Axborotni dekodlash usullari. Kodlash va dekodlash nima? Ga misollar

Qurilish qoidalari
Huffman kodining tuzilishi alifboni siqishga asoslangan.
Alifbo bo'lsin A = (bolta, a 2, ..., a m) ehtimollar bilan p x> p 2 >...> r t.
Keling, eng kam ehtimolli ikkita harfni ajratmaslikka rozi bo'laylik a m _ x va va hokazo
Alifbo harflarini qayta tartiblash A x ortib bormaydigan ehtimollarda. Olingan alifbo yana bir marta siqiladi. Keling, alifboni olamiz A 2: A 2 = m-2 va hokazo, alifboga siqish AT _ 2: | D t _ 2 | = 2. Ushbu alifboning ikkita harfiga 0 va 1 kodlarini beramiz.
Alfavitning barcha harflarining kodlari aniqlansin A) _ x, Aj_ 2 alifbosi harflarining kodlarini aniqlang.
Alfavit harflari Aj_ 2 alifboga kirgan A y._ x bir xil kodga ega.
Harflarga ruxsat bering a" va a" siqilganda ular bir harfga birlashtiriladi B, p kodiga va p (i ")> p (i" ehtimoliga ega.
Keyin a" p0, a"-> pi.
Demak, A m _ 2, ..., A.
Shunday qilib, dan boshlab AT _ 2, asl A alifbosining kodi tuzilgan.Tuzilish boʻyicha bu kod prefiks boʻladi va shuning uchun ajratilishi mumkin. Ikki harfli alifbo uchun kodlar to'plami (0,1) optimal hisoblanadi _ 2 da. Har bir bosqichda optimal kodlash sxemasi yana optimal kodlash sxemasidan tuziladi va natijada olingan kod optimal bo'ladi.
Huffman kodi tartiblangan ehtimollar uchun ishlatiladi.
Misol
Ehtimollar taqsimoti bilan alifbo uchun optimal kodlash sxemasini tuzing /? = (0,2; 0,2; 0,19; 0,12; 0,11; 0,09; 0,09) (ehtimollar oshmaydi). Yechim

• 
  1. Jadvalning birinchi ustuniga ehtimollarni kamayish tartibida yozing.
  
• 
  2. Oxirgi ikkita ehtimolni qo'shing: 0,09 + 0,09 = 0,18.
  
• 
  3. Qolgan ehtimollarni kamayish tartibida tartiblaymiz va natijani uchinchi ustunga yozamiz.
  
• 
  4. Shunga qaramay, oxirgi ikkita ehtimolni qo'shing va tartib bilan beshinchi ustunga yozing va hokazo, faqat ikkita raqam qolmaguncha: 0,6 va 0,4, ularning qo'shilishi bittaga etadi.
  
• 
  5. Yuqori raqamga "0", pastki qismiga - "1" kodi beriladi.
  
• 
  6. Endi biz o'ngdan chapga harakat qilamiz: mavjud bo'lgan raqamlar uchun biz bir xil kodni (0,4 - "1") belgilaymiz va 0,6 raqamiga qo'shilganlar uchun "00" (yuqori) kodlarini belgilaymiz. va "01" (pastki).
  
• 
  7. Xuddi shunday, biz eng birinchi ustunga etib boramiz va vektorning barcha elementlari uchun kodlarni hosil qilamiz R(11-jadvalga qarang).
  

11-jadval

Javob: a 2 - "11; a 3 000; i 4 - "010; a 5-> 011; men 6 0010; i 7 -> 0011>. Optimal kodlash uzunligi:
/. = 0,2-2 + 0,2-2 + 0,19-3 + 0,12-3 + 0,11-3 + 0,09-4 + 0,09-4 = 2,78 / 0 = 3 - yagona kodlash uzunligi
Fano kodi
Fano bo'yicha kodlashda barcha xabarlar ehtimollikni kamaytirish jadvaliga yoziladi va taxminan (iloji boricha) teng ehtimollik ikki guruhga bo'linadi. Ushbu protseduraga ko'ra, kod daraxtining ildizidan ikkita chekka chiqadi, olingan ehtimolliklar og'irlik sifatida belgilanadi. 0 va 1 kod belgilari hosil bo'lgan ikkita cho'qqiga tayinlanadi.So'ngra ehtimollik guruhlarining har biri yana taxminan teng ehtimollikdagi ikkita kichik guruhga bo'linadi. Shunga ko'ra, har bir 0 va 1 cho'qqilardan kichik guruhlarning ehtimolliklariga teng og'irliklarga ega ikkita chekka chiqadi va yangi hosil bo'lgan cho'qqilarga 00 va 01, 10 va 11 belgilari belgilanadi.
Ehtimollarni bo'lish va cho'qqilarni hosil qilish protsedurasini qayta-qayta takrorlash natijasida biz ushbu xabarlardan birining ehtimoli ikkilik daraxtning chetiga berilgan og'irlik vazifasini bajaradigan holatga keldik. Bunday holda, yangi hosil bo'lgan cho'qqi daraxtning bargi bo'lib chiqadi, chunki u uchun ehtimolliklarni bo'lish jarayoni tugallangan. Ikkilik kod daraxtining barcha shoxlarida barglar hosil bo'lganda kodlash muammosi hal qilingan hisoblanadi.
Misol (jadval usuli)
Ehtimollar taqsimoti bilan alifbo uchun optimal kodlash sxemasini tuzing R= (0,2; 0,2; 0,19; 0,12; 0,11; 0,09; 0,09) (ehtimollar oshmaydi). Yechim
Ma'nosi: biz minimal bo'lishi kerak bo'lgan miqdorning farqiga qarab ikkita guruhni ajratamiz. Raqamlarning yuqori guruhiga "0", pastki qismiga esa "1" beriladi. Algoritm:

• 
  1. Yuqoridagi summalarni va pastdagi yig'indilarni hisoblang (12-jadvalga qarang).
  
• 
  2. Yuqoridagi yig‘indilar va pastdagi yig‘indilar orasidagi ayirma modulini toping:
  

3. Eng kichik farq modulini tanlang:
|0,59-0,41| = 0,18

• 
  4. Guruhni ikkita kichik guruhga bo'ling: ma'lum bo'lishicha, birinchi kichik guruh birinchi uchta elementni, ikkinchisi esa qolgan barcha elementlarni o'z ichiga oladi.
  
• 
  5. Yuqori uchta elementga "O" kodlarini, qolgan pastki qismiga esa "1" kodlarini beramiz.
  
• 
  6. Endi biz uchta elementdan iborat birinchi kichik guruhni ikkita kichik guruhga ajratamiz (1-4 bandlarga qarang):
  

12-jadval

Yuqoridagi summa		Pastki summa

|0,2 - 0,39 | = 0,19 - farqning eng kichik moduli | 0,4 - 0,19 | = 0,21
Bu shuni anglatadiki, bu guruh ikkita kichik guruhga bo'lingan, birinchisida faqat bitta birinchi element, ikkinchisida esa qolgan ikkita element mavjud.
7. Birinchi kichik guruhga kodni, ya'ni bitta element "00" (bu birinchi elementning yakuniy kodi), ikki elementdan iborat ikkinchi kichik guruhga esa "01" kodini belgilang. Agar guruh ikkita elementdan iborat bo'lsa, siz darhol umumiy kodlarni belgilashingiz mumkin: "010" va "011".
Xuddi shunday, biz ikkinchi kichik guruhni ajratamiz va natijada olingan kodlarni olamiz.
13-jadval

Yuqoridagi summa		Pastki summa

Shaxsiy slaydlar uchun taqdimot tavsifi:
1 slayd
Slayd tavsifi:
Ma'lumotni kodlash va dekodlash To'ldiruvchi: o'qituvchi informatika memorandumi Surgut o'rta maktabi Pleshanova Tatyana Sergeevna *
2 slayd 
Slayd tavsifi:
Kodlash va dekodlash Inson boshqa odamlar bilan ma'lumot almashish uchun tabiiy tillardan foydalanadi. Tabiiy tillar bilan bir qatorda har qanday sohada professional foydalanish uchun rasmiy tillar ishlab chiqilgan. Ma'lumotni til yordamida tasvirlash ko'pincha kodlash deb ataladi. Kod - bu belgilar to'plami ( afsona) axborotni ifodalash uchun. Kod - axborotni uzatish, qayta ishlash va saqlash (aloqa) uchun odatiy belgilar (ramzlar) tizimi. Kodlash - bu ma'lumotni (xabarlarni) kod shaklida ifodalash jarayoni. Kodlash uchun ishlatiladigan belgilarning butun to'plami kodlash alifbosi deb ataladi. Masalan, kompyuter xotirasida har qanday axborot faqat ikkita belgidan iborat ikkilik alifbo yordamida kodlanadi: 0 va 1. Dekodlash - kodni dastlabki ramziy tizim shakliga qaytarish jarayoni, ya'ni. asl xabarni qabul qilish. Masalan: Morze alifbosidan rus tilidagi yozma matnga tarjima. Kengroq ma'noda dekodlash - bu kodlangan xabar mazmunini tiklash jarayoni. Ushbu yondashuv bilan rus alifbosidan foydalangan holda matn yozish jarayoni kodlash, uni o'qish esa dekodlash deb hisoblanishi mumkin. *
3 slayd 
Slayd tavsifi:
Axborotni kodlash usullari Bir xil ma'lumotlarni kodlash uchun foydalanish mumkin turli yo'llar bilan; ularning tanlovi bir qator holatlarga bog'liq: kodlash maqsadi, shartlar, mavjud vositalar. Agar siz matnni nutq tezligida yozishingiz kerak bo'lsa, biz stenogrammadan foydalanamiz; agar matnni chet elga o'tkazish kerak bo'lsa, biz ingliz alifbosidan foydalanamiz; agar matnni savodli rus odami uchun tushunarli shaklda taqdim etish zarur bo'lsa, biz uni rus tili grammatikasi qoidalariga muvofiq yozamiz. - Salom, Sasha! "Zdravstvuy, Sasha!" *
4 slayd 
Slayd tavsifi:
Axborotni kodlash usullari Axborotni kodlash usulini tanlash uni qayta ishlashning mo'ljallangan usuli bilan bog'liq bo'lishi mumkin. Keling, buni raqamlarni ifodalash misolida ko'rsatamiz - miqdoriy ma'lumot. Rus alifbosidan foydalanib, siz "o'ttiz besh" raqamini yozishingiz mumkin. Arab o‘nlik sanoq sistemasi alifbosidan foydalanib, “35” yozamiz. Ikkinchi usul nafaqat birinchisiga qaraganda qisqaroq, balki hisob-kitoblarni amalga oshirish uchun ham qulayroqdir. Qaysi belgi hisob-kitoblarni bajarish uchun qulayroq: "o'ttiz besh marta bir yuz yigirma etti" yoki "35 x 127"? Shubhasiz - ikkinchisi. *
5 slayd 
Slayd tavsifi:
Xabarni shifrlash Ba'zi hollarda xabar yoki hujjat matnini o'qishi kerak bo'lmaganlar o'qiy olmasligi uchun tasniflash zarurati tug'iladi. Bu buzishdan himoya qilish deb ataladi. Bunday holda, maxfiy matn shifrlangan. Qadim zamonlarda shifrlash kriptografiya deb atalgan. Shifrlash - bu ochiq matnni shifrlangan matnga aylantirish jarayoni, shifrni ochish esa asl matnni tiklaydigan teskari o'zgartirish jarayonidir. Shifrlash ham kodlashdir, lekin faqat manba va qabul qiluvchiga ma'lum bo'lgan maxfiy usul bilan. Kriptografiya deb ataladigan fan shifrlash usullari bilan shug'ullanadi. *
6 slayd 
Slayd tavsifi:
Chappening optik telegrafi 1792 yilda Frantsiyada Klod Chappe vizual axborotni uzatish tizimini yaratdi, bu tizim "Optik telegraf" deb nomlandi. Eng oddiy shaklda, bu odatiy binolar zanjiri bo'lib, tomida ustunlar bir-biriga ko'rinadigan joyda yaratilgan harakatlanuvchi tirgaklarga ega. Harakatlanuvchi shpalli ustunlar - semaforlar - kabellar bilan boshqariladi maxsus operatorlar binolar ichidan. Chapp maxsus kodlar jadvalini yaratdi, bu erda alifboning har bir harfi qo'llab-quvvatlash qutbiga nisbatan ko'ndalang chiziqlar pozitsiyalariga qarab Semafor tomonidan tuzilgan ma'lum bir raqamga to'g'ri keldi. Chapp tizimi xabarlarni daqiqasiga ikki so‘z tezlikda uzatish imkonini berdi va tezda butun Yevropaga tarqaldi. Shvetsiyada optik telegraf stansiyalari zanjiri 1880 yilgacha ishlagan. *
7 slayd 
Slayd tavsifi:
Birinchi telegraf Ma'lumotni masofaga uzatishning birinchi texnik vositasi 1837 yilda amerikalik Semyuel Morze tomonidan ixtiro qilingan telegraf bo'ldi. Telegraf xabari bir telegraf apparatidan simlar orqali boshqa telegraf apparatiga uzatiladigan elektr signallarining ketma-ketligidir. Ixtirochi Samuel Morze bugungi kungacha insoniyatga xizmat qiladigan ajoyib kodni (Morze kodi, Morze kodi, "Morze kodi") ixtiro qildi. Ma'lumot uchta "harf" bilan kodlangan: uzun signal (tire), qisqa signal (nuqta) va harflarni ajratish uchun signal yo'q (pauza). Shunday qilib, kodlash qat'iy belgilangan tartibda joylashtirilgan belgilar to'plamidan foydalanishga qisqartiriladi. Eng mashhur telegraf xabari "SOS" (Jonimizni asrang) favqulodda signalidir. Bu shunday ko'rinadi: "- - -" *
8 slayd 
Slayd tavsifi:
Morze kodi A - I P - W - - - - B - J - - - S U - - - H - - K - - T - b - - - G - - L - U - b - - D - M - - F - S - - - EH - XE - F - O - - - C - - Y - - Z - - P - - H - - - I - - *
9 slayd 
Slayd tavsifi:
Morze kodi 1 - - - - 9 - - - - 2 - - - 0 - - - - - 3 - - 4 nuqta - vergul - - - 5 / - - 6? - - 7 - -! - - - - 8 - - - @ - - - *
10 slayd 
Slayd tavsifi:
Kodning tartibsizligi - - - - - - Morze kodining o'ziga xos xususiyati turli harflar kodining o'zgaruvchan uzunligidir, shuning uchun Morze kodi notekis kod deb ataladi. Matnda tez-tez uchraydigan harflar nodir harflarga qaraganda qisqaroq kodga ega. Bu butun xabarning uzunligini qisqartirish uchun amalga oshiriladi. Ammo harf kodining o'zgaruvchan uzunligi tufayli matnda harflarni bir-biridan ajratish muammosi paydo bo'ladi. Shuning uchun, ajratish uchun pauza (o'tkazib yuborish) dan foydalanishingiz kerak. Binobarin, Morze telegraf alifbosi uchlikdir, chunki u uchta belgidan foydalanadi: nuqta, tire, bo'shliq. *
11 slayd 
Slayd tavsifi:
Birinchi simsiz telegraf (radio qabul qiluvchi) 1895 yil 7 mayda rus olimi Aleksandr Stepanovich Popov Rossiya fizik-kimyo jamiyati yig'ilishida elektromagnit to'lqinlarni ro'yxatga olish uchun mo'ljallangan "chaqmoq detektori" deb atagan qurilmani namoyish etdi. Bu qurilma dunyodagi birinchi simsiz telegraf qurilmasi, radio qabul qiluvchi hisoblanadi. 1897 yilda simsiz telegraf qurilmalari yordamida Popov qirg'oq va harbiy kema o'rtasida xabarlarni qabul qildi va uzatdi. 1899 yilda Popov elektromagnit to'lqinlarni qabul qiluvchining modernizatsiya qilingan versiyasini ishlab chiqdi, bu erda signallarni qabul qilish (Morze alifbosida) operatorning naushniklarida amalga oshirildi. 1900 yilda Gogland orolida va Kotkadagi Rossiya harbiy-dengiz bazasida Popov boshchiligida qurilgan radiostantsiyalar tufayli Gogland oroli yaqinida cho'kib ketgan general-admiral Apraksin harbiy kemasida qutqaruv operatsiyalari muvaffaqiyatli amalga oshirildi. Simsiz telegraf orqali uzatilgan xabarlar almashinuvi natijasida Rossiyaning "Ermak" muzqaymoq kemasi ekipajiga yirtilgan muz qatlamida bo'lgan Finlyandiya baliqchilari haqidagi ma'lumotlarni tezkor va aniq etkazishdi. *
12 slayd 
Slayd tavsifi:
Bodoning telegraf apparati Yagona telegraf kodini 19-asr oxirida frantsuz Jan Moris Bodo ixtiro qilgan. U faqat ikki xil turdagi signallardan foydalangan. Ularni nima deb atashingiz muhim emas: nuqta va tire, ortiqcha va minus, nol va bir. Bu ikki xil elektr signallari. Barcha belgilar kodining uzunligi bir xil va beshga teng. Bunday holda, harflarni bir-biridan ajratish muammosi paydo bo'lmaydi: signallarning har beshtasi matnning belgisidir. Shuning uchun o'tish shart emas. Agar barcha belgilar kodining uzunligi teng bo'lsa, kod bir xil deb ataladi. Bodot kodi texnologiya tarixida axborotni ikkilik kodlashning birinchi usuli hisoblanadi. Ushbu g'oya tufayli yozuv mashinkasiga o'xshash to'g'ridan-to'g'ri bosma telegraf apparatini yaratish mumkin edi. Muayyan harf bilan tugmachani bosish aloqa liniyasi orqali uzatiladigan mos keladigan besh impulsli signalni hosil qiladi. Bodo sharafiga axborot uzatish tezligi birligi - bod deb nomlandi. Zamonaviy kompyuterlar matnni kodlash uchun bir xil ikkilik koddan ham foydalanadi. Teleks Bu qiziq: telekssiz mehmonxonani "besh yulduz" deb baholab bo'lmaydi. *
Axborot kodlash- signalni axborotdan bevosita foydalanish uchun qulay bo'lgan shakldan uzatish, saqlash yoki avtomatik qayta ishlash uchun qulay shaklga aylantirish jarayoni.Kodlash nazariyasida uzatilgan ma'lumotlarni kodli so'zlarga xaritalashdir.
Ma'lumotlarni uzatish nazariyasida belgilarni signallarga aylantirish.
Videoni transkodlash - videofaylni bir formatdan boshqa formatga o'zgartirish yoki asl nusxaning xususiyatlarini (ravshanligi, bit tezligi) o'zgartirish.
Raqamli televideniye va radioda.
Xabar jo'natuvchi tomonidan uzatilgandan so'ng, qabul qiluvchi uni dekodlaydi. Dekodlash jo'natuvchining belgilarini qabul qiluvchining fikriga tarjima qilishdir. Agar jo'natuvchi tomonidan tanlangan belgilar qabul qiluvchi uchun aynan bir xil ma'noga ega bo'lsa, ikkinchisi jo'natuvchi o'z g'oyasini shakllantirishda nimani nazarda tutganini aniq bilib oladi. Agar g'oyaga munosabat talab etilmasa, axborot almashinuvi jarayoni shu bilan tugashi kerak.
Biroq, quyida muhokama qilinadigan bir qator sabablarga ko'ra, qabul qiluvchi xabarga jo'natuvchining boshidan ko'ra bir oz boshqacha ma'no berishi mumkin. Menejer nuqtai nazaridan, agar qabul qiluvchi jo'natuvchi undan kutgan harakatlarni amalga oshirish orqali g'oyani tushunganligini ko'rsatgan bo'lsa, ma'lumot almashinuvini samarali deb hisoblash kerak.
Muloqot uchun turli to'siqlarni muhokama qilishdan oldin, siz ikkita muhim tushunchani tushunishingiz kerak - qayta aloqa va shovqin.