Шта је кодирање и декодирање информација? Цодинг алпхабет

Савремени свет је изграђен на употреби и пренос информација. Али не можеш јој рећи свима својим гласом. Дакле, од давнина, тренутак кодирања података је био важан да би их могли читати они за које је намијењен. Постепено, њихово шифровање је постало релевантно. Било је неопходно да се у поруци унесу информације које су јој биле јасне и да другима нису откриле значење. Причаћемо о свему овоме, сазнати шта је кодирање и декодирање.

Разумемо терминологију

Без овога ни на који начин. Када говоре о кодираном тексту, то значи да је био повезан са различитим скупом знакова. Ово се може користити за повећање поузданости или из једноставног разлога што канал може користити само ограничени број знакова. На примјер, бинарни код на којем дјелују модерни компјутери изграђен је на нулама и јединицама.

Информације се могу кодирати у одређеним карактерима и сачувати. Као пример можемо навести резултате анализа које садрже индикаторе људског тела. Али најпопуларније питање је: "Шта је кодирање и декодирање у рачунарској науци?" Ми ћемо тражити одговор на њега.

О значењу

Раније је процес кодирања и декодирања информација играо споредну улогу и није се сматрао засебним подручјем математике. Али са појавом електронских компјутера, ситуација се значајно променила. Сада је кодирање централно питање у рјешавању широког спектра практичних проблема у програмирању и стога прожима све информацијске технологије. Дакле, уз његову помоћ:

1. Информације су заштићене од неовлаштеног приступа.
2. Обезбеђује отпорност на буку током преноса преко канала за пренос података.
3. Приказане су информације произвољне природе (графика, текст, бројеви) у меморији рачунара.
4. Компримовани садржај базе података.

О абецеди

Говорећи о томе шта је кодирање и декодирање, тешко је превидјети основу свега овога. Наиме, абецеда. Постоје два типа - извор и код. У првој се налазе почетне информације. По коду значи промењене податке, који, међутим, могу, ако је кључ присутан, пренети шифровани садржај нама. У компјутерској науци, ово користи бинарни код заснован на абецеди која се састоји од нуле и једног.

Погледајмо мали пример. Претпоставимо да имамо два алфабета (А и Б), који се састоје од коначног броја знакова. Претпоставимо да изгледају овако: А = {А0, А1, А2… .А33}, Б = {Б0, Б1, Б3 ... Б34}. Елементи абецеде су слова. Док се њихов наручени скуп назива ријеч. Има одређену дужину. Прво слово ријечи се назива почетак (префикс), док се посљедње слово назива крај (постфик). Могу постојати различита правила за изградњу објеката. На пример, неки системи информације о кодирању захтевају да постоји размак између речи, други без њега. Генерално, абецеда је неопходна за изградњу универзалног система за приказ информација, његово складиштење, обраду и пренос. У овом случају, обезбеђена је извесна кореспонденција између различитих сигнала и елемената поруке који су кодирани у њима.

Рад са подацима

Када се информације претворе у првобитни облик, процес који се дешава зове се декодирање. Мора се извршити у односу на све податке који су шифровани. У овом случају, користи се такозвано инверзно мапирање (бијецтион). Погледајмо ситуацију бинарног система. Она има све кодне речи исте дужине. Стога се код назива униформним (блок). У овом случају, функција кодирања је одређена замена. Узмите као пример горњи абецедни систем. Означити одређене секвенце користећи скуп елементарних кодова.

Претпоставимо да имамо А0 = {А, Б, Ц, Д} и Б0 = {1, 0}. Како се ово може представити компјутеру? И користећи следећу секвенцу: А = 00, Б = 01, Б = 10, Д = 11. Као што видите, сваки лик има специфично кодирање. У компјутерску опрему уноси се референтна информација о кодном алфабету и почиње чекати на долазне сигнале. Долази нула, праћена још једним - да, тако то је писмо СВЕДОКИЊА БОСАНАЦ - ОДГОВОР: Ако правимо паралеле са типкањем речи у уређивачу текста, онда треба да приметимо да се не преноси само једно слово, већ да се покрене одговарајућа реакција на њега. На пример, одређена секвенца ЛЕД лампица ће се упалити, где се приказују сви унети знакови.

Специфичности рада

Када говоримо о примјерима кодирања и декодирања информација, треба напоменути да систем који се разматра није један-на-један. На пример, слово А може одговарати комбинацији не само 00, већ и 11, 10 или 01. Али треба имати на уму да може постојати само једна ствар. То значи да се комбинацији додељује само одређени карактер. Ако шема кодирања подразумева поделу било које речи на елементарне компоненте, онда се она назива сепарабилном. У случајевима када једно слово не делује као почетак другог, то је префиксни приступ. Ово се односи на питања софтвера и хардвера. Архитектура такође има одређени утицај на кодирање, али је због великог броја опција имплементације прилично проблематично размотрити.

Кодирање слова

Ово је најједноставнији приступ. Ако говоримо о кодирању информација, онда је то можда најпопуларнија опција. У ограниченој верзији, разматрана је горе. Хајде да откријемо како изгледа код без граничника. Претпоставимо да имамо абецеду (извор) у којој се налазе сва руска слова. Децималне цифре се користе за кодирање. Овде А = 1, и И = 33. Дакле, редослед слова АЈАА се може назвати 133331. Ако постоји жеља да се абецеда изједначи, онда треба извршити одређене промене. Дакле, за првих девет слова морате додати нулу. Примјер АЈАА-е коју сматрамо претвара се у 01333301.

Неуједначено кодирање

Опција која се разматра раније сматра се погодном. Али у неким случајевима је паметније кладити се на неуједначене кодове. Ово има смисла када се различита слова у изворном тексту појављују на различитим фреквенцијама. Стога, има смисла кодирати чешће ликове кратким симболима, а ријетке симболе са дугим симболима. Направимо бинарно стабло слова руске абецеде. И поред тога, узет ћемо посебне знакове. Најчешће коришћена слова су, дакле, почињемо од њих: А - 0, Б - 1, Ц - 10, Г - 11, и тако даље. И тек после њих ће се користити упитници, проценти, двоточке и друго. Иако би, можда, требало на прво место ставити зарезе и периоде.

О Фано стању

Теорема каже да било који код (префикс и униформа) допушта могућност јединственог кодирања. Претпоставимо да користимо пример који смо раније размотрили са 01333301. Почињемо да се померамо удесно. 0 нам ништа не даје. Али 01 вам дозвољава да идентификујете слово А. Мало промените почетни код и представите га као 01 333301. Следеће, изаберите прво И, друго и друго А. Као резултат тога, имамо 01 33 33 01. Иако је код оригинално спојен, али сада можемо лакоћа декодирања, јер знамо шта је то. Наиме - ЈА САМ А. У исто вријеме, примијетите да се она увијек декодира недвосмислено и да нема тумачења у оквиру усвојеног система, захваљујући чему је могуће осигурати високу поузданост пренесених информација. Али како раде компјутери?

Функционисање електронских рачунара

Кодирање и декодирање сигнала рачунарске технологије заснива се на употреби такозваних ниских и високих сигнала, који одговарају нули и један у логичкој димензији. Шта то значи? Рецимо да имамо микроконтролер. Ако један од његових улаза прими низак напон од 1,5 В, онда се сматра да је пренесена вредност логичке нуле. Али ако се 5 В преноси, јединица ће бити записана у одговарајућу меморијску ћелију. Истовремено је потребно постићи договор о извору информација комуникацијски канал. У принципу, приликом креирања електронике потребно је узети у обзир велики број различитих тачака. То су енергетске потребе, врста информација које се преносе (дискретно или континуирано), и још много тога. Истовремено, подаци морају бити константно трансформисани тако да се могу преносити путем комуникационих канала. Дакле, у случају бинарне технологије, сигнали се приказују као напон који се доводи на улаз транзистора или других компоненти. Током декодирања, подаци претварају поруку у врсту која је разумљива примаоцу.

Минимум редунданци

У пракси се показало да је изузетно важно да код поруке има минималну дужину. У почетку се може чинити да се за шифрирање користи разлика - шест, осам или шеснаест битова? Али разлике нису значајне ако се користи једна ријеч. А ако милијарде? Срећом, можете подесити абецедно кодирање за све захтјеве. Али ако се ништа не зна о скупу, онда је у овом случају прилично тешко формулисати проблем оптимизације. Али у пракси, и даље можете добити додатне информације. Размотрите мали пример. Претпоставимо да имамо поруку на природном језику. Али то је кодирано и не можемо га прочитати. Шта ће нам помоћи у задатку декодирања? Као једна од могућих опција - комад папира на коме се дистрибуира вероватноћа појаве слова. Захваљујући томе, конструкција оптималног кода у смислу де / кодирања постаје могућа уз употребу егзактне математичке формулације и ригорозног рјешења.

Пример парсе

Претпоставимо да имамо дефинирану одвојиву шифру кодирања. Онда ће сви деривати, који су уређени, такође имати ту својину. Штавише, ако је дужина елементарних кодова једнака, онда њихова пермутација не утиче на дужину читаве поруке. Али ако величина пренесене информације директно зависи од низа слова, то значи да су коришћене компоненте различите дужине. Истовремено, ако постоји специфична порука и њена шема кодирања, онда је могуће одабрати такво решење проблема, када ће његова дужина бити минимална. Како то постићи? Погледајмо приступ користећи алгоритам за додјељивање елементарних кодова, што нам омогућава да учинковито приступимо рјешењу проблема ефикасности:

1. Писма треба сортирати у опадајућем редоследу квантитативне појаве.
2. Потребно је поставити елементарне кодове како би се повећала њихова дужина.
3. И као закључак, неопходно је да се компоненте постављају у оптималном редоследу тако да најчешћи карактери заузимају најмање простора.

Генерално, систем је једноставан. Ако радите са малим количинама података. Али са модерним компјутерима ово је прилично проблематично провести због значајне количине информација.

Закључак

Дакле, погледали смо шта је систем за кодирање и декодирање, шта би то могло бити, шта сада постоји у рачунарству, као и многа друга питања. Али треба схватити да је ова тема изузетно обимна, један чланак није довољан за то. Као наставак теме, можемо размотрити енкрипцију података, криптографију, промену приказа информација у различитим електронским системима, нивое његове обраде и многе друге тачке. Но, грана информатике се сматра једном од најтежих, стога, проучавање свега овога брзо неће успјети. Осим теоретског знања, ох, колико није једнако практичним вештинама. Наиме, ови други пружају квалитативни резултат.