<<
>>

6.6.3. КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

Кодированием называется сопоставление алфавитов, а пра­вило, по которому оно проводится, — кодом. Иными словами, кодирование можно определить как представление сообщений в форме, удобной для передачи по данному каналу.
Электричес­кий ток в телефонных проводах — это кодированная речь, а звуковые волны речи — это кодированные колебания голосо­вых

В рассматриваемом нами конкретном случае кодирование есть представление по определенным правилам дискретных со­общений в некоторые комбинации, составленные из определен­ного числа элементов — символов. Эти элементы называются элементами кода, а число различных элементов, из которых слагаются комбинации, — основанием кода. Элементы кода образуют кодовые комбинации. Например, если мы составляем комбинации из различных сочетаний 0 и 1, то это код с осно­ванием два, или двоичный код. Если все комбинации имеют одинаковое число знаков, код называется равномерным. Широ­ко известный код Морзе — неравномерный код. Правило коди­рования обычно выражается кодовой таблицей, в которой каж­дому символу сообщения ставится в соответствие определенная кодовая комбинация.

Кодовое представление дискретных значений сигнала осуще­ствляется с помощью цифр, но необязательно десятичных. На­помним, что в десятичной системе, называя число, мы указываем, сколько единиц от нуля до девяти имеется в разряде единиц, в разряде десятков, сотен, тысяч и т. д. То же происходит в любой другой системе счисления с другим основанием. В десятичной си­стеме мы пользуемся десятью цифрами: 0,1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9. В двоичной системе счисления в нашем распоряжении только две цифры: 0 и 1.

Если пронумеровать все буквы алфавита и необходимые спе­циальные символы и выразить каждую цифру в двоичной систе­ме счисления, получится натуральный двоичный код данного ал­фавита.

Очевидно, что число разрядов в двоичной системе боль­ше, чем в десятичной, так как основание системы счисления меньше.

Число кодовых комбинаций определяется числом дискретных значений сигнала. Например, если в языке 32 буквы (или букв и знаков), то для передачи сообщений на этом языке необходимо иметь 32 различные кодовые комбинации. В десятичной системе это означало бы передачу 32 цифр от 0 до 31. В двоичной системе необходимо составить отличающиеся друг от друга 32 кодовые комбинации, и так как 32 = 25, эти комбинации должны быть из 5 элементов, например 01010, 11111, 11001 и т. д. Число возмож­ных кодовых комбинаций для представления 32 букв колоссаль­но: 32! Один из этих вариантов есть натуральный пятизначный двоичный код, используемый для передачи букв латинского и русского алфавитов. При цифровом кодировании речевых сигна­лов исходят из практического наблюдения: искажения сигнала невелики, если его изменения представлять 128 амплитудными значениями, т. е. для его передачи необходимо 128 кодовых ком­бинаций. Для двоичного кода из соотношения 2" = 128 определя­ем, что длина кодовой комбинации п - 1. Таким образом, для передачи речевых сигналов нужен код с 7-элементными кодовы­ми комбинациями. Обычно речевой сигнал по спектру ограничен частотой 4000 Гц. В этом случае речь в цифровой форме необхо­димо передавать со скоростью (вспомним теорему о выборках) 4000 • 2 • 7 = 56 Кбит/с. Заметим, что обычно в комбинацию до­бавляют один служебный символ, и тогда комбинация становит­ся 8-элементной, а необходимая скорость передачи увеличивает­ся до 64 Кбит/с.

Остановимся также на принципах помехоустойчивого коди­рования, играющего чрезвычайно важную роль в развитии средств передачи информации. Отметим, что теория помехоустойчивого кодирования является достаточно сложной, и наши рассуждения носят весьма упрощенный характер.

Основным условием обнаружения и исправления ошибок в принимаемых кодовых комбинациях является избыточность. Поясним это на примере.

Условимся, что необходимо передавать только четыре сооб­щения: А, Б, В и Г. Для передачи этих сообщений можно соста­вить четыре 2-элементные комбинации:

Пусть помехи воздействуют на комбинацию таким образом, что изменяют только один из ее элементов. Если помехе подверг­лась комбинация 00 и она вследствие этого превратилась в ком­бинацию 01, то мы не обнаружим ошибку, а будем просто счи­тать, что вместо А передатчик послал Б; и так будет со всеми четырьмя комбинациями.

Теперь введем избыточность. Используем для передачи А, Б, В и Г 3-элементные кодовые комбинации, которых, кстати, мо­жет быть всего восемь. Выберем из восьми возможных комбина­ций ООО, 001, 010, 100, ПО, 011, 101, 111 (других комбинаций быть не может) только четыре, но так, чтобы они максимально отли­чались друг от друга: 000, 011, 101, ПО.

Пусть теперь в результате действия помехи изменится один из элементов в любой из выбранных комбинаций. Она не будет идентичной ни одной из наших комбинаций, и мы сразу укажем, что принята ошибочная. Таким образом, для передачи сообще­ний А, Б, В, Г код 00, 01, 10, 11 годится, но он не помехоустой­чив, код же 000, 011, 101, ПО является помехоустойчивым. При этом следует оговориться, что он помехоустойчив только к та­ким помехам, которые могут привести лишь к однократной ошиб­ке в комбинации. При двукратной ошибке код не помехоустой­чив. Для защиты от таких помех сообщений А, Б, В и Г пришлось бы допустить еще большую избыточность, используя 4-элемент- ные кодовые комбинации, т. е. выбрав четыре комбинации из 16 возможных.

Таким образом, обнаружить ошибку невозможно, если лю­бой принятый символ служит сообщением. Ошибки можно об­наружить только в том случае, если на возможные сообщения наложены некоторые ограничения.

Итак, одним из основных достоинств передачи информа­ции в цифровой форме является возможность использования ко­дированных сигналов и оптимального в заданных условиях спо­соба их приема. Важно, что при цифровой передаче все типы сиг­налов, такие, как речь, музыка, телевидение, данные, могут объединяться в один общий поток информации, передача кото­рого формализована. Кроме того, уплотнение при одновремен­ном использовании компьютера позволяет эффективнее исполь­зовать спектр и время, защитить канал от несанкционированно­го доступа, объединить в единый процесс передачу цифровой информации и цифровую коммутацию каналов и сообщений.

<< | >>
Источник: Т.П. Барановская, В.И. Лойко, М.И. Семенов, А.И. Трубилин. Информационные системы и технологии в экономике: Учебник. - 2-е изд., доп. и перераб. Под ред. В.И. Лойко. - М.: Финансы и статистика, - 416 с: ил.. 2005

Еще по теме 6.6.3. КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ:

  1. ШТРИХОВОЕ КОДИРОВАНИЕ
  2. Способы кодирования
  3. Кодирование и декодирование
  4. 3.3. Штриховое кодирование и технология его применения в экономической деятельности
  5. 90. ШТРИХОВОЕ КОДИРОВАНИЕ ПРОДУКЦИИ
  6. 1.6.1 Информация в финансовом менеджменте: понятие и требования к информации, принципы учета
  7. 7.5. Ответственность за непредставление документов (информации) о налогоплательщике, плательщике сборов и налоговом агенте или информации о конкретных сделках
  8. Качественные характеристики информации, пре­доставляемой управленческим учетом. Виды ис­пользуемой информации
  9. 1.2. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ КАК ЧАСТЬ ИНФОРМАЦИОННОГО РЕСУРСА ОБЩЕСТВА 1.2.1. ИНФОРМАЦИЯ - НОВЫЙ ПРЕДМЕТ ТРУДА
  10. Т е м а 4ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБМЕНА В КОММУНИКАЦИИ. ПРОИЗВОДСТВО ИНФОРМАЦИИ, РАСПРОСТРАНЕНИЕ, ПРИЕМ, ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ
  11. 7.4. Порядок истребования документов (информации) о налогоплательщике, плательщике сборов и налоговом агенте или информации о конкретных сделках
  12. 3.3. Сроки представления документов (информации) о налогоплательщике, плательщике сборов и налоговом агенте или информации о конкретных сделках при проведении камеральной налоговой проверки
  13. Т е м а 5ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О КОММУНИКАЦИИ КАК О ПРОЦЕССЕ И СТРУКТУРЕ. ФУНКЦИИ КОММУНИКАЦИИ. ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ДОСТУПНОСТЬ ИНФОРМАЦИИ. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВОСПРИЯТИЯ ИНФОРМАЦИИ
  14. 2.1. РОЛЬ ИНФОРМАЦИИ В МАРКЕТИНГОВОМ ИССЛЕДОВАНИИ 2.1.1. Принципы маркетинговой информации
  15. 1.6.3. Носители получения вторичной внешней информации (информации о внешней среде)