litceysel.ru
добавить свой файл
1 2


Лекция 1. «Передача информации. Двоичное кодирование»

Что кодируется?

Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (например, звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы перевести в числовую форму музыкальный звук, можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в числовой форме. С помощью программ для компьютера можно выполнить преобразования полученной информации, например "наложить" друг на друга звуки от разных источников.

Аналогичным образом на компьютере можно обрабатывать текстовую информацию. При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.

Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц (а не десяти цифр, как это привычно для людей). Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления, поскольку при этом устройства для их обработки получаются значительно более простыми. Ввод чисел в компьютер и вывод их для чтения человеком может осуществляться в привычной десятичной форме, а все необходимые преобразования выполняют программы, работающие на компьютере.

Таким образом, в виде двоичных чисел в ЭВМ кодируется любая информация: тексты, числа, графические изображения, звуки, музыка.

Передача информации.

В процессе передачи любой информации необходимо иметь источник, приемник, канал связи, а также два устройства: кодирующее и декодирующее информацию. Кроме того, при передаче информации возникают помехи или шумы, от которых необходимо избавляться.

Схема передачи информации

Схема Шеннона






Американский инженер Шеннон в начале 50-х годов двадцатого столетия предложил представлять передачу информации по схеме, которую принято называть схемой Шеннона.


Что такое код?

Чтобы информация, передаваемая источником, была понятной потребителю, необходимо установить соглашение — код.

Понятия кода и кодирования определяются неоднозначно:

Кодом называется правило, описывающее отображение одного набора знаков или слов в другой набор знаков или слов.

Код — это система условных знаков (символов, литер) для передачи, обработки и хранения информации.

Код — это ключ для перевода информации из одной формы в другую.

Кодирование — это операция отождествления символов одного кода группами символов другого кода.

Кодирование — это процесс преобразования информации в совокупность символов, определяемую кодом.

Декодирование — процесс, обратный кодированию.


Существует только две формы представления информации:

Непрерывная форма представления информации — это величина, характеризующая процесс, не имеющий перерывов или промежутков (например, температура тела человека, скорости вращения планет вокруг Cолнца).


Дискретная форма представления информации — это последовательность символов, характеризующая прерывистую, изменяющуюся величину (например, речь человека —последовательность звуков и пауз).


Во всех информационных процессах информация передается только с помощью дискретных сигналов.




Сигнал называется дискретным, если параметр сигнала может принимать лишь конечное число значений.

Сообщение называется дискретным, если оно может быть передано с помощью дискретных сигналов.



Сообщение есть последовательность знаков. Знаками могут быть не только фонемы или графемы, но также жесты, мимика и др.


Знак — это элемент некоторого конечного множества отличимых друг от друга "вещей".

Алфавит — это набор знаков, в котором определен линейный порядок следования.

Примеры алфавитов:


  1. Алфавит десятичных цифр {1,2,3,4,5,6,7,8,9,0}.

  2. Алфавит заглавных букв латинского алфавита {A,B,C,. . .,X,Y,Z}

  3. Набор знаков азбуки Морзе.

  4. Набор знаков мастей игральных карт.

  5. Набор кодов международной семафорной сигнализации.

  6. Набор кодов международной флажковой сигнализации.

  7. Набор знаков международного телеграфного кода.


Двоичное кодирование

Особое значение имеют наборы знаков, состоящие всего из 2-х знаков. Такие наборы называются двоичными знаками. Примеры двоичных наборов:

  1. Пара цифр {0, 1}.

  2. Пара яркостей {светлый, темный}.

  3. Пара значений истинности {ложь, истина}.

  4. Пара знаков азбуки Морзе { . —}.

  5. Пара слов {да, нет}.


Слова из двоичного набора знаков называются двоичными словами.


Двоичные слова не обязательно должны иметь одинаковую длину. Например, знаки азбуки Морзе состоят из 1-5 знаков. Если двоичные слова одинаковой длины, то их называют n-разрядными двоичными знаками или n-разрядными двоичными кодами.

Например, 5-разрядный телеграфный код и 8-разрядный код ASCII.

Преимущества двоичной системы

Двоичное кодирование — самый распространенный способ представления информации в вычислительных машинах, роботах, станках с числовым и программным управлением вся информация кодируется в виде слов двоичного алфавита.


C помощью таких последовательностей (одним словом) принято представлять:


  • Неотрицательные целые числа в диапазоне от 0 до 65535

  • Целые числа со знаком в диапазоне от — 32768 до 32767

  • Другие объекты, число различных состояний которых не превосходит 65536.


Двоичная система громоздка – в ней быстро растет число разрядов. На практике специалисты используют восьмеричную СС (8=23) и шестнадцатеричную СС (16=24).



следующая страница >>