Представление данных в памяти персонального компьютера (числа, символы, графика, звук)

Как мы хорошо знаем, вычислительная техника первоначально возникла как средство автоматизации вычислений, о чем совершенно недвусмысленно говорит название ЭВМ. Следующим видом обрабатываемой информации стала текстовая. Сначала тексты просто поясняли труднообозримые столбики цифр, но затем машины все более и более существенным образом стали преобразовывать текстовую информацию. Обязательной частью программного обеспечения стал текстовой редактор. Естественно, что оформление текстов достаточно быстро вызвали у людей стремление дополнить их графиками и рисунками. Делались попытки частично решить эти проблемы в рамках символьного подхода: вводились специальные символы для рисования таблиц и диаграммам (их называли псевдографическими; вспомните панели знаменитого Norton Commander, которые созданы именно этим способом). Но практические потребности людей в графике делали ее появление среди видов компьютерной информации неизбежной. Числа, тексты и графика образовали некоторый относительно замкнутый набор, которого было достаточно для многих решаемых на компьютере задачи. Наконец, относительно недавно постоянный рост быстродействия вычислительной техники создал широкие технические возможности для обработки звуковой информации, а также для быстро сменяющихся изображений (видео) – компьютер стал мультимедийным.

Основные принципы двоичного кодирования четко и понятно сформулированы в пособии для учителя [1]. Пусть мы хотим произвести кодирование в двоичном алфавите A некоторой величины, имеющей конечное множество значений B. B – это, разумеется, тоже своеобразный алфавит, поэтому в наиболее абстрактном виде задача состоит в формулировке правил замены символов алфавита B символами алфавита A. Правила эти можно сформулировать следующим образом:

двоичный алфавит A содержит только два символа – 0 и 1;

каждой букве алфавита B ставится в соответствие определенный (вообще говоря, произвольный) двоичный код;

двоичные коды различных букв алфавита B обязательно должны быть различны, иначе нарушится однозначность кодирования;

двоичные коды букв данного алфавита B должны иметь одинаковое число двоичных букв (например, число 1 в 32-разрядной машине дополнительно содержит слева 31 незначащий ноль и только затем единичку).

И еще один вопрос хочется обсудить, прежде чем переходить к конкретным видам информации. Речь идет о дискретной и непрерывной (часто говорят аналоговой) информации. Это довольно сложный философский вопрос, поэтому мы постараемся не углубляться в него сильно без особой необходимости.

Итак, согласно строгому определению математического словаря [2], "дискретность (от лат. discretus – разделенный, прерывистый) – прерывность; противопоставляется непрерывности. Напр., дискретное изменение к.-л. величины во времени – это изменение, происходящее через определенные промежутки времени (скачками); система целых (в противоположность системе действительных чисел) является дискретной".

Заметим, что в приведенной цитате указано на связь дискретности с системой целых чисел, и это можно считать подтверждением положения о том, что дискретные значения можно пронумеровать.

Для большей наглядности дополним данное определение рядом примеров. ............