background image

Technologie informacyjne 

 - cyfrowe formy informacji 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

 

2 / 63

 

Cyfrowe formy informacji - 

wprowadzenie

 

Informacja:  (definicja według encyklopedii PWN) 



 konstatacja stanu rzeczy, wiadomo

ść

 

 

(konstatacje – stwierdzenie, ustalenie jakiego

ś

 faktu) 

 



 powiadamianie  społecze

ń

stwa  lub  okre

ś

lonych  zbiorowo

ś

ci  w  sposób 

zobiektywizowany,  systematyczny  i  konkretny  za  pomoc

ą

 

ś

rodków  masowego 

przekazu  
(np. informacja o pogodzie, informacje giełdowe, informacje o rozkładzie jazdy) 

 



 miara  niepewno

ś

ci  zaj

ś

cia  pewnego  zdarzenia  spo

ś

ród  sko

ń

czonego 

zbioru zdarze

ń

 mo

Ŝ

liwych. 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

 

3 / 63

 

Cyfrowe formy informacji - 

wprowadzenie

  

Rzut monet

ą

 

ORZEŁ 

czy 

RESZKA ? 

 

 

A jednak 

RESZKA !!! 

 

 

 

 

 

Informacja

 to miara niepewno

ś

ci zaj

ś

cia 

pewnego zdarzenia spo

ś

ród sko

ń

czonego 

zbioru zdarze

ń

 mo

Ŝ

liwych  

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

 

4 / 63

 

 Cyfrowe formy informacji - 

wprowadzenie

 

Rzut monet

ą

 

ORZEŁ 

czy 

RESZKA ? 

 

 

A jednak 

RESZKA !!! 

 

 

 

 

 

 

Przej

ś

cie od stanu niepewno

ś

ci 

  do stanu pewno

ś

ci 

  zwi

ą

zane jest z uzyskaniem  

pewnej informacji 

Informacj

ę

 mo

Ŝ

emy 

 zapisa

ć

 symbolicznie: 

0

 

 wypadł orzeł 

1

 

 wypadła reszka 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

 

5 / 63

 

Cyfrowe formy informacji - 

wprowadzenie

 

Rzut czworo

ś

cianem foremnym 

 

Która kulka b

ę

dzie w górze? 

 

Mo

Ŝ

liwe s

ą

 cztery jednakowo 

prawdopodobne stany. 

Informacj

ę

 mo

Ŝ

emy 

 zapisa

ć

 symbolicznie: 

A

 

 na górze kulka 

Ŝ

ółta 

B

 

 na górze kulka czerwona 

 na górze kulka zielona 

 na górze kulka niebieska 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

 

6 / 63

 

 Cyfrowe formy informacji - 

wprowadzenie

 

Ilo

ść

 informacji  

 

Informacj

ę

 mo

Ŝ

emy 

 zapisa

ć

 symbolicznie: 

0

 

 wypadł orzeł 

1

 

 wypadła reszka 

Informacj

ę

 mo

Ŝ

emy 

 zapisa

ć

 symbolicznie: 

A

 

 na górze kulka 

Ŝ

ółta 

B

 

 na górze kulka czerwona 

 na górze kulka zielona 

 na górze kulka niebieska 

W którym przypadku uzyskamy wi

ę

cej 

informacji ? 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

 

7 / 63

 

Cyfrowe formy informacji - 

jednostki informacji

 

Ilo

ść

 informacji: 

p

I

1

log

2

=

 

gdzie: 

      I - ilo

ść

 informacji - liczba bitów informacji, 

      p - prawdopodobie

ń

stwo zaj

ś

cia zdarzenia.

 

Wyst

ą

pienie zdarzenia mniej prawdopodobnego dostarcza wi

ę

cej informacji !!! 

 

Bit 

jest  to  podstawowa  elementarna  jednostka  informacji  wystarczaj

ą

ca  do  

zakomunikowania 

jednego 

co 

najwy

Ŝ

ej 

dwóch 

jednakowo 

prawdopodobnych zdarze

ń

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

 

8 / 63

 

 Cyfrowe formy informacji - 

jednostki informacji

 

Słówko  bit  po  raz  pierwszy  u

Ŝ

ył  w  roku  1948  twórca  teorii 

informacji Claude Shannon, który przyznał, i

Ŝ

 zapo

Ŝ

yczył ten 

termin od naukowca Johna Turkey'a    

bit

  

  

bi

nary digi

t

 

Zatem bit oznacza po prostu cyfr

ę

 binarn

ą

 „0” lub „1”.  

Jest  to  oznaczenie  powszechnie  stosowane  w  matematyce 

oraz  przy  opisie  informacji  przechowywanej  w  pami

ę

ci 

komputera i opisie sposobów kodowania informacji. 

Za pomoc

ą

 ci

ą

gu zer i jedynek mo

Ŝ

na opisa

ć

 tekst, 

obraz i d

ź

wi

ę

k. 

 

Claude E. Shannon 

 1916 – 2001 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

 

9 / 63

 

Cyfrowe formy informacji - 

jednostki informacji

 

Ilo

ść

 informacji 

ilo

ść

  

mo

Ŝ

liwych 

zdarze

ń

 

prawdopo- 

dobie

ń

stwo 

p

 

ilo

ść

 

informacji 

I

 

uwagi

 

2

= 1 

1

 

0

 

zdarzenie pewne nie daje 

Ŝ

adnej informacji

 

2

= 2 

0.5

 

1

 

bit

 – podstawowa jednostka ilo

ś

ci informacji

 

2

= 4 

0.25

 

2

 

2 bity

 

2

= 8 

0.125

 

3

 

3 bity

 

2

= 16 

0.0625

 

4

 

4 bity

 

2

= 32 

0.03125

 

5

 

5 bitów

 

2

= 64 

0.015625

 

6

 

6 bitów

 

2

= 128 

0.0078125

 

7

 

7 bitów

 

2

= 256  0.00390625

 

8

 

8 bitów   =  1 

bajt

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  10 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

jednostki informacji 

Jednostki informacji:

 

 

bit

 – najmniejsza jednostka informacji przyjmuje warto

ś

ci 0 lub 1, 

bajt

 (byte) = 8 bitów – podstawowa jednostka informacji stosowana w komputerach 

umo

Ŝ

liwia zapami

ę

tanie 256 ró

Ŝ

nych warto

ś

ci, 

słowo

  (word)  =  2  bajty  =  16  bitów  –  jednostka  informacji,  która  umo

Ŝ

liwia 

zapami

ę

tanie 65536 ró

Ŝ

nych warto

ś

ci. 

słowo  procesora

  -  jednostka  informacji  o  długo

ś

ci  naturalnej  dla  danego   

procesora (długo

ść

 odpowiada długo

ś

ci rejestrów - obecnie 32 lub 64 bity) 

słowo  pami

ę

ci

  -  jednostka  informacji  mo

Ŝ

liwa  do  przetransmitowania  w  jednym 

cyklu transmisji do lub z pami

ę

ci (obecnie zwykle 64 bity. niekiedy 128 bitów) 

wi

ę

ksza długo

ść

 słowa = szybsza transmisja danych 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  11 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

jednostki informacji 

Mno

Ŝ

niki binarne: 

W  systemie  binarnym  zastosowano  mno

Ŝ

niki,  których  podstaw

ą

  jest  liczba  2. 

Starano  si

ę

  przy  tym,  aby  mno

Ŝ

nik  binarny  był  jak  najbli

Ŝ

szy  odpowiednikowi 

dziesi

ę

tnemu. I tak otrzymano: 

Kilo 

= 2

10 

= 1024 

  

≈≈≈≈

 10

3

 (tysi

ą

c)  

kilo

 

Mega  

= 2

20 

= 1048576 

= Kilo • 1024 

≈≈≈≈

 10

6

 (milion)  

mega

 

Giga 

= 2

30 

= 1073741824 

= Mega • 1024 

≈≈≈≈

 10

9

 (miliard) 

giga

 

Tera 

= 2

40

 = 1099511627776   = Giga • 1024 

≈≈≈≈

 10

12

 (bilion)  

tera

 

Mno

Ŝ

niki binarne zapisujemy du

Ŝą

 liter

ą

. Mno

Ŝ

niki dziesi

ę

tne zapisujemy mał

ą

 liter

ą

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  12 / 63

 

 Cyfrowe formy informacji – 

jednostki informacji 

Jednostki binarne dzielimy na: 



 

bitowe

 (podstaw

ą

 jest bit)   



 

bajtowe

 (podstaw

ą

 jest bajt). 

 

Jednostki binarne 

bitowe 

bajtowe 

     b 

bit 

B 

bajt 

    Kb 

Kilobit 

KB 

Kilobajt 

 Mb    

Megabit 

MB 

Megabajt 

   Gb 

Gigabit 

GB 

Gigabajt 

   Tb 

Terabit 

TB 

Terabajt 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  13 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

no

ś

niki informacji

 

Informacje  

  Dane  ??? 

Informacja  to  twór  abstrakcyjny  i  niematerialny

, który w sposób zakodowany 

mo

Ŝ

e by

ć

 przesyłany, przetwarzany i u

Ŝ

ywany do sterowania.  

No

ś

nikami informacji s

ą

 symbole

 takie jak umowne znaki, słowa, gesty itp. 

Aby odczyta

ć

 informacj

ę

 zawart

ą

 w symbolach trzeba te symbole zinterpretowa

ć

Odbiorca informacji musi wiedzie

ć

 w jaki sposób symbole nale

Ŝ

y interpretowa

ć

 

Symbole, które s

ą

 no

ś

nikami informacji nazywane s

ą

 danymi.  

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  14 / 63

 

No

ś

nik informacji – 

sygnał analogowy i cyfrowy

 

Sygnał

  to  abstrakcyjny  model  dowolnej  mierzalnej  wielko

ś

ci  zmieniaj

ą

cej  si

ę

 

w czasie,  generowanej  przez  zjawiska  fizyczne  lub  systemy.  Tak  jak 

wszystkie zjawiska mo

Ŝ

e by

ć

 opisany za pomoc

ą

 aparatu matematycznego, 

np. poprzez podanie pewnej funkcji zale

Ŝ

nej od czasu.  

 

Sygnał jest no

ś

nikiem informacji o naturze badanych zjawisk lub systemów. 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  15 / 63

 

No

ś

nik informacji – 

sygnał analogowy i cyfrowy

 

Sygnał analogowy 



 Je

Ŝ

eli  funkcja  opisuj

ą

ca  sygnał  przyjmuje  dowolne  warto

ś

ci,  to  mówimy 

o sygnale analogowym. 



 Prawie  wszystkie  sygnały  wyst

ę

puj

ą

ce  w  otaczaj

ą

cym  nas 

ś

wiecie  s

ą

 

analogowe. 



 W  opisie  matematycznym  sygnał  analogowy  przedstawia  si

ę

  poprzez  funkcje 

ci

ą

głe (ró

Ŝ

niczkowalne). 

Sygnał cyfrowy 



 Kiedy sygnał mo

Ŝ

e przyjmowa

ć

 tylko pewne z góry ustalone warto

ś

ci, to mówimy, 

Ŝ

e jest dyskretny. 



 Je

Ŝ

eli  dopuszczalne  warto

ś

ci  lub  przedziały  warto

ś

ci  uznajemy  zawarto

ś

ci 

liczbowe, to okre

ś

la si

ę

 go jako cyfrowy. 

Sygnał mo

Ŝ

e w sobie nie

ść

 zakodowan

ą

 informacj

ę

 ale, aby to było mo

Ŝ

liwe jego 

odbiorca i nadawca danych musz

ą

 razem tworzy

ć

 kanał komunikacji. 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  16 / 63

 

No

ś

nik informacji – 

sygnał analogowy i cyfrowy

 

Komputer  analogowy (maszyna analogowa) to komputer przetwarzaj

ą

cy sygnał 

ci

ą

gły  (analogowy)  przewa

Ŝ

nie  elektryczny.  Dobrze  sprawdzały  si

ę

  przy 

rozwi

ą

zywaniu równa

ń

 ró

Ŝ

niczkowych i symulacji procesów. 

 

Informacje przetwarzane przez komputer analogowy musz

ą

 by

ć

 zapisane w formie 

sygnałów analogowych np. napi

ę

cie lub nat

ęŜ

enie pr

ą

du w okre

ś

lonych obwodach. 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  17 / 63

 

No

ś

nik informacji – 

sygnał analogowy i cyfrowy

 

Współczesne komputery cyfrowe wykorzystuj

ą

 technik

ę

 cyfrow

ą

, która opiera si

ę

 

na przetwarzaniu sygnałów dwuwarto

ś

ciowych. Wszystkie informacje pami

ę

tane i 

przetwarzane  przez  komputer  cyfrowy  musz

ą

  by

ć

  zapisane  w  formie  ci

ą

gu 

sygnałów  dwuwarto

ś

ciowych,  które  mog

ą

  by

ć

  traktowane  jako  cyfry  w  systemie 

dwójkowym. 

 

 

Poziomami logicznymi nazywamy warto

ś

ci napi

ęć

, jakie reprezentuj

ą

 warto

ś

ci: 

„logiczne zero” i „logiczna jedynka”  

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  18 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

reprezentacja danych 

Komputer  musi  by

ć

  zaprojektowany  tak,  aby  był  zdolny  do  przetwarzania 

informacji zapisanych w ró

Ŝ

nej formie: 



  warto

ś

ci logiczne, 



  warto

ś

ci liczbowe, 



  teksty, 



  obrazy, 



  d

ź

wi

ę

ki. 

 

 

Zapis ró

Ŝ

norodnych informacji w pami

ę

ci komputera oraz wymiana informacji 

pomi

ę

dzy ró

Ŝ

nymi programami i komputerami wymaga kodowania danych. 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  19 / 63

 

Cyfrowe formy informacji - 

kodowanie

 

Kodowanie  danych

  to  zamiana  formy  informacji  na  inn

ą

,  zwykle  łatwiejsz

ą

  dla 

danego urz

ą

dzenia do przetworzenia i zapami

ę

tania.  

 

Kodem

  nazywane  jest  wzajemnie  jednoznaczne  odwzorowanie,  które  ka

Ŝ

dej 

wiadomo

ś

ci  z  tzw.  alfabetu 

ź

ródła  przyporz

ą

dkowuje  ci

ą

g  okre

ś

lonych 

symboli kodowych

 

Słowem/ci

ą

giem

 kodowym nazywamy ci

ą

g symboli kodowych przyporz

ą

dkowany 

do konkretnej wiadomo

ś

ci. 

Kodowanie odbywa si

ę

 z reguły z wykorzystaniem dwuwarto

ś

ciowych sygnałów 

oznaczanych np. „0” i „1” lub „prawda” i „fałsz” lub „-1” i „+1”.  

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  20 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Rodzaje kodów binarnych:  

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  21 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Przykład:  

Ci

ą

gi kodowe umo

Ŝ

liwiaj

ą

ce zakodowanie czterech ró

Ŝ

nych wiadomo

ś

ci: 

ci

ą

gi kodowe 

Informacje  Kod A  Kod B  Kod C 

x

1

 

00 

x

2

 

01 

01 

10 

x

3

 

10 

011 

110 

x

4

 

11 

0111 

1110 



 kody A, B, C   – kody  nienadmiarowe 



 kod A  

 

– kod równomierny 



 kody B i C  

– kody nierównomierne 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  22 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Kody nadmiarowe

 to kody, w których długo

ść

 ci

ą

gów kodowych jest wi

ę

ksza ni

Ŝ

 

wymagana  dla  jednoznacznego  zakodowania.  Nadmiarowe  bity  mog

ą

  by

ć

 

wykorzystywane do wykrywania i ewentualnej korekcji bł

ę

dów transmisji. 

 

 

Dwa sposoby przeciwdziałania bł

ę

dom: 



 

Detekcja

  –  tzn.  wykrywanie  wyst

ą

pienia  bł

ę

du,  czy  bł

ę

dów  w  ci

ą

gu 

kodowym; 



 

Korekcja

  –  tzn.  wykrywanie  wyst

ą

pienia  bł

ę

du,  czy  bł

ę

dów  w  ci

ą

gu 

kodowym oraz ich poprawa.  

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  23 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Odległo

ść

 Hamminga

 – liczba miejsc (pozycji), na których dwa ci

ą

gi o takiej samej 

długo

ś

ci ró

Ŝ

ni

ą

 si

ę

Przykład: 

 

 

x

1

 = 10

0

11

1

01 

 

 

x

2

 = 10

1

11

0

01 

 

 

        10

*

11

*

01 

Minimalna  odległo

ść

  kodu

  to  minimalna  odległo

ść

  Hamminga  dla  wszystkich 

mo

Ŝ

liwych par ró

Ŝ

nych ci

ą

gów kodowych. 

Minimalna odległo

ść

 kodu jest oznaczana symbolem  

  

Dla  ci

ą

gów  kodowych  x

1

    i  x

2

  

odległo

ść

 Hamminga wynosi 2 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  24 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Przykład:    kodowanie  informacji  x

1

,

 

x

2

,  x

3

,  x

4

  za  pomoc

ą

  ci

ą

gów  kodowych 

o długo

ś

ci 2 bitów 

x

1

   

   0 0   

x

2

   

   0 1   

x

3

   

   1 0   

x

4

   

   1 1   

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  25 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Przykład:           x

k

 

 b

1

b

2

       x

k

 – informacja 

 

 

 

     b

1

b

– kolejne bity ci

ą

gu kodowego 

 

 

x

1

 

 00 

x

2

 

 01 

x

3

 

 10 

x

4

 

 11 

x

1

 

 00 

 

0

*

 

*

** 

x

2

 

 01 

0

*

 

 

**

 

*

x

3

 

 10 

*

**

 

 

1

*

 

x

4

 

 11 

**

 

*

1

*

 

 

Minimalna odległo

ść

 kodu  

 = 1           

To jest kod nienadmiarowy ! 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  26 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Przykład:    kodowanie  informacji  x

1

,

 

x

2

,  x

3

,  x

4

  za  pomoc

ą

  ci

ą

gów  kodowych 

o długo

ś

ci 3 bitów 

 

 

x

= b

1

b

2

b

3

    b

= b

1

b

2

   gdzie 

 oznacza sumowanie modulo 2  

 

 

 

 

tzn.  0

0 = 0    0

1 = 1   1

0 = 1   1

1 = 0 

x

1

   

  0 0 0 

 

 

0 0 1  

 

 

0 1 0 

x

2

   

   0 1 1 

   

 

1 0 0 

x

3

   

   1 0 1   

x

4

   

   1 1 0 

 

 

1 1 1 

Uwaga: 

  Kolorem  czerwonym  s

ą

 

 

wyró

Ŝ

nione ci

ą

gi kodowe, 

które s

ą

 niedopuszczalne

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  27 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Przykład:     x

= b

1

b

2

b

3

    b

= b

1

b

2

   gdzie 

 oznacza sumowanie modulo 2  

 

 

 

 

tzn.  0

0 = 0    0

1 = 1   1

0 = 1   1

1 = 0 

 

x

1

 = 000 

x

2

 = 011 

x

3

 = 101 

x

4

 = 110 

x

1

 = 000 

 

0

**

 

*

0

*

 

**

x

2

 = 011 

0

**

 

 

**

*

1

*

 

x

3

 = 101 

*

0

*

 

**

 

1

**

 

x

4

 = 110 

**

*

1

*

 

1

**

 

 

Minimalna odległo

ść

 kodu  

 = 2 

Przej

ś

cie od jednej informacji do innej informacji wymaga modyfikacji 2 bitów 

w ci

ą

gu kodowym. 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  28 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Przykład:    kodowanie  informacji  x

1

,

 

x

2

,  x

3

,  x

4

  za  pomoc

ą

  ci

ą

gów  kodowych 

o długo

ś

ci 5 bitów 

 

 

x

k

=b

1

b

2

b

3

 b

4

b

5

         b

3

=b

1         

   b

4

=b

1

b

        b

5

=b

 

  x

1

  

  0 0 0 0 0

 

 

0 1 0 0 0 

 

1 0 0 0 0 

 

1 1 0 0 0 

   

0 0 0 0 1  

 

0 1 0 0 1 

 

1 0 0 0 1 

 

1 1 0 0 1  

   

0 0 0 1 0 

 

0 1 0 1 0 

 

1 0 0 1 0 

 

1 1 0 1 0 

   

0 0 0 1 1 

x

2

  

  0 1 0 1 1

 

 

1 0 0 1 1 

 

1 1 0 1 1 

    

0 0 1 0 0 

 

0 1 1 0 0 

 

1 0 1 0 0 

 

1 1 1 0 0 

   

0 0 1 0 1   

 

0 1 1 0 1 

 

1 0 1 0 1 

x

4

  

  1 1 1 0 1

 

   

0 0 1 1 0 

 

0 1 1 1 0 

x

3

  

  1 0 1 1 0

 

 

1 1 1 1 0 

   

0 0 1 1 1 

 

0 1 1 1 1 

 

1 0 1 1 1 

 

1 1 1 1 1 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  29 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Przykład:         x

k

=b

1

b

2

b

3

 b

4

b

5

         b

3

=b

1         

   b

4

=b

1

b

        b

5

=b

2

 

 

x

1

 = 00000  x

2

 = 01011  x

3

 = 10110  x

4

 = 11101 

x

1

 = 00000 

 

0

*

0

**

 

*

0

**

***

0

*

 

x

2

 = 01011 

0

*

0

**

 

 

***

1

*

 

*

1

**

x

3

 = 10110 

*

0

**

***

1

*

 

 

1

*

1

**

 

x

4

 = 11101 

***

0

*

 

*

1

**

1

*

1

**

 

 

Minimalna odległo

ść

 kodu  

 = 3 

Przej

ś

cie od jednej informacji do innej informacji wymaga modyfikacji co najmniej 3 

bitów w ci

ą

gu kodowym. 

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  30 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Mo

Ŝ

liwo

ś

ci wykrywania i korekcji bł

ę

dów dla kodów nadmiarowych: 

 

 = 1 

kod 

nienadmiarowy 

∆∆∆∆

 = 1 

 

brak 

mo

Ŝ

liwo

ś

ci 

wykrycia 

ę

dów 

  = 2 

kod detekcyjny 

∆∆∆∆

 = 2 

detekcja 

 

mo

Ŝ

liwe  wykrycie  pojedyn-

czego  bł

ę

du,  jednak  brak 

mo

Ŝ

liwo

ś

ci  korekcji 

kod detekcyjny 

 

∆∆∆∆

 = 3 

detekcja 

 

mo

Ŝ

liwe 

wykrycie 

ę

dów 

pojedynczych  i  podwójnych, 

brak mo

Ŝ

liwo

ś

ci  korekcji

 

  = 3 

kod korekcyjny 

 

∆∆∆∆

 = 3 

korekcja 

zła 

korekcja 

 

mo

Ŝ

liwa 

korekcja 

ę

dów 

pojedynczych 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  31 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

Mo

Ŝ

liwo

ś

ci wykrywania i korekcji bł

ę

dów dla kodów nadmiarowych cd.: 

 

kod detekcyjny 

∆∆∆∆

 = 4 

detekcja 

 

mo

Ŝ

liwe 

wykrycie 

ę

dów 

pojedynczych,    podwójnych  i 

potrójnych, 

brak mo

Ŝ

liwo

ś

ci korekcji

 

  = 4 

kod detekcyjno 

korekcyjny 

∆∆∆∆

 = 4 

korekcja 

detekcja 

zła  

korekcja 

 

mo

Ŝ

liwe 

korekcja 

ę

dów 

pojedynczych  oraz  wykrycie 

ę

dów podwójnych 

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  32 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kody binarne 

 

Minimalna odległo

ść

 kodu okre

ś

la mo

Ŝ

liwo

ś

ci detekcyjne i korekcyjne kodu: 



  mo

Ŝ

liwa liczba detekcji bł

ę

dów jest zawsze mniejsza ni

Ŝ

 

.  



 

 = 1  (kod nienadmiarowy) - nie jest mo

Ŝ

liwe wykrycie bł

ę

dów, 



 

 = 2 - jest mo

Ŝ

liwe wykrycie pojedynczego bł

ę

du, jednak nie jest 

 mo

Ŝ

liwa korekcja 



 

 = 3  - jest mo

Ŝ

liwe wykrycie bł

ę

dów pojedynczych i podwójnych  

albo korekcja bł

ę

dów pojedynczych. 



 

 = 4 - jest mo

Ŝ

liwe wykrycie bł

ę

dów pojedynczych, podwójnych 

i potrójnych albo  

 

wykrycie bł

ę

dów podwójnych i korekcja bł

ę

dów pojedynczych. 

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  33 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie znaków 

Kody ASCII 

Kod

 ASCII

  (

A

merican 

S

tandard 

C

ode for 

I

nformation 

I

nterchange)  

  

- to standardowy sposób przypisania liczb do znaków pisarskich.  

 

Standardowy kod ASCII

 obejmuje znaki o kodach od 0 do 127.   

  

 

- zapisywane na 7 bitach (bajt z zerowym pierwszym bitem) 



 kody od 0 do 31  

 znaki steruj

ą

ce np. klawisz TABENTERESC



 kody od 32 do 127  

 znaki pisarskie (cyfry, du

Ŝ

e i małe litery,  

znaki interpunkcyjne, itp.) 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  34 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie znaków 

 Kody ASCII cd. 

Rozszerzony kod ASCII

 obejmuje znaki o kodach od 128 do 255.  

  

 

- zapisywane na 8 bitach  (1 bajt).  



  znaki narodowe ( 

ą

 

ć

 

ę

 ł ó 

ń

 

ś

 

Ŝ

 

ź

 itp. ) 



 znaki semigraficzne (do rysowania ramek, tabelek itp.) 



 inne znaki steruj

ą

ce (np. do drukarek). 

Istnieje wiele standardów kodowania znaków narodowych np.: 



 ISO 8859-1 (Latin-1) - alfabet łaci

ń

ski dla Europy zachodniej,  



 ISO 8859-2 (Latin-2) - łaci

ń

ski dla Europy 

ś

rodkowej i wschodniej, 



 Windows-1250 (CP-1250) - strona kodowa u

Ŝ

ywan

ą

 przez system 

Microsoft Windows.  

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  35 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie znaków 

Kody ASCII cd. 

 

kody ASCII 

 

 

kody ASCII 

znak  binarnie  HEX  Dec   

znak  binarnie  HEX  Dec 

00110000 

30 

48   

00111100 

3C 

60 

00110001 

31 

49   

00111101 

3D 

61 

00110010 

32 

50   

00111110 

3E 

62 

00110011 

33 

51   

 ? 

00111111 

3F 

63 

00110100 

34 

52   

01000000 

40 

64 

00110101 

35 

53   

01000001 

41 

65 

00110110 

36 

54   

01000010 

42 

66 

00110111 

37 

55   

01000011 

43 

67 

00111000 

38 

56   

01000100 

44 

68 

00111001 

39 

57   

01000101 

45 

69 

 : 

00111010 

3A 

58   

01000110 

46 

70 

 ; 

00111011 

3B 

59   

01000111 

47 

71 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  36 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie znaków 

Inne standardy kodowania znaków: 

 

Unikod  (ang.  Unicode)  -  komputerowy  zestaw  znaków  obejmuj

ą

cy  wszystkie 

  

 

 

 

 pisma u

Ŝ

ywane na 

ś

wiecie. 



 

UTF – 8 



 

UTF – 16

          



 

UTF – 32

 

   

Wersja kodu 3.2 obejmuje 95156 znaków – w tym alfabet chi

ń

ski, japo

ń

ski, 

korea

ń

ski, rosyjski, hebrajski, perski, tajski oraz szereg innych j

ę

zyków  

+ symbole matematyczne i graficzne 

U

nicode 

T

ransformation 

F

ormat)  –  sposób 

kodowania znaków standardu 

Unicode

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  37 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie znaków 

Wprowadzanie znaków unicode z klawiatury: 



  Trzymaj

ą

c  naci

ś

ni

ę

ty  (lewy) 

Alt

  i  wpisuj

ą

c  z  klawiatury  numerycznej 

numer dziesi

ę

tny

 tego znaku, po czym zwolni

ć

 klawisz 

Alt



  Wpisa

ć

 

numer szesnastkowy

 tego znaku, a nast

ę

pnie wcisn

ąć

 kombinacj

ę

 

(lewy) 

Alt+x

.  

 

Uwaga:  Przed  numerem  szesnastkowym  nie  mo

Ŝ

e  by

ć

  cyfra  ani  litera  z 

zakresu  a÷f  (gdy

Ŝ

  zostan

ą

  uznane  jako  cz

ęść

  kodu,  ewentualnie  nale

Ŝ

poprzedzi

ć

 kod np. spacj

ą

), 



  Trzymaj

ą

c  naci

ś

ni

ę

ty  (lewy) 

Alt

  nacisn

ąć

  klawisz  plus,  wpisa

ć

  

numer szesnastkowy

 znaku, po czym zwolni

ć

 klawisz 

Alt

.  

Uwaga: Metoda ta działa w systemie Windows XP i nowszych, 



  Trzymaj

ą

c  naci

ś

ni

ę

te  klawisze 

Ctrl+Shift

  wpisa

ć

 

numer  szesnastkowy

 

znaku, a nast

ę

pnie pu

ś

ci

ć

 klawisze. 

  

Uwaga: Metoda ta działa w 

ś

rodowisku GNOME. 

Nie wszystkie programy obsługuj

ą

 wszystkie opisane tu sposoby. 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  38 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie tekstów 

Pliki tekstowe: 

Pliki  bez  formatowania 

– pliki zawieraj

ą

ce wył

ą

cznie tekst zapisany za pomoc

ą

 

kodów znaków, baz informacji o atrybutach 

 

 

np. pliki  *.txt,   *.c, *.cpp,   *.java   *.html  

 

Pliki  formatowane

  –  pliki,  które  oprócz  tekstu  posiadaj

ą

  w  sobie  informacje 

o sposobie  formatowania  wygl

ą

du  strony  (krój  i  wielko

ść

  czcionki,  pogrubienie 

kursywa itp.. 

 

 

np. pliki *.doc, *.rtf   

  

 

 

(pliki programu MS Word, OO Writer itd.) 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  39 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

systemy zapisu liczb 

Systemy zapisu liczb 

System pozycyjny

 – system zapisu liczb, w którym warto

ść

 zapisywanego znaku 

zale

Ŝ

y od jego miejsca, poło

Ŝ

enia 



 „rzymski” 

  system pozycyjny sekwencyjny,  

                       np. 

MCMXCV

  = 1995 



 „binarny” (dwójkowy) 

 system pozycyjny wagowy o podstawie 2 



 „dziesi

ę

tny”                

 system pozycyjny wagowy o podstawie 10 



 „szesnastkowy”         

 system pozycyjny wagowy o podstawie 16 



 „sze

ść

dziesi

ą

tkowy” 

 system liczbowy o podstawie 60  

                                          (zapis minut i sekund)  

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  40 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

systemy zapisu liczb

 

Pozycyjny wagowy system zapisu liczb: 

=

=

n

m

i

N

a

L

i

i

 

gdzie:       m, n 

 C, 

 0,       n 

 0,     N 

 2,      a

i

 

 {0,....,N-1

 

N

 

- podstawa systemu,  

   

a

i

 

 - element zbioru cyfr dost

ę

pnych w danym systemie. 

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  41 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

systemy zapisu liczb

 

Przykład:        

System dziesi

ę

tny 

 

N = 

10

 

 

ai 

 {

0

1

2

34

5

6

7

,

 8

,

 9

}     

  cyfry w systemie dziesi

ę

tnym 

           

(

1932.45

)

10

 = 

1

∗∗∗∗

10

9

∗∗∗∗

10

2

 + 

3

∗∗∗∗

10

1

 + 

2

∗∗∗∗

10

0

 + 

4

∗∗∗∗

10

-1

 + 

5

∗∗∗∗

10

-2 

 

Przykład:    

System dwójkowy (binarny) 

 

N =

 2

 

 

a

i

 

 {

0

1

}     

  cyfry w systemie dwójkowym 

(

10100101

)

2

 = 

1

∗∗∗∗

2

+

 0

∗∗∗∗

2

6

 + 

1

∗∗∗∗

2

5

 + 

0

∗∗∗∗

2

4

 + 

0

∗∗∗∗

2

3

 + 

1

∗∗∗∗

2

2

 + 

0

∗∗∗∗

2

1

 + 

1

∗∗∗∗

2

0  

 

                    = (165)

10

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  42 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

systemy zapisu liczb

 

Przykład:        

System szesnastkowy (hexadecymalny): 

 

N = 

16

 

 

a

i

 

 {

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

A

B

C

D

E

,

 F

}     

  cyfry w systemie 

  

 

 

 

 

 

        szesnastkowym 

 

(

A57F

)

16

 = 

10

∗∗∗∗

16

5

∗∗∗∗

16

2

 + 

7

∗∗∗∗

16

1

 + 

15

∗∗∗∗

16

0

 

  

= (

42367

)

10 

 

(

A57F

)

16

 = (

1010 0101 0111 1111

)

 

(A57F)

16

 = (1010 0101 0111 1111)

                       A       5      7       F 

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  43 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby całkowite dodatnie: 

Naturalny kod binarny – NKB 

i

n

i

i

n

b

b

b

A

=

=

=

1

0

2

0

1

2

)

,...,

(

 

  

 

 

 

 

  

 

Jeden bajt 

  0, ... , 255 

 

 

 

Dwa bajty  

  0, ... , 65535     

 

 

Cztery bajty 

  0, ,... , 4294967295  

b

7

  b

6

  b

5

  b

4

  b

3

  b

2

  b

1

  b

0

 

128  64  32  16  8  4  2  1 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  44 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby całkowite dodatnie: 

Naturalny kod binarny – NKB 

Przykład: 

 

 

1 0 1 1 0 0 1 0

 )

2

 = (178)

10

 

 
 
 
 
 

128

 + 

0

 + 

32

 + 

16

 + 

0

 + 

0

 + 

2

 + 

0

 = 

178

 

 

b

7

  b

6

  b

5

  b

4

  b

3

  b

2

  b

1

  b

0

 

128  64  32  16  8  4  2  1 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  45 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb 

Liczby całkowite dodatnie: 

Binarny kod dziesi

ę

tny  - BCD 

b

3

  b

2

  b

1

  b

0

  b

3

  b

2

  b

1

  b

0

 

8  4  2  1  8  4  2  1 

cyfra 2 

cyfra 1 

 



  U

Ŝ

ywany dla liczb dziesi

ę

tnych stałopozycyjnych. 



  Cyfry dziesi

ę

tne kodowane binarnie - 4 bity (tetrada) na cyfr

ę



  Dozwolone warto

ś

ci tetrady 0 ..9. - pozostałe niewa

Ŝ

ne. 



  Postacie: 

-

 spakowana - 2 cyfry w bajcie, 

-

 niespakowana ("ASCII*) - jedna cyfra w bajcie. 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  46 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby całkowite dodatnie: 

Binarny kod dziesi

ę

tny - BCD 

Przykład: 

b

3

  b

2

  b

1

  b

0

  b

3

  b

2

  b

1

  b

0

 

8  4  2  1  8  4  2  1 

cyfra 2 

cyfra 1 

 

0 1 1 0 1 0 0 1

 )

BCD

 = (69)

10

 

 
 
 
 
 

0

 + 

4

 + 

2

 + 

0 = 6       

  

8

 + 

0

 + 

0

 + 

1

 = 

9

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  47 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby całkowite ze znakiem:   

 

 

kodowanie w systemie znak-moduł 

 

 

 

 

 

 

Jeden bajt 

 

-127, ... , 127 

 

 

 

Dwa bajty  

 

-32767, ... , 32767    

 

 

Cztery bajty 

 

-2147483647, ,... , 2147483647 

     UWAGA:   Niejednoznaczno

ść

 definicji zera: 

                                 +0 = 00000000    
                                  -0 = 10000000 

b

7

 

b

6

  b

5

  b

4

  b

3

  b

2

  b

1

  b

0

 

znak  64  32  16  8  4  2  1 

0 – liczba dodatnia  
1 – liczba ujemna 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  48 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby całkowite ze znakiem: 

kodowanie w systemie znak-moduł 

Przykład: 

 

 

1 0 1 1 0 0 1 0

 )

zm

 = (-50)

10

 

 
 
 
 
 

 

0

 + 

32

 + 

16

 + 

0

 + 

0

 + 

2

 + 

0

 = 

-50

 

 

b

7

 

b

6

  b

5

  b

4

  b

3

  b

2

  b

1

  b

0

 

znak  64  32  16  8  4  2  1 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  49 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby całkowite ze znakiem:    

 

kodowanie w systemie uzupełnieniowym do jedno

ś

ci 

 

 

 

 

 

Jeden bajt 

 

-127, ... , 127 

 

 

 

Dwa bajty  

 

-32767, ... , 32767    

 

 

Cztery bajty 

 

-2147483647, ,... , 2147483647 

     UWAGA:  Niejednoznaczno

ść

 definicji zera:       +0 = 00000000  

                                                                                   -0 = 11111111 

 

        Przedział warto

ś

ci symetryczny. 

b

7

  b

6

  b

5

  b

4

  b

3

  b

2

  b

1

  b

0

 

-127  64  32  16   8  4  2  1 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  50 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby całkowite ze znakiem: 

kodowanie w systemie uzupełnieniowym do jedno

ś

ci 

Przykład: 

 

 

1 0 1 1 0 0 1 0

 )

U1

 = (-77)

10

 

 
 
 
 
 

-127

 + 

0

 + 

32

 + 

16

 + 

0

 + 

0

 + 

2

 + 

0

 = 

-77

 

 

b

7

  b

6

  b

5

  b

4

  b

3

  b

2

  b

1

  b

0

 

-127  64  32  16  8  4  2  1 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  51 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby całkowite ze znakiem:    

  

kodowanie w systemie uzupełnieniowym do dwóch

 

 

 

 

 

 

Jeden bajt 

 

-128, ... , 127 

 

 

 

Dwa bajty  

 

-32768, ... , 32767    

 

 

Cztery bajty 

 

-2147483648, ,... , 2147483647 

     UWAGA:   Nie ma niejednoznaczno

ś

ci zera,  

 

        Przedział warto

ś

ci niesymetryczny. 

Liczba ujemna = liczba dodatnia zanegowana + 1 

-L = ~L + 1 

b

7

  b

6

  b

5

  b

4

  b

3

  b

2

  b

1

  b

0

 

-128  64  32  16  8  4  2  1 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  52 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby całkowite ze znakiem: 

kodowanie w systemie uzupełnieniowym do dwóch 

Przykład: 

 

 

1 0 1 1 0 0 1 0

 )

U2

 = (-78)

10

 

 
 
 
 
 

-128

 + 

0

 + 

32

 + 

16

 + 

0

 + 

0

 + 

2

 + 

0

 = 

-78

 

 

b

7

  b

6

  b

5

  b

4

  b

3

  b

2

  b

1

  b

0

 

-128  64  32  16  8  4  2  1 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  53 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby całkowite ze znakiem:    

  

kodowanie w systemie uzupełnieniowym do dwóch

 

Przykład:  Zakodowa

ć

 w systemie uzupełnieniowym do dwu  liczb

ę

  -5 

  

 

(słowo 8-bitowe) 

 

Liczba 5 binarnie: 

00000101 

  Zanegowana liczba 5 binarnie: 

11111010 

Zanegowana liczba 5 binarnie +1: 

11111011 

 

 

-128 + 64 + 32 + 16 + 8 + 0 + 2 + 1 = -5 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  54 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb 

Liczby całkowite ze znakiem – wła

ś

ciwo

ś

ci kodów 

Rozró

Ŝ

nianie znaku liczby:

 



  najstarszy bit:    0 – liczba dodatnia 

 

                          1 – liczba ujemna 

Zmiana znaku liczby: 



  Znak-moduł 

 negacja bitu znaku 



                U1 

 negacja bitowa 



                U2 

 negacja bitowa i inkrementacja 

Reprezentacja zera: 



     Znak-moduł, U1 

 dwie reprezentacje 



                          U2 

 jednoznaczno

ść

 zera  ( łatwo

ść

 wykrywania ) 

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  55 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb 

Liczby całkowite ze znakiem – wła

ś

ciwo

ś

ci kodów c.d. 

Zakres liczb: 



     Znak-moduł, U1 

 zakres liczb symetryczny 



                          U2 

 asymetryczny zakres liczb 

 

Operacje arytmetyczne: 

dodawanie i odejmowanie w U2 realizuje si

ę

 tak samo jak w naturalnym kodzie 

binarnym.  (inne wykrywanie nadmiaru) 

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  56 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby rzeczywiste: 

kodowanie w systemie zmiennoprzecinkowym 

 (cecha-mantysa)

 

L  = M x N 

E

 

M

 -   mantysa - liczba mniejsza od jedno

ś

ci  

 

 mantysa znormalizowana  nale

Ŝ

y do przedziału  < 0.1; 1),  

 

co oznacza 

Ŝ

e pierwszy znak po przecinku musi by

ć

 ró

Ŝ

ny od zera. 

N

  -  podstawa systemu zgodnie z zapisem pozycyjnym wagowym 

E

  -   cecha - wykładnik pot

ę

gi, dzi

ę

ki któremu przecinek w liczbie  zostaje 

 

  

 przesuni

ę

ty tak, aby utworzy

ć

 mantys

ę

 w zgodzie z powy

Ŝ

sz

ą

 definicj

ą

 

zapis 

binarny ! 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  57 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby rzeczywiste: 

kodowanie w systemie zmiennoprzecinkowym 

 (cecha-mantysa) 

 

0  0  0  0  0  0  1  1  1  0  1  0  0  0  0  0 

 



 Ilo

ść

 bitów przeznaczonych na 

cech

ę

 decyduje o 

zakresie



 Ilo

ść

 bitów przeznaczonych na 

mantys

ę

 decyduje o 

ę

dzie



 Liczby ujemne w mantysie s

ą

 kodowane w systemie znak-moduł,  



 Cecha jest kodowana w systemie uzupełnieniowym. 

cecha  

mantysa

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  58 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby rzeczywiste: 

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  59 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby rzeczywiste: 

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  60 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby rzeczywiste: 

 

 

 

 

 

 

 

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  61 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby rzeczywiste: 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  62 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby rzeczywiste: 

 

 

background image

Technologie informacyjne – cyfrowe formy informacji 

Autor: Paweł Rogali

ń

ski – Instytut Informatyki, Automatyki i Robotyki PWr

  63 / 63

 

Cyfrowe formy informacji – 

kodowanie liczb

 

Liczby rzeczywiste: