение символьной информации символов и строк. Кодировка символов ASCII.

Цель – проанализировать кодирование, хранение символьной информации символов и строк и кодировку символов ASCII в учебной литературе по информатике.

Глава 1. Информация

Понятие информации и данных

Слово «информация» происходит от латинского слова information, что в переводе означает сведения, разъяснения, ознакомления. Понятие «информация» является базовым в курсе информатики, невозможно дать его определение через другие, более «простые» понятия. В геометрии, например, невозможно выразить содержание базовых понятий «точка», «луч», «плоскость» через более простые понятия. Содержание основных, базовых понятий в любой науке должно быть пояснено на примерах или выявлено путем их сопоставления с содержанием других понятий.

В случае с понятием «информация» проблема его определения ещё более сложная, так как оно является общенаучным понятием. Данное понятие используется в различных науках (информатике, кибернетики, биологии, физике и др.), при этом в каждой науке понятие «информация» связано с различными системами понятий.

Информация в физике. В физике мерой беспорядка, хаоса для термодиначеской системы является энтропия системы, тогда как информация (антиэнтропия) является мерой упорядоченности и сложности системы.

Энтропия - это мера неопределенности дискретного источника информации. Формула энтропии была предложена К. Шенноном:

Некоторые свойства энтропии

Энтропия является вещественной и неотрицательной величиной, т.к. для любого значения p_i(i=1,…,N), которое изменяется в пределах от 0 до 1, log p_i отрицателен (при 0 – не существует) и, следовательно, - p_i∙log p_i – положительно.
Энтропия – величина ограниченная. Для слагаемых - p_i∙log p_i в диапазоне 0 < p_i < 1 ограниченность очевидна, а предел для - p_i∙log p_i при p_i → 0, по правилу Лопиталя, равен 0.
Энтропия равна нулю, если вероятность одного из состояний источника равна 1.
Энтропия максимальна, когда все состояния источника равновероятны, что доказывается использованием метода неопределенных множителей Лагранжа.
Энтропия источника u с двумя состояниями u₁ и u₂ изменяется от 0 до 1, достигая максимума при равенстве их вероятностей:

P (u₁) = (p) = p (u₂) = 1- p = 0,5

Энтропия объединения нескольких статистически независимых источников информации равна сумме энтропий исходных источников, например, для двух независимых источников a и b Н (aÙb) = Н (a) + Н(b).

По мере увеличения сложности системы величина энтропии уменьшается, и величина информации увеличивается. Процесс увеличения информации характерен для открытых, обменивающих веществом и энергией с окружающей средой, саморазвивающихся систем живой природы (белковых молекул, организмов, популяций животных и так далее).

Таким образом, в физике информация рассматривается как антиэнтропия или энтропия с обратным знаком.

Информация в биологии. В биологии, которая изучает живую природу, понятие «информация» связывается с целесообразным поведением живых организмов. Такое поведение строится на основе получения и использования организмов об окружающей среде.

Понятие «информация» в биологии используется также в связи с исследованиями механизмов наследственности. Генетическая информация передаётся по наследству и хранится во всех клетках живых организмов. Гены передают собой сложные молекулярные структуры, содержащие информацию о строении живых организмов. Последнее обстоятельство позволило проводить научные эксперименты по клонированию, то есть созданию точных копий организмов из одной клетки.

Информация в кибернетике. В кибернетике (науке об управлении) понятие «информация» связано с процессами управления в сложных системах (живых организмах или технических устройствах). Жизнедеятельность любого организма или нормальное функционирование технического устройства зависит от процесса управления, благодаря которым поддерживаются в необходимых пределах значениях их параметров. Процессы управления включают в себя получение, хранение, преобразование и передачу информации.

Все физические объекты находятся в состоянии непрерывного движения и изменения, сопровождающегося обменом энергией и переходом её из одной формы в другую. Все виды энергетического обмена сопровождаются появлением сигналов, несущих в себе сведения о некотором реальном объекте, явлении или процессе, который называется информационным объектом. Сигналы могут воздействовать на другие физические объекты, вызывая определённые изменения их свойств. Эти изменённые свойства объекта также содержат в себе сведения об отражаемом информационном объекте и представляемом тем самым результат его отражения. Такие изменения можно наблюдать, а при необходимости измерять разными способами. При этом образуются новые сигналы, воздействующие уже на какой-то другой объект. После окончания воздействия сигнала, на объект его изменённые свойства могут либо зафиксироваться и сохраняться неизменными достаточно длительное время, либо вернуться к исходному или какому-то другому состоянию, то есть фиксироваться. Явление зафиксированного изменения свойств физического объекта (объекта-регистратора) под воздействием сигнала, несущего сведения об информационном объекте, называется регистрацией сигнала. Зарегистрированные сигналы называются данными (рисунок 1).

Сигнал

Изменение Зафиксированное

свойств изменение

свойств – данные

Рисунок 1: Регистрация сигнала

Организацию наблюдения, измерения, фиксации сигналов осуществляет человек непосредственно или с помощью созданных им технических устройств. Очевидно, что делает он это определённой целью: использовать зарегистрированные сведения об информационном объекте для решения стоящих перед ним или кем-то другим задач. Для того чтобы человек мог использовать данные в любое удобное для него время и там, где это необходимо, он должен уметь их распространять. Процессы распространения данных позволяют разделить получение и использование сведений об информационном объекте во времени, в пространстве, а также по исполнителям (рисунок 2).

Данные

Рисунок 2: Регистрация сигналов, распространение и использование данных

Распространение данных во времени осуществляется путём их хранения на специальных материальных объектах-регистраторах-носителях данных. Размещение данных на носителе с целью их хранения называется записью данных на носителе. Самым распространённым носителем данных в настоящее время является, бумага. Данные, предназначенные для использования в компьютерах, могут храниться на специальных носителях, использующих для регистрации изменение магнитных (дискеты, винчестеры) или оптических (CD-ROM) свойств своей поверхности. Распространение данных в пространстве основано на их передаче в виде сигналов (сообщений) по каналу связи.

Форма, в которой представлены данные, должна быть удобна для их передачи, хранения и использования. Сигналы, с помощью которых передаются сведения о некотором реальном объекте, явлении или процессе, представляют собой изменяющиеся во времени физические характеристики. Различают механические, электрические, оптические (световые), звуковые и другие сигналы. На логическом уровне сигналы и данные разделяют на непрерывные (аналоговые) и дискретные. Аналоговые сигналы представляют собой непрерывно изменяющиеся физические величины, они могут быть описаны с помощью непрерывных функций непрерывного аргумента. Сигнал называется дискретным, если представляющая его физическая величина может принимать, лишь конечное число значений.

В структуре возможных операций с данными можно выделить следующие основные:

сбор данных – накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решения;
формализация данных - приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, то есть повысить их уровень доступности;
фильтрация данных – отсеивание «лишних» данных, в которых нет необходимости для принятия решений, при этом должен уменьшаться уровень «шума», а достоверность и адекватность данных должна возрастать;
сортировка данных – упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования, повышает доступность информации;
архивация данных – организация хранения данных в удобной и лёгкодоступной форме, служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надёжность информационного процесса в целом;
защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных;
транспортировка данных – приём и передача (доставки и поставки) данных между удалёнными участниками информационного процесса, при этом источник данных в информатике принято называть сервером, потребителя – клиентом;
преобразование данных – перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую.

Виды и свойства информации

Понятие «информация» используется многими научными дисциплинами, имеет большое количество разнообразных свойств, но каждая дисциплина обращает внимание на те свойства информации, которые ей наиболее важны. Важными свойствами информации являются:

достоверность;
полнота;
точность;
ценность;
своевременность;
понятность;
доступность;
объективность;
краткость;
адекватность;

Достоверность информации. Данные возникают в момент регистрации сигналов, но не все сигналы являются «полезными» — всегда присутствует какой-то уровень посторонних сигналов, в результате чего полезные данные сопровождаются определенным уровнем «информационного шума». Если полезный сигнал зарегистрирован более четко, чем посторонние сигналы, достоверность информации может быть более высокой. При увеличении уровня шумов достоверность информации снижается. В этом случае для передачи того же количества информации требуется использовать либо больше данных, либо более сложные методы.

Полнота информации. Полнота информации во многом характеризует качество информации и определяет достаточность данных для принятия решений или для создания новых данных на основе имеющихся. Чем полнее данные, тем шире диапазон методов, которые можно использовать, тем проще подобрать метод, вносящий минимум погрешностей в ход информационного процесса.

Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.

Ценность информации зависит от того, насколько она важна для решения задачи, а также от того, насколько в дальнейшем она найдет применение в каких-либо видах деятельности человека.

Только своевременно полученная информация может принести ожидаемую пользу. Одинаково нежелательны как преждевременная подача информации (когда она еще не может быть усвоена), так и ее задержка. Если ценная и своевременная информация выражена непонятным образом, она может стать бесполезной.

Понятность – информация понятна, если она выражена на языке, доступном для получателя.

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам:

преднамеренное искажение (дезинформация);
искажение в результате воздействия помех («испорченный телефон»);
когда значение реального факта преуменьшается или преувеличивается (слухи, рыбацкие истории).

Объективность – зависимость от человеческого фактора. Информация – это отражение внешнего мира, а он существует независимо от нашего сознания и желаний. Информация объективна, если она не зависит от чьего-либо мнения, суждения.

Краткость — информацию по одному и тому же вопросу можно изложить кратко (сжато, без несущественных деталей) или пространно (подробно, многословно). Краткость информации необходима в справочниках, энциклопедиях, учебниках, всевозможных инструкциях и других.

Адекватность информации — это уровень соответствия образа, создаваемого с помощью информации, реальному объекту, процессу, явлению. От степени адекватности информации зависит правильность принятия решения. Адекватность информации может выражаться в трех формах:

синтаксическая адекватность отображает формально-структурные характеристики информации, не затрагивая ее смыслового содержания. На синтаксическом уровне учитываются тип носителя и способ представления информации, скорость ее передачи и обработки, размеры кодов представления информации, надежность и Точность преобразования этих кодов и т. д. Информацию, рассматриваемую с таких позиций, обычно называют данными.
семантическая адекватность определяет степень соответствия образа объекта самому объекту. Здесь учитывается смысловое содержание информации. На этом уровне анализируются сведения, отражаемые информацией, рассматриваются смысловые связи. Таким образом, семантическая адекватность проявляется при наличии единства информации и пользователя. Эта форма служит для формирования понятий и представлений, выявления смысла, содержания информации и её обобщения.
прагматическая адекватность отражает соответствие информации цели управления, реализуемой на ее основе. Прагматические свойства информации проявляются при наличии единства информации, пользователя и цели управления. На этом уровне анализируются потребительские свойства информации, связанные с практическим использованием информации, с соответствием ее целевой функции деятельности системы.

Существует две системы классификации: иерархическая и фацетная. При иерархической классификации (рисунок 3) множество объектов последовательно разбиваются на соподчиненные подмножества.

Рисунок 3: Классификация информации

Информационные процессы

Информационный процесс – это совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде данных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.), для получения какого-либо результата (достижения цели). Информация проявляется именно в информационных процессах. Информационные процессы всегда протекают в каких-либо системах (социальных, социотехнических, биологических и прочих). Наиболее обобщенными информационными процессами являются: сбор, преобразование, использование информации.

К основным информационным процессам, изучаемым в курсе информатики, относятся: поиск, хранение, передача, кодирование, обработка, защита информации.

1)Поиск информации - это извлечение хранимой информации. Существуют следующие методы поиска информации:

непосредственное наблюдение;
общение со специалистами по интересующему вас вопросу;
чтение соответствующей литературы;
просмотр видео, телепрограмм;
прослушивание радиопередач, аудиокассет;
работа в библиотеках и архивах;
запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных;
другие методы.

Понять, что искать, столкнувшись с той или иной жизненной ситуацией, осуществить процесс поиска - вот умения, которые становятся решающими на пороге третьего тысячелетия.

Кодирование и хранение символьной информации символов и строк. Кодировка символов ASCII 📙 Курсовая → 🆔 104204