چگونه می توان اطلاعات را رمزگذاری کرد. کدگذاری اطلاعات کدگذاری اطلاعات در رایانه شخصی رمزگذاری اطلاعات متنی

اداره آموزش و پرورش شهر مسکو

موسسه آموزشی دولتی

آموزش حرفه ای متوسطه

دانشکده معماری و ساختمان شماره 7 TSP-2

گزارش

موضوع: "انفورماتیک و فناوری اطلاعات و ارتباطات"

با موضوع: "سیستم های عددی ».

تکمیل شده توسط: دانش آموز گروه 11EVM

نام کامل: ووس ایوان والریویچ

بررسی شده:

معلم اوسیانیکووا A.S.

مسکو - 2011

نمایش داده ها در حافظه رایانه شخصی (اعداد ، نمادها ، گرافیک ، صدا).

فرم و زبان ارائه اطلاعات

با درک اطلاعات با کمک حواس ، فرد به دنبال اصلاح آن است تا برای دیگران قابل درک شود و آن را به این شکل ارائه دهد.

آهنگساز می تواند یک تم موسیقی را روی پیانو بنوازد و سپس آن را با استفاده از نت بنویسد. تصاویری که از همان ملودی الهام گرفته شده است می تواند توسط یک شاعر در قالب یک شعر تجسم شود ، یک طراح رقص می تواند آن را در رقص بیان کند و یک هنرمند در یک نقاشی.

شخص افکار خود را در قالب جملات متشکل از کلمات بیان می کند. کلمات به نوبه خود از حروف تشکیل شده اند. این یک نمایش الفبایی اطلاعات است.

شکل ارائه اطلاعات یکسان ممکن است متفاوت باشد. بستگی به هدفی دارد که برای خود تعیین کرده اید. هنگامی که یک راه حل را در اشکال مختلف ارائه می دهید ، با عملیات مشابهی در درس ریاضی و فیزیک مواجه می شوید. به عنوان مثال ، راه حل مسئله: "ارزش یک عبارت ریاضی را بیابید ..." را می توان با استفاده از ابزارهای بصری ارائه اطلاعات: اعداد ، یک جدول ، یک تصویر به صورت جدول یا گرافیک ارائه کرد.

بنابراین ، اطلاعات را می توان در اشکال مختلف ارائه کرد:

• نوشتن نشانه ، متشکل از علائم مختلف ، که در بین آنها مرسوم است که تمایز قائل شویم
• نمادین در قالب متن ، اعداد ، شخصیت های خاص(به عنوان مثال ، متن کتاب درسی) ؛
• گرافیکی (به عنوان مثال ، نقشه جغرافیایی) ؛
• جدول (به عنوان مثال ، جدول برای ثبت دوره یک آزمایش فیزیکی) ؛
• به صورت اشاره یا سیگنال (به عنوان مثال ، سیگنال های کنترل کننده ترافیک) ؛
• شفاهی شفاهی (به عنوان مثال ، مکالمه).

هنگام ارائه اطلاعات ، نحوه ارائه اطلاعات بسیار مهم است: اگر فرد شنوایی ضعیفی داشته باشد ، انتقال اطلاعات به شکل صحیح به او غیرممکن است. اگر سگ حس بویایی ضعیفی داشته باشد ، نمی تواند در سرویس جستجو کار کند. در زمان های مختلف ، مردم اطلاعات را به اشکال مختلف با استفاده از: گفتار ، دود ، طبل ، زنگ زدن ، نوشتن ، تلگراف ، رادیو ، تلفن ، فکس منتقل می کردند.

صرف نظر از شکل ارائه و روش انتقال اطلاعات ، همیشه با استفاده از یک زبان منتقل می شود.

در درس ریاضی ، از زبان خاصی بر اساس اعداد ، علائم استفاده می کنید عملیات حسابیو روابط آنها الفبای زبان ریاضیات را تشکیل می دهند.

در درس فیزیک ، هنگام در نظر گرفتن یک پدیده فیزیکی ، از ویژگی استفاده می کنید از این زبانشخصیت های خاصی که از آنها فرمول می سازید. فرمول یک کلمه در زبان فیزیک است.

در درس های شیمی نیز از نمادها و علائم خاصی استفاده می کنید و آنها را در "کلمات" یک زبان خاص ترکیب می کنید.

زبان ناشنوایان و ناشنوایان وجود دارد ، جایی که نمادهای زبان نشانه های خاصی هستند که با حالات صورت و حرکات دست بیان می شوند.

اساس هر زبانی الفبا است - مجموعه ای از شخصیت ها (نمادها) که به طور منحصر به فرد تعریف شده اند و پیامی از آنها تشکیل شده است.

زبانها به دو حالت طبیعی (گفتاری) و رسمی تقسیم می شوند. الفبای زبان طبیعی بستگی به سنت های ملی دارد. زبانهای رسمی در زمینه های خاصی از فعالیتهای انسانی (ریاضیات ، فیزیک ، شیمی و غیره) یافت می شوند. حدود 10 هزار زبان ، گویش و قید مختلف در جهان وجود دارد. بسیاری از زبانهای گفتاری از یک زبان ناشی می شوند. به عنوان مثال ، زبانهای فرانسوی ، اسپانیایی ، ایتالیایی و سایر زبانها از زبان لاتین تشکیل شده است.

کدگذاری اطلاعات

با ظهور زبان ، و سپس سیستم های نشانه ، امکانات ارتباط بین مردم گسترش یافته است. این امر امکان ذخیره ایده ها ، دانش بدست آمده و هرگونه داده ، انتقال آنها را به روش های مختلف از راه دور و در زمان های دیگر - نه تنها به معاصران آنها ، بلکه برای نسل های آینده نیز ممکن می سازد. خلاقیت نیاکان تا به امروز باقی مانده است ، که با کمک نمادهای مختلف ، خود و اعمال خود را در آثار و کتیبه ها جاودانه کردند. نقاشی های سنگی (سنگ نگاره ها) هنوز برای دانشمندان یک راز است. شاید ، به این ترتیب ، مردم باستان می خواستند با ما ، ساکنان آینده کره زمین تماس بگیرند و وقایع زندگی خود را گزارش دهند.

هر کشور دارای زبان خاص خود است که شامل مجموعه ای از کاراکترها (حروف) است: روسی ، انگلیسی ، ژاپنی و بسیاری دیگر. شما قبلاً با زبان ریاضیات ، فیزیک ، شیمی آشنا شده اید.

نمایش اطلاعات با استفاده از یک زبان اغلب کدگذاری نامیده می شود.

کد- مجموعه ای از نمادها (نمادها) برای نشان دادن اطلاعات. کد نویسی- فرایند ارائه اطلاعات در قالب یک کد.

راننده با بوق یا چراغهای چشمک زن سیگنالی را منتقل می کند. کد عبارت است از وجود یا عدم وجود یک بیپ ، و در مورد زنگ هشدار ، چشمک زدن چراغهای جلو یا عدم وجود آن.

هنگام عبور از جاده با توجه به علائم راهنمایی و رانندگی ، با کدگذاری اطلاعات روبرو می شوید. کد رنگهای چراغ راهنما را تعیین می کند - قرمز ، زرد ، سبز.

زبان طبیعی که مردم با آن ارتباط برقرار می کنند نیز مبتنی بر کد است. فقط در این مورد به آن الفبا می گویند. هنگام صحبت ، این کد با صداها ، هنگام نوشتن - با حروف منتقل می شود. اطلاعات یکسانی را می توان با استفاده از کدهای مختلف نشان داد. به عنوان مثال ، ضبط یک مکالمه را می توان با استفاده از حروف روسی یا نمادهای خاص کلمه به کلمه ضبط کرد.

با پیشرفت فناوری ، روش های مختلفکدگذاری اطلاعات در نیمه دوم قرن 19 ، مخترع آمریکایی ساموئل مورس کد شگفت انگیزی را اختراع کرد که هنوز هم در خدمت بشر است. اطلاعات با سه "حرف" کدگذاری می شوند: یک سیگنال طولانی (خط تیره) ، یک سیگنال کوتاه (نقطه) و بدون سیگنال (مکث) برای جدا کردن حروف. بنابراین ، رمزگذاری به استفاده از مجموعه ای از کاراکترها که به ترتیب دقیق مشخص شده اند ، کاهش می یابد.

مردم همیشه به دنبال راه هایی برای تبادل سریع پیام ها بوده اند. برای این منظور ، پیام رسانان فرستاده شدند ، از کبوترهای حامل استفاده شد. در میان مردم ، راههای مختلفی برای اطلاع رسانی در مورد خطر قریب الوقوع وجود داشت: طبل زدن ، دود از آتش ، پرچم ها و غیره. با این حال ، استفاده از چنین ارائه اطلاعاتی نیاز به توافق اولیه در درک پیام دریافتی دارد.

دانشمند مشهور آلمانی گوتفرید ویلهلم لایب نیتس در قرن 17 یک پیشنهاد منحصر به فرد و سیستم سادهنمایش اعداد "محاسبه با استفاده از دو ... برای علم علم اساسی است و اکتشافات جدیدی ایجاد می کند ... هنگامی که اعداد را به ساده ترین شروع که 0 و 1 هستند تقلیل می دهیم ، نظم فوق العاده ای در همه جا ظاهر می شود."

امروزه این روش بازنمایی اطلاعات با استفاده از زبانی که فقط دو کاراکتر الفبا دارد - 0 و 1 ، به طور گسترده ای در دستگاه های فنی، از جمله در رایانه. این دو کاراکتر 0 و 1 معمولاً دو رقمی یا بیت نامیده می شوند (از بیت انگلیسی - Binary Digit - علامت دودویی).

مهندسان با این روش کدگذاری به دلیل سادگی پیاده سازی فنی - خواه سیگنالی وجود داشته باشد یا نه ، جذب این روش شدند. هر پیامی را می توان با این دو رقم رمزگذاری کرد.

واحد بزرگتر برای اندازه گیری میزان اطلاعات 1 بایت در نظر گرفته می شود که از 8 بیت تشکیل شده است.

همچنین استفاده از واحدهای بزرگتر برای اندازه گیری میزان اطلاعات پذیرفته شده است. هنگام حرکت به واحد اندازه گیری بالاتر ، عدد 1024 (2 10) یک ضرب است.

رمزگذاری اطلاعات در رایانه

تمام اطلاعاتی که کامپیوتر پردازش می کند باید با یک کد دودویی با استفاده از دو رقم - 0 و 1 نشان داده شود. این دو کاراکتر معمولاً ارقام باینری یا بیت نامیده می شوند. هر پیامی را می توان با دو رقم 1 و 0 کدگذاری کرد. به همین دلیل دو فرایند مهم باید در کامپیوتر سازماندهی شود:

• کدگذاری ، که توسط دستگاههای ورودی هنگام تبدیل اطلاعات ورودی به یک شکل قابل درک توسط رایانه ، یعنی به یک کد دودویی ارائه می شود.
• رمزگشایی ، که توسط دستگاه های خروجی هنگام تبدیل داده ها از کد دودویی به فرمی قابل درک برای شخص ارائه می شود.

از نظر پیاده سازی فنی ، استفاده از سیستم شماره دودویی برای کدگذاری اطلاعات بسیار زیاد بود
راحت تر از روش های دیگر در واقع ، اگر این مقادیر به عنوان دو حالت پایدار ممکن یک عنصر الکترونیکی ارائه شوند ، رمزگذاری اطلاعات در قالب یک دنباله از صفر و یک مناسب است.

• 0 - هیچ سیگنال الکتریکی یا سیگنال ندارد سطح پایین;
• 1 - وجود سیگنال یا سیگنال زیاد است.

تشخیص این حالتها آسان است. معایب رمزگذاری باینری کدهای طولانی است. اما در فن آوری مقابله با تعداد زیادی آسان تر است عناصر سادهاز کمی پیچیده تر

شما و در زندگی روزمره باید هر روز با دستگاهی روبرو شوید که فقط می تواند در دو حالت پایدار باشد: روشن / خاموش. البته ، این یک سوئیچ معروف است. اما معلوم نشد که یک سوئیچ ارائه شود که بتواند به طور پایدار و سریع به هر یک از 10 حالت تغییر کند. در نتیجه ، پس از یک سری تلاش های ناموفق ، توسعه دهندگان به این نتیجه رسیدند که ساختن رایانه بر اساس سیستم اعداد اعشاری غیرممکن است. و سیستم اعداد دودویی پایه ای برای نمایش اعداد در رایانه بود.

در حال حاضر ، روشهای مختلفی برای رمزگذاری و رمزگشایی اطلاعات باینری در رایانه وجود دارد. اول از همه ، بستگی به نوع اطلاعات دارد ، یعنی آنچه باید کد شود: متن ، اعداد ، تصاویر گرافیکییا صدا علاوه بر این ، هنگام کدگذاری اعداد ، نقش مهمی در نحوه استفاده از آنها ایفا می کند: در متن ، در محاسبات یا در فرایند ورودی / خروجی. ویژگی های پیاده سازی فنی نیز اضافه شده است.

کدگذاری شماره

سیستم شماره - مجموعه ای از تکنیک ها و قوانین برای نوشتن اعداد با استفاده از مجموعه خاصی از کاراکترها.

برای نوشتن اعداد ، نه تنها از اعداد ، بلکه از حروف نیز می توان استفاده کرد (به عنوان مثال ، نوشتن اعداد رومی - XXI). یک عدد یکسان را می توان در سیستم های مختلف اعداد متفاوت نشان داد.

بسته به روش نمایش اعداد ، سیستم های اعدادی به موقعیتی و غیر موقعیتی تقسیم می شوند.

V سیستم موقعیتیبا در نظر گرفتن ، مقدار کمی هر رقم یک عدد بستگی به جایی دارد که (موقعیت یا رقم) یک یا رقم دیگر از این عدد نوشته شده است. به عنوان مثال ، با تغییر موقعیت رقم 2 در سیستم اعشاری ، می توانید اعداد اعشاری در اندازه های مختلف بنویسید ، به عنوان مثال 2 ؛ بیست؛ 2000؛ 0.02 و غیره

در یک سیستم اعدادی غیر موقعیتی ، اعداد وقتی موقعیت (موقعیت) آنها در عدد تغییر می کند ، مقدار کمی تغییر نمی کند. یک مثال از یک سیستم غیر موقعیتی ، سیستم رومی است که در آن ، صرف نظر از مکان ، یک نماد یک معنی دارد (به عنوان مثال ، نماد X در XXV).

تعداد نمادهای متفاوتی را که برای نشان دادن یک عدد در سیستم اعداد موقعیتی استفاده می شود ، سیستم شماره پایه می نامند.

در رایانه ، مناسب ترین و مطمئن ترین سیستم اعداد دودویی بود که در آن از توالی اعداد 0 و 1 برای نشان دادن اعداد استفاده می شد.

علاوه بر این ، برای کار با حافظه رایانه ، استفاده از نمایش اطلاعات با استفاده از دو سیستم شماره دیگر راحت بود:

• هشت ضلعی (هر عددی با استفاده از هشت رقم - 0 ، 1 ، 2 ... 7 نشان داده می شود) ؛
• هگزادسیمال (از کاراکترها - اعداد - 0 ، 1 ، 2 ... 9 و حروف - A ، B ، C ، D ، E ، F ، به ترتیب جایگزین اعداد 10 ، 11 ، 12 ، 13 ، 14 ، 15).

رمزگذاری اطلاعات کاراکتر

با فشار دادن یک کلید عددی روی صفحه کلید ، سیگنالی به عنوان یک عدد دودویی به رایانه ارسال می شود که یکی از مقادیر جدول کدها را نشان می دهد. جدول کد نمای داخلی کاراکترهای رایانه است. در سراسر جهان ، جدول ASCII (کد استاندارد آمریکا برای تبادل اطلاعات) به عنوان یک استاندارد پذیرفته شده است.

برای ذخیره کد باینری یک کاراکتر ، 1 بایت = 8 بیت اختصاص داده می شود. با توجه به اینکه هر بیت مقدار 1 یا 0 را می گیرد ، تعداد ترکیب احتمالی یک و صفر 2 8 = 256 است.

این بدان معناست که با کمک 1 بایت ، می توانید 256 ترکیب کد باینری مختلف را دریافت کرده و 256 نماد مختلف را با کمک آنها نمایش دهید. این کدها جدول ASCII را تشکیل می دهند.

به عنوان مثال ، هنگامی که کلید را با حرف S فشار می دهید ، کد 01010011 در حافظه کامپیوتر نوشته می شود. هنگامی که حرف S روی صفحه نمایش داده می شود ، کامپیوتر رمزگشایی می کند - بر اساس این کد باینری ، تصویری از نماد ساخته شده.

SUN - 01010011 010101101 01001110

استاندارد ASCII 128 کاراکتر اول را از 0 تا 127 کد می کند: اعداد ، حروف الفبای لاتین ، نویسه های کنترلی. 32 کاراکتر اول کاراکترهای کنترلی هستند و عمدتا برای انتقال دستورات کنترل در نظر گرفته شده اند. بسته به نرم افزار و سخت افزار ممکن است هدف آنها متفاوت باشد. نیمه دوم جدول کد (از 128 تا 255) با استاندارد آمریکایی تعریف نشده است و برای نمادهای حروف الفبا ملی ، شبه نگاری و برخی از نمادهای ریاضی در نظر گرفته شده است. کشورهای مختلف ممکن است از نسخه های مختلف نیمه دوم جدول کد استفاده کنند.

توجه داشته باشید! اعداد بر اساس استاندارد ASCII کدگذاری می شوند و در دو حالت ثبت می شوند - در حین ورودی - خروجی و هنگامی که در متن مواجه می شوند. اگر اعداد در محاسبات دخیل هستند ، سپس به کد دودویی دیگری تبدیل می شوند.

برای مقایسه ، عدد 45 را برای دو گزینه کدگذاری در نظر بگیرید.

هنگامی که در متن استفاده می شود ، این عدد برای نمایش آن به 2 بایت نیاز دارد ، زیرا هر رقم مطابق جدول ASCII با کد مخصوص خود نشان داده می شود. در سیستم دودویی - 00110100 00110101.

هنگامی که در محاسبات استفاده می شود ، کد این شماره طبق قوانین ویژه ترجمه به دست می آید و به صورت یک عدد دودویی 8 بیتی 00101101 نشان داده می شود که به 1 بایت نیاز دارد.

یکی از مزایای اصلی رایانه این است که یک ماشین همه کاره شگفت انگیز است. هرکسی که تا به حال با آن برخورد کرده است می داند که انجام محاسبات حساب اصلاً روش اصلی استفاده از رایانه نیست. رایانه ها به طور کامل موسیقی و فیلم های ویدئویی را بازتولید می کنند ، با کمک آنها می توان کنفرانس های گفتاری و ویدیویی را در اینترنت سازماندهی کرد ، تصاویر گرافیکی ایجاد و پردازش کرد و امکان استفاده از رایانه در زمینه بازی های رایانه ای در نگاه اول کاملاً ناسازگار به نظر می رسد. تصویری از یک فوق سرعت سنج که صدها میلیون رقم را در ثانیه خرد می کند.

هنگام نوشتن یک مدل اطلاعاتی از یک شی یا پدیده ، ما باید در مورد نحوه درک برخی از نام ها توافق کنیم. یعنی توافق بر سر نوع ارائه اطلاعات.

شخص افکار خود را در قالب جملات متشکل از کلمات بیان می کند. آنها یک نمایش الفبایی اطلاعات هستند. اساس هر زبان یک الفبا است - مجموعه ای محدود از علائم مختلف (نمادها) از هر ماهیتی ، که از آنها پیامی تشکیل شده است.

یک ورودی یکسان می تواند معانی متفاوتی را حمل کند. به عنوان مثال ، مجموعه اعداد 251299 می تواند به معنی: جرم یک جسم باشد. طول جسم ؛ فاصله بین اجسام ؛ شماره تلفن؛ تاریخ ثبت 25 دسامبر 1999

برای نمایش اطلاعات ، می توان از کدهای متفاوتی استفاده کرد و بر این اساس ، شما باید قوانین خاصی را بدانید - قوانین نوشتن این کدها ، به عنوان مثال. بتواند کد نویسی کند

کد - مجموعه ای از نمادها برای ارائه اطلاعات.

کد نویسی - فرایند ارائه اطلاعات در قالب یک کد.

برای برقراری ارتباط با یکدیگر ، از یک کد - روسی استفاده می کنیم. هنگام صحبت ، این کد با صداها ، هنگام نوشتن - با حروف منتقل می شود. راننده با بوق یا چراغهای چشمک زن سیگنالی را منتقل می کند. هنگام عبور از جاده به شکل علائم راهنمایی و رانندگی با کدگذاری اطلاعات روبرو می شوید. بنابراین ، رمزگذاری به استفاده از مجموعه ای از شخصیت ها با توجه به قوانین دقیق مشخص می شود.

اطلاعات را می توان به روش های مختلف کدگذاری کرد: به صورت شفاهی ؛ در نوشتار؛ حرکات یا سیگنال های طبیعت دیگر

کدگذاری دودویی داده ها

با پیشرفت فناوری ، روشهای مختلفی برای کدگذاری اطلاعات ظاهر شد. در نیمه دوم قرن 19 ، مخترع آمریکایی ساموئل مورس یک کد شگفت انگیز اختراع کرد که هنوز هم در خدمت بشر است. اطلاعات با سه کاراکتر رمزگذاری می شوند: سیگنال طولانی (خط تیره) ، سیگنال کوتاه (نقطه) ، بدون سیگنال (مکث) - برای جدا کردن حروف.

این سیستم در محاسبات نیز وجود دارد - به آن می گویند کدگذاری باینریو بر اساس نمایش داده ها تنها با دنباله ای از دو کاراکتر است: 0 و 1. این کاراکترها نامیده می شوند ارقام دوتایی، به انگلیسی -رقم دوتایی یا اختصار bit (bit).

یک بیت می تواند دو مفهوم را بیان کند: 0 یا 1 ( آرهیا خیر, سیاهیا سفید, درست است، واقعییا دروغ گوییو غیره.). اگر تعداد بیت ها به دو افزایش یابد ، می توان چهار مفهوم مختلف را بیان کرد:

سه بیت می تواند هشت مقدار مختلف را رمزگذاری کند:

000 001 010 011 100 101 110 111

با افزایش تعداد بیت های سیستم کدگذاری باینری ، تعداد مقادیر قابل بیان در این سیستم را دو برابر می کنیم ، یعنی فرمول کلی این است:

جایی که N تعداد مقادیر رمزگذاری شده مستقل است ؛

m - عرض بیت کدگذاری باینری که در این سیستم پذیرفته شده است.

در علوم کامپیوتر عدد بزرگ فرآیندهای اطلاعاتاستفاده می کند رمزگذاری داده ها... بنابراین ، درک این فرایند هنگام درک مبانی این علم بسیار مهم است. کدگذاری اطلاعات به عنوان فرایند تبدیل کاراکترهای نوشته شده به زبانهای مختلف طبیعی (روسی ، انگلیسیو غیره) به نماد دیجیتال

این بدان معناست که هنگام کدگذاری متن ، به هر کاراکتر مقدار خاصی در قالب صفر و یک اختصاص می یابد -.

چرا اطلاعات را رمزگذاری می کنیم؟

ابتدا باید به س answerال پاسخ دهید چرا اطلاعات را رمزگذاری می کند؟ واقعیت این است که رایانه قادر به پردازش و ذخیره تنها یک نوع نمایش داده ها - دیجیتال است. بنابراین ، هر گونه اطلاعات موجود در آن باید به ترجمه شود نمای دیجیتال.

استانداردهای کدگذاری متن

برای اینکه همه رایانه ها این متن یا آن متن را بدون ابهام درک کنند ، لازم است که از پذیرفته شده عمومی استفاده شود استانداردهای کدگذاری متن... در موارد دیگر ، کدگذاری اضافی یا ناسازگاری داده ها مورد نیاز است.

ASCII

اولین استاندارد رایانه ای برای کدگذاری کاراکتر ASCII بود (نام کامل - کد استاندارد آمریکایی برای تبادل اطلاعات). فقط 7 بیت برای کدگذاری هر کاراکتر استفاده شد. همانطور که به خاطر دارید ، تنها 27 کاراکتر یا 128 کاراکتر را می توان با استفاده از 7 بیت کدگذاری کرد. این برای رمزگذاری حروف بزرگ و کوچک الفبای لاتین ، اعداد عربی ، علائم نگارشی و همچنین مجموعه خاصی از کاراکترهای خاص ، به عنوان مثال ، علامت دلار - "$" کافی است. با این حال ، برای رمزگذاری حروف الفبای سایر مردم (از جمله حروف الفبای روسی) ، لازم بود کد را به 8 بیت (286 = 256 نویسه) اضافه کنید. در همان زمان ، از کدگذاری جداگانه برای هر زبان استفاده شد.

یونیکد

لازم بود شرایط را از نظر سازگاری نجات داد جداول رمزگذاری... بنابراین ، با گذشت زمان ، استانداردهای جدید و به روز شده تدوین شده است. در حال حاضر ، محبوب ترین رمزگذاری نامیده می شود یونیکد... در آن ، هر کاراکتر با استفاده از 2 بایت کدگذاری می شود که مربوط به 216 = 62536 کد مختلف است.

استانداردهای رمزگذاری گرافیک

برای رمزگذاری یک تصویر بایت های بیشتری نیاز است تا رمزگذاری کاراکترها. اکثر تصاویر ایجاد شده و پردازش شده در حافظه کامپیوتر به دو گروه اصلی تقسیم می شوند:

• تصاویر گرافیکی شطرنجی ؛
• تصاویر گرافیک برداری.

گرافیک راستر

در گرافیک رستری ، یک تصویر با مجموعه ای از نقاط رنگی نشان داده می شود. به چنین نقاطی پیکسل می گویند. وقتی تصویر بزرگ می شود ، چنین نقاطی به مربع تبدیل می شوند.

برای کدگذاری یک تصویر سیاه و سفید ، هر پیکسل با یک بیت رمزگذاری می شود. به عنوان مثال ، سیاه 0 و سفید 1 است)

تصویر قبلی ما را می توان به این شکل کدگذاری کرد:

هنگام کدگذاری تصاویر غیر رنگی ، بیشتر از پالت 256 سایه خاکستری استفاده می شود ، از سفید تا سیاه. بنابراین ، برای رمزگذاری چنین درجه بندی ، یک بایت کافی است (256 = 28).

در کدگذاری تصاویر رنگی از چندین طرح رنگی استفاده می شود.

در عمل ، آنها اغلب استفاده می کنند مدل رنگ RGB، جایی که به ترتیب از سه رنگ اصلی استفاده می شود: قرمز ، سبز و آبی. بقیه سایه های رنگ با مخلوط کردن این رنگهای اصلی بدست می آیند.

بنابراین برای کدگذاری مدل از سه رنگدر 256 تن ، بیش از 16.5 میلیون سایه رنگ مختلف به دست می آید. یعنی 3⋅8 = 24 بیت برای کدگذاری استفاده می شود که مربوط به 3 بایت است.

به طور طبیعی ، می توان از حداقل تعداد بیت برای رمزگذاری تصاویر رنگی استفاده کرد ، اما پس از آن می توان رنگ های کمتری تولید کرد و بنابراین کیفیت تصویر به طور قابل توجهی کاهش می یابد.

برای تعیین اندازه تصویر ، باید تعداد پیکسل ها را در عرض در طول تعداد پیکسل ها ضرب کرده و دوباره در اندازه خود پیکسل در بایت ضرب کنید.

• آ- تعداد پیکسل در عرض ؛
• ب- تعداد پیکسل ها در طول ؛
• من- اندازه یک پیکسل بر حسب بایت.

برای مثال ، یک تصویر رنگی 800-600 پیکسل 60000 بایت را اشغال می کند.

گرافیک برداری

اشیاء گرافیکی بردار به شکلی کاملاً متفاوت کدگذاری می شوند. در اینجا تصویر از خطوط تشکیل شده است که می توانند ضرایب انحنای خاص خود را داشته باشند.

استانداردهای کدگذاری صوتی

صداهایی که فرد می شنود ارتعاشات هوا است. ارتعاشات صوتی فرایند انتشار موج است.

صدا دو ویژگی اصلی دارد:

• دامنه ارتعاش - میزان صدا را تعیین می کند.
• فرکانس ارتعاش - تن صدا را تعیین می کند.

صدا را می توان با استفاده از میکروفون به سیگنال الکتریکی تبدیل کرد. صدا در یک بازه زمانی مشخص و از پیش تعیین شده کدگذاری می شود. در این حالت ، اندازه سیگنال الکتریکی اندازه گیری می شود و مقدار باینری تعیین می شود. هرچه بیشتر این اندازه گیری ها انجام شود ، کیفیت صدا بهتر است.

یک دیسک فشرده 700 مگابایتی حدود 80 دقیقه صدا با کیفیت CD را در خود نگه می دارد.

استانداردهای برنامه نویسی ویدئو

همانطور که می دانید ، یک دنباله ویدیویی شامل قطعاتی است که به سرعت در حال تغییر هستند. فریم ها با سرعتی در محدوده 24-60 فریم در ثانیه تغییر می کنند.

اندازه یک فیلم بر حسب بایت بر اساس اندازه فریم (تعداد پیکسل در هر صفحه در ارتفاع و عرض) ، تعداد رنگ های استفاده شده و تعداد فریم در ثانیه تعیین می شود. اما در کنار این ، ممکن است یک آهنگ صوتی نیز وجود داشته باشد.

یک کامپیوتر مدرن می تواند اطلاعات عددی ، متنی ، گرافیکی ، صوتی و تصویری را پردازش کند. همه این نوع اطلاعات در رایانه در کد باینری نشان داده شده است ، یعنی از الفبایی با قدرت دو کاراکتر (0 و 1) استفاده می شود. این به این دلیل است که ارائه اطلاعات در قالب دنباله ای از تکانه های الکتریکی مناسب است: هیچ ضربه ای (0) وجود ندارد ، یک ضربه وجود دارد (1). چنین کدگذاری معمولاً باینری نامیده می شود و دنباله های منطقی صفرها و خود آنها را ماشین ماشین می نامند.

هر رقم کد دودویی ماشین مقدار اطلاعات برابر با یک بیت را حمل می کند.

این نتیجه را می توان با در نظر گرفتن اعداد الفبای ماشین به عنوان رویدادهای مساوی گرفت. هنگام نوشتن یک رقم باینری ، می توان به انتخاب تنها یکی از دو حالت ممکن پی برد ، به این معنی که مقدار اطلاعات معادل 1 بیت را حمل می کند. در نتیجه ، دو رقم اطلاعات 2 بیت ، چهار بیت - 4 بیت و غیره را حمل می کنند. برای تعیین میزان اطلاعات در بیت ها ، کافی است تعداد ارقام در کد ماشین دودویی را تعیین کنید.

رمزگذاری اطلاعات متنی

در حال حاضر ، اکثر کاربران با استفاده از رایانه اطلاعات متنی را که شامل نمادها است ، حروف ، اعداد ، علائم نقطه گذاری و غیره پردازش می کنند.

بر اساس یک سلول با ظرفیت اطلاعات 1 بیت ، فقط 2 حالت مختلف را می توان رمزگذاری کرد. برای اینکه هر نویسه ای که می توان از صفحه کلید در ثبت لاتین وارد کرد کد باینری منحصر به فرد خود را دریافت کند ، 7 بیت لازم است. بر اساس دنباله ای از 7 بیت ، مطابق فرمول هارتلی ، N = 2 7 = 128 ترکیب مختلف صفر و یک را می توان بدست آورد ، به عنوان مثال. کدهای دودویی با مرتبط کردن هر کاراکتر با کد دودویی آن ، یک جدول کدگذاری دریافت می کنیم. شخص با نمادها ، رایانه - با کدهای دودویی خود کار می کند.

برای طرح صفحه کلید لاتین ، چنین جدول برنامه نویسی برای کل جهان است ، بنابراین ، متن تایپ شده با استفاده از طرح صفحه کلید لاتین به طور مناسب در هر رایانه ای نمایش داده می شود. این جدول ASCII (کد استاندارد آمریکایی مبادله اطلاعات) در انگلیسی تلفظ می شود [eski] ، در روسی تلفظ می شود [aski]. در زیر کل جدول ASCII ، کدهایی که به صورت اعشاری نشان داده شده است ، آمده است. می توان از آن برای تعیین اینکه وقتی مثلاً کاراکتر «*» را از صفحه کلید وارد می کنید ، کامپیوتر آن را به عنوان کد 42 (10) در نظر می گیرد ، به نوبه خود 42 (10) = 101010 (2) - این کد باینری است از شخصیت "*". کدهای 0 تا 31 در این جدول استفاده نمی شود.

جدول کاراکتر ASCII

برای کدگذاری یک کاراکتر ، از مقدار اطلاعات معادل 1 بایت استفاده می شود ، یعنی I = 1 بایت = 8 بیت. با استفاده از یک فرمول که تعداد رویدادهای احتمالی K و میزان اطلاعات I را به هم متصل می کند ، می توانید تعداد نمادهای مختلف را که می توان رمزگذاری کرد (با فرض اینکه نمادها رویدادهای احتمالی هستند) محاسبه کنید:

K = 2 I = 2 8 = 256 ،

یعنی از الفبایی با ظرفیت 256 نویسه می توان برای نمایش اطلاعات متنی استفاده کرد.

اصل کدگذاری این است که به هر کاراکتر یک کد دودویی از 00000000 تا 11111111 یا کد اعشاری مربوطه از 0 تا 255 اختصاص داده می شود.

لازم به یادآوری است که در حال حاضر برای کدگذاری حروف روسی ، از پنج جدول کد مختلف استفاده می شود(KOI -8، CP1251، CP866، Mac، ISO) ، و متون رمزگذاری شده با استفاده از یک جدول ، در کدگذاری دیگر به درستی نمایش داده نمی شوند. این را می توان به وضوح به عنوان قطعه ای از جدول رمزگذاری کاراکترهای ترکیبی نشان داد.

نمادهای مختلف به یک کد دودویی یکسان اختصاص داده شده است.

کد دودویی	کد اعشاری

با این حال ، در بیشتر موارد ، این کاربر نیست که به کدگذاری اسناد متنی اهمیت می دهد ، بلکه مهم است برنامه های ویژه- مبدل هایی که در برنامه های کاربردی ساخته شده اند.

از سال 1997 ، آخرین نسخه های مایکروسافتآفیس از رمزگذاری جدید پشتیبانی می کند. یونیکد نامیده می شود. یونیکد یک کتاب کد است که از 2 بایت برای کدگذاری هر کاراکتر استفاده می کند. 16 بیتی بر اساس چنین جدولی ، N = 2 16 = 65 536 کاراکتر می تواند کدگذاری شود.

یونیکد تقریباً همه خطوط مدرن را شامل می شود ، از جمله: عربی ، ارمنی ، بنگالی ، برمه ای ، یونانی ، گرجی ، دواناگری ، عبری ، سیریلیک ، قبطی ، خمر ، لاتین ، تامیل ، هانگول ، هان (چین ، ژاپن ، کره) ، چروکی ، اتیوپی ، ژاپنی (کاتاکانا ، هیراگانا ، کانجی) و دیگران.

برای اهداف دانشگاهی ، خطوط تاریخی زیادی اضافه شده است ، از جمله: یونان باستان ، هیروگلیف مصری ، خط میخی ، نوشتن مایاها ، الفبای اتروسک.

یونیکد طیف وسیعی از نمادها و نمادهای ریاضی و موسیقی را ارائه می دهد.

برای نویسه های سیریلیک در یونیکد ، دو محدوده کد اختصاص داده شده است:

سیریلیک ( # 0400 - # 04FF)

مکمل سیریلیک ( # 0500 - # 052F).

اما پیاده سازی جدول یونیکد در شکل خالص آن به این دلیل عقب می ماند که اگر کد یک کاراکتر نه یک بایت ، بلکه دو بایت را اشغال کند ، برای ذخیره متن دو برابر فضای دیسک لازم است و برای آن انتقال از طریق کانال های ارتباطی - دو برابر بیشتر.

بنابراین ، در عمل ، نمایش یونیکد UTF-8 (قالب تبدیل یونیکد) اکنون رایج تر است. UTF-8 بهترین سازگاری را با سیستم هایی که از کاراکترهای 8 بیتی استفاده می کنند ، ارائه می دهد. وقتی فقط UTF-8 نوشته می شود ، متنی که فقط نویسه های کمتر از 128 دارد ، به متن ساده ASCII تبدیل می شود. بقیه کاراکترهای یونیکد با دنباله هایی به طول 2 تا 4 بایت نمایش داده می شوند. به طور کلی ، از آنجا که رایج ترین کاراکترهای جهان - حروف الفبای لاتین - در UTF -8 هنوز 1 بایت را اشغال می کنند ، این رمزگذاری مقرون به صرفه تر از یونیکد خالص است.

برای تعیین کد کاراکترهای عددی ، می توانید از جدول کد استفاده کنید. برای انجام این کار ، مورد "Insert" - "Symbol" را در منو انتخاب کنید ، پس از آن کادر محاوره ای Symbol روی صفحه ظاهر می شود. جدول نماد فونت انتخاب شده در کادر محاوره ای ظاهر می شود. کاراکترهای این جدول خط به خط ، به ترتیب از چپ به راست ، با شروع کاراکتر فاصله ، مرتب شده اند.

ما با سیستم های اعداد آشنا شدیم - روشهای کدگذاری اعداد. اعداد اطلاعاتی در مورد تعداد موارد ارائه می دهند. این اطلاعات باید کدگذاری شده و در نوعی سیستم اعداد نمایش داده شوند. انتخاب کدام یک از روشهای شناخته شده بستگی به مشکل حل شده دارد.
تا همین اواخر ، رایانه ها عمدتا اطلاعات عددی و متنی را پردازش می کردند. اما یک فرد بیشتر اطلاعات مربوط به جهان خارج را به صورت تصویر و صدا دریافت می کند. در این مورد ، تصویر مهمتر است. این ضرب المثل را به خاطر بسپارید: "یک بار دیدن بهتر از صد بار شنیدن بهتر است." بنابراین ، امروزه کامپیوترها بیشتر و بیشتر با تصاویر و صدا شروع به کار می کنند. ما قطعاً روشهای رمزگذاری چنین اطلاعاتی را در نظر خواهیم گرفت.

کدگذاری دودویی اطلاعات عددی و متنی.

هرگونه اطلاعات در رایانه با استفاده از توالی های دو رقمی-0 و 1 رمزگذاری می شود. رایانه اطلاعات را در قالب ترکیبی از سیگنال های الکتریکی ذخیره و پردازش می کند: ولتاژ 0.4V-0.6V منطبق با صفر منطقی ، و ولتاژ 2.4V-2.7 V - به واحد منطقی دنباله های 0 و 1 نامیده می شود کدهای دودویی ، و اعداد 0 و 1 هستند بیت (به رقم دوتایی). این رمزگذاری اطلاعات روی رایانه نامیده می شود کدگذاری باینری ... بنابراین ، کدگذاری باینری عبارت است از کدگذاری با حداقل تعداد ممکن از نمادهای ابتدایی ، بیشترین کدگذاری با وسایل ساده... به همین دلیل است که از نظر نظری قابل توجه است.
کدگذاری دوتایی اطلاعات مهندسان را به خود جلب می کند زیرا پیاده سازی آن از نظر فنی آسان است. مدارهای الکترونیکیبرای پردازش کدهای دوتایی ، آنها باید فقط در یکی از دو حالت باشند: سیگنال وجود دارد / بدون سیگنال یا ولتاژ بالا / ولتاژ پایین .
رایانه ها در کار خود با اعداد واقعی و کامل کار می کنند که به صورت دو ، چهار ، هشت و حتی ده بایت نشان داده شده است. برای نشان دادن علامت یک عدد هنگام شمارش ، یک اضافی رتبه علامت ، که معمولاً قبل از ارقام عددی قرار دارد. برای اعداد مثبت ، بیت علامت 0 است و برای اعداد منفی - 1. برای نوشتن نمای داخلی یک عدد صحیح منفی (-N) ، باید:
1) با جایگزینی 0 در 1 و 1 در 0 ، کد اضافی شماره N را دریافت کنید ؛
2) 1 را به عدد بدست آمده اضافه کنید.

از آنجا که یک بایت برای نشان دادن این عدد کافی نیست ، به صورت 2 بایت یا 16 بیت نمایش داده می شود ، کد مکمل آن 1111101111000101 است ، بنابراین -1082 = 1111101111000110.
اگر یک رایانه بتواند تنها یک بایت را اداره کند ، کاربرد چندانی نخواهد داشت. در حقیقت ، رایانه شخصی با اعدادی کار می کند که در دو ، چهار ، هشت و حتی ده بایت نوشته شده است.
از اواخر دهه 1960 ، رایانه ها به طور فزاینده ای برای پردازش اطلاعات متنی مورد استفاده قرار گرفتند. برای نمایش اطلاعات متنی ، معمولاً از 256 کاراکتر مختلف استفاده می شود ، به عنوان مثال ، حروف بزرگ و کوچک الفبای لاتین ، اعداد ، علائم نگارشی و غیره. در اکثر رایانه های مدرن ، هر کاراکتر مربوط به دنباله ای از هشت صفر و یک است که نامیده می شوند بایت .
بایت ترکیبی هشت بیتی از صفر و یک است.
هنگام کدگذاری اطلاعات در این رایانه های الکترونیکی ، از 256 توالی مختلف از 8 صفر و یک استفاده می شود ، که رمزگذاری 256 کاراکتر را ممکن می سازد. به عنوان مثال ، حرف بزرگ روسی "M" دارای کد 11101101 ، حرف "I" - کد 11101001 ، حرف "P" - کد 11110010 است. بنابراین ، کلمه "WORLD" با دنباله ای از 24 بیت رمزگذاری می شود. یا 3 بایت: 111011011110100111110010.
تعداد بیت های یک پیام را حجم اطلاعات پیام می نامند. جالبه!

در ابتدا فقط از الفبای لاتین در رایانه استفاده می شد. دارای 26 حرف است. بنابراین پنج پالس (بیت) برای تعیین هر یک کافی است. اما متن شامل علائم نگارشی ، ارقام اعشاری و ... است ، بنابراین ، در اولین رایانه های انگلیسی زبان ، یک بایت - هجا ماشین - شامل شش بیت بود. سپس هفت - نه تنها برای تشخیص حروف بزرگ از حروف کوچک ، بلکه برای افزایش تعداد کدهای کنترل چاپگرها ، چراغ های سیگنال و سایر تجهیزات. در سال 1964 ، IBM-360 قدرتمند ظاهر شد ، که در آن بایت در نهایت معادل هشت بیت شد. آخرین بیت هشتم برای شخصیت های شبه گرافیکی مورد نیاز بود.
اختصاص کد باینری خاص به یک نماد یک امر متعارف است که در جدول کد ثابت شده است. متأسفانه ، پنج رمزگذاری مختلف برای حروف روسی وجود دارد ، بنابراین متن هایی که در یک کدگذاری ایجاد می شوند ، در دیگری رمزگذاری نمی شوند.
از نظر زمانی ، یکی از اولین استانداردهای رمزگذاری حروف روسی در رایانه KOI8 ("کد تبادل اطلاعات ، 8 بیتی") بود. رایج ترین رمزگذاری ، رمزگذاری سیریلیک استاندارد مایکروسافت ویندوز است که با اختصار CP1251 نشان داده می شود ("CP" مخفف "کد صفحه" یا "صفحه کد"). اپل کدگذاری حروف روسی (Mac) را برای رایانه های Macintosh توسعه داده است. سازمان بین المللی استاندارد (سازمان استاندارد بین المللی ، ISO) کدگذاری ISO 8859-5 را به عنوان استاندارد زبان روسی تأیید کرده است. سرانجام ، یک استاندارد بین المللی جدید Unicode ظاهر شد ، که نه یک بایت ، بلکه دو بایت برای هر کاراکتر اختصاص می دهد ، و بنابراین ، با کمک آن ، می توان نه 256 کاراکتر ، بلکه تعداد 65536 را رمزگذاری کرد.
همه این رمزگذاری ها از جدول کد ASCII (کد استاندارد آمریکایی برای تبادل اطلاعات) پیروی می کنند که 128 نویسه را کد می کند.
جدول کاراکتر ASCII:

کد	سمبل	کد	سمبل	کد	سمبل	کد	سمبل	کد	سمبل	کد	سمبل
32	فضا	48	.	64	@	80	پ	96	"	112	پ
33	!	49	0	65	آ	81	س	97	آ	113	س
34	"	50	1	66	ب	82	R	98	ب	114	r
35	#	51	2	67	ج	83	س	99	ج	115	s
36	$	52	3	68	د	84	تی	100	د	116	t
37	%	53	4	69	ه	85	U	101	ه	117	تو
38	&	54	5	70	اف	86	V	102	f	118	v
39	"	55	6	71	G	87	W	103	گرم	119	w
40	(	56	7	72	ح	88	ایکس	104	ساعت	120	ایکس
41	)	57	8	73	من	89	Y	105	من	121	y
42	*	58	9	74	ج	90	Z	106	j	122	z
43	+	59	:	75	ک	91	[	107	ک	123	{
44	,	60	;	76	ال	92	\	108	ل	124	|
45	-	61	<	77	م	93	]	109	متر	125	}
46	.	62	>	78	N	94	^	110	n	126	~
47	/	63	?	79	O	95	_	111	o	127	DEL

کدگذاری دودویی متن به شرح زیر رخ می دهد: هنگامی که کلید را فشار می دهید ، دنباله خاصی از تکانه های الکتریکی به رایانه منتقل می شود و هر کاراکتر مربوط به دنباله ای از تکانه های الکتریکی خود (صفر و یک در زبان ماشین) برنامه درایور صفحه کلید و صفحه کاراکتر را با جدول کد شناسایی کرده و تصویر آن را روی صفحه ایجاد می کند. بنابراین ، متون و اعداد در حافظه کامپیوتر در کد باینری و از نظر برنامه ایبه تصاویر روی صفحه تبدیل می شوند.

کدگذاری دودویی اطلاعات گرافیکی

از دهه 80 ، فناوری پردازش اطلاعات گرافیکی در رایانه به سرعت در حال توسعه است. گرافیک کامپیوتریاز آن در مدل سازی رایانه در تحقیقات علمی ، شبیه سازهای رایانه ای ، انیمیشن های کامپیوتری ، گرافیک های تجاری ، بازی ها و غیره استفاده می شود.
اطلاعات گرافیکی روی صفحه نمایش به شکل تصویری ارائه می شود که از نقطه (پیکسل) تشکیل شده است. همتا در عکس روزنامه، و خواهید دید که از کوچکترین نقاط نیز تشکیل شده است. اگر اینها فقط نقاط سیاه و سفید هستند ، هر یک از آنها را می توان با 1 بیت رمزگذاری کرد. اما اگر سایه هایی در عکس وجود دارد ، دو بیت به شما امکان می دهد 4 سایه نقطه را رمزگذاری کنید: 00 - سفید ، 01 - خاکستری روشن ، 10 - خاکستری تیره ، 11 - سیاه. سه بیت به شما امکان رمزگذاری 8 سایه و غیره را می دهد.
تعداد بیت های مورد نیاز برای کدگذاری یک سایه رنگ را عمق رنگ می نامند.

V کامپیوترهای مدرن وضوح (تعداد نقاط روی صفحه) ، و همچنین تعداد رنگها به آداپتور ویدئو بستگی دارد و می توان آنها را از نظر برنامه ای تغییر داد.
تصاویر رنگی می توانند حالت های مختلفی داشته باشند: 16 رنگ ، 256 رنگ ، 65536 رنگ ( رنگ بالا) ، 16،777،216 رنگ ( رنگ واقعی) یک نکته برای حالت رنگ بالا 16 بیت یا 2 بایت مورد نیاز است.
رایج ترین وضوح صفحه نمایش 800 600 600 پیکسل است. 480،000 امتیاز بیایید مقدار حافظه ویدئویی مورد نیاز برای حالت رنگی بالا را محاسبه کنیم: 2 بایت * 480،000 = 960،000 بایت.
برای اندازه گیری میزان اطلاعات ، از واحدهای بزرگتر نیز استفاده می شود:

بنابراین ، 960،000 بایت تقریبا برابر با 937.5 کیلوبایت است. اگر فردی هشت ساعت در روز بدون وقفه صحبت کند ، در 70 سال از زندگی خود در مورد 10 گیگابایت اطلاعات صحبت می کند (این 5 میلیون صفحه است - یک تکه کاغذ به ارتفاع 500 متر).
نرخ باود تعداد بیت های منتقل شده در ثانیه است. سرعت انتقال 1 بیت در ثانیه 1 باود نامیده می شود.

یک بیت مپ در حافظه ویدئویی رایانه ذخیره می شود ، که یک کد باینری یک تصویر است ، از آنجا توسط پردازنده (حداقل 50 بار در ثانیه) خوانده شده و روی صفحه نمایش داده می شود.

کدگذاری دودویی اطلاعات صوتی

از اوایل دهه 90 کامپیوترهای شخصیفرصت کار با اطلاعات صوتی را پیدا کرد. هر رایانه دارای کارت صدا می تواند به عنوان فایل ذخیره شود ( فایل مقدار مشخصی از اطلاعات ذخیره شده بر روی دیسک و نامگذاری شده است ) و بازتولید اطلاعات صوتی از طریق ویژه ابزارهای نرم افزاری(ویرایشگران فایل های صوتی) باز می شود فرصتهای فراوانایجاد ، ویرایش و گوش دادن به فایل های صوتی برنامه های تشخیص گفتار ایجاد می شوند و کنترل رایانه با صدا امکان پذیر می شود.
دقیقا کارت صدا(کارت) یک سیگنال آنالوگ را به یک فونوگرام گسسته تبدیل می کند و برعکس ، صدای "دیجیتالی" - به یک سیگنال آنالوگ (پیوسته) ، که به ورودی بلندگو تغذیه می شود.

هنگام کدگذاری باینری یک سیگنال صوتی آنالوگ ، سیگنال پیوسته نمونه برداری می شود ، به عنوان مثال با مجموعه ای از نمونه های جداگانه آن جایگزین می شود - نمونه. کیفیت رمزگذاری باینری به دو پارامتر بستگی دارد: کمیت سطوح گسستهسیگنال و تعداد نمونه در ثانیه تعداد نمونه ها یا میزان نمونه برداری در آداپتورهای صوتی متفاوت است: 11 کیلوهرتز ، 22 کیلوهرتز ، 44.1 کیلوهرتز و غیره. اگر تعداد سطوح 65536 باشد ، یکی سیگنال صوتی 16 بیت (216) محاسبه شده است. یک آداپتور صوتی 16 بیتی صدا را با دقت بیشتری نسبت به یک آداپتور صوتی 8 بیتی رمزگذاری و تولید می کند.
تعداد بیت های مورد نیاز برای رمزگذاری یک سطح صدا را عمق صدا می گویند.
اندازه یک فایل صوتی تک (بر حسب بایت) با فرمول تعیین می شود:

با صدای استریو ، حجم فایل صوتی دو برابر می شود ، با صدای چهار ضلعی ، چهار برابر می شود.
با پیچیده تر شدن برنامه ها و افزایش عملکرد آنها و همچنین ظهور برنامه های چند رسانه ای ، حجم کاربردی برنامه ها و داده ها افزایش می یابد. اگر در اواسط دهه 80 حجم معمول برنامه ها و داده ها ده ها و فقط گاهی صدها کیلوبایت بود ، در اواسط دهه 90 حجم آن به ده ها مگابایت رسید. بر این اساس ، میزان RAM افزایش می یابد.