Кодирование данных в ЭВМ

Основные понятия кодирования и декодирования

  Рассмотрим ряд определений, использующихся в теории кодирования:

  Код – правило, описывающее соответствие знаков (или их сочетаний) одного алфавита знакам (или их сочетаниям) другого алфавита.

  Кодирование – перевод информации, представленной посредством первичного алфавита, в последовательность кодов.

  Декодирование - операция, обратная кодированию, т.е. восстановление информации в первичном алфавите по полученной последовательности кодов.

  Операции кодирования и декодирования называются обратимыми, если их последовательное применение обеспечивает возврат к исходной информации без каких-либо ее потерь.

  Примером обратимого  кодирования является представление  знаков в телеграфном коде  при передаче сообщений и восстановление  их при приеме.

  Примером необратимого  кодирования является перевод  текста с одного естественного  языка на другой (обратный перевод  побуквенно обычно не соответствует  исходному тексту).

  Основными задачами кодирования являются:

1. Обеспечение экономичности  передачи информации посредством устранения избыточности

2. Обеспечение надежности (помехоустойчивости) передачи информации

3. Согласование скорости  передачи информации с пропускной  способностью канала

  Соответствие между элементами дискретных сообщений и видом кодирования обеспечивается выбором:

1. Длительности сигналов

2. Длины кодового слова 

3. Алфавита знаков и  способа кодирования (побуквенного, блочного).  Различают побуквенное и блочное кодирование.   При побуквенном кодировании каждому знаку внешнего алфавита ставиться в соответствие кодовое слово из знаков внутреннего алфавита.  При блочном кодировании слову из знаков внешнего алфавита ставиться в соответствие кодовое слово из знаков внутреннего алфавита.

Чтобы код был обратимым, необходимо:

1) чтобы разным символам  входного алфавита А были сопоставлены разные кодовые комбинации;

2) чтобы никакая кодовая  комбинация не составляла начальной  части какой-нибудь другой кодовой  комбинации.

Кодирование информации (иногда говорят — шифровка) – это процесс формирования определенного представления информации. В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.

  Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся 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.

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.