Двоичное кодирование
Двоичное кодирование — это представление информации с помощью последовательностей двух символов: 0 и 1. Такой способ используется в компьютерах, потому что электронные устройства удобно различают два устойчивых состояния: например, есть сигнал или нет сигнала.
Символы 0 и 1 образуют двоичный алфавит. Отдельный двоичный разряд называют битом. Набор битов может кодировать число, символ текста, цвет точки изображения, значение звука или команду программы. Одна и та же последовательность битов приобретает смысл только при использовании заранее заданного кода и правила декодирования.
Как это работает
При кодировании информации исходный объект заменяют условным обозначением. Например, для сообщения из двух букв можно заранее договориться: буква А обозначается 0, а буква Б — 1. Тогда сообщение «АББА» будет записано как 0110. Чтобы восстановить исходное сообщение, выполняют обратное преобразование — декодирование.
Если для одного элемента используют \(k\) битов, то с их помощью можно составить \(N=2^k\) различных комбинаций. Поэтому 1 бит кодирует два варианта, 2 бита — четыре, 3 бита — восемь. В реальных задачах правило может быть сложнее: символы часто имеют фиксированные двоичные номера, а изображение, звук и числа кодируются своими форматами.
Пусть каждой букве назначен трёхбитный код: А — 000, Б — 001, В — 010. Тогда слово «АВБ» кодируется последовательностью 000010001. Для чтения нужно разделить последовательность на группы по три бита и заменить каждую группу соответствующей буквой.
Двоичный алфавит — это набор символов 0 и 1, а двоичное кодирование — процесс представления данных последовательностями этих символов. Кроме того, двоичное кодирование сообщения не означает, что само сообщение обязательно состоит только из цифр.
Сколько различных комбинаций можно составить из 4 битов?
Главное
- Двоичное кодирование представляет данные последовательностями 0 и 1.
- Число комбинаций из \(k\) битов равно \(2^k\).
- Для восстановления данных нужны известные правила кода и декодирования.