Как компьютер представляет информацию

Компьютер работает с электрическими сигналами и легко различает два состояния: сигнал есть или его нет (намагничено или нет). По договорённости одно состояние принимают за 1, а другое за 0, поэтому числа, текст, изображения и звук хранятся в виде последовательностей нулей и единиц. Обычно применяют равномерное кодирование: кодом из m двоичных разрядов можно закодировать N = 2^m различных символов; например, 2² = 4, 2³ = 8, 2⁸ = 256. Для B символов нужное m находится из условия 2^(m–1) < B ≤ 2^m (для 20 символов m = 5, потому что 16 < 20 ≤ 32). Буквы, цифры и знаки кодируют таблицей ASCII, где каждый символ хранится в 1 байте (8 битах): буква A – это 01000001 (65), B – 01000010 (66). В исходной таблице ASCII 128 символов (латинские буквы, цифры, знаки); остальные 128 мест используют расширенные таблицы, например для букв кириллицы. Чтобы буквы всех языков, например узбекские o‘ и g‘, помещались в одну таблицу, сегодня широко используют таблицу Unicode, но в вычислениях 1 символ = 1 байт. Один разряд кода – это 1 бит, а 8 бит составляют 1 байт. Более крупные единицы: 1 КБ (килобайт) = 1024 байта, 1 МБ = 1024 КБ, 1 ГБ = 1024 МБ (правило учебника; в учебнике пишут Kb, Mb, а международный стандарт принимает 1 кБ = 1000 байт и записывает 1024 байта как КиБ). Байт обозначают заглавной B, а бит – строчной b или словом «бит»: например, скорость Интернета измеряют в Мбит/с. Скорость передачи – это объём, переданный за единицу времени: скорость = объём : время. На экране изображение состоит из пикселей; в чёрно-белом изображении каждый пиксель занимает 1 бит, а при N цветах – r бит, где N = 2^r (r – глубина цвета). На компьютере цвета получают как смесь красного, зелёного и синего (RGB). Звук тоже переводят из аналоговой формы в цифровую: сигнал измеряют много раз в секунду (дискретизация).