Поняття про кодування інформації.

Для того щоб управляти діяльністю об'єкта, необхідно передавати йому деякі повідомлення. Таке повідомлення називається сигналом. Він повинен бути доступний і зрозумілий пристрою, що його приймає. По своїй фізичній природі сигнали можуть бути електричними, тепловими, звуковими, світловими, механічними. Наприклад, сигналами при передачі інформації з пульта дистанційного керування TV на телевізор є світлові промені різних довжин; мікрокалькулятор працює за допомогою циркулюючих у ньому електричних сигналів, і т.д.

Умовна позначка сигналу для запису й передачі деяких заздалегідь певних понять називається кодом сигналу. Тобто. кожен сигнал, з яких складається повідомлення, має свій код (своє позначення). Наприклад, при наборі номера телефону відбувається передача на телефонну станцію коду номера телефону, що набирає.

Процес перетворення повідомлення в коди називається кодуванням. Зворотний процес, тобто відтворення закодованої інформації, називається декодуванням.

Одну й тій же інформації можна передати різними сигналами й різними способами (наприклад, те саме повідомлення може бути записане на папері в символьному виді, а на магнітній стрічці у звуковому виді).

Способи подання або кодування сигналів можуть бути різними:

· символьний (кожному звуку людської мови відповідає певний знак для запису на папері - буква, або символ);

· звуковий (сигнал автомобіля, дзвінок телефону, звуки людської мови);

· у вигляді зображень (карти, схеми, дорожні знаки, картини, фотографії);

· жестів (мова жестів у глухонімих, пантоміма, жести регулювальника дорожнього руху);

· заходів (квітів, парфумерії, заходи на кухні);

· смаків (кисле, солоне, солодке, гірке, гостре) і т.д.

Інформацію можна класифікувати по способі сприйняття прийнятого сигналу: вона може бути отримана людиною за допомогою наступних органів почуттів: зору, слуху, дотику, нюху, смаку.

Отже, ту саму інформацію можна передати різними сигналами й різними способами. Приймач повинен розуміти цей сигнал.

У процесі передавання чи зберігання інформації часто доводиться переходити від одного способу подання інформації до іншого, тобто з однієї мови на іншу. Наприклад, при написанні телеграми виникає ряд перетворень: усний текст – письмовий текст – електричні сигнали – письмовий текст. Усі перетворення усно складеного тексту були формальними, вони відбувалися на рівні знаків алфавіту за певними правилами.

Перетворення символів одного алфавіту на символи іншого алфавіту за певними правилами називається кодуванням (від латинського слова codex – звід законів), а результат цього перетворення – кодом.

Хоча кодування й нагадує перекладання з однієї мови на іншу, проте це не так. Якщо йдеться про переклад, то передається смислове значення тексту, а при кодуванні відбувається формальна заміна: знакові одного алфавіту за певним правилом ставиться у відповідність знак іншого алфавіту. Так, наприклад, слово "мама" можна закодувати англійськими літерами як "mama", а перекладається воно англійською як "mother".

У природних мовах використовується переважно такий спосіб кодування звуків усної мови, коли кожному звуку відповідає певна літера алфавіту. Скільки звуків – стільки різних між собою літер. У деяких мовах окремі звуки кодуються збігом літер чи літерами з позначками.

У технічних системах, де інформація передається за допомогою сигналів, застосовуються інші способи утворення кодів, які дозволяють використовувати для кодування значно меншу кількість різних між собою знаків (сигналів), тобто значно коротший алфавіт.

Найкоротшим є алфавіт, який складається лише з двох знаків. Він називається двійковим. Код, який утворюється на основі двійкового алфавіту, теж називається двійковим.

Наприклад, за азбукою Морзе всі літери кодуються за допомогою тільки двох знаків: точки та тире, але коди літер розрізняються між собою не тільки за комбінацією знаків · та ▬ , але й за їх сумарною кількістю в коді, тобто за довжиною коду. Через це при передаванні текстів Морзе необхідно використовувати ще один умовний знак, потрібний для відокремлення літер – паузу між ними. Через це можна вважати, що азбука Морзе має три знаки в алфавіті: точку, тире та пропуск.

У технічних системах віддають перевагу кодам фіксованої довжини, тому що це позбавляє необхідності вживати спеціальне позначення для відокремлення кодів: безперервна послідовність кодів просто розділяється на окремі рівні за довжиною порції.

Якщо вибрано певний алфавіт і зафіксовано довжину коду, то кількість різних між собою кодів, які можна утворити, виявляється обмеженою, і її можна точно визначити за кількістю знаків алфавіту і за довжиною коду.

Для знаків двійкового алфавіту звичайно вибираються цифри 0 та 1. На відміну від звичайних десяткових цифр їх називають двійковими знаками, або бітами, це скорочення від англійського binary digit,що означає двійковий знак або двійкова цифра.

Якщо позначити довжину коду через n, то

для n=1 існує 2 різні коди: 0, 1;

для n=2 існує 4 коди: 00, 01, 10, 11;

для n=3 існує 8 кодів: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111.

Кожне збільшення довжини коду на одиницю подвоює кількість можливих кодів.

Максимальна кількість різних між собою двійкових кодів однозначно визначається довжиною коду n і дорівнює 2ⁿ. Інакше кажучи, за допомогою двійкового коду довжиною n можна закодувати 2ⁿ літер чи будь-яких інших символів, призначивши кожному з них свій індивідуальний код.

Двійкове кодування є основним способом представлення інформації в комп'ютерних системах і взагалі в електронній техніці, тому що воно дозволяє забезпечити надійність передавання й опрацьовування інформації.

Надійність забезпечується, по-перше, необхідністю розрізнення лише двох станів елементів: один стан відповідає нульовому значенню, другий – одиничному. Елементів, які здатні стійко підтримувати два стани, в електронній техніці є достатньо. Наприклад, можна чітко розрізняти два стани намагніченості елемента – вона є чи її немає, два стани електричної напруги – додатна вона чи від'ємна тощо. Це дозволяє впевнено виділяти корисний сигнал серед шумів і забезпечувати збереження інформації від пошкоджень за технічних умов.

З іншого боку, всі операції з опрацювання інформації, представленої двійковими кодами, зводяться до найпростіших дій над нулем та одиницею. Такі операції достатньо просто реалізувати технічно. Це зумовлює зручність застосування двійкового кодування в електронних системах опрацювання інформації.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Мови як знакові системи. Природні та формальні мови. Алгоритмічні мови та мови програмування як приклади формальних мов.	\|	Кодування положення крапки на площині

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.