Axborotlarni kodlash va dekodlash
MA’LUMOTLARNI IKKILIK SANOQ SISTEMASIDA KODLASH VA DEKODLASH
Reja:
1.
Ikkilik sanoq sistemasida haqida
2.
Ma’lumotlarni ikkilik sanoq sistemasida kodlash
3.
Ma’lumotlarni ikkilik sanoq sistemasida dekodlash
4.
Xulosa
5.
Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati
Kompyuterlarda boshqa sanoq sistemalaridan quyidagi imkoniyatlari bilan farqlanuvchi ikkilik sanoq sistemasidan foydalaniladi:
uni ishlashini tashkil etish uchun ikki turg‘un holatli qurilmalar zarur ( tok bor – tok yo‘q, magnitlangan yoki magnitlanmagan);
axborotni ikki holat orqali tasvirlash ishonchli va ta’sirlarga chidamli;
ikkilikdagi arifmetika boshqalaridan sodda.
Ikkilik sanoq sistemasining asosiy kamchiligi – sonlardagi xona(razryad)larning juda tez ortib ketishidir. O‘nlik sanoq sistemasidan ikkilikka va teskari o‘tkazishlarni kompyuterning o‘zi bajaradi. Lekin kompyuterning imkoniyatlaridan oqilona foydalanish uchun uning tilini tushunish zarur bo‘ladi. Shular sababli sakkizlik va o‘n oltilik sanoq sistemalari ishlab chiqilgan.
Ma'lumki ikkilik sanoq sistemasi faqat ikkita: 0 va 1 raqamlaridan tashkil topgan. Endi yuqoridagi jadvallar yordamida ikkilik sanoq sistemasidagi sonlar ustida turli arifmetik amallar bajarishga doir misollar ko'ramiz.
2.Ikkilik sanoq sistemasida kodlash
Axborotlarni kodlash insoniyat tomonidan faqat amallar bajarish qulay bo'lishi uchun emas, balki axborotni maxfiy saqlash uchun ham qo'llanilgan. Kodlashning bu ko'rinishi shifrlash deb ataladi. Axborotlarni kodlash ma’lumotlarni uzatish va saqlash qulay bo’lgan ko’rinishda ifodalashdir. Tor ma’noda aytganda “kodlash” atamasi, ma’lum bir ma’lumotning bir ko’rinishidan saqlash, uzatish, qayta ishlash oson bo’lgan boshqa ko’rinishga o’tkazishdir. Odatda kodlashda har bir shakl alohida belgi bilan taqdim etiladi. Kompyuterlar ishlab chiqarila boshlanganda kompyu-terlarning ishlash prinsipi bilan bog‘liq bo‘lgan axborotlarni ikkilik sanoq sistemasida kodlash va amallar bajarish masalasi yuzaga keldi. Chunki, kompyuterga biror amalni bajarishni o‘rgatish uchun inson shu amalniqanday bajarilishini tasavvur qilishi zarurdir.
Axborotlarni kodlash ma’lumotlarni uzatish va saqlash qulay bo’lgan ko’rinishda ifodalashdir. Tor ma’noda aytganda “kodlash” atamasi, ma’lum bir ma’lumotning bir ko’rinishidan saqlash, uzatish, qayta ishlash oson bo’lgan boshqa ko’rinishga o’tkazishdir. Odatda kodlashda har bir shakl alohida belgi bilan taqdim etiladi. Ikkilik sanoq sistemasidagi sonlarni boshqa sanoq sistemasiga o’tkazsak ham axborot kodlanadi.
Masalan: Turli asosli sanoq sistemasidagi butun sonlarni o'nlik sanoq sistemasiga o'tkazishda quyida keltirilgan asos darajalari bo'yicha yoyish formulasidan foydalaniladi:
bu yerda: berilgan sonni tashkil etuvchi raqamlar; D8A216ni 2 lik sanoq sistemasiga o‘tkazish uchun uning har bir raqamini 2 lik sanoq sistemasidagi to‘rtliklar-tetradalar bilan almashtiramiz:
Ikkilik sanoq sistemasida berilgan sondan 8 lik sanoq sistemasiga o‘tish uchun, uning o‘ng tomonidan boshlab har bir uchliklarni (triadalarni) 8 likdagi mos raqamlar bilan almashtiramiz. Masalan: Yuqoridagi X2 sonini 16 lik sanoq sistemasiga o‘tkazish uchun X2 ni o‘ng tomondan boshlab to‘rtliklar (tetradalar) bilan almashtiramiz.
Analog usulda kompyuter matnli axborotni qayta ishlashi mumkin. Kompyuterga kirishda har bir harf ma’lum son bilan kodlanadi, chiqishda tashqi qurilmalar(ekran yoki printer) inson idrok etishi uchun bu sonlardan harflarning tasvirini hosil qiladi. Harflar to’plami va sonlarning mos kelishi belgilarni kodlash deyiladi. Qoidaga ko’ra kompyuterda barcha sonlar nol va bir yordamida ifodalanadi(insonlar qanchalik o’rganib qolishgan bo’lsa ham , o’nlik sanoq sistemasidan emas). Boshqacha aytganda, kompyuterlar bu qurilmalarda qayta ishlash sezilarli darajada oson kechganligi uchun odatda ikkilik hisoblash tizimida ishlaydi. Kompyuterga sonlarni kiritish va ularni o’qish uchun chiqarishda inson o’nlik formada amalga oshishiga o’rganib qolgan bo’lsa ham, barcha zarur o’zgartirishlarni kompyuterdagi dasturlar bajaradi.
Axborotlarni kodlash usullari:
Har bir axborot bir necha xil usulda kodlanishi mumkin. Kompyuterlarning vujudga kelishi bilan alohida inson va butun insoniyat ishlatadigan barcha ko’rinishdagi axborotlarni kodlash zaruriyati paydo bo’ldi.Insoniyatning olamshumul kashfiyoti –yozuv va arifmetika-nutq va raqamli axborotni kodlash sistemasidan boshqa narsa emasdi. Axborot hech qachon sof holatda bo’lmagan, u har doim qandaydir kodlangan ko’rinishda bo’lgan. Ikkili kodlash-axborotni ifodalashning keng tarqalgan usullaridan biridir. Hisoblash mashinalarida, robotlarda, raqamli dastur boshqaruvidagi stanoklarda umumiy qonundagidek, hamma informatsiya , apparat bajaradigan barcha ishlar, ikkilik alfavit so’zlari ko’rinishida kodlanadi.
Belgili axborotni kodlash.
Birmuncha mashhur kodlash jadvallari quyidagilar: ДКОИ-8, ASCII, CP1251, Unicode.
Tarixiy taraqqiyoti davomida belgilarni kodlash uchun sifatli kod uzunligi 8 bit yoki 1 bayt deb belgilangan. Shuning uchun kompyuterda saqlanuvchi har bir belgiga bir bayt xotira mos keladi. 0 va 1 ning turli kombinatsiyalari 8 bit kod uzunligida 28=256, shuning uchun bir kodlash jadvali yordamida 256 tadan ko’p bo’lmagan belgilani kodlash mumkin. 2bayt(16 bit) kod uzunligi bilan 65536 ta belgini kodlash mumkin.
Raqamli axborotni kodlash.
Raqamli va matnli axborotni kodlashdagi o’xshashlik quyidagilardan iborat: bu turdagi ma’lumotlarni taqqoslash mumkin bo’lganligi uchun, har xil son har xil kodga ega bo’lishi kerak. Sonli ma’lumotlarning matnli ma’lumotlardan asosiy afzaligi shundan iboratki, sonlar ustida taqqoslash amalidan tashqari turli-tuman matematik amallarni bajarish mumkin: bo’lish, ko’paytirish, ildi chiqarish , logarifmni hisoblash va h.k. matematikada sonlar ustida bu amallarning bajarilishi qoidalari batafsil ishlab chiqilgan . Kompyuterga kiritilgan sonlarning asosiy hisoblash tizimi pozitsion ikkilik tizimidir.
Matnli axborotlarni kodlash.
Hozirgi vaqtda foydalanuvchilarning katta qismi kompyuter yordamida harflar, sonlar, tinish belgilari va boshqa belgilardan iborat matnli ma’lumotlarni qayta ishlaydi. Hisoblab ko’ramiz, hamma belgilar nechta va bizga qancha miqdordagi bitlar kerak. 10ta son, 12 ta tinish belgi, 15 ta arifmetik amal, lotin va rus alfaviti harflari: jami 8 bitga to’g’ri keladigan 155ta belgilar.
Axborot o’lchovi birliklari:
1 bayt = 8 bit
1 Kbayt = 1024 bayt
1 Mbayt = 1024 Kbayt
1 Gbayt = 1024 Mbayt
1 Tbayt = 1024 Gbayt
Kodlashning mohiyati shundan iboratki, har bir belgiga ikkilik koddagi 00000000 dan 11111111gacha bo’lgan sonlardan biri yoki o’nlik koddagi 0dan 255 gacha bo’lgan sonlardan biri mos qilib belgilangan. Hozirgi vaqtda rus harflarini kodlash uchun 5 turlicha kodlash jadvallaridan(КОИ - 8, СР1251, СР866, Мас, ISO) foydalaniladi. Bir jadval yordamida kodlangan matn boshqa jadvalda to’g’ri ko’rinmaydi.
Asosiy belgilarni kodlashning usuli ASCII(American Standard Code for Information Interchange-ma’lumotlarni almasish uchun Amerika standarti)-kodi deb nomlanib, 16 lik sanoq tizimida kodlangan 16 ga 16 jadvaldan iborat.
Tovushli axborotlarni kodlash.
Fizika kursidan ma’lumki tovush bu havoning tebranishidir. O’zining tabiatiga ko’ra tovush uzluksiz to’lqindir. Agar tovushni elektr signalga o’zgartirsak(masalan, mikrofon yordamida), biz vaqt o’tishi bilan o’zgaruvchi bir tekis kuchlanishni ko’rishimiz mumkin. Kompyuter analog signalni qayta ishlashi uchun uni qandaydir ikkilik ko’rinishdagi sonlar ketma-ketligi ko’rinishiga o’zgartirishimiz kerak. Buning uchun esa diskretizatsiya va raqamlash kerak. Bu ish bunday shaklda ham bo’lishi mumkin: ma’lum bir vaqt oralig’idagi signal amplitudalarini aniqlash va olingan raqamli ma’lumotlarni kompyuter xotirasiga yozish.
Kompyuter raqamlarining o`zini emas, balki shu raqamlarni ifodalovchi signallarni farqlaydi. bunda raqamlar signalning ikki qiymati bilan (magnitlangan yoki magnitlanmagan ; ulangan yoki ulanmagan ; ha yoki yo`q va hokazo... )
fodalanadi. bu holatning birinchisini 0 raqami bilan, ikkinchisini esa 1 raqami bilan belgilash qabul qilingan bo`lib, axborotni ikkita belgi yordamida kodlash nomini olgan. Bu usul qisqacha qilib, ikkilik kodlash deb ham ataladi. bunda har bir raqam va alifbodagi belgi jahon andozalaridagi kodlash jadvali – ASCII (American Standard Code for Information Interchange) jadvali yordamida ikkilik belgilar ketma – ketligida ifodalanadi.
Kodlash usullari ikkita – Tekis va notekis turda bo`lishi mumkin. Tekis usullarida bir xil hajmdagi belgilardan foydalanilsa, notekis usulda belgilar turli hajmdagi belgilarni o`z ichiga oladi.
Kodlashning notekis usuliga Morze alifbosi usullari misol bo`la oladi, chunki unda har bir harf va raqanga uzun va qisqa signallarning ikkilik ketma – ketligi mos keladi. Masalan “Y” harfiga birgina nuqta mos kelsa, “O” harfi uchun uchta tire mos keladi. bunday usul bilan axborotlarni uzatish mumkin bo`lsa-da, ularni qayta ishlash katta muammoli vazifadir. Shuning uchun ham axborotlarni qayta ishlash vositasi hisoblash mashinalarida tekis kodlash usullaridan foydalaniladi. Kompyuterlarda har bil belgiga 0 va 1 belgilarining ketma-ketligidan iborat sakkizta belgi mos qo`yiladi. Shu sakkista belgining har biri bit deb nomlanadi. sakkista bit esa bir baytni tashki etadi.
8 ta 0 va birlaning turli kombinatsiyasidan foydalanib, turli hildagi belgilarni kodklashimiz mumkin. 0 va 1 dan iborat raqamlar yordamida ularni sakkistadan ajratsak, bu kombinatsiyalar soni 28 = 256 bo`ldi va ular yordamida 256 ta harf , raqamlar va turli boshqa belgilarni kodlash imkoniyatini tug`iladi.
Bitta belgini kompyuterlarda kodlash uchun 8 bit, ya`ni 1 bayt joy yetadi. Ko`rinib turibdiki, 1 bayt joyda ikkilik kod orqali 256 ta belgini kodlash imkoniyati bo.
ASCII jadvali yordamida ayrim belgilarning ikkilik Sistemasidagi kodlarni misol sifatida keltiramiz.
A-01000001
B-01000010
C-01000011
I-01001001
J-010011010
K-010011011
M-010011101
N-01001110
O-01001111
Ya`ni ASCII jadvalida keltirilgandek Abelgisini o`nta oltilikda 14 ga teng (belgi turgan katakda kesidhgab sitr va ustun raqamlari qo`shiladi) 14 – 41 tetrada asosida 1=0001; 4 = 0100. Demak A belgisini komyuterda kodlanishi 01000001 bo`ladi, LOLA so`zini quyidagicha kodlash mumkin.
01001100 01001111 01001100 01000001
0 va 1 lar ketma – ketligi bilan grafik axborotlarni ham kodlash mumkin. Buning uchun quyidagi usuldan foydalaniladi. Rozmomadagi rasmga diqat bilan razm solsangiz, u mayda nuqtalardan (ularni polografiya tilida “Rastor” deyishadi) tashkil topganligini ko`rasiz. turli polografiya uskunalaridan foydalanilganlikboyis, bu nuqtalarning zichligi turlicha bo`ladi. Ko`pchilik ro`znomalardagi rasmlarda 1 sm lik uzunlikda 24 ta nuqta bo`ladi, ya`ni 10 x 10 sm2 o`lchovidagi rasm taxminan oltmushming nuqtadan iborat bo`ladi. Bular bir xil darajadagi oq va qora nuqtalarda iborat bo`lsa u hoda bir nuqtadagi 1 bit yetarli bo`lmaydi. 2 bit bilan nuqtaning to`rt xil rangini 00-oq, 01 och kul rang 10-kul rang , 11-qora rangni kodlash mumkin bo`lsa uch bit sakkis hil rangni, 4 bit 16 xil rangni kodlash imkoniyatini beradi.
Axborotni o`lchash uchun unda ishtirok ekgan harf , raqam va boshqa belgilar 0 va 1 raqamlari bilan kodlanadigan kodga almashtiriladi.
Masalan 3 raqami 11 kabi; 8 raqami 1000kabi; A harfi 01000001 ; m harfi esa 11011101 kabi ifodalanadi.
Axborotning eng kichik o`lchov birligi sifatida bit qabul qilingan. Bit axborotning raqamli ifodasidagi 0 yoki 1 belgisi bo`lib,inglis tilidagi “binariy digt” so`zidan olingan va “ikkilik raqami”” degan ma`noni anglatadi.
Masalan: 100101001da 9 ta bit bor. Chunki unda 9 ta raqam ishtirok etmoqda.
3. Axborotlarni kodlashning usullari.
Ma’lumotlarni kodlash
Istalgan sonli, matnli, grafikli, tovushli va boshqa axborotlar
kompyuter xotirasida ikkilik sanoq tizimidagi sonlar ko’rinishda
ifodalanadi.
Istalgan sonli, matnli, grafikli,tovushli va boshqa axborotlar kompyuter
xotirasida ikkilik sanoq tizimidagi sonlar ko’rinishda ifodalanadi.
Axborot sonli, matnli, rasmli va boshqa shakllarda taqdim qilinishi mumkin.Axborotni berilgan shakldan boshqa shaklga o’tkazish jarayoni kodlash deyiladi.
Istalgan sonli, matnli, grafikli, tovushli va boshqa axborotlar
kompyuter xotirasida ikkilik sanoq tizimidagi sonlar ko’rinishda
ifodalanadi.
Kompyuter xotirasida istalgan matn belgilar kodini ketma-ketligidan iborat bo’ladi. Ya’ni harfning o’rniga uning kodlash jadvalidagi nomeri saqlanadi. Harf va belgilarni tasviri ularni monitorga chiqarish va chop qilish momentida taqdim qilinadi.
Dastavval 8 bitli kodlash tizimi qo’llanilgan va u o’zida 128 ta belgilarni mujassamlashtirgan edi. Keyinchalik shaxsiy kompyuterlardan foydalanishni ommaviylashganidan so’ng ASCII (American Standart Code for Information Interchange- «Axborot almashish uchun Amerika standart kodi»
deb nomlanuvchi kodlashni standart jadvali qo’llanila boshlandi. Bu kodlash jadvalini yarimi (0-127 ta belgilar) ASCII standart kodlash
tizimiga muvofiq - o’zgarmas hisoblanadi, qolgan ikkinchi yarimi (128-255 ta belgilar) esa shu kodlash tizimi qaysi mamlakatda qo’llaniladigan bo’lsa,
o’sha mamlakatning belgilarini kodlash uchun ajratilgan.
Kompyuterda VILIM so’zi Unicode halqaro kodlash tizimida ikkilik
sanoq tizimida 0 va 1 sonlarining quyida ketligidan iborat bo’ladi:
000000000100001000000000010010010000000001001100000000000100 10010000000001001101Bu 10 bayt, 80 bit axborotdir
Malumotlarni kodlash
Inson axborotlarni yig'ish, saqlash va qayta ishlashda qulay hamda qisqa ko'rinishda bo'lishi uchun turli belgilashlardan foydalanadi. Bunga tovushlarni harf va raqamlar orqali, musiqa tovushlarini notalar orqali, matematik, fizik, biologik qonuniyatlarni formulalar orqali ifodalanishini misol qilish mumkin.
Malumotlarni kodlash haqida
Inson borliqning bir qismi bo'lgani uchun doimo borliqning ta'sirini sezib turadi. Bu ta'sirni turli signallar (tovush, yorug'lik, elektomagnit, nerv va hokazo) ko'rinishida qabul qilamiz. Insonga uzluksiz ta'sir etib turuvchi axborotlarni analog axborotlar deb ataladi
Axborotlar ustida amallar bajarish qulay bo'lishi uchun aniq bir qoidalar asosida boshqa ko'rinishga o'tkazish jarayoni axborotni kodlash deyiladi. Axborotlarni kodlash insoniyat tomonidan faqat amallar bajarish qulay bo'lishi uchun emas, balki axborotni maxfiy saqlash uchun ham qo'llanilgan. Kodlashning bu ko'rinishi shifrlash deb ataladi.
Qadimda axborotlarni kodlash Hayotda axborotni kodlashning ko'pdan-ko'p usullari mavjud. Birinchi kodlashni qo'llagan inson qadimgi Gretsiya sarkardasi Lisandro hisoblanadi. U axborotni maxfiy saqlash, ya'ni kodlash uchun ma'lum bir qalinlikdagi "Ssital" tayoqchasini o'ylab topgan. Kodlashning bu usuli o'rin almashtirish usuli deb ataladi.
Boshqa sanoq sistemasidan ikkilik sanoq sistemasiga o’tkazsak axborotlar dekodlanadi.Chunki kompyuter ikkilik sanoq sistemasiga mo’ljallangan va ushbu sanoq sistemasidagi axborotlarni tushunish oson kechadi.
X10=13 sonining X2-ikkilik sanoq sistemasidagi ko‘rinishini topaylik. Yuqoridagidek, 13 ni ketma-ket 2 ga bo‘lamiz va bo‘lishni to butun qismida nol hosil bo‘lguncha davom ettiramiz.
Javob: 1310=11012
Sakkizlik sanoq sistemasida berilgan 345,401 sonni ikkilik sanoq sistemasiga o’tkazing.
|
