Что такое декодирование каким должен быть результат

Что такое декодирование каким должен быть результат

В 19:52 поступил вопрос в раздел ЕГЭ (школьный), который вызвал затруднения у обучающегося.

Вопрос вызвавший трудности

Ответ подготовленный экспертами Учись.Ru

Для того чтобы дать полноценный ответ, был привлечен специалист, который хорошо разбирается требуемой тематике "ЕГЭ (школьный)". Ваш вопрос звучал следующим образом: ‘Что такое декодирование? Каким должен быть его результат?’

После проведенного совещания с другими специалистами нашего сервиса, мы склонны полагать, что правильный ответ на заданный вами вопрос будет звучать следующим образом:

НЕСКОЛЬКО СЛОВ ОБ АВТОРЕ ЭТОГО ОТВЕТА:

Работы, которые я готовлю для студентов, преподаватели всегда оценивают на отлично. Я занимаюсь написанием студенческих работ уже более 4-х лет. За это время, мне еще ни разу не возвращали выполненную работу на доработку! Если вы желаете заказать у меня помощь оставьте заявку на этом сайте. Ознакомиться с отзывами моих клиентов можно на этой странице.

Маркова Галина Кирилловна — автор студенческих работ, заработанная сумма за прошлый месяц 86 400 рублей. Её работа началась с того, что она просто откликнулась на эту вакансию

ПОМОГАЕМ УЧИТЬСЯ НА ОТЛИЧНО!

Выполняем ученические работы любой сложности на заказ. Гарантируем низкие цены и высокое качество.

§8. Передача информации

Из базового курса вам известно:

  • Распространение информации происходит в процессе ее передачи .
  • Процесс передачи информации протекает от источника к приемнику по информационным каналам связи.

В этом параграфе более подробно будут рассмотрены технические системы передачи информации.

В § 2 уже говорилось о том, что первой в истории технической системой передачи информации стал телеграф. В 1876 году американец Александр Белл изобрел телефон. На основании открытия немецким физиком Генрихом Герцем электромагнитных волн (1886 год), А. С. Попов в России в 1895 году и почти одновременно с ним в 1896 году Г. Маркони в Италии изобрели радио. Телевидение и Интернет появились в ХХ веке.

Модель передачи информации К. Шеннона

Все перечисленные способы информационной связи основаны на передаче на расстояние физического (электрического или электромагнитного) сигнала и подчиняются некоторым общим законам. Исследованием этих законов занимается теория связи, возникшая в 1920-х годах. Математический аппарат теории связи — математическую теорию связи, разработал американский ученый Клод Шеннон.

Клодом Шенноном была предложена модель процесса передачи информации по техническим каналам связи, представленная схемой на рисунке.

Работу такой схемы можно пояснить на знакомом всем процессе разговора по телефону. Источником информации является говорящий человек. Кодирующим устройством — микрофон телефонной трубки, с помощью которого звуковые волны (речь) преобразуются в электрические сигналы. Каналом связи служит телефонная сеть (провода, коммутаторы телефонных узлов, через которые проходит сигнал). Декодирующим устройством является телефонная трубка (наушник) слушающего человека — приемника информации. Здесь пришедший электрический сигнал превращается в звук.

В § 2 уже говорилось о кодировании на примере передачи информации через письменный документ. Кодирование там было определено как процесс представления информации в виде, удобном для ее хранения и/или передачи.

Применительно к процессу передачи информации по технической системе связи под кодированием понимается любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи.

Современные компьютерные системы передачи информации — компьютерные сети, работают по тому же принципу. Есть процесс кодирования, преобразующий двоичный компьютерный код в физический сигнал того типа, который передается по каналу связи. Декодирование заключается в обратном преобразовании передаваемого сигнала в компьютерный код. Например, при использовании телефонных линий в компьютерных сетях функции кодирования/декодирования выполняет прибор, который называется модемом.

Пропускная способность канала и скорость передачи информации

Разработчикам технических систем передачи информации приходится решать две взаимосвязанные задачи: как обеспечить наибольшую ско­рость передачи информации и как уменьшить потери информации при передаче. К. Шеннон был первым ученым, взявшимся за решение этих задач и создавшим новую для того времени науку — теорию информации.

Шеннон определил способ измерения количества информации, передаваемой по каналам связи. Им было введено понятие пропускной способности канала как максимально возможной скорости передачи информации. Эта скорость измеряется в битах в секунду (а также килобитах в секунду, мегабитах в секунду). Пропускная способность канала связи зависит от его технической реализации. Например, в компьютерных сетях используются следующие средства связи:

  • телефонные линии;
  • электрическая кабельная связь;
  • оптоволоконная кабельная связь;
  • радиосвязь.
Читайте также:  Микрофон слышно в одном ухе

Пропускная способность телефонных линий — десятки и сотни Кбит / с; пропускная способность оптоволоконных линий и линий радиосвязи измеряется десятками и сотнями Мбит/с.

Скорость передачи информации связана не только с пропускной способностью канала связи. Представьте себе, что текст на русском языке, содержащий 1000 знаков, передается с использованием двоичного кодирования. В первом случае используется телеграфная 5-разрядная кодировка. Во втором случае — компьютерная 8-разрядная кодировка. Тогда длина кода сообщения в первом случае составит 5000 битов, во втором случае — 8000 битов. При передаче по одному и тому же каналу второе сообщение будет передаваться дольше в 1,6 раза (8000/5000). Отсюда, казалось бы, следует вывод: длину кода сообщения нужно делать минимально возможной.

Однако существует другая проблема, которая на рисунке отмечена словом «шум» .

Шум, защита от шума

Термином «шум» называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи, прежде всего, возникают по техническим причинам, таким как плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемых по одним и тем же каналам. Иногда, беседуя по телефону, мы слышим шум, треск, мешающие понять собеседника, или на наш разговор накладывается разговор других людей.

Наличие шума приводит к потере передаваемой информации. В таких случаях необходима защита от шума. Для этого в первую очередь приме­няются технические способы защиты каналов связи от воздействия шумов. Такие способы бывают самыми разными, иногда простыми, иногда очень сложными. Например: использование экранированного кабеля вместо «голого» провода; применение разного рода фильтров, отделяю­щих полезный сигнал от шума и пр.

Шеннон разработал специальную теорию кодирования, дающую методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована. Например, если при разговоре по телефону вас плохо слышно, то, повторяя каждое слово дважды, вы имеете больше шансов на то, что собеседник поймет вас правильно.

Избыточность кодаэто многократное повторение передаваемых данных.

Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведет к задержкам и удорожанию связи. Теория кодирования как раз и позволяет получить такой код, который будет оптимальным: избыточность передаваемой информации будет минимально возможной, а достоверность принятой информации — максимальной.

Большой вклад в научную теорию связи внес известный советский ученый Владимир Александрович Котельников. В 1940-1950-х годах им получены фундаментальные научные результаты по проблеме помехоустойчивости систем передачи информации.

В современных системах цифровой связи для борьбы с потерей информации при передаче часто применяется следующий прием. Все сообщение разбивается на порции — блоки. Для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с данным блоком. В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого блока и, если она не совпадает с первоначальной суммой, передача данного блока повторяется. Так происходит до тех пор, пока исходная и конечная контрольные суммы не совпадут.

Вопросы и задания:

  1. Для чего нужна процедура кодирования передаваемой информации?
  2. Что такое декодирование? Каким должен быть его результат?
  3. Каким техническим средством связи вы чаще всего пользуетесь? Замечали ли вы при этом факты потери информации?
  4. Назовите устройства кодирования и декодирования при использовании радиосвязи.
  5. Что такое шум по отношению к системам передачи данных?

6. Какие существуют способы борьбы с шумом?
7.Пропускная способность канала связи 100 Мбит/с. Канал не подвержен воздействиям шума (например, оптоволоконная линия). Определите, за какое время по каналу будет передан текст, информационный объём которого составляет 100 Кб.
8. Пропускная способность канала связи 10 Мбит/с. Канал не подвержен воздействиям шума, поэтому избыточность кода передачи составляет 20%. Определите, за какое время по каналу будет передан текст, информационный объём которого составляет 100 Кб.

Читайте также:  Геймпад xbox one блютуз

Дискретное сообщение, формируемое источником (отправите­лем), представляет собой последовательность знаков 1 , выбира­емых из определенного набора. Например, перед отправкой теле­граммы (сообщение) человек составляет ее текст, употребляя при этом буквы и символы из набора (алфавита), известного ему и получателю. Счетчик расхода ленты магнитофона выдает сведе­ния в виде десятичного числа. Набор знаков, из которых форми­руется сообщение, называется первичным алфавитом или алфа­витом сообщения. Количество знаков в этом алфавите Ма быва­ет различным, но обычно достаточно большим. Так, в русском языке для сообщения в виде текста используется набор из 33 букв, 10 цифр, более 15 различных условных знаков (пробел, точ­ка, запятая, сложение, вычитание, умножение и т. д.). В некото­рых других языках, особенно восточных, набор знаков первич­ного алфавита еще больше.

Для преобразования последовательности знаков дискретного сообщения в первичный сигнал сначала производится их кодиро­вание, т. е. каждый знак сообщения акзаменяется комбинацией из небольшого числа стандартных символов, а далее эти стан­дартные символы преобразуются в стандартные электрические сигналы u1 (рис. 1.2). Необходимость перехода в электросвязи к изображению знаков первичного алфавита небольшим числом стандартных сигналов связано с тем, что из-за действия помех в приемнике легче принимать небольшое число сигналов.

Количество стандартных символов, с помощью которых про-изводится отображение знаков сообщения, называется вторич­ным алфавитом, или основанием кода. Процесс перехода от первичного сообщения к его вторичному отображению называется кодированием, а правило, по которому осуществляется такой пе-ход, называется кодом. Таким образом, кодалгоритм (пра-вило) перехода от первичного алфавита ко вторичному.

В результате кодирования каждый знак сообщения представ-ляется в виде последовательности символов вторичного алфавита —кодовых комбинаций.

Рис. 1.2 Преобразование сообщений при кодировании[1]

Характерным примером кода для пе­редачи буквенно-цифровых текстов является код Морю. В этом коде в качестве символов используются точки, паузы разной дли­тельности, тире. В двоичном коде, например Бодо, используются лишь два различных символа, обозначаемых как 0 и 1.

Кодирование может осуществляться вручную или автомати­чески. Устройство, осуществляющее операцию кодирования ав­томатически, называют кодером. Обратная операция, т. е. восста­новление знаков сообщения из кодовых комбинаций, называется декодированием, а устройство, выполняющее эту операцию — де­кодером. Обычно кодер и декодер выполняют также операции преобразования символов в первичный сигнал и первичного сиг­нала в символы. Часто кодер и декодер объединяются в единое устройство — кодек.

Основными параметрами любого кода являются: первичный алфавит или алфавит сообщения Ма — число знаков сообщения, которое необходимо закодировать; вторичный алфавит, или осно­вание кода m — число символов, с помощью которых производит­ся кодирование, отличающихся друг от друга по каким-либо фи­зическим признакам; значность или разрядность кода n число символов вторичного алфавита в кодовой комбинации.

Коды могут быть заданы различными способами. Простейший и самый распространенный из них — табличный. При этом код имеет вид таблицы из двух колонок, в одной из которых разме­щены знаки первичного алфавита, а в другой — соответствую­щие им кодовые комбинации вторичного. В табл. П.1 приведены используемые в настоящее время коды для телеграфной переда­чи текста — код Морзе и МТК-2 (Международный телеграфный код № 2, доработанный с учетом особенностей русского языка). Следует отметить, что в литературе часто любой пятиразрядный код (n=5) называют кодом Бодо, в честь французского изобре­тателя Ж. Бодо, который в 1877 году создал первую практичес­ки пригодную систему последовательного телеграфирования на основе пятиразрядного кода. Однако код Бодо и МТК-2 отлича­ются таблицей соответствия знаков и кодовых комбинаций. В не­которых случаях код задают в виде графика, который дает бо­лее наглядное представление о кодовых комбинациях.

Классификация кодов. В зависимости от параметров различают следующие основные группы кодов.

Равномерные, все кодовые комбинации которых состоят из одинакового числа символов (n=const). Код Бодо, МТК-2 — равномерные коды. Для равномерного кода общее число кодовых комбинаций при заданных основании m и значности n

М=m n (1.1)

Неравномерные, имеющие разное число символов в кодовых комбинациях ,(n¹const). Примером неравномерного кода являетcz

Читайте также:  Ищу деда участника вов

Простые, или коды без избыточности, в которых для отобра­жения первичного алфавита используются все кодовые комбина­ции а=Мо).

Корректирующие коды, или коды с избыточностью, в которых используются не все кодовые комбинации а 2.

В настоящее время в технике связи и при обработке инфор­мации на ЭВМ особое значение имеют двоичные коды. Это свя­зано с простотой технической реализации как кодов, так и кана­лов связи для них.

Пример 1.1. Определить число кодовых комбинаций кода Бодо. Пригоден ли этот код для непосредственной передачи русского текста (букв, цифр, зна­ков препинания)?

Код Бодо является двоичным (m = 2), пятиразрядным (n=5) и согласно (1.1) M = 2 5 = 32. Поскольку русский текст содержит около 50 различных зна­ков первичного алфавита (Ма»50), код Бодо не может быть непосредственно использован для передачи русского текста, так как Ма>Мо.

Примечание. Однако пятиразрядный код уже более 100 лет используется в телеграфных аппаратах. Для этого введена так называемая система регист­ров, суть которой в том, что одни и те же кодовые комбинации используются для отображения двух и даже трех знаков первичного алфавита. Например, в МТК-2 комбинация 11010 означает букву Й и цифру 8, и ее смысл опреде­ляется тем, какая перед этим была последняя регистровая кодовая комбина­ция. Так, если комбинация 11010 следует после комбинации 11011, она озна­чает цифру 8, а если после комбинации 00000 — русскую букву Й. Однако такая регистровая система обладает низкой помехоустойчивостью и поэтому осуществляется переход к однорегистровым кодам ДКОИ (двоичный код об­мена информацией) или КОИ-8 (8-элементный код для обмена информацией).

При отсутствии избыточности (простой код) правило кодиро­вания не играет большой роли, так как для отображения знаков первичного алфавита используются все кодовые комбинации. Главное — код должен быть известен как отправителю, так и по­лучателю сообщения. 1 Один из способов кодирования следующий: все знаки первичного алфавита нумеруются в любом порядке, а затем эти десятичные числа представляются в двоичной системе счисления, при этом получается двоичный натуральный код.

Пример 1.2. Закодировать двоичным равномерным натуральным кодом сле­дующую последовательность чисел, выдаваемых датчиком: 2, 17, 36, 54, 0, 9.

Для кодирования необходимо десятичные числа перевести в двоичные н путем добавления нулей в старшие разряды добиться одинаковой значностн кодовых комбинаций (равномерный код). В данном примере n=6, так как для кодирования числа 54 требуется 6 двоичных разрядов. Искомая последова­тельность двоичных кодовых комбинаций будет иметь вид: 000010, 010001, 100100, 110110, 000000, 001001.

При наличии избыточности выбор используемых для кодиро­вания (разрешенных) кодовых комбинаций является основной и весьма трудной задачей. От этого зависит, сколько ошибок код может обнаружить и исправить. Более подробно корректирую­щие коды описаны в гл. 18.

Важным требованием к коду является техническая возмож­ность реализации операций кодирования и декодирования. Руч­ное кодирование в настоящее время применяется редко из-за ма­лой скорости и небольшой надежности. Один из примеров — код Морзе в телеграфной радиосвязи с приемом на слух. Коды дол­жны строиться так, чтобы можно было осуществить автомагиче­ские устройства кодирования и декодирования (кодеры и деко­деры). А их легче сделать для равномерных двоичных кодов.

Как стандартные электрические сигналы, соответствующие символам вторичного алфавита кода, обычно используются пря­моугольные импульсы напряжения или тока. На рис. 1.2 для дво­ичного кода символу 1 соответствует импульс положительной по­лярности, его называют «посылка», символу 0 — отсутствие им­пульса— «пауза». Иногда символу 0 соответствует импульс от­рицательной полярности —это будет двухуровневый, или двухпо-лярный первичный сигнал.

Длительности tu посылки и паузы обычно выбирают одинако­выми. Эта длительность зависит от требуемой скорости, передачи сообщений и характеристик канала связи. Число стандартных импульсов, передаваемых в 1 с,

называется скоростью модуляции. За единицу скорости принят «бод» — скорость, соответствующая передаче одного импульса в секунду. В современных системах передачи дискретных сообще­ний скорость модуляции принимает значения от десятков бод (буквопечатающая телеграфия) до сотен миллионов бод (цифро­вое телевидение).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Ссылка на основную публикацию
Чем оперирует растровая графика
Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя...
Телевизор сони бравиа как подключить к интернету
С развитием технологий во многих домах начали появляться более продвинутые гаджеты со множеством функций. Телевидение, как и другие отрасли СМИ,...
Чем оперирует растровая графика
Первые вычислительные машины не имели отдельных средств для работы с графикой, однако уже использовались для получения и обработки изображений. Программируя...
Что такое декодирование каким должен быть результат
В 19:52 поступил вопрос в раздел ЕГЭ (школьный), который вызвал затруднения у обучающегося. Вопрос вызвавший трудности Ответ подготовленный экспертами Учись.Ru...
Adblock detector