Файл: Теоретические базы кодировки информации.pdf

Введение

Актуальность данной работы высока, так как кодировки информации - проблема, имеющая довольно давнишнюю историю, еще более давнишнюю, ежели история развития вычислительной техники, которая обычно шла наряду с историей развития трудности сжатие и шифровки информации.

Все методы кодировки оперируют входным потоком информации, малой единицей которой является бит, а наибольшей - несколько бит, б либо несколько б.

Кодирование Хаффмана является обычным методом для построения кодов переменной длины, имеющих наименьшую среднюю длину. Этот очень пользующийся популярностью метод служит основой многих компьютерных программ сжатия текстовой и графической информации. Некие из их употребляют конкретно метод Хаффмана, а другие берут его в качестве одной из ступеней многоуровневого процесса сжатия. Способ Хаффмана производит безупречное сжатие (другими словами, сжимает данные до их энтропии), если вероятности знаков точно равны отрицательным степеням числа 2. Метод начинает строить кодовое дерево снизу-вверх, потом скользит вниз по дереву, чтоб выстроить каждый личный код справа налево (от самого младшего бита к самому старшему). Начиная с работ Д. Хаффмана 1952 года, этот метод являлся предметом многих исследовательских работ.

Коды Хаффмана преподаются во всех технических Университетах мира и, не считая того, входят в программку для углубленного исследования информатики в школе.

Потому исследование кодировки информации и способов кодировки, а именно способа кодировки Хаффмана является животрепещущим.

Объект исследования: кодирование и способы кодировки информации.

Предмет исследования: программное приложение, показывающие главные принципы кодировки на примере способа кодировки Хаффмана.

Целью курсовой работы является исследования основ кодировки информации а именно способ кодировки Хаффмана и применить их в процессе программной реализации этого способа. Данная цель определила выделение последующих задач:

1) рассмотреть главные понятия и принципы кодировки информации;

2) изучить способ кодировки Хаффмана,

3) создать методы и программку для реализации программного продукта «Код Хаффмана», с внедрением современной технологии программирования;

Метод изучения темы курсовой работы- аналитический и статистический.

Степень разработанности темы курсовой работы, высока. Её анализом занимались такие ученые и публицисты, как Сушин М.Н в своих трудах «Методы исследования общественных процессов» и Маркин Р.С в статье Российской газеты за 2014 год «общество и научные подходы к кодированию».

Цели и задачи курсовой работы определяют её структуру. Работа включает введение, две главы, заключение, список использованной литературы.

Информационной основой написания работы послужили печатные издания в виде учебников, учебных пособий, публикаций в газетах и журналах, интернет ресурсы.

Глава 1. Теоретические базы кодировки информации

1.1 Основы и главные понятия кодировки информации

Рассмотрим главные понятия, связанные с кодировкой информации. Для передачи в канал связи сообщения преобразуются в сигналы. Знаки, с помощью которых создаются сообщения, образуют первичный алфавит, при всем этом каждый знак характеризуется вероятностью его возникновения в сообщении. Каждому сообщению совершенно точно соответствует сигнал, представляющий определенную последовательность простых дискретных знаков, именуемых кодовыми комбинациями.

Кодирование - это преобразование сообщений в сигнал, т.е. преобразование сообщений в кодовые композиции. Код - система соответствия меж элементами сообщений и кодовыми комбинациями. Кодер - устройство, осуществляющее кодирование. Декодер - устройство, осуществляющее оборотную операцию, т.е. преобразование кодовой композиции в сообщение. Алфавит - огромное количество вероятных частей кода, т.е. простых знаков (кодовых знаков) X = {xi}, где i = 1, 2,..., m. Количество частей кода - m именуется его основанием. Для двоичного кода xi = {0, 1} и m = 2. Конечная последовательность ^[1]знаков данного алфавита именуется кодовой композицией (кодовым словом). Число частей в кодовой композиции - n именуется значностью (длиной композиции). Число разных кодовых композиций (N = mn) именуется объемом либо мощностью кода.

Цели кодировки:

1) Увеличение эффективности передачи данных, за счёт заслуги наибольшей скорости передачи данных.

2) Увеличение помехоустойчивости при передаче данных.

В согласовании с этими целями теория кодировки развивается в 2-ух главных направлениях:

1. Теория экономного (действенного, рационального) кодировки занимается поиском кодов, позволяющих в каналах без помех повысить эффективность передачи информации за счёт устранения избыточности источника и лучшего согласования скорости передачи данных с пропускной способностью канала связи.

2. Теория помехоустойчивого кодировки занимается поиском кодов, повышающих достоверность передачи информации в каналах с помехами.

Научные базы кодировки были описаны К. Шенноном, который изучил процессы передачи информации по техническим каналам связи (теория связи, теория кодировки). При таком подходе кодирование понимается в более узеньком смысле: как переход от представления информации в одной символьной системе к представлению в другой символьной системе. К примеру, преобразование письменного российского текста в код азбуки Морзе для передачи его по телеграфной связи либо радиосвязи. Такое кодирование связано с потребностью приспособить код к применяемым техническим средствам работы с информацией.

Декодирование - процесс оборотного преобразования кода к форме начальной символьной системы, т.е. получение начального сообщения. К примеру: перевод с азбуки Морзе в письменный текст на российском языке.

В более широком смысле декодирование^[2] - это процесс восстановления содержания закодированного сообщения. При таком подходе процесс записи текста при помощи российского алфавита можно рассматривать в качестве кодировки, а его чтение - это декодирование.

Метод кодировки 1-го и такого же сообщения может быть различным. К примеру, российский текст мы привыкли записывать при помощи российского алфавита. Но то же самое определяют можно сделать, кодами используя британский счисления алфавит. Время частей от времени речью так приходится источника поступать, посылая стопроцентно SMS по применяемые мобильному телефону, Употребляется на котором подсчета нет российских поставленная букв, либо значных отправляя электрическое основанию письмо на изд российском языке длинноватыми из-за границы, выполнении если на Используя компьютере нет время русифицированного программного кому обеспечения. К примеру, неопределенность фразу: «Здравствуй, дорогой ПК Саша!» приходится префиксными писать так: «Zdravstvui, смысле dorogoi Sasha!».

данные Есть и другие массивной методы кодировки Каждый речи. К примеру, объединение стенография - резвый нулей метод записи больше устной речи. весами Ею обладают удовлетворяет только немногие exe специально обученные аналитический люди - стенографисты. сжимаемое Стенографист успевает SMS записывать текст последующая синхронно с речью обеспечивает говорящего человека. В лишь стенограмме один статье значок обозначал применяется целое слово последнее либо словосочетание. малых Расшифровать (декодировать) стенограмму введенную может только поставленная стенографист.

Приведенные таком примеры иллюстрируют то последующее принципиальное использовании правило: для прибыльным кодировки одной и канал той же проверочных информации могут вправо быть применены Примерами различные методы; Фундаментальные их выбор малого находится в зависимости отсутствие от ряда некий событий: цели ветви кодировки, критерий, записывать имеющихся средств. какой Если нужно массивной записать текст в первого темпе речи - Каждый используем стенографию; последующих если нужно Рекурсия передать текст сразу за границу - ежели используем британский отдельное алфавит; если ряд нужно представить перечня текст в виде, применяемым понятном для to грамотного российского Меняев человека, - записываем различным его по распознавание правилам грамматики Вильямс российского языка.

потоке Очередное принципиальное соответствии событие: выбор различные метода кодировки not информации может человек быть связан с указать предполагаемым методом надежность её обработки. каком Покажем это функции на примере нами представления чисел - находим количественной информации. исследована Используя российский компьютере алфавит, можно Разумеется записать число «тридцать уменьшает пять». Используя обучения же алфавит немногие арабской десятичной выбираются системы счисления, Так пишем: «35». 2-ой метод SMS не только выбираются лишь короче редкий первого, да и развития удобнее для полные выполнения вычислений. заслуги Какая запись разработки удобнее для Обширное выполнения расчетов: «тридцать 5 корня помножить на 100 20 жмем семь» либо «35 х 127»? следующем Разумеется - 2-ая.

Но введенные если принципиально выполнения сохранить число согласования без преломления, достигнуто то его потомка лучше записать в весами текстовой форме. К pi примеру, в валютных удовлетворяет документах нередко нет сумму записывают в другой текстовой форме: «триста 70 5 Программную руб.» заместо «375 приложение руб.». Во 2-м выбор случае искажение выполнению одной числа исправляющих изменит все кодирование значение. При этими использовании текстовой буковку формы даже открыть грамматические ошибки декодирование могут не разрешенных поменять смысла. К синхронно примеру, безграмотный начиная человек написал: «Тристо позиционных семдесять пят записывать руб.». Но научного смысл сохранился.^[3]

В заканчивается неких случаях необходимость появляется потребность деревом засекречивания текста синхронизации сообщения либо применен документа, для складываем того чтоб примера его не Потому смогли прочесть года те, кому группы не положено. выбираются Это именуется известную защитой от версии несанкционированного доступа. В именно таком случае трактам скрытый текст корень шифруется. Шифрование сопоставляющих представляет собой вычислений процесс перевоплощения вероятностях открытого текста в связке зашифрованный, а дешифрование - обозначение процесс оборотного построения преобразования, при подобающую котором восстанавливается кодирование начальный текст. существует Шифрование - это другие тоже кодирование, сумма но с засекреченным фиксированной способом, известным учебников только источнику и распространение адресату. Способами проводят шифрования занимается количеству наука под всераспространенных заглавием тайнопись.

возрастает Пусть имеется Иванович сообщение, записанное с полустепень помощью некого «алфавита», они содержащего п «букв». Требуется «закодировать» шаге это сообщение, т.е. сравнить указать правило, документация сопоставляющее каждому отдельные такому сообщению теория определенную последовательность заканчивает из т разных «элементарных их сигналов», составляющих «алфавит» отсутствие передачи. Мы выхода будем считать прохождении кодирование тем выхода паче прибыльным, таблицу чем меньше листьев простых сигналов стандартной приходится затратить иметь на передачу Этот сообщения. Если повтора считать, что сопоставлен любой из меньшими простых сигналов последующем длится одно и модификации то же длинноватыми время, то последующего более прибыльный Данная код дозволит сети затратить на поставленные передачу сообщения Decimal меньше всего подобающую времени.

Главным ежели свойством случайных частый событий является Memo отсутствие полной главы уверенности в их программы наступлении, создающее цель известную неопределенность конкатенация при выполнении закрытия связанных с этими работают событиями опытов. передаче Однако совершенно границы ясно, что использованной степень этой Edit неопределенности в различных выбираются случаях будет кодер совершенно разной. данных Для практики схожим важно уметь обучения численно оценивать этому степень неопределенности таблица самых разнообразных были опытов, чтобы полустепень иметь возможность Теоретические сравнить их с запись этой стороны. отправляя Рассмотрим два Программную независимых опыта и а избыточности также сложный следующего опыт , состоящий в работая одновременном выполнении нахождения опытов и. Пусть достаточно опыт имеет k такого равновероятных исходов, а шифрования опыт имеет l Цели равновероятных исходов. способом Очевидно, что начинает неопределенность опыта техники больше неопределенности относительной опыта, так свести как к неопределенности цифрового здесь добавляется налево еще неопределенность экономичный исхода опыта . обыкновенные Естественно считать, очевидно что степень Теория неопределенности опыта равна особых сумме неопределенностей, ФГБОУ характеризующих опыты и, т.е.