KÓDOVANIE INFORMÁCIÍ Maroš Malý, 4.C

Analógová a digitálna informácia Informácia, ktorú človek vníma svojimi zmyslami (zvuk, obraz) Digitálna: Informácia zapísana v binárnom kóde. Najmenšia jednotka binárneho kódu je bit (binary digit) , je to základná jednotka informácie. Digitalizovať informáciu znamená zapísať ju v binárnom kóde. Pomocou n bitov vieme zapísať 2 𝑛 rôznych hodnôt.

Výhody digitálneho zápisu: Digitalizovať sa dá každý typ informácie(text, obraz, hudba, video). Môžeme ich uchovávať v obrovských objemoch. Dajú sa spracúvať neuveriteľnou rýchlosťou.

Rozdiel medzi analógovým a digitálnym signálom: Analógové zariadenie používa pre záznam zvuku, obrazu a pod. nejakú krivku, ktorá predstavuje priebeh nejakej fyzikálnej veličiny. Napríklad analógový magnetofón signál (hudbu, t. j. audiosignál) prevedie na nejakú krivku (priebeh magnetického poľa) a táto krivka je zaznamenaná na nejaký nosič (magnetofónovú pásku). Prenosom a kopírovaním pôvodnej krivky vždy dochádza k skresleniu a tým aj strate kvality pôvodného záznamu. Čím viac kópií, tým horšia kvalita. Čím náročnejšie podmienky prenosu (napr. cez telefón), tým je opäť horšia kvalita. Teda: analógový signál je pri každej kópii (resp. prenosu) skreslený, preto klesá jeho kvalita.

Rozdiel medzi analógovým a digitálnym signálom: Digitálny záznam používa tzv. A/D prevodník analógového signálu. Jeho pomocou je záznam digitalizovaný a ďalej sa prenáša ako skupina 0 a 1. Pretože odlíšiť 0 a1 je možné takmer bezchybne. Teda: pri prenose (a kopírovaní) digitálneho signálu nedochádza k stratám a k skresleniu informácie, ani kvality signálu.

Zariadenia umožňujúce prevod informácií Vstupné zariadenie zariadenie počítača, ktorým vstupujú údaje alebo signály do počítača na ich ďalšie spracovanie. Vstupné zariadenie transformuje = mení informácie z “vonkajšieho” sveta do takej formy, ktorú vie využiť počítač. Vstupné zariadenia slúžia človeku na zadanie príkazov počítaču. K vstupným zariadeniam patrí klávesnica, myš, mikrofón, skener, webová kamera, joystick, tablet...

Zariadenia umožňujúce prevod informácií Výstupné zariadenie zariadenie počítača, ktorým vystupujú údaje alebo signály z počítača tak, aby ich mohol vidieť, počuť alebo spracovať človek. Výstupné zariadenie transformuje = mení informácie z počítača do takej formy, ktorej rozumie človek. Pomocou výstupných zariadení počítač odpovedá užívateľovi - človeku. K výstupným zariadeniam patrí monitor (displej), počítačová tlačiareň, reproduktory...

Typy údajov spracovaných na PC Číselné Textové Zvukové Obrazové

Jednotky informácií a prevod medzi nimi základné jednotky – BIT (najmenšia jednotka informácií), BYTE (jednotka informácie s 8 bitmi) 1 KB (kilobajt) = 210 bajtov = 1 024 bajtov 1 MB (megabajt) = 1 024 kilobajtov = 220 bajtov = 1 048 576 bajtov 1 GB (gigabajt) = 1 024 megabajtov = 230 bajtov = 1 073 741 824 bajtov 1 TB (terabajt) = 1 024 gigabajtov = 240 bajtov = 1 099 511 627 776 bajtov 1 Kb (kilobit) = 1 024 bitov 1 Kb/s (kilobit za sekundu) – jednotka prenosovej rýchlosti  

Číselné sústavy Binárna sústava používa 2 binárne číslice 0, 1 základ číselnej sústavy je číslo 2 číselná sústava, v ktorej pracuje počítač. Preto je základnou sústavou v informatike. Je pozičnou sústavou, ktorá používa cifry 0, 1. Základom sústavy je číslo 2 a pozičnými hodnotami sú mocniny čísla 2, teda: 20=1, 21=2, 22=4, 23=8, 24=16, ... Napr. číslo 1101 je súčtom 1. 23 + 1. 22 + 0. 21 + 1. 20 = 8 + 4 + 0 + 1 = 13.

Číselné sústavy Dekadická sústava používa 10 základných číslic (0-9) základ číselnej sústavy je číslo 10 číselná sústava, v ktorej počítame my - ľudia. Je pozičnou sústavou, ktorá používa cifry 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Základom sústavy je číslo 10 a pozičnými hodnotami sú mocniny čísla 10, teda: 100=1, 101=10, 102=100, 103=1 000, 104=10 000, ... Napr. číslo 3927 je súčtom 3.103 + 9. 102 + 2. 101 + 7. 100 = 3000 + 900 + 20 + 7 = 3927.

Číselné sústavy Hexadecimálna sústava číselná sústava patrí medzi jednu z najzložitejších, pretože okrem čísel obsahuje aj písmená. Musí v sebe zahŕňať 16 čísel, ale čísel je deväť – 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, a číslo 10 je nahradené písmenom A, 11 = B, 12 = C, 13 = D, 14 = E a 15 = F. Základom sústavy je číslo 16 a pozičnými hodnotami sú mocniny čísla 16. 160 = 1, 161 = 16, 162 = 256 …

Prevod z binárnej do decimálnej sústavy Ak máme zadané číslo v dvojkovej sústave pomocou číslic x0, x1... xk potom jeho hodnotu v desiatkovej sústave získame takto: Číslo 11010110 v dvojkovej sústave je 214 v desiatkovej sústave (stačí sčítať tie sčítance, ktoré sú násobené 1). (11010110)B = 1 · 27 + 1 · 26 + 0 · 25 + 1 · 24 + 0 · 23 + 1 · 22 + 1 · 21 + 0 · 20 = = 1 · 128 + 1 · 64 + 0 · 32 + 1 · 16 + 0 · 8 + 1 · 4 + 1 · 2 + 0 · 1 = 128 + 64 + 16 + 4 + 2 = 214

Prevod z decimálnej do binárnej sústavy 1) Z desiatkovej do binárnej sústavy (metóda delenia základom) Ak chceme previesť číslo z desiatkovej sústavy do dvojkovej sústavy, musíme číslo deliť základom sústavy – číslom 2, až pokiaľ nedostaneme podiel rovný nule. Po každom delení zapíšeme zvyšok, pričom zvyšok po prvom delení je cifra najnižšieho (nultého) rádu, zvyšok po druhom delení udáva cifru prvého rádu atď. Príklad: 215 : 2 = 107; zv. 1 107 : 2 = 53; zv. 1 53 : 2 = 26; zv. 1 26 : 2 = 13; zv. 0 13 : 2 = 6; zv. 1 6 : 2 = 3; zv. 0 3 : 2 = 1; zv. 1 1 : 2 = 0; zv. 1 Číslo 215 v desiatkovej sústave je 11010111 (zvyšky zapísané v poradí zdola hore) v binárnej sústave.

Prevod z decimálnej do binárnej sústavy 2) Z desiatkovej do binárnej sústavy (metóda násobenia základom) Ak chceme číslo zapísané v desiatkovej sústave vyjadriť v dvojkovej sústave, rozložíme ho na súčet postupne znižujúcich sa mocnín dvojky a číslicou 1 alebo 0 zaznamenáme ich výskyt alebo absenciu. Napríklad pri čísle 215 postupujeme takto: Nájdeme najväčšiu mocninu dvojky, ktorá sa v čísle nachádza: 27 = 128 (28 je 256, čo je už viac ako 215). Zapíšeme 1. Potom od čísla 215 odčítame 128 a zisťujeme, či je rozdiel väčší ako najbližšia nižšia mocnina dvoch... Takto pokračujeme až po 20 = 1. Výsledkom je zápis v poradí v ako sme ho dostali: 110...

Prevod z decimálnej do hexadecimálnej Rovnaký postup ako pri prevode z decimálnej do binárnej. V tomto prípade delíme číslom 16. 185:16=11⟶9 11: 16 = 0⟶11 (zvyšok po delení) Namiesto „číslic“ nad 9 sa používajú písmená, takže 10 = A, 11 = B, 12 = C, … Číslo 185 má v 16 sústave tvar B9. Podobne môžeme previesť číslo B9 z 16 sústavy do desiatkovej. B9=11⋅ 16 1 +9⋅ 16 0 =11⋅16+9=185

Základné operácie s číslami v binárnej sústave Základné operácie ako sčitovanie, odčitovanie, násobenie a delenie fungujú v dvojkovej sústave rovnako ako v desiatkovej. Nesmie sa však zabudnúť na to, že základným číslom nie je 10, ale 2.

Sčítanie v binárnej sústave 01110 Postup: Napíšeme si čísla pod seba, doplníme na rovnaký počet číslic a spočítavame číslice v jednotlivých rádoch. + 00101 1 1 1 0+1 = 1 1+0 = 1 1+1 = 10 číslicu nula napíšeme a jednotka prechádza do vyššieho rádu 1+0+1(z predch. súčtu) = 10 číslicu nula napíšeme a jednotka prechádza do vyššieho rádu 0+0+1(z predch. súčtu) = 1

Odčítanie v binárnej sústave Odčítanie v binárnej sústave sa rieši pripočítaním záporného čísla. 65-37=65+(-37) Kladné čísla sa v binárnej sústave vyjadrujú pomocou priameho kódu (to je ten, ktorý dostaneme pri prevádzaní čísel napr. z desiatkovej do dvojkovej sústavy) Záporné čísla sa v binárnej sústave vyjadrujú pomocou inverzného kódu doplnkového kódu

Inverzný kód Inverzný kód binárneho čísla sa vytvorí tak, že sa každá jedna číslica v binárnom čísle neguje (to znamená že z jednotiek budú nuly a z núl sa stanú jednotky) (-37)D=(-100101)B=(011010)IK

Doplnkový kód (-37)D=(-100101)B=(011010)IK +000001 (011011)DK Doplnkový kód binárneho čísla sa vytvorí tak, že sa k inverznému kódu čísla pripočíta jednotka +000001 (011011)DK

Odčítanie v inverznom kóde Obe čísla si upravíme na rovnaký počet bitov (pripísaním núl zľava) Číslo, so záporným znamienkom prevedieme do inverzného kódu Spočítame obe čísla Ak po spočítaní vznikne prenos tak ho pripočítame k nultému rádu Ak je výsledok kladný (teda kladné číslo bolo väčšie ako záporné) tak je výsledok v priamom kóde Ak je výsledok záporný (teda kladné číslo bolo menšie ako záporné) tak je výsledok v inverznom kóde

Odčítanie v doplnkovom kóde Obe čísla si upravíme na rovnaký počet bitov (pripísaním núl zľava) Číslo, so záporným znamienkom prevedieme do doplnkového kódu Spočítame obe čísla Ak po spočítaní vznikne prenos tak ho zanedbáme Ak je výsledok kladný (teda kladné číslo bolo väčšie ako záporné) tak je výsledok v priamom kóde Ak je výsledok záporný (teda kladné číslo bolo menšie ako záporné) tak je výsledok v doplnkovom kóde