Moderní svět je založen na využívání a přenosu informací. Ale hlas, koneckonců, nebudete s ním komunikovat. Proto bylo od pradávna důležité šifrovat data, aby je mohly číst ty, pro které byla určena. Postupně se jejich šifrování stalo důležitějším. Bylo nutné umístit zprávu do informací, které byly pochopeny samy, a neukázaly svůj význam ostatním. O tom všem budeme mluvit a zjistíme, jaký druh kódování a dekódování.

Pochopení terminologie

V žádném případě to není. Pokud jde o kódovaný text, znamená to, že na něj odpovídá další znaková sada. To lze využít ke zvýšení spolehlivosti nebo z jednoduchého důvodu, že kanál může používat pouze omezený počet znaků. Například binární kód, na kterém pracují moderní počítače, je založen na nulách a jednotkách. Informace lze kódovat určitými znaky a uložit je. Jako příklad můžeme dát výsledky analýz, které obsahují ukazatele lidského těla. Ale nejoblíbenější otázkou je: "Co je kódování a dekódování v informatice?" Budeme hledat odpověď na to.

O hodnotách

Dříve proces kódování a dekódování informací hrál pomocnou roli a nebyl považován za samostatný směr matematiky. Ale s příchodem elektronických počítačů se situace výrazně změnila. Kódování je nyní hlavním problémem při řešení širšíhospektrum praktických úkolů v programování, a proto proniká do všech informačních technologií. Ano, s jeho pomocí:

Chrání informace před neoprávněným přístupem.

Imunita je zajištěna při přenosu přes datové komunikační kanály.

Zobrazuje informace o libovolné povaze (grafika, text, čísla) v paměti počítače.

Obsah databází je komprimován.

O abecedě

Když mluvíme o tom, jaký druh kódování a dekódování, je těžké ignorovat základ tohoto všeho. Jmenovitě abeceda. Existují dva typy - zdrojový kód a kód. První je počáteční informace. Pod kódem se odkazuje na změněné údaje, což je nicméně, pokud je klíč k dispozici pro šíření šifrovaného obsahu. V počítačové vědě se pro tento účel používá binární kód, na jehož základě je abeceda složena, nula a jedna. Podívejme se na malý příklad. Předpokládejme, že máme dvě abecedy (A a B), které sestávají z konečného počtu znaků. Předpokládejme, že jsou následující: A = {A0 A1 A2A33}, B = {B0 B1 B3B34}. Prvky abecedy jsou písmena. Zatímco jejich uspořádaná sada se nazývá slovo. Má určitou délku. První písmeno slova se nazývá začátek (předpona), zatímco druhá je koncovka (postfix). Mohou existovat různá pravidla pro konstrukci struktur. Například některé systémy kódování vyžadují, aby existovala mezera mezi slovy, druhá bez ní. Obecně platí, že abeceda je potřebná k vytvoření univerzálního systému pro zobrazování informací, jejich ukládání, zpracování a přenos.Poskytuje určitou shodu mezi různými signály a prvky zprávy, které jsou v nich šifrovány.

Práce s daty

Když se informace transformuje do její původní podoby, co se stane, když se proces nazývá dekódování. Musí být provedena ve vztahu ke všem šifrovaným datům. V tomto případě se používá tzv. Inverzní mapování (bijekce). Uvažujme situaci s binárním systémem. Má všechny kódové slova stejné délky. Kód se proto nazývá jednotný (blok). V tomto případě funkce kódování slouží jisté náhradě. Můžete vzít jako příklad výše uvedený abecední systém. Sada základních kódů se používá k označení určitých sekvencí. Předpokládejme, že máme A0 = {A, B, C, D, a B0} = {0} 1. Jak to může představit počítač? A tady za použití následující sekvence: A = B = 00 01 B = 10 P = 11. Jak vidíte, každá postava má specifický kód. V počítači přihlášen pozadí abecedy kódování, a to začne čekat na signály. Přijde na nulu, následuje další - Jo, to je písmeno A. Pokud bychom paralely s řadou slov v textovém editoru, je třeba poznamenat, že nejenže bude přiděleno písmeno, ale také zahájila reakce na něj. Například se rozsvítí určitý sled monitorových LED, který zobrazí všechny zadané znaky.

Specificita práce

Když mluvíme o příkladech kódování a dekódování informací, je třeba poznamenat, žezvažovaný systém se vzájemně nevylučuje. Například písmeno A může odpovídat kombinaci nejen 00, ale 1110 nebo 01. Mělo by však mít na paměti, že může existovat pouze jedna věc. To znamená, že kombinace je určena pouze určitým symbolem. Pokud kódovací schéma zahrnuje rozdělení nějakého slova na elementární složky, pak se nazývá dělitelné. V případech, kdy jeden dopis nepůsobí jako začátek jiného, ​​je to předponový přístup. To platí pro hardwarovou a softwarovou komponentu. Určité vlivy na kódování také poskytují architekturu, ale kvůli velkému množství možností, které je považují za poměrně problematické.

Kapesní kódování

Toto je nejjednodušší přístup. Pokud jde o jazyky kódování informací, je to pravděpodobně nejoblíbenější volba. V omezené verzi byla výše uvedená. Zjistíme, jak vypadá kód bez separátorů. Předpokládejme, že máme abecedu (zdrojový kód), ve kterém jsou umístěna všechna ruská písmena. Pro kódování se používá dekódování. Zde A = 1 a = 33. Tedy může být posloupnost písmen AJAJAA přenášena jako 133331. Pokud je potřeba učinit abecedu jednotnou, musí být provedeny určité změny. Takže pro prvních devět dopisů budete muset přidat nulu. A příklad našeho AJAJA, který uvažujeme, je převeden na 01333301.

Nerovnoměrné kódování

Předtím zvažovaná možnost je považována za vhodnou. V některých případech je však rozumnější vsadit na nerovné kódy. To dává smysl, když jsou různé písmena ve zdrojovém textu nalezena na různých frekvencích. Proto vícecharaktery často dává smysl k zakódování značky krátké a vzácné - dlouhé. Pojďme postavit binární strom písmen ruské abecedy. A navíc budeme mít speciální symboly. Nejčastěji používaná písmena, takže začneme s nimi: - 0 B - 1. B - 10 M - 11 a tak dále. A až po nich budou již použity otazníky, procenty, dvojčata a další. Ačkoli by možná mělo být umístěno čárky a tečky na prvním místě.

Za podmínky Fana

Věta říká, že jakýkoliv kód (předčíslí a jednotný) umožňuje unikátní kódování. Předpokládejme, že budeme používat dříve diskutované příklad 01333301. se rozběhnou na pravé straně. 0 nám nic nedělá. Ale 01 nám umožňuje identifikovat písmenem A. Malý zdrojový změnit kód a prezentovat jeho 01333301. Poté věnuji první, druhý a další A. V důsledku toho máme 013,333 01. Zatímco původní kód byl vyčerpaný, ale nyní můžeme jej snadno dekódovat, protože víme, co to je. A to - jsem A. Uvědomte si však, že to vždycky stojí jednoznačně, a ne výklady přijaté v rámci systému tam, takže si můžete zajistit vysokou spolehlivost přenášených informací. Ale jak fungují počítače?

Fungování počítačů

Kódování a dekódování signálů počítačové technologie založená na použití tak zvaných nízkých a vysokých signálů, které odpovídají logická nula a měřicí jednotky. Co to znamená? Předpokládejme, že máme mikrokontrolér. Pokud je jeho vstup na nízké napětí 15 V, pakpředpokládá se, že byla přenesena logická hodnota nuly. Pokud je však přenášeno 5V, jednotka bude zapsána do odpovídající paměti. Současně je nutné dosáhnout shody zdroje informací s komunikačním kanálem. Obecně platí, že při vytváření elektroniky je třeba vzít v úvahu velké množství různých okamžiků. Jedná se o požadavky na energii a druh přenášených informací (diskrétní nebo kontinuální) a mnohem více. V tomto případě musí být data trvale transformována tak, aby mohla být přenášena prostřednictvím komunikačních kanálů. Takže v případě binárních technik jsou signály reprezentovány jako napětí aplikované na vstup tranzistorů nebo jiných komponent. Během dekódování data předávají zprávu ve formě, která je pro příjemce pochopitelná.

Minimální redundance

V praxi se ukázalo, že je velmi důležité, aby kód zprávy měl minimální délku. Zpočátku se to může zdát jako rozdíl šesti, osmi nebo šestnáct bitů používaných k zakódování? Ale rozdíly jsou nevýznamné, pokud je použito jedno slovo. A jestli miliardy? Naštěstí můžete přizpůsobit abecední kódování pro všechny požadavky. Pokud však není nic o sadě známo, pak je v tomto případě obtížné formulovat optimalizační problém. Ale v praxi zpravidla získáte další informace. Zvažte malý příklad. Předpokládejme, že máme zprávu v přirozeném jazyce. Je však kódován a my ho nemůžeme číst. Co nám pomůže při dekódování? Jednou z možností je letákpapír, na kterém je distribuována pravděpodobnost písmen. Díky tomu může být konstrukce optimálního kódu z hlediska místa /kódování možná pomocí přesné matematické formulace a přísného řešení.

Podívejme se na příklad

Předpokládejme, že máme definitivní oddělitelnou schéma abecedního kódování. Pak budou mít tato vlastnost i všechna deriváty představující uspořádaný soubor. V tomto případě, jestliže délka základních kódů je stejná, jejich permutace nemá vliv na délku celé zprávy. Ale pokud velikost přenášené informace přímo závisí na tom, jakou posloupnost písmen, pak to znamená, že byly použity komponenty různých délek. V tomto případě, pokud existuje nějaká zpráva a schéma jejího kódování, můžete najít řešení problému, když jeho délka bude minimální. Jak to dosáhnout? Podívejme se na přístup s využitím algoritmu přiřazení základních kódů, který umožňuje efektivně přistupovat k řešení problému efektivity:

Je třeba třídit písmena v sestupném pořadí kvantitativního vstupu.

Je nutné umístit základní kódy tak, aby se zvětšila jejich délka.

A nakonec je nutné umístit součásti v optimálním pořadí tak, aby nejčastější znaky obsadily nejmenší místo.

Celkově je systém jednoduchý. Pokud pracujete s malým množstvím dat. Ale u moderních počítačů je tento problém poměrně problematický kvůli velkému množství informací.

Závěr

Zde jsme uvažovali, co je kódovací systém adekódování informací, které může obsahovat, co je nyní v informatice a mnoho dalších otázek. Mělo by však být zřejmé, že toto téma je velmi objemné, jeden článek nestačí. Jako pokračování tématu lze považovat za šifrování dat, kryptografii, změnu zobrazení informací v různých elektronických zařízeních, úroveň jejich zpracování a mnoho dalších okamžiků. Ale pole počítačových věd je považována za jednu z nejtěžších, takže nebude možné toto vše rychle studovat. Kromě toho teoretické znalosti zde nejsou tak praktické jako praktické dovednosti. A poslední poskytují vysoce kvalitní výsledek.