Цифровые данные
ОБОБЩЕННАЯ СХЕМА КОМПЬЮТЕРНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ ТЕХНОЛОГИИ
ОБЯЗАТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ ЛЮБЫХ
Цифровизация – это представление любых данных
массивами цифр, как правило, в двоичной системе. Ко-
личество бит в строке массива зависит от разрядности
компьютера, а количество строк – от объема данных.
Метаданные – это вспомогательный набор данных, ко-
торый сопоставляется битовому массиву и содержит
сведения о типе данных взаимодействия пользователей,
представленных в этом массиве.
Преобразование данных пользователя
Представление данных пользователю
Преобразование данных – это реализация одного из базовых информационных процессов сохранения, распространения, обработки данных или любой их комбинации.
Представление данных пользователю – это доведение до пользователя предназначенной ему информации при помощи периферийных компьютерных устройств.
Колбанёв М.О. Цифровые данные. Слайд 3.
Аналоговые данные реального мира
Поскольку компьютерные технологии работают с данными, представленными в цифровой форме, аналоговые (непрерывные) данные надо преобразовыватьв цифровые.
Цифровые данные – это массив цифр, который описывает свойства объектов реального мира
Описание голоса (звука) набором цифр
Описание изображения набором цифр
…11111110000010101011…
Описание видео набором цифр
Описание текста набором цифр
Цифровые данные в памяти компьютера
Колбанёв М.О. Цифровые данные. Слайд 4.
ДИСКРЕТИЗАЦИЯ АНАЛОГОВЫХ ДАННЫХ
аналого-цифрового преобразования (АЦП)
является разделение (дискретизация) пространства и времени
на фиксированные по размеру области (точки, отрезки, прямоугольники и т.п.).
В каждой такой области характеристики аналогового сигнала считаются одинаковыми. АЦП всегда приводит к потере части аналоговой информации.
какие данные называют цифровыми ?
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
1. Fill in the missing words:
figure skate, model, football,
tickets, talented, rich, handsome,
powerful, opera singer, lyrics
Evgeni Plushenko is Russian
2. Dmitry Khvorostovski is famous
3. This singer has got the most …
voice I have ever heard!
4. Polina Gagarina is a very
Alina’s father is a very
＿ is the most popular sport in
＿ for King Kong at 6 pm,
9. Leonardo Dicaprio is a very
10. Claudia Schiffer is a beautiful ＿
В исторической науке существует точка зрения согласно которой древнерусская культура достигает своего расцвета в годы правления князя Ярослава мудрого (1019-1054годы) приведи не менее двух фактов из истории культуры этого периода подтверждающие данную точку зрения
Цифровые данные — Digital data — Wikipedia
Цифровые данные, в теория информации и информационные системы, — дискретная, разрывная представление информации или работ. Числа и буквы являются обычно используемыми представлениями.
Цифровые данные можно противопоставить аналоговые сигналы которые ведут себя непрерывно, и с непрерывные функции такие как звуки, изображения и другие измерения.
Слово цифровой происходит из того же источника, что и слова цифра и дигитус (в латинский слово для Палец ), так как пальцы часто используются для дискретного счета. Математик Джордж Стибиц из Bell Telephone Laboratories использовал слово цифровой в отношении быстрых электрических импульсов, излучаемых устройством, предназначенным для прицеливания и стрельбы из зенитных орудий в 1942 году. [1] Этот термин чаще всего используется в вычисление и электроника, особенно если реальная информация преобразуется в двоичный числовая форма как в цифровой звук и цифровая фотография.
Содержание
Символ в цифровое преобразование
Поскольку символы (например, буквенно-цифровой символы ) не являются непрерывными, представление символов в цифровом виде намного проще, чем преобразование непрерывной или аналоговой информации в цифровую. Вместо отбор проб и квантование как в аналого-цифровое преобразование, такие техники как опрос и кодирование используются.
Устройство ввода символов обычно состоит из группы переключателей, которые опрашиваются через равные промежутки времени, чтобы узнать, какие переключатели переключены. Данные будут потеряны, если в течение одного интервала опроса будут нажаты два переключателя или переключатель будет нажат, отпущен и снова нажат. Этот опрос может быть выполнен специализированным процессором в устройстве, чтобы не перегружать основной ЦПУ. Когда вводится новый символ, устройство обычно отправляет прерывать в специализированном формате, чтобы ЦП мог его прочитать.
Для устройств с несколькими переключателями (например, кнопки на джойстик ), состояние каждого из них может быть закодировано в виде битов (обычно 0 для отпущенного и 1 для нажатого) в одном слове. Это полезно, когда комбинации нажатий клавиш имеют смысл, и иногда используется для передачи состояния клавиш-модификаторов на клавиатуре (например, Shift и Control). Но он не масштабируется для поддержки большего количества ключей, чем количество битов в одном байте или слове.
Устройства с большим количеством переключателей (например, компьютерная клавиатура ) обычно размещают эти переключатели в матрице сканирования с отдельными переключателями на пересечении линий x и y. Когда переключатель нажат, он соединяет вместе соответствующие линии x и y. Опрос (в данном случае часто называемый сканированием) выполняется путем последовательной активации каждой строки x и определения, какие строки y затем имеют сигнал, таким образом, какие клавиши нажимаются. Когда процессор клавиатуры обнаруживает изменение состояния клавиши, он посылает в ЦП сигнал, указывающий скан-код клавиши и ее новое состояние. Тогда символ закодированный, или преобразованы в число в зависимости от состояния клавиш-модификаторов и желаемого кодировка символов.
Обычай кодирование можно использовать для конкретного приложения без потери данных. Однако, используя стандартную кодировку, такую как ASCII проблематично, если необходимо преобразовать такой символ, как 'ß', но он отсутствует в стандарте.
По оценкам, в 1986 году менее 1% мирового технологического потенциала для хранения информации было цифровым, а в 2007 году он составлял уже 94%. [2] Предполагается, что 2002 год станет годом, когда человечество смогло хранить больше информации в цифровом, чем в аналоговом формате («начало Цифровой век «). [3] [4]
состояния
Цифровые данные бывают следующих трех состояний: данные в состоянии покоя, данные в пути и данные в использовании. В конфиденциальность, целостность и доступность должны управляться в течение всего жизненного цикла от «рождения» до уничтожения данных.
Свойства цифровой информации
Вся цифровая информация обладает общими свойствами, которые отличают ее от аналоговых данных в отношении связи:
- Синхронизация: Поскольку цифровая информация передается посредством последовательности, в которой символы упорядочены, все цифровые схемы имеют некоторый метод определения начала последовательности. В письменных или устных человеческих языках синхронизация обычно обеспечивается пауза (пробелы), заглавные буквы, и пунктуация. Для машинной связи обычно используются специальные последовательности синхронизации.
- Язык: Все цифровые коммуникации требуют формальный язык, который в данном контексте состоит из всей информации, которой отправитель и получатель цифрового сообщения должны обладать заранее, чтобы передача была успешной. Языки, как правило, произвольны и определяют значение, которое должно быть присвоено определенным последовательностям символов, допустимый диапазон значений, методы, которые будут использоваться для синхронизации и т. Д.
- Ошибки: Нарушения (шум ) в аналоговой связи неизменно вносят некоторые, как правило, небольшие отклонения или ошибки между предполагаемой и реальной связью. Нарушения в цифровой связи не приводят к ошибкам, если только помехи не настолько велики, что могут привести к неправильной интерпретации символа как другой символ или нарушению последовательности символов. Поэтому, как правило, можно полностью безошибочный цифровая связь. Кроме того, для обнаружения ошибок и обеспечения безошибочной связи могут использоваться такие методы, как контрольные коды, посредством избыточности или повторной передачи. Ошибки в цифровой коммуникации могут принимать форму ошибки замены в котором символ заменен другим символом, или вставка / удаление ошибки, при которых в цифровое сообщение вставляется дополнительный неправильный символ или удаляется из него. Неисправленные ошибки в цифровой связи оказывают непредсказуемое и, как правило, большое влияние на информационное содержание сообщения.
- Копирование: Из-за неизбежного присутствия шума создание множества последовательных копий аналоговой связи невозможно, поскольку каждое поколение увеличивает шум. Поскольку цифровая связь, как правило, не содержит ошибок, копии можно делать бесконечно.
- Гранулярность: Цифровое представление непрерывно изменяемого аналогового значения обычно включает в себя выбор количества символов, которые должны быть присвоены этому значению. Количество символов определяет точность или разрешение результирующих данных. Разница между фактическим аналоговым значением и цифровым представлением известна как ошибка квантования. Например, если фактическая температура составляет 23,234456544453 градуса, но если этому параметру в конкретном цифровом представлении присвоены только две цифры (23), ошибка квантования будет: 0,234456544453. Это свойство цифровой связи известно как детализация.
- Сжимаемый: По словам Миллера, «несжатые цифровые данные имеют очень большой размер, и в их необработанной форме они на самом деле производят более мощный сигнал (поэтому их труднее передавать), чем аналоговые данные. Однако цифровые данные могут быть сжаты. Сжатие уменьшает объем ширина полосы пропускания, необходимая для отправки информации. Данные могут быть сжаты, отправлены и затем распакованы на месте потребления. Это позволяет отправлять гораздо больше информации и в результате, например, цифровые телевизионные сигналы предлагают больше места в спектре воздушной волны для большего телеканалы «. [4]
Исторические цифровые системы
Несмотря на то, что цифровые сигналы обычно связаны с двоичными электронными цифровыми системами, используемыми в современной электронике и вычислительной технике, цифровые системы на самом деле древние и не обязательно должны быть двоичными или электронными.
Цифровые данные — Digital data
Цифровые часы.
Цифровые данные, в теории информации и информационных системах, являются дискретными, прерывистыми представление информации или работ. Числа и буквы обычно используются для обозначения.
Цифровые данные можно сравнить с аналоговыми сигналами, которые ведут себя непрерывно, и с непрерывными функциями, такими как звуки, изображения и другие измерения.
Слово digital происходит из того же источника, что и слова digit и digitus (латинское слово для finger ), поскольку пальцы часто используется для дискретного счета. Математик Джордж Стибиц из Bell Telephone Laboratories использовал слово цифровой в отношении быстрых электрических импульсов, излучаемых устройством, предназначенным для прицеливания и стрельбы из зенитных орудий в 1942. Этот термин чаще всего используется в вычислении и электронике, особенно там, где реальная информация преобразуется в двоичную числовую форму, как в цифровом аудио. и цифровая фотография.
Содержание
- 1 Преобразование символа в цифровой
- 2 Состояния
- 3 Свойства цифровой информации
- 4 Исторические цифровые системы
- 5 См. Также
- 6 Ссылки
- 7 Дополнительная литература
Преобразование символа в цифровое
Поскольку символы (например, буквенно-цифровые символы ) не являются непрерывными, представление символов в цифровом виде является намного проще, чем преобразование непрерывной или аналоговой информации в цифровую. Вместо выборки и квантования, как в аналого-цифровом преобразовании, используются такие методы, как опрос и кодирование используются.
Устройство ввода символов обычно состоит из группы переключателей, которые опрашиваются через равные промежутки времени, чтобы узнать, какие переключатели переключены. Данные будут потеряны, если в течение одного интервала опроса будут нажаты два переключателя или переключатель будет нажат, отпущен и снова нажат. Этот опрос может выполняться специализированным процессором в устройстве, чтобы не перегружать основной ЦП. При вводе нового символа устройство обычно отправляет прерывание в специальном формате, чтобы ЦП мог его прочитать.
Для устройств с несколькими переключателями (например, кнопки на джойстике ) статус каждого может быть закодирован в виде битов (обычно 0 для отпущенного и 1 для нажатого) в одно слово. Это полезно, когда комбинации нажатий клавиш имеют смысл, и иногда используется для передачи состояния клавиш-модификаторов на клавиатуре (например, Shift и Control). Но он не масштабируется для поддержки большего количества ключей, чем количество битов в одном байте или слове.
Устройства с множеством переключателей (например, компьютерная клавиатура ) обычно размещают эти переключатели в виде матрицы сканирования, причем отдельные переключатели находятся на пересечении линий x и y. Когда переключатель нажат, он соединяет вместе соответствующие линии x и y. Опрос (в данном случае часто называемый сканированием) выполняется путем последовательной активации каждой строки x и определения, какие строки y затем имеют сигнал , а значит, какие клавиши нажимаются. Когда процессор клавиатуры обнаруживает изменение состояния клавиши, он посылает в ЦП сигнал, указывающий скан-код клавиши и ее новое состояние. Затем символ кодируется или преобразуется в число в зависимости от состояния клавиш-модификаторов и желаемой кодировки символов .
. Пользовательская кодировка может использоваться для конкретное приложение без потери данных. Однако использование стандартной кодировки, такой как ASCII, проблематично, если необходимо преобразовать такой символ, как ‘ß’, но его нет в стандарте.
Подсчитано, что в 1986 году менее 1% мировых технологических возможностей для хранения информации было цифровым, а в 2007 году уже 94%. Предполагается, что 2002 год будет годом, когда человечество смогло хранить больше информации в цифровом формате, чем в аналоговом («начало цифровой эпохи »).
Состояния
Цифровые данные находятся в следующих трех состояниях: данные в состоянии покоя, данные в пути и данные в использовании. конфиденциальностью, целостностью и доступностью необходимо управлять на протяжении всего жизненного цикла от «рождения» до уничтожения данных.
Свойства цифровой информации
Вся цифровая информация обладает общими свойствами, которые отличают ее от аналоговых данных в отношении обмена данными:
- Синхронизация: Поскольку цифровая информация передается последовательностью в какие символы упорядочены, все цифровые схемы имеют некоторый метод определения начала последовательности. В письменных или устных человеческих языках синхронизация обычно обеспечивается паузами (пробелы), заглавными буквами и пунктуацией. Машинные коммуникации обычно используют специальные последовательности синхронизации.
- Язык: Для всех цифровых коммуникаций требуется формальный язык, который в этом контексте состоит из всей информации, которую отправитель и получатель цифровой коммуникации оба должны обладать заранее, чтобы коммуникация была успешной. Языки, как правило, произвольные и определяют значение, присваиваемое конкретным последовательностям символов, допустимый диапазон значений, методы, которые будут использоваться для синхронизации и т. Д.
- Ошибки: Помехи (шум ) в аналоговая связь неизменно вносит некоторое, обычно небольшое отклонение или ошибку между предполагаемой и реальной связью. Нарушения в цифровой связи не приводят к ошибкам, если только помехи не настолько велики, что могут привести к неправильной интерпретации символа как другой символ или нарушению последовательности символов. Поэтому, как правило, возможна безошибочная цифровая связь. Кроме того, для обнаружения ошибок и обеспечения безошибочной связи могут использоваться такие методы, как контрольные коды, посредством избыточности или повторной передачи. Ошибки в цифровой связи могут принимать форму ошибок замещения, при которых символ заменяется другим символом, или ошибок вставки / удаления, при которых дополнительный неправильный символ вставляется или удаляется из цифрового сообщения. Неисправленные ошибки в цифровой связи оказывают непредсказуемое и, как правило, большое влияние на информационное содержание сообщения. : Из-за неизбежного присутствия шума создание множества последовательных копий аналоговой связи невозможно, потому что каждое поколение увеличивает шум. Поскольку цифровая связь, как правило, безошибочная, копии могут создаваться бесконечно. : Цифровое представление непрерывно изменяемого аналогового значения обычно включает выбор количества символов, которые должны быть присвоены это значение. Количество символов определяет точность или разрешение результирующих данных. Разница между фактическим аналоговым значением и цифровым представлением известна как ошибка квантования. Например, если фактическая температура составляет 23,234456544453 градуса, но если этому параметру назначены только две цифры (23) в конкретном цифровом представлении, ошибка квантования составит: 0,234456544453. Это свойство цифровой связи известно как гранулярность. : Согласно Миллеру, «несжатые цифровые данные очень большие, и в их необработанной форме они на самом деле производили бы больший сигнал (следовательно, больше трудно передавать), чем аналоговые данные. Однако цифровые данные можно сжимать. Сжатие сокращает объем полосы пропускания, необходимый для отправки информации. Данные можно сжимать, отправлять и затем распаковывать на месте потребления. Это позволяет отправлять много получить больше информации и привести, например, к сигналам цифрового телевидения, предлагающим больше места в спектре радиоволн для большего количества телевизионных каналов. «
Исторические цифровые системы
Хотя цифровые сигналы обычно связаны с двоичными электронными цифровыми системами Цифровые системы, используемые в современной электронике и вычислительной технике, на самом деле древние и не обязательно должны быть двоичными или электронными.