Кодирование информации. Равномерные и неравномерные коды. Двоичное кодирование

Кодирование информации.Кодирование информации – 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 другая информация (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. С помощью компьютерных программ можно преобразовывать полученнуюинформацию, например «наложить» друг на друга звуки от разных источников.

Равномерными называются такие коды, в которых все кодовые комбинации имеет одинаковую длину, т.е. имеют одинаковое число единичных элементов.

Неравномерными называют такие коды, кодовые комбинации которых могут отличаться одна от другой числом единичных элементов.

Оценка простых кодов производится по скорости передачи, помехоустойчивости и сложности технической реализации.

Двои́чный код — это способ представления данных в одном разряде в виде комбинации двух знаков, обычно обозначаемых цифрами 0 и 1. Разряд в этом случае называется двоичным разрядом.

Двоичное кодирование – один из распространенных способов представления информации. В вычислительных машинах, в роботах и станках с числовым программным управлением, как правило, вся информация, с которой имеет дело устройство, кодируется в виде слов двоичного алфавита.

Примеры двоичных чисел:

Общие принципы использования избыточности при построении помехоустойчивых кодов

Кодирование, с помощью которого можно устранять ошибки обусловленные наличием шума в канале называется помехоустойчивым. Коды способные исправлять и обнаруживать ошибки называется помехоустойчивым кодом.

Существенно сократить избыточность в передаваемых сообщения позволяет помехоустойчивое кодирование. В общем плане помехоустойчивое кодирование можно понимать как такое кодирование сообщений, при котором элементы связаны определенной зависимостью, позволяющей при ее нарушении указать ошибки и восстановить информацию. Помехоустойчивые коды рассчитаны на опредеденные ошибки. Это значит, что при других ошибках они могут оказаться недостаточно эффективными.

Принципы помехоустойчивого кодирования

Сообщения по каналу связи передаются в виде кодограммы. Кодограммой, или кодовой комбинацией, называется упорядоченный набор k элементов, каждый из которых может принимать m значений.
Множество всех кодовых комбинаций, поставленных в соответствие сообщениям, называется k-разрядным кодом с основанием m. Таким образом, код - множество кодовых комбинаций, а не одна комбинация.

Пример:

Коды могут быть:

• Безызбыточными - комбинации ставятся в соответствие каким-то сообщениям. В безызбыточном коде искажение любого элемента приводит к перерождению кодовой комбинации, т.е. изменению смыслового содержания сообщения.
• Избыточными - использованы не все возможные комбинации. В этих кодах искажение элемента не всегда приводит к искажению сообщения. ( Так, при использовании двоичного кода в случае приема комбинации 1100 неизвестно, какая цифра передана, но и ошибки в распознавании не происходит, так как такой комбинации в коде нет. Ошибка в этом случае обнаруживается. Скорее всего переданы комбинации 1000 или 0100, поскольку они "ближе" к принятой.) Пример избыточного кодирования показан в вышеприведенной таблице.

Идея помехоустойчивого кодирования заключается как раз в таком разнесении кодовых комбинаций, за счет введения избыточности, при котором искажения элементов не приводит к перерождению комбинаций. Разнесение кодовых комбинаций можно изобразить графически.