1.2.8.2. Кодирование сигналов
Для автоматизации
работы с данными, относящимися к различным типам, очень важно унифицировать
их форму представления – для этого обычно используется приём кодирования,
то есть выражение данных одного типа через данные другого типа.
Под
кодированием сигнала понимают:
-
его представление в определённой форме, удобной или пригодной для
последующего использования сигнала;
-
правило, описывающее отображение одного набора знаков в другой набор
знаков.
Кодированию
подлежат как отдельные символы исходного алфавита, так и их комбинации.
Приведем пример.
Дана таблица соответствия между натуральными числами трёх систем счисления.
Эту
таблицу можно рассматривать как некоторое правило, описывающее отображение
набора знаков десятичной системы счисления в двоичную и шестнадцатеричную.
Тогда исходный алфавит – десятичные цифры от 0 до 9, а кодовые алфавиты
– это 0 и 1 для двоичной системы; цифры от 0 до 9 и символы {A, B,
C, D, E, F} – для шестнадцатеричной.
Виды
кодирования в зависимости от целей кодирования.
1. Кодирование
по образцу используется всякий раз при вводе
информации в компьютер для её внутреннего представления.
Данный
вид кодирования применяется для представления дискретного сигнала
на том или ином машинном носителе.
Большинство
кодов, используемых в информатике для кодирования по образцу, имеют
одинаковую длину и используют двоичную систему для представления кода
(и, возможно, шестнадцатеричную как средство промежуточного представления).
В данном
виде кодирования используются:
а)
прямые коды.
Применяются для представления в ЭВМ числовых данных и используют
двоичную систему счисления. Могут использоваться и для кодирования
нечисловых данных;
б)
ASCII-коды.
Наиболее распространённым является код ASCII (American Standard
Code for Information Interchange), который используется для внутреннего
представления символьной информации в операционной системе MS DOS,
в Блокноте операционной системы Windows’xx, а также для кодирования
текстовых файлов в Интернет;
в)
коды, учитывающие частоту символов.
В некоторых
системах кодирования значение кода определяется частотой кодируемого
символа. Как правило, такие частоты известны для букв алфавитов естественных
языков, например, английского или русского, и используются уже давно
при размещении клавиш клавиатуры: наиболее часто используемые буквы
располагаются на клавишах в середине клавиатуры, редко используемые
– на периферии.
2. Криптографическое
кодирование, или шифрование, используется, когда
нужно защитить информацию от несанкционированного доступа.
3. Эффективное,
или оптимальное,
кодирование используется для устранения избыточности информации, т.
е. снижения её объема, например, в архиваторах.
Для
кодирования символов исходного алфавита используют двоичные коды переменной
длины: чем больше частота символа, тем короче его код. Эффективность
кода определяется средним числом двоичных разрядов для кодирования
одного символа.
4. Помехозащитное,
или помехоустойчивое,
кодирование используется для обеспечения заданной достоверности в
случае, когда на сигнал накладывается помеха, например, при передаче
информации по каналам связи.
В качестве
базового кода, который подвергается помехозащитному кодированию, используется
двоичный код постоянной длины. Такой исходный (базовый) код называется
первичным, поскольку подвергается модификации.
|