1 of 26

Двійкове кодування. Одиниці вимірювання довжини двійкового коду. Кодування тексту

Нова українська школа

Урок 2

Інформатика 8

teach-inf.com.ua

за підручником

Бондаренко О.О. та ін.

2 of 26

Двійкове кодування

Комп’ютер – універсальний пристрій для опрацювання даних різних типів. Розгляньмо, як у ньому кодуються дані.

Розділ 1

§ 2

3 of 26

Принцип двійкового кодування

Звичні вам числа називають десятковими, тому що для їх запису використовують 10 цифр:

Дані ж у комп’ютері подаються електричними, світловими або магнітними сигналами, що набувають тільки двох станів:

вимкнено

(немає струму, розмагнічено)

0

увімкнено

(є струм, намагнічено)

1

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Розділ 1

§ 2

4 of 26

Принцип двійкового кодування

Тому будь-які дані для опрацювання комп’ютером:

числові

текстові

звукові

графічні

Кодують за допомогою лише двох знаків — нуля (0) й одиниці (1). Такий спосіб кодування називають двійковим. Двійкове кодування легко реалізувати в електронних пристроях.

Розділ 1

§ 2

5 of 26

Кодування символів

За допомогою однознакового двійкового коду можна закодувати лише два різні символи. Тому для кодування символів у комп’ютері застосовують багатознакові двійкові коди, в яких код кожного символу складається з кількох записаних у рядок нулів або одиниць.

Розділ 1

§ 2

6 of 26

Кодування символів

У таких кодах цифру 0 або 1 називають бітом (скор. від англ. binary digit — двійкова цифра).

За кількістю бітів n, відведених для кодування одного символу, легко визначити число символів N, які можна закодувати:

N = 2ⁿ

Розділ 1

§ 2

7 of 26

Кодування символів

Для кодування (декодування) тексту всі символи зводять у кодову таблицю, де поряд із двійковим кодом, а іноді й замість нього, записують десятковий код.

8-бітовий код придатний для кодування до

N = 2⁸ = 256 різних символів,

а 16-бітовий – до N = 2¹⁶ = 65 536 символів.

Розділ 1

§ 2

8 of 26

7-бітовий код ASCII

ASCII (American Standard Code for Information Interchange — американський стандартний код для обміну інформацією) є однією з найдавніших і найпоширеніших таблиць двійкових кодів символів. Її першу редакцію опубліковано 1963 року.

Розділ 1

§ 2

9 of 26

7-бітовий код ASCII

У таблиці ASCII десяткові:

є керувальними кодами

числа від 0 до 31

кодують символи: великі й малі літери латинського алфавіту, розділові знаки, знаки математичних операцій тощо

числа від 32 до 127

відповідає символу пропуск

код 32

знаку оклику і т. д.

код 33

Англійські літери в таблиці ASCII розташовані в алфавітному порядку.

Розділ 1

§ 2

10 of 26

7-бітовий код ASCII

Щоб побачити на екрані символи сучасної версії таблиці ASCII, слід запустити таку програму мовою Python:

for i in range(33, 127):

print(chr(i), end = '')

Буде виведено:

!"#$%&'()*+,./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]^_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~

Розділ 1

§ 2

11 of 26

8-бітовий код KOI8-U

Для кодування літер інших алфавітів (зокрема кириличних) таблицю ASCII доповнюють до 256 символів. Для цього 7-бітові коди ASCII доповнюють зліва 0, а коди для нових символів утворюють додаванням зліва 1.

Розділ 1

§ 2

12 of 26

8-бітовий код KOI8-U

Зокрема, для літер українського алфавіту використовують таблицю кодів K0I8-U (Код Обміну Інформацією 8-бітовий Український).

Розглянемо фрагмент таблиці кодів KOI8-U:

Розділ 1

§ 2

13 of 26

Стандарт Юнікод

Із розвитком і поширенням комп’ютерів виникла потреба в кодуванні значно більшої кількості символів, ніж дозволяють 8-бітові коди.

Так, у сучасних текстових документах здебільшого використовується сімейство кодів, описаних у стандарті Юнікод (від англ. Unicode — уніфіковане кодування), що з’явився 1991 року. Поширений нині варіант Юнікоду — код UTF-8 — дає змогу закодувати до 1112064 різних символів.

Розділ 1

§ 2

14 of 26

Одиниці довжини двійкового коду

Двійкове кодування застосовують не лише для текстових, а й для графічних, звукових та інших даних.

Розділ 1

§ 2

15 of 26

Одиниці довжини двійкового коду

У всіх випадках обсяг даних вимірюють довжиною двійкового коду.

Послідовність із 8 двійкових розрядів (бітів) називають байтом. Наприклад, 10101101.

Розділ 1

§ 2

16 of 26

Одиниці довжини двійкового коду

За 8-бітового кодування тексту кожен символ кодується одним байтом. Розділові знаки та пропуски також є символами, що мають свої коди.

Текст:

Марійка грає в шахи.

Складається з 20 символів із урахуванням пробілів і розділових знаків. Тому за 8-бітового кодування цей текст має обсяг 20 байтів.

Розділ 1

§ 2

17 of 26

Одиниці довжини двійкового коду

Зверніть увагу, що на практиці зручніше користуватися більшими одиницями вимірювання:

1 КіБ = 2¹⁰ Б = 1024 Б ≈ 10³ Б

1 МіБ = 2¹⁰КіБ = 1024 КіБ ≈ 10⁶ Б

1 ГіБ = 2¹⁰ МіБ = 1024 МіБ ≈ 10⁹ Б

1 ТіБ = 2¹⁰ГіБ = 1024 ГіБ ≈ 10¹² Б

кібібайт (КіБ)

мебібайт (МіБ)

гібібайт (ГіБ)

тебібайт (ТіБ)

Розділ 1

§ 2

18 of 26

Одиниці довжини двійкового коду

Наведені в таблиці значення степенів двійки наближено дорівнюють множникам Міжнародної системи одиниць, які відповідають префіксам кіло-, мега-, гіга- тощо.

Тому у повсякденному спілкуванні часто помилково використовують назви «кілобайт», «мегабайт», «гігабайт» тощо, навіть коли йдеться про їхні двійкові відповідники.

Розділ 1

§ 2

19 of 26

Одиниці довжини двійкового коду

Нехай сторінка книжки містить 56 рядків по 64 символи в кожному рядку. Обчислимо обсяг даних (довжину двійкового коду) на сторінці за 8-бітового кодування.

Маємо:

56 · 64 = 3584 байти =

3,5 КіБ

Розділ 1

§ 2

20 of 26

Одиниці довжини двійкового коду

Щоб обчислити приблизний обсяг текстових даних у книжці, потрібно обсяг даних на сторінці помножити на кількість сторінок.

Розрахуємо обсяг даних у книжці з 256 подібних сторінок:

3584 · 256 = 917 504 Б =

896 КіБ = 0,875 МіБ

Розділ 1

§ 2

21 of 26

Одиниці довжини двійкового коду

Двійковий код літери Р має довжину 1 байт. Сама ця літера, намальована на дорожньому знаку, несе інформацію для водія:

поряд зі знаком є облаштоване місце для стоянки.

Не слід ототожнювати довжину двійкового коду текстового повідомлення з обсягом інформації, яку воно містить.

Розділ 1

§ 2

22 of 26

Питання для самоперевірки

Як кодуються дані в комп’ютері?

Чому в комп’ютері використовується двійкове кодування?

Як кодуються символи в комп’ютері?

Що таке біт; байт?

У яких одиницях вимірюють довжину двійкового коду?

Скільки байтів містить 1 КіБ; 1 МіБ?

Розділ 1

§ 2

23 of 26

Розгадайте ребус

Символ

Розділ 1

§ 2

24 of 26

Домашнє завдання

Проаналізувати

с. 11-15

Розділ 1

§ 2

25 of 26

Працюємо за комп’ютером

Сторінка

15

Розділ 1

§ 2

26 of 26

Успіхів�у навчанні!

Нова українська школа

Урок 2

Інформатика 8

teach-inf.com.ua

за підручником

Бондаренко О.О. та ін.