Кодирование информации. Кодирование непрерывных и дискретных сообщений

Одну и ту же информацию, например, сведения об опасности мы можем выразить разными способами: просто крикнуть; оставить предупреждающий знак (рисунок); с помощью мимики и жестов; передать сигнал «SOS» с помощью азбуки Морзе или используя семафорную и флажковую сигнализацию. В каждом из этих способов мы должны знать правила, по которым можно отобразить информацию. Такое правило назовем кодом.

Код — это набор условных обозначений (или сигналов) для записи (или передачи) некоторых заранее определенных понятий.

Кодирование информации – это процесс формирования определенного представления информации. В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.

Обычно каждый образ при кодировании (иногда говорят — шифровке) представлении отдельным знаком.

Знак - это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов.

Знак вместе с его смыслом называют символом.

Набор знаков, в котором определен их порядок, называется алфавитом. Существует множество алфавитов:

• алфавит кириллических букв {А, Б, В, Г, Д, Е,...}

• алфавит латинских букв {А, В, С, D, Е, F,...}

• алфавит десятичных цифр{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

• алфавит знаков зодиака {картинки знаков зодиака} и др.

Особенно большое значение имеют наборы, состоящие всего из двух знаков:

• пара знаков {+, -}

• пара цифр {0, 1}

• пара ответов {да, нет}

Алфавит, состоящий из двух знаков, называется двоичным алфавитом. Двоичный знак (англ. binary digit) получил название «бит».

Шифрование - кодирование сообщения отправителя, но такое чтобы оно было не понятно несанкционированному пользователю.

Длиной кода называется такое количество знаков, которое используется при кодировании.

Количество символов в алфавите кодирования и длина кода - совершенно разные вещи. Например, в русском алфавите 33 буквы, а слова могут быть длиной в 1, 2, 3 и т.д. буквы.

Код может быть постоянной и непостоянной длины. Коды различной (непостоянной) длины в технике используются довольно редко. Исключением является лишь троичный код Морзе. В вычислительной технике в настоящее время широко используется двоичное кодирование с алфавитом (0, 1). Наиболее распространенными кодами являются ASCII (American standart code for information interchange - американский стандартный код для обмена информацией) и КОИ-8 (код обмена информации длиной 8 бит).

Одно и то же сообщение можно закодировать разными способами, т. е. выразить на разных языках. В процессе развития человеческого общества люди выработали большое число языков кодирования. К ним относятся:

• разговорные языки (русский, английский, хинди и др. — всего более 2000);

• язык мимики и жестов;

• язык рисунков и чертежей;

• язык науки (математические, химические, биологические и другие символы);

• язык искусства (музыки, живописи, скульптуры и т. д.);

• специальные языки (эсперанто, морской семафор, азбука Морзе, азбука Брайля для слепых и др 5. Знаки. Коды, как отображение знаков. Алфавит

Символьная (алфавитно-цифровая) информация хранится и обрабатывается в ЭВМ в форме цифрового кода, т. е. каждому сим­волу ставится в соответствие отдельное бинарное слово-код. При выборе метода кодирования руководствуются объемом и способа­ми обработки символьной информации. Так как многие типы ин­формации содержат в значительном объеме цифровую информа­цию, то применяются две системы кодирования: символьной информации и десятичных чисел.

Необходимый набор символов, предусмотренный в конкретной ЭВМ, обычно включает:

■ буквенно-цифровые знаки алфавита (алфавитов);

■ специальные знаки (пробел, скобки, знаки препинания и др.);

■ знаки операций.

Кроме того, в состав набора входят управляющие символы, со­ответствующие определенным функциям.

Символьная (алфавитно-цифровая) информация хранится и обрабатывается в ЭВМ в форме цифрового кода, т. е. каждому сим­волу ставится в соответствие отдельное бинарное слово-код. При выборе метода кодирования руководствуются объемом и способа­ми обработки символьной информации. Так как многие типы ин­формации содержат в значительном объеме цифровую информа­цию, то применяются две системы кодирования: символьной информации и десятичных чисел.

Необходимый набор символов, предусмотренный в конкретной ЭВМ, обычно включает:

■ буквенно-цифровые знаки алфавита (алфавитов);

■ специальные знаки (пробел, скобки, знаки препинания и др.);

■ знаки операций.

Кроме того, в состав набора входят управляющие символы, со­ответствующие определенным функциям.

Для представления букв русского алфавита в рамках АSСII пер­воначально был разработан гостовский вариант кодировки КОИ-7 (код обмена информацией 7-битный). Расположение символов во второй половине таблицы этой кодировки резко отличается от при­нятого фирмой IВМ, что затрудняет использование зарубежного программного обеспечения на отечественных ЭВМ. В связи с этим он практически не применяется, а на отечественных ПК введена так называемая ГОСТ-альтернативная кодировка, главное досто­инство которой — расположение символов псевдографики на тех же местах, что и в кодировке IВМ

В настоящее время находят широкое применение и другие виды кодировки [13].

В последнее время все большее распространение получает уни­версальная система кодирования текстовых данных - UNI СОDЕ. В данной системе символы кодируются не 8-разрядными двоичны­ми числами, а 16-разрядными числами. Шестнадцать разрядов по­зволяют обеспечить уникальные коды для 65536 различных сим­волов — этого достаточно для размещения в одной таблице всех широкоупотребляемых языков.

В отличие от символьной для десятичной цифровой информа­ции при байтовой организации в целях экономии памяти и удоб­ства обработки используют специальные форматы кодирования десятичных чисел - зонный и упакованный. При этом десятичные числа рассматриваются как десятичные со знаком, имеющие пере­менную длину.