Презентация - Кодирование

Кодирование
Подготовила работу :

Кодирование – представление информации в альтернативном виде. По своей сути кодовые системы (или просто коды) аналогичны шифрам однозначной замены, в которых элементам кодируемой информации соответствуют кодовые обозначения. Отличие заключается в том, что в шифрах присутствует переменная часть (ключ), которая для определенного исходного сообщения при одном и том же алгоритме шифрования может выдавать разные шифртексты. В кодовых системах переменной части нет. Поэтому одно и то же исходное сообщение при кодировании, как правило, всегда выглядит одинаково. Другой отличительной особенностью кодирования является применение кодовых обозначений (замен) целиком для слов, фраз или чисел (совокупности цифр). Замена элементов кодируемой информации кодовыми обозначениями может быть выполнена на основе соответствующей таблицы (наподобие таблицы шифрозамен) либо определена посредством функции или алгоритма кодирования.

В качестве элементов кодируемой информации могут выступать: - буквы, слова и фразы естественного языка; - различные символы, такие как знаки препинания, арифметические и логические операции, операторы сравнения и т.д. Следует отметить, что сами знаки операций и операторы сравнения – это кодовые обозначения; - числа; - аудиовизуальные образы; - ситуации и явления; - наследственная информация; - и т.д.

Кодовые обозначения могут представлять собой: - буквы и сочетания букв естественного языка; - числа; - графические обозначения; - электромагнитные импульсы; - световые и звуковые сигналы; - набор и сочетание химических молекул; - и т.д.

Кодирование может выполняться в целях: - удобства хранения, обработки и передачи информации - удобства информационного обмена между субъектами; - наглядности отображения; - идентификации объектов и субъектов; - сокрытия секретной информации; - и т.д.

Кодирование информации бывает одно- и многоуровневым. Примером одноуровневого кодирования служат световые сигналы, подаваемые светофором (красный – стой, желтый – приготовиться, зеленый – вперед). В качестве многоуровневого кодирования можно привести представление визуального (графического) образа в виде файла фотографии. Вначале визуальная картинка разбивается на составляющие элементарные элементы (пиксели), т.е. каждая отдельная часть визуальной картинки кодируется элементарным элементом. Каждый элемент представляется (кодируется) в виде набора элементарных цветов (RGB: англ. red – красный, green – зеленый, blue – синий) соответствующей интенсивностью, которая в свою очередь представляется в виде числового значения. Впоследствии наборы чисел, как правило, преобразуются (кодируются) с целью более компактного представления информации (например, в форматах jpeg, png и т.д.). И наконец, итоговые числа представляются (кодируются) в виде электромагнитных сигналов для передачи по каналам связи или областей на носителе информации.

Кодирование информации может быть обратимым и необратимым. При обратимом кодировании на основе закодированного сообщения можно однозначно (без потери качества) восстановить кодируемое сообщение (исходный образ). Например, кодирование с помощью азбуки Морзе или штрихкода. При необратимом кодировании однозначное восстановление исходного образа невозможно. Например, кодирование аудиовизуальной информации (форматы jpg, mp3 или avi) или хеширование. Различают общедоступные и секретные системы кодирования. Первые используются для облегчения информационного обмена, вторые – в целях сокрытия информации от посторонних лиц.

Применение кодов нашло широкое применение в общественной жизни. Как отмечалось выше, даже сами знаки арифметических и логических операций – это кодовые обозначения. В частности, знак «+» для операции сложения (а также знак «-») придумали в немецкой математической школе «коссистов» (т.е. алгебраистов). Они используются в «Арифметике» Иоганна Видмана, изданной в 1489 г. До этого сложение обозначалось буквой p (plus) или латинским словом et (союз «и»), а вычитание - буквой m (minus). У Видмана символ плюса заменяет не только сложение, но и союз «и» . Если «копать еще глубже», то буква «А» - это кодовое обозначение для соответствующего звука.

Спасибо за просмотр !

В качестве других распространенных кодовых систем можно привести: - дорожные знаки; - обозначение химических элементов из периодической таблицы Дмитрия Ивановича Менделеева; - знаки зодиака; - сокращенные наименования дисциплин в расписании занятий студентов.

Азбука Морзе - способ кодирования символов (букв алфавита, цифр, знаков препинания и др.) с помощью последовательности «точек» и «тире». За единицу времени принимается длительность одной точки. Длительность тире равна трём точкам. Пауза между элементами одного знака - одна точка (около 1/25 доли секунды), между знаками в слове - 3 точки, между словами - 7 точек. Назван в честь американского изобретателя и художника Сэмюэля Морзе.
Выше приводится описание других общедоступных кодовых систем в целях иллюстрации многообразия их назначения и способов представления кодовых обозначений .

Фрагмент азбуки Морзе

Код Бодо - цифровой 5-битный код. Был разработан Эмилем Бодо в 1870 г. для своего телеграфа. Код вводился прямо клавиатурой, состоящей из пяти клавиш, нажатие или ненажатие клавиши соответствовало передаче или непередаче одного бита в пятибитном коде. Существует несколько разновидностей (стандартов) данного кода (CCITT-1, CCITT-2, МТК-2 и др.) В частности МТК-2 представляет собой модификацию международного стандарта CCITT-2 с добавление букв кириллицы.
Стандарт кода Бодо МТК-2

На следующем рисунке показана телетайпная перфолента с сообщением, переданным с помощью кода Бодо.

Штрихкод - графическая информация, наносимая на поверхность, маркировку или упаковку изделий, представляющая собой последовательность черных и белых полос либо других геометрических фигур в целях ее считывания техническими средствами. Впервые штрихкоды начали официально использоваться в 1974 г. в магазинах г. Трой, штат Огайо . Системы штрихового кодирования нашли широкое применение в общественной жизни: торговля, почтовые отправления, финансовые и судебные уведомления, учет единиц хранения, идентификация личностей, контактная информация (веб-ссылки, адреса электронной почты, телефонные номера) и т.д.

Представление чисел в двоичном виде (в компьютере).
Как известно, информация, хранящаяся и обрабатываемая в компьютерах, представлена в двоичном виде. Бит (англ. binary digit - двоичное число; также игра слов: англ. bit - кусочек, частица) - единица измерения количества информации, равная одному разряду в двоичной системе счисления. С помощью бита можно закодировать (представить, различать) два состояния (0 или 1; да или нет). Увеличивая количество битов (разрядов), можно увеличить количество кодируемых состояний. Например, для байта (англ. byte), состоящего из 8 битов, количество кодируемых состояний составляет 28 = 256.

Числа кодируются в форматах с фиксированной и плавающей запятой.
Формат с фиксированной запятой, в основном, применяется для целых чисел, но может применяться и для вещественных чисел, у которых фиксировано количество десятичных знаков после запятой. Для целых чисел подразумевается, что «запятая» находится справа после младшего бита (разряда), т.е. вне разрядной сетки. В данном формате существуют два представления: беззнаковое (для неотрицательных чисел) и со знаком. Формат с плавающей запятой, в основном, используется для вещественных чисел. Число в данном формате представляется в экспоненциальном виде. где e - основание показательной функции; n - порядок основания; en - характеристика числа; m - мантисса (лат. mantissa - прибавка) – множитель, на который надо умножить характеристику числа, чтобы получить само число.