Kaj je kodiranje in dekodiranje informacij? Kodiranje po abecedi

Sodobni svet temelji na uporabi in prenosu informacij. Toda glas, navsezadnje, ga ne boste sporočili. Zato je bilo od antičnih časov pomembno, da šifriramo podatke, da bi jih lahko brali tisti, ki jim je bil namenjen. Postopoma je njihovo šifriranje postalo pomembnejše. Sporočilo je bilo treba umestiti v informacije, ki jih je razumel sam in niso razkrile njegovega pomena drugim. O vsem tem bomo govorili, ugotovili, kakšno kodiranje in dekodiranje.

Razumevanje terminologije

Brez tega na noben način. Ko gre za kodirano besedilo, to pomeni, da ji ustreza drugi nabor znakov. To se lahko uporabi za povečanje zanesljivosti ali iz preprostega razloga, ker lahko kanal uporablja le omejeno število znakov. Na primer, binarna koda, na kateri delujejo sodobni računalniki, temelji na ničel in enotah. Podatke lahko kodiramo z določenimi znaki in jih shranimo. Kot primer lahko podamo rezultate analiz, ki vsebujejo kazalnike človeškega telesa. Najbolj priljubljeno vprašanje pa je: "Kaj je kodiranje in dekodiranje v računalništvu?" Odgovor bomo iskali.


O vrednostih

Predhodno je proces kodiranja in dekodiranja informacij igral pomožno vlogo in ni veljal za ločeno smer matematike. Toda s prihodom elektronskih računalnikov so se razmere bistveno spremenile. Kodiranje je zdaj osrednje vprašanje pri reševanju širšegaširok spekter praktičnih nalog pri programiranju in zato prodre v vse informacijske tehnologije. Da, z njegovo pomočjo:
  • Varuje podatke pred nepooblaščenim dostopom.
  • Imuniteta je zagotovljena pri prenosu prek komunikacijskih kanalov.
  • Predstavlja informacije poljubne narave (grafike, besedila, številke) v pomnilniku računalnika.
  • Vsebina podatkovnih zbirk je stisnjena.
  • O abecedi

    Ko govorimo o tem, kakšno kodiranje in dekodiranje, je težko prezreti vse to. In sicer abecedo. Obstajata dve vrsti - izvorna koda in koda. Prva je začetna informacija. Pod oznako se sklicuje na spremenjene podatke, ki pa so kljub temu na voljo, da nam posredujemo šifrirano vsebino. V računalništvu je v ta namen binarna koda, na podlagi katere je sestavljena abeceda, sestavljena iz nič in ena. Poglejmo majhen primer. Recimo, da imamo dve abecedi (A in B), ki sta sestavljeni iz končnega števila znakov. Recimo, da so naslednji: A = {A0 A1 A2A33}, B = {B0 B1 B3B34}. Elementi abecede so črke. Medtem ko se njihov urejen niz imenuje beseda. Določen je. Prva črka besede se imenuje začetek (predpona), drugi pa konec (postfix). Obstajajo lahko različna pravila za gradnjo objektov. Nekateri sistemi za kodiranje na primer zahtevajo, da je med besedami razkorak, drugi pa brez njega. Na splošno je abeceda potrebna za izgradnjo univerzalnega sistema za prikazovanje informacij, njegovo shranjevanje, obdelavo in prenos.Zagotavlja določeno ujemanje med različnimi signali in elementi sporočil, ki so v njih šifrirani.

    Delo s podatki

    Ko se informacija pretvori v prvotno obliko, kaj se zgodi, ko se proces imenuje dekodiranje. Izvesti ga je treba glede na podatke, ki so bili šifrirani. V tem primeru se uporablja tako imenovano inverzno preslikavanje (bijection). Poglejmo situacijo z binarnim sistemom. Ima vse kodne besede enake dolžine. Zato se koda imenuje enotna (blok). V tem primeru funkcija kodiranja služi določeni zamenjavi. Kot primer lahko vzamete omenjeni abecedni sistem. Za določitev določenih zaporedij se uporablja niz osnovnih kod. Predpostavimo, da imamo A0 = {A, B, B, G} in B0 = {1 0}. Kako si to lahko predstavljamo z računalnikom? Tukaj je uporabljeno naslednje zaporedje: A = 00 B = 01 U = 10 P = 11. Kot lahko vidite, ima vsak znak določeno kodiranje. Računalniška tehnologija zapisuje referenčne informacije o kodirni abecedi in začne čakati na vhodne signale. Pride ničla, sledi še ena - da, to pomeni, da je črka A. Če narišemo vzporednice z besedo, ki je nastavljena v urejevalniku besedila, je treba opozoriti, da se ne bo poslala le ena črka, temveč tudi ustrezna reakcija. Na primer, zasveti bo določeno zaporedje LED monitorjev, ki bo prikazal vse vnesene znake.

    Specifičnost dela

    Ko govorimo o primerih kodiranja in dekodiranja informacij, je treba opozoriti, daobravnavani sistem se med seboj ne izključuje. Na primer, črka A lahko ustreza kombinaciji ne samo 00, temveč 1110 ali 01. Vendar je treba upoštevati, da je lahko samo ena stvar. To pomeni, da je kombinacija določena samo z določenim simbolom. Če shema kodiranja vključuje delitev katerekoli besede na elementarne sestavine, se potem imenuje deljiva. V primerih, ko ena črka ne deluje kot začetek drugega, je to predpona. To velja za komponento strojne in programske opreme. Določeni vplivi na kodiranje zagotavljajo tudi arhitekturo, vendar zaradi velikega števila možnosti, ki jih je mogoče obravnavati kot problematično.

    Kodiranje žepov

    To je najpreprostejši pristop. Ko govorimo o kodiranju informacijskih jezikov, je to verjetno najbolj priljubljena možnost. V omejeni različici je bila upoštevana zgoraj. Ugotovimo, kako izgleda koda brez ločil. Recimo, da imamo abecedo (izvorno kodo), v kateri so vse ruske črke. Dekodiranje se uporablja za kodiranje. Tu je A = 1 a = 33. Tako se lahko zaporedje črk AJAJAA prenese kot 133331. Če obstaja želja, da bi bila abeceda enotna, je treba narediti določene spremembe. Torej boste morali za prvih devet črk dodati nič. Primer našega AJAJA, ki ga obravnavamo, je pretvorjen v 01333301.

    Neenakomerno kodiranje

    Predhodno obravnavana možnost se šteje za primerno. Toda v nekaterih primerih je bolj smiselno stavljati na neenake kode. To je smiselno, ko se na različnih frekvencah najdejo različne črke v izvornem besedilu. Zato je večPomembno je, da kodiramo pogoste znake s kratkimi znaki, redki pa dolge. Zgradimo binarno drevo iz črk n abecede. Poleg tega bomo vzeli posebne simbole. Najpogosteje uporabljene črke, tako da bomo začeli z njimi: A - 0 B - 1 B - 10 M - 11 in tako naprej. In šele po njih bodo že uporabljeni vprašalniki, odstotki, dvopičja in drugi. Čeprav bi morda morali na prvo mesto postaviti vejice in pike.

    O stanju Fana

    Izrek pravi, da vsaka koda (predpona in enotna) omogoča možnost nedvoumnega kodiranja. Predpostavimo, da uporabljamo zgornji primer iz 01333301. Začnemo se premikati v desno. 0 nam ne daje ničesar. Toda 01 vam omogoča, da identificirajo črko A. Bit bo spremenil izvorno kodo in jo predstavil 01333301. Naslednje smo dodelili prvo I, drugo in eno A. Kot rezultat, imamo 013333 01. Čeprav je bila koda sprva fuzionirana, zdaj pa jo lahko enostavno dekodiramo, ker vemo, kaj je to. V tem primeru upoštevajte, da je vedno nedvoumno dešifrirana in da v okviru sprejetega sistema ni razlage, ki bi lahko zagotovila visoko zanesljivost posredovanih informacij. Toda kako delujejo računalniki?

    Delovanje elektronskih računalnikov

    Kodiranje in dekodiranje signalov računalniške tehnologije temelji na uporabi tako imenovanih nizkih in visokih signalov, ki logično ustrezajo ničli in enoti. Kaj to pomeni? Recimo, da imamo mikrokrmilnik. Če njegov vhod prejme nizko napetost 15 V, potempredpostavlja se, da je bila prenesena logična ničelna vrednost. Če pa se prenese 5V, se enota zapiše v ustrezno pomnilniško celico. Hkrati je potrebno doseči soglasje o viru informacij s komunikacijskim kanalom. Na splošno je treba pri ustvarjanju elektronike upoštevati veliko število različnih trenutkov. To so potrebe po energiji in vrsta posredovane informacije (diskretne ali zvezne) in še veliko več. V tem primeru je treba podatke nenehno spreminjati, tako da se lahko prenašajo prek komunikacijskih kanalov. Torej so v primeru binarnih tehnik signali predstavljeni kot napetost, ki se uporablja za vhod tranzistorjev ali drugih komponent. Med dekodiranjem podatki prenašajo sporočilo v obliki, ki je razumljiva prejemniku.

    Minimalni redundantnost

    V praksi se je izkazalo, da je izredno pomembno, da ima oznaka sporočila minimalno dolžino. Sprva se zdi, da je razlika šest, osem ali šestnajst bitov, ki se uporabljajo za kodiranje? Razlike pa so nepomembne, če se uporablja ena beseda. In če milijarde? Na srečo lahko prilagodite abecedno kodiranje za vse zahteve. Toda če o nizu ni znanega, potem je težko oblikovati optimizacijski problem. Toda v praksi lahko še vedno dobite več informacij. Razmislite o majhnem primeru. Recimo, da imamo sporočilo v naravnem jeziku. Vendar je kodirana in ne moremo je prebrati. Kaj nam bo pomagalo pri dekodiranju? Ena od možnih možnosti je zloženkapapirja, na katerega se razdeli verjetnost črk. Zahvaljujoč temu je konstrukcija optimalne kode glede na to, kje /kodiranje postala možna z uporabo natančne matematične formulacije in stroge rešitve.

    Poglejmo si primer

    Predpostavimo, da imamo dokončno ločljivo shemo abecednega kodiranja. Nato bodo imeli tudi vsi derivati, ki predstavljajo urejen niz. V tem primeru, če je dolžina elementarnih kod enaka, potem njihova permutacija ne vpliva na dolžino celotnega sporočila. Če pa je velikost posredovane informacije neposredno odvisna od tega, kakšno zaporedje črk, potem to pomeni, da so bile uporabljene komponente različnih dolžin. V tem primeru, če obstaja določeno sporočilo in shema njegovega kodiranja, lahko najdete rešitev problema, ko bo njegova dolžina minimalna. Kako to doseči? Oglejmo si pristop z uporabo algoritma za dodelitev osnovnih kod, ki omogoča učinkovit pristop k rešitvi problema učinkovitosti:
  • Treba je razvrstiti črke v padajočem vrstnem redu količinskega vnosa.
  • Treba je postaviti osnovne kode, da se poveča njihova dolžina.
  • In kot zaključek je treba sestavne dele postaviti v optimalni vrstni red, tako da so najpogostejši znaki na najmanjšem mestu.
  • Na splošno je sistem preprost. Če delate z majhnimi količinami podatkov. Toda s sodobnimi računalniki je tak problem precej problematičen zaradi velike količine informacij.

    Zaključek

    Tu smo obravnavali, kaj je sistem kodiranja indekodiranje informacij, ki jih lahko vsebuje, kaj je zdaj v računalništvu, in veliko drugih vprašanj. Vendar pa je treba razumeti, da je ta tema izjemno obsežna, en članek ni dovolj. Kot nadaljevanje teme lahko štejemo šifriranje podatkov, kriptografijo, spreminjanje prikaza informacij v različni elektroniki, stopnjo njegove obdelave in mnoge druge trenutke. Področje računalništva pa velja za eno najtežjih, zato vsega tega ne bo mogoče hitro preučiti. Poleg tega teoretično znanje tukaj ni tako praktično kot praktične spretnosti. In zadnji zagotavljajo visokokakovosten rezultat.

    Sorodne publikacije