Компьютер рисует
Компьютер рисует
Одним
из фундаментальных понятий информатики является алгоритм18. Под алгоритмом
понимают описание некоторой точно заданной последовательности действий. Он
может быть рассчитан на выполнение человеком или автоматическим устройством --
исполнителем. Алгоритм, предназначенный для компьютера (или другого автомата) и
записанный на специальном языке, называют программой . Простая замена программы
-- и машина начинает выполнять совершенно другие действия. Первое устройство с
быстрой сменой программы было изобретено в 1801-1804 гг Жозеф Мари Жаккаром
(Это был ткацкий станок, каждое движение челнока которого записывалось на
отдельной перфокарте), идею же программного управления процессом вычислений
выдвинул в середине прошлого века английский ученый Чарльз Беббидж19. В
современных вычислительных машинах программа хранится в той же памяти, что и
обрабатываемые данные20; это позволяет легко ее изменять или заменять другой.
Ну, а в результате -- огромное количество "профессий" компьютера и
чрезвычайно быстрая их смена.
Но,
раз действиями компьютера управляет программа, не значит ли это, что для его
использования человеку необходимо уметь программировать?
На
заре развития ЭВМ так и было: для решения любой задачи нужно было самому
составлять специальную программу. Современные же компьютеры оснащаются богатым
программным обеспечением (ПО), которое разработано профессиональными
программистами21.
ПО
обычно делят на три вида:
системное
(оно непосредственно управляет взаимодействием всех устройств компьютера между
собой, а также с другими программами и пользователем);
прикладное
(это программы, решающие конкретные задачи, например, редактирование текста или
пересылку электронной почты);
инструментальное
(с его помощью создаются новые программы).
Мы
будем, в основном, заниматься наиболее распространенными видами прикладных
программ, а одновременно с этим поговорим и об узлах компьютера, необходимых
для соответствующей работы.
Начнем
с устройства, не заметить которое,пожалуй, невозможно: монитора. Он
предназначен для вывода информации на экран в виде некоторого изображения. Но
как это изображение получается? Присмотримся повнимательней. Заметили?
Изображение состоит из маленьких кружочков (или полосочек) трех цветов: красного,
зеленого и синего22. Три электронных луча пробегают поочередно по всем строчкам
экрана и заставляют светиться особое вещество -- люминофор23. Управляя лучом,
можно управлять яркостью точек соответствующего цвета. В результате сложения в
различном соотношении трех основных цветов получаются все видимые оттенки.
Подобным
образом получают и изображение на бумаге с помощью другого распространенного
устройства вывода -- принтера. Он тем или иным способом наносит на бумагу в
нужных местах точки трех (чаще -- четырех) цветов. Поскольку в этом случае мы
видим отраженный свет, нужно использовать краски, задерживающие основные цвета:
голубую, пурпурную и желтую. Для повышения качества к ним добавляют черную24.
Точки,
образующие изображение столь малы и расположены так близко друг к другу, что
человек воспринимает их как единое целое. Совокупность этих точек называют
растром25, а само изображение -- растровым.
Представление
графической информации в памяти компьютера основано на том же принципе. Все
изображение разбивается на маленькие "точки" -- пикселы, оттенок
каждого из которых обозначают двоичным кодом. В простейшем случае картинка
состоит только из черных и белых точек. Такую точку можно обозначить одним
двоичным символом, допустим, ноль будет обозначать черный цвет, а единица --
белый. Значит, для хранения такого изображения нужно будет столько бит памяти,
из скольких пикселов оно состоит. Например, первые компьютеры
"Макинтош" имели разрешение экрана 512 х 342 пиксела. То есть, все
изображение состояло из 512 • 342 = 175104 элементов. Для хранения каждого
использовался 1 бит памяти. Следовательно все изображение занимало 175104 бит =
21888 байт -- (приблизительно 21 Кбайт).
А
если изображение состоит не только из черных и белых точек? Увеличим количество
разрядов в коде: пусть каждый пиксел обозначается двумя битами. Сколько разных
кодов получится? "00", "01", "10" и
"11" -- четыре. Мало? Добавим еще бит: "000",
"001", "010", "011", "100",
"101", "110", "111" -- можно закодировать 8
цветов. Как видите, увеличение длины кода на один символ удваивает количество
различных оттенков, которые можно обозначить.
|
бит
Похожие работы на - Компьютер рисует
|