Съвременният свят е изграден върху използването и предаването на информация. Но гласът, в края на краищата, няма да го съобщите. Ето защо от древни времена е важно да се криптират данните, така че те да могат да бъдат прочетени от онези, за които са предназначени. Постепенно тяхното кодиране става по-актуално. Необходимо е съобщението да бъде поставено в информация, която е била разбрана от нейната собствена и не е разкрила нейното значение за другите. За всичко това ще поговорим, да разберем какъв вид кодиране и декодиране.

Разбиране на терминологията

Без това по никакъв начин. Когато става въпрос за кодирания текст, това означава, че друг набор от символи съответства на него. Това може да се използва за повишаване на надеждността или поради простата причина, че един канал може да използва само ограничен брой знаци. Например, двоичният код, върху който работят съвременните компютри, е изграден върху нули и единици. Информацията може да бъде кодирана в определени знаци и за да бъде запазена. Като пример можем да дадем резултатите от анализите, които съдържат показатели за човешкото тяло. Но най-популярният въпрос е: "Какво е кодиране и декодиране в компютърните науки?" Ще търсим отговора.

За стойностите

Преди това процесът на кодиране и декодиране на информацията играе спомагателна роля и не се разглежда като отделна посока на математиката. Но с появата на електронните компютри ситуацията се промени значително. Кодирането сега е централен въпрос при решаването на широкспектър от практически задачи в програмирането и следователно навлиза във всички информационни технологии. Да, с негова помощ:

Защитава информацията от неоторизиран достъп.

Имунитетът е осигурен при предаване чрез канали за предаване на данни.

Представя информация от произволен характер (графики, текст, цифри) в паметта на компютъра.

Съдържанието на базите данни е компресирано.

За азбуката

Говорейки за вида кодиране и декодиране, е трудно да се игнорира основата на всичко това. А именно азбуката. Има два вида - изходен код и код. Първата е първоначалната информация. Под кода се споменават променените данни, които въпреки това, ако ключът е достъпен за предаване на криптирано съдържание към нас. За тази цел в компютърната наука двоичен код, на който се състои азбуката, се състои от нула и едно. Нека да разгледаме малък пример. Да предположим, че имаме две азбуки (А и В), които се състоят от ограничен брой знаци. Да предположим, че те са както следва: A = {A0 A1 A2A33}, B = {B0 B1 B3B34}. Елементите на азбуката са букви. Докато подреденият им набор се нарича дума. Той има определена дължина. Първата буква на думата се нарича начало (префикс), а последната е краят (postfix). Може да има различни правила за изграждане на конструкции. Например, някои системи за кодиране изискват да има пролука между думите, а другата да не съществува. Като цяло, азбуката е необходима за изграждане на универсална система за показване на информация, нейното съхранение, обработка и предаване.Тя осигурява определено съответствие между различните сигнали и елементи на съобщенията, които са криптирани в тях.

Работа с данни

Когато информацията се трансформира в първоначалната си форма, какво се случва, когато процесът се нарича декодиране. Тя трябва да бъде изпълнена по отношение на всички данни, които са били криптирани. В този случай се използва така наречената обратна картировка (биекция). Нека разгледаме ситуацията с двоичната система. Тя има всички кодови думи със същата дължина. Следователно, кодът се нарича униформа (блок). В този случай, функцията за кодиране служи за определено заместване. Можете да вземете за пример гореспоменатата азбучна система. За определяне на определени последователности се използва набор от елементарни кодове. Да приемем, че имаме A0 = {A, B, B, G} и B0 = {1 0}. Как това може да бъде представено чрез компютър? А използването на тук е следната последователност: A = 00 B = 01 U = 10 P = 11. Както виждате, всеки символ има определено кодиране. Компютърната технология записва справочна информация за кодиращата азбука и започва да чака изходящите сигнали. Налице е нула, последвана от друга - да, това означава, че е буквата А. Ако нарисувате паралели със зададената в текстов редактор дума, трябва да се отбележи, че не само една буква ще бъде предадена, но и съответната реакция ще бъде пусната на нея. Например, ще светне определена последователност от светодиоди на монитора, която ще покаже всички въведени знаци.

Специфичност на работата

Говорейки за примери за кодиране и декодиране на информация, трябва да се отбележи, черазглежданата система не се изключва взаимно. Например, буквата А може да съответства на комбинация не само от 00, но от 1110 или 01. Но трябва да се има предвид, че може да има само едно нещо. Това означава, че комбинацията се фиксира само с определен символ. Ако кодиращата схема включва разделяне на която и да е дума на елементарни съставки, то тя се нарича делима. В случаите, когато една буква не действа като начало на друга, това е префикс подход. Това се отнася за хардуерния и софтуерния компонент. Някои влияния върху кодирането също осигуряват архитектура, но поради големия брой опции, които смятат, че е доста проблематично.

Pocket Coding

Това е най-простият подход. Говорейки за кодиране на информационни езици, това е може би най-популярната опция. В ограничената версия беше разгледано по-горе. Нека да разберем как изглежда кодът без разделители. Да предположим, че имаме азбука (изходен код), в която се поставят всички руски букви. Декодирането се използва за кодиране. Тук A = 1 a = 33. По този начин последователността на буквите на AJAJAA може да бъде предадена като 133331. Ако има желание да се направи униформата на азбуката, то трябва да се направят някои промени. Така че за първите девет букви ще трябва да добавите нула. Примерът на нашия AJAJA, който ние разглеждаме, се преобразува в 01333301.

Неравномерно кодиране

Предпочитаната преди това опция се счита за удобна. Но в някои случаи е по-разумно да залагате на неравностойни кодове. Това има смисъл, когато различни букви в изходния текст се намират на различни честоти. Следователно, повечеПолезно е да се кодират чести символи с къси символи, а редки - дълги. Нека построим двоично дърво от буквите на руската азбука. Освен това ще вземем специални символи. Най-често използваните букви, така че ще започнем с тях: A - 0 B - 1 B - 10 M - 11 и така нататък. И само след тях вече ще се използват въпросителни знаци, проценти, двоеточия и други. Въпреки че може би на първо място трябва да се поставят запетаи и точки.

Относно състоянието на Fano

Теоремата казва, че всеки код (префикс и униформа) позволява възможността за еднозначно кодиране. Да предположим, че използваме горния пример от 01333301. Започваме да се движим надясно. 0 не ни дава нищо. Но 01 ви позволява да идентифицирате буквата А. Малко ще промени изходния код и ще го представи 01333301. След това разпределяме първото I, второто и едното. защото знаем какво е то. А именно - А ДА А. В този случай имайте предвид, че тя винаги е недвусмислено дешифрирана и няма интерпретации в рамките на приетата система, която може да гарантира висока надеждност на предаваната информация. Но как работят компютрите?

Експлоатацията на електронните компютри

Кодирането и декодирането на сигнали от компютърни технологии се основава на използването на така наречените ниски и високи сигнали, които логично съответстват на нула и единица. Какво означава това? Да предположим, че имаме микроконтролер. Ако неговият вход получава ниско напрежение от 15 V, тогаваприема се, че логическата нулева стойност е била предадена. Но ако се предава 5V, устройството ще бъде записано в съответната клетка на паметта. В същото време е необходимо да се постигне съгласие на източника на информация с комуникационния канал. Като цяло, при създаването на електроника трябва да се вземе предвид голям брой различни моменти. Това са енергийните изисквания и вида на предаваната информация (дискретно или непрекъснато) и много повече. В този случай данните трябва постоянно да се трансформират, така че да могат да се предават чрез комуникационни канали. Така че, в случай на двоични техники, сигналите се представят като напрежение, приложено към входа на транзистори или други компоненти. По време на декодирането данните предават съобщението във форма, която е разбираема за получателя.

Минимално съкращение

На практика се оказа, че е изключително важно кодът на съобщението да има минимална дължина. Отначало може да изглежда като разлика от шест, осем или шестнадесет бита, използвани за кодиране? Но разликите са незначителни, ако се използва една дума. И ако милиарди? За щастие, можете да персонализирате азбучно кодиране за всички изисквания. Но ако нищо не е известно за множеството, тогава в този случай е трудно да се формулира оптимизационният проблем. Но на практика, като правило, все още можете да получите повече информация. Помислете за малък пример. Да предположим, че имаме съобщение, представено на естествен език. Но тя е кодирана и не можем да я прочетем. Какво ще ни помогне в декодирането? Една от възможните варианти е брошурахартия, на която се разпространява вероятността от писмата. Благодарение на това, изграждането на оптимален код по отношение на това къде /кодиране става възможно с помощта на точна математическа формулировка и строго решение.

Да разгледаме примера

Да предположим, че имаме определена сепарабелна схема на азбучно кодиране. Тогава всички деривати, представляващи подреден набор, също ще имат това свойство. В този случай, ако дължината на елементарните кодове е равна, тогава тяхната пермутация не влияе на дължината на цялото съобщение. Но ако размерът на предаваната информация зависи пряко от това, каква последователност от букви, то това означава, че са използвани компоненти с различна дължина. В този случай, ако има конкретно съобщение и схемата на нейното кодиране, тогава можете да намерите решение на проблема, когато неговата дължина е минимална. Как да постигнем това? Нека разгледаме подхода, използвайки алгоритъма за определяне на елементарни кодове, който позволява ефективно да се подходи към решението на проблема с ефективността:

Трябва да се сортират буквите в низходящ ред на количествено въвеждане.

Необходимо е да се поставят елементарни кодове, за да се увеличи тяхната дължина.

Като заключение е необходимо да се поставят компонентите в оптимален ред, така че най-често срещаните символи да заемат най-малко място.

Като цяло системата е проста. Ако работите с малки количества данни. Но с модерни компютри, такъв проблем е доста проблематичен поради голямото количество информация.

Заключение

Тук разгледахме какво е система за кодиране идекодиране на информация, която тя може да съдържа, какво е сега в компютърните науки, и много други въпроси. Трябва обаче да се разбере, че тази тема е изключително обемна, една статия не е достатъчна. Като продължение на темата може да се разгледа криптирането на данни, криптографията, промяната на дисплея на информацията в различни електроника, нивото на нейната обработка и много други моменти. Но сферата на компютърните науки се счита за една от най-трудните, така че няма да е възможно да се проучи всичко това бързо. Освен това теоретичните знания тук не са толкова практични, колкото практически умения. А последните осигуряват висококачествен резултат.