Файл: Методы кодирования данных (Физическое кодирование данных).pdf

После подсчета частоты вхождения каждого символа, необходимо просмотреть таблицу кодов ASCII и сформировать мнимую компоновку между кодами по убыванию. То есть не меняя местонахождение каждого символа из таблицы в памяти отсортировать таблицу ссылок на них по убыванию. Каждую ссылку из последней таблицы назовем "узлом". В дальнейшем ( в дереве ) мы будем позже размещать указатели которые будут указывает на этот "узел

Данный метод используется в формировании архивов *.zip;Применяется во множестве программ архиваторов. Так же метод Хаффмана применяется для сжатия изображений. Для сжатия данных так же используется алгоритм Шеннона-Фано.

4.2 Реализация метода Рида – Соломона

Благодаря кодам Рида-Соломона можно прочитать компакт-диск с множеством царапин, либо передать информацию в условиях связи с большим количеством помех. В среднем для компакт-диска избыточность кода (т.е. количество дополнительных символов, благодаря которым информацию можно восстанавливать) составляет примерно 25%. Восстановить при этом можно количество данных, равное половине избыточных. Если емкость диска 700 Мб, то, получается, теоретически можно восстановить до 87,5 Мб из 700. При этом нам не обязательно знать, какой именно символ передан с ошибкой. Так же заметим, что вместе с кодированием используется перемежевание, когда байты разных блоков перемешиваются в определенном порядке, что в результате позволяет читать диски с обширными повреждениями, локализированными близко друг к другу (например, глубокие царапины), так как после операции, обратной перемежеванию, обширное повреждение оборачивается единичными ошибками во множестве блоков кода, которые поддаются восстановлению.

4.3 Реализация Физических методов кодирования данных

Все рассмотренные избыточные коды применяются в сетях Ethernet, которые нашли самое широкое распространение. Так, код 4B/5B используется в стандартах 100Base-TX/FX, а код 8B/6T — в стандарте 100Base-T4, который в настоящее время практически уже не используется. Код 8B/10В используется в стандарте 1000Base-Х, код 64/66 в стандарте 10 GbE (когда в качестве среды передачи данных используется оптоволокно).

Осуществляют логическое кодирование сетевые адаптеры. Поскольку, использование таблицы перекодировки является очень простой операцией, метод логического кодирования избыточными кодами не усложняет функциональные требования к этому оборудованию.

Для обеспечения заданной пропускной способности линии передатчик, использующий избыточный код, должен работать с повышенной скоростью (тактовой частотой). Так, для обеспечения скорости передачи информации 100 Мбит/с с использованием кодирования 4В/5В + NRZI передатчик должен работать на скорости 125 МБод. При этом спектр линейного сигнала расширяется. Тем не менее, спектр сигнала избыточного потенциального кода уже спектра сигнала в манчестерском коде, что оправдывает дополнительный этап логического кодирования, а также работу приемника и передатчика на повышенной скорости.

5. Заключение

Таким образом, рассмотрев основные методы кодирования данных, мы можем прийти к выводу, что проблема помехоустойчивого кодирования и оптимизация кодов актуальна в современном мире. Кодирование данных в той или иной степени связано со всей структурой информационных технологий, и играет в ней основополагающую роль. Рассмотренные в работе методы являются основными для современных методов кодирования, на их основе реализованы каскадное кодирование данных, а так же другие методы, и алгоритмы программирования.

Особую роль в кодировании данных занимают физические методы кодирования данных они широко применяются в проводных ,а так же беспроводных сетях передачи данных. Без их применения на практике стали бы не возможны такие технологии как интернет, телеграф, факс. Так же методы физического кодирования широко применяются в прогнозировании погоды и передачи данных со спутников.

6. Список используемой литературы

1. Ананий В. Левитин. Глава 9. Жадные методы: Алгоритм Хаффмана // Алгоритмы: введение в разработку и анализ = Introduction to The Design and Analysis of Aigorithms. — М.: Вильямс, 2006. — С. 392—398. — ISBN 0-201-74395-7
2. Берлекэмп Э., Алгебраическая теория кодирования, Москва, “Мир”, 1971.
3. Блейхут Р. Теория и практика кодов, контролирующих ошибки = Theory and practice of error control codes. — М.: Мир, 1986. — С. 576
4. Дмитриев В.И. Прикладная теория информации: Учебник для вузов. М.: Высшая школа , 1989. 320 c.
5. Жоголев Е.А. Ж.78 Технология программирования. – М., Научный Мир, 2004, 216 с.
6. Колесник В.Д., Полтырев Г.Ш. Курс теории информации. – М.: Наука, 1982.
7. Коломоец Г.П. "Моделирование сигналов передаваемых в компьютерных сетях данных"/Сборник научных трудов 9-й Международной научно-практической конференции «Современные информационные и электронные технологии», Одесса, Одесский национальный политехнический университет, 19–23 мая 2008 г, т.1.–с 118.
8. Кудряшов Б.Д. Теория информации. Учебник для вузов Изд-во ПИТЕР, 2008. – 320с.
9. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. –3-е изд. – СПб.: Питер, 2006. – 958с.
10. Питерсон У., Уэлдон Э. Коды, исправляющие ошибки. — М.: Мир, 1976. — С. 596.
11. Семенюк В. В. Экономное кодирование дискретной информации. – СПб.: СПб ГИТМО (ТУ), 2001
12. Сэломон Д., Сжатие данных, изображения и звука. — М.: Техносфера, 2004. — 368 с. — 3000 экз. — ISBN 5-94836-027-X
13. Таненбаум Э. Компьютерные сети. 4-е изд. /. – СПб.: Питер, 2003. – 992с.
14. Томас Х. Кормен, Чарльз И. Лейзерсон, Рональд Л. Ривест, Клиффорд Штайн. Алгоритмы: построение и анализ = Introduction to Algorithms. — 2-е изд. — М.: Вильямс, 2006. — 1296 с. — ISBN 0-07-013151-1
15. Фундаментальные алгоритмы на C++. Анализ/Структуры данных/Сортировка/Поиск: Пер. с англ./Роберт Седжвик. - К.: Издательство «ДиаСофт», 2001.- 688 с.
16. 4. IEEE Standard 802.3–2005: Information technology – Telecommunications and information exchange between systems – Local and metropolitan area networks – Specific requirements. Part3: Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) access method and physical layer specifications – http://www.ieee.org.