ОсноВные понятия теории кодирования информации Передача информации. Информационные каналы
Человек способен воспринимать информацию в самых различных формах ее представления: в виде звуковых сигналов, в виде графических изображений, в виде текста и т.п. Однако в ЭВМ информация хранится и обрабатывается только в форме цифрового двоичного кода.
Преобразование информации из формы, удобной для восприятия человеком, к представлению для хранения, обработки и передачи в ЭВМ называется кодированием. Обратный переход к исходному представлению информации называется декодированием.
Хотя естественной для органов чувств человека является аналоговая (непрерывная) форма, универсальной все же следует считать дискретную форму представления информации с помощью некоторого набора знаков. В частности, именно таким образом представленная информация обрабатывается компьютером, передаётся по компьютерным и некоторым иным линиям связи.
Информация передается в виде сообщений от некоторого источника информации к ее приемнику посредством канала связи между ними (рис.1). Источник посылает передаваемое сообщение, которое кодируется в передаваемый сигнал. Этот сигнал посылается по каналу связи. В результате в приемнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением. Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.
Канал связи
Передающее
устройство
Приёмное
устройство
Источник сообщений
Получатель
Источник
помех
Рис.1. Общая схема передачи информации
Совокупность устройств, предметов или объектов, предназначенных для передачи информации от источника к приемнику, называется каналом информации или информационным каналом. Примером канала может служить почта, телефон, компьютер и т.п.
Основной характеристикой информационного канала является пропускная способность. Пропускная способность – это количество информации, передаваемое каналом в единицу времени. Измеряется пропускная способность в бит/с. В честь изобретателя телеграфа этой единице было дано имя Бод:
1 Бод = 1 бит/с.
Пропускная способность информационного канала определяется двумя параметрами: разрядностью и частотой. Она пропорциональна их произведению.
Разрядностью называют максимальное количество информации, которое может быть одновременно помещено в канал. Частота показывает, сколько раз информация может быть помещена в канал в течение единицы времени. В качестве примера возьмём почтовый канал. Его разрядность огромна. Так, пересылая по почте, например, лазерный диск, можно поместить одновременно в канал гигабиты информации. В то же время частота почтового канала очень низкая – выемка почты из ящиков происходит не чаще пяти раз в сутки.
Абстрактный алфавит
Информация передается в виде сообщений. Дискретная информация записывается с помощью некоторого конечного набора знаков, которые будем называть буквами, не вкладывая в это слово привычного ограниченного значения (типа “русские буквы” или “латинские буквы”). Буква в данном расширенном понимании – любой из знаков, которые некоторым соглашением установлены для общения. Например, при передаче сообщений на русском языке такими знаками будут русские буквы – прописные и строчные, знаки препинания, пробел; если в тексте есть числа – то и цифры. Вообще, буквой будем называть элемент некоторого конечного множества (набора) отличных друг от друга знаков. Множество знаков, в котором определен их порядок, назовем алфавитом (общеизвестен порядок знаков в русском алфавите: А, Б,..., Я).
Рассмотрим некоторые примеры алфавитов.
Алфавит прописных русских букв:
А Б В Г Д Е Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
Алфавит знаков правильной шестигранной игральной кости:
Алфавит арабских цифр: 0123456789
Алфавит шестнадцатеричных цифр:0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
Алфавит двоичных цифр: 0 1