Кодирование информации в ЭВМ

Например, каждый фрагмент текста ("предложение") передается трижды, и верным считается та пара фрагментов, которая полностью совпала. Однако, большая избыточность приводит к большим временным затратам при передаче информации и требует большого объема памяти при ее хранении. Отсюда следует задача устранения избыточности, или эффективного кодирования. Впервые теоретическое исследование такого рода проблем предпринял К.Шеннон.

Первая теорема Шеннона о передаче информации, которая называется также основной теоремой о кодировании при отсутствии помех, формулируется следующим образом:

При отсутствии помех передачи всегда возможен такой вариант кодирования сообщения, при котором избыточность кода будет сколь угодно близкой к нулю.

 Вторая теорема Шеннона гласит, что при наличии помех в канале всегда можно найти такую систему кодирования, при которой сообщения будут переданы с заданной достоверностью. При наличии ограничения пропускная способность канала должна превышать производительность источника сообщений. Вторая теорема Шеннона устанавливает принципы помехоустойчивого кодирования. Для дискретного канала с помехами теорема утверждает, что, если скорость создания сообщений меньше или равна пропускной способности канала, то существует код, обеспечивающий передачу со сколь угодно малой частотой ошибок.

Эта теорема не дает конкретного метода построения кода, но указывает на пределы достижимого в области помехоустойчивого кодирования, стимулирует поиск новых путей решения этой проблемы.[5]

 

Глава 2. Практическая часть

Программа на  кодирование информации

 

Кодирование информации — одна из базовых тем курса теоретических основ информатики, отражающая фундаментальную необходимость представления информации в какой-либо форме, — т.е. кодировании информации. При этом слово «кодирование» понимается не в узком смысле — кодирование как способ сделать сообщение непонятным для всех, кто не владеет ключом кода, а в широком — как представление информации в виде сообщения на каком-либо языке.

Освещение данной темы в курсе информатики возможно под различными углами зрения и на различных уровнях. Самый простой подход состоит в рассмотрении понятия кодирования как представления информации в ознакомительном, общеобразовательном плане. Более продвинутый подход включает изучение теории кодирования. В данном практикуме мы ориентируемся на достаточно элементарные сведения о кодировании, имеющие общеобразовательное значение, и оставляем серьезное знакомство с теорией кодирования для школьников.

  По данной теме я разработала программу для учащихся 8-9 классов. Программа написана на языке программирования Delphi6 и называется «Кодирование флажковой азбуки».

  Суть программы: Вводим сообщение из русских букв, программа выводит закодированное сообщение в виде флажков, по определенному правилу (таблице кодирования): каждой букве присвоен определённый флажок.

 На форме нанесены следующие компоненты:

• Компонент Список изображений (ImageList)

Этот компонент расположен на панели Win32. В нём производится работа с графическим изображением, он позволяет хранить наборы картинок фиксированного размера, причём обращаться к картинки (в нашей программе их 34) мы будем по номерам и осуществлять вывод изображений на экран;

• Компонент Область рисования (PaintBox)

Расположен на панели System. Используем для вывода графической информации (флажков).

• Текстовое поле (Edit)

Расположен на панели Standard. Поле, в которое будем вводить сообщение, для  того чтобы его закодировать;

• Кнопка (Button)

Расположен на панели Standard. 1 кнопка “очистить” (можно очистить сообщение в текстовом поле и написать новое), 2 кнопка “кодировать” (кодирует сообщение, которое ввели в текстовое поле и выводит уже закодированное сообщение в PaintBox), 3 кнопка “таблица кодирования” (выводит таблицу  в новой форме, на которой можно просмотреть, какой букве соответствует флажок);

•   Метка (Label)

Расположен на панели Standard.Содержит информацию о том, что сообщение не должно быть более 27 символов;

• Панель (Panel)

На панели будет располагаться PaintBox, нужна для того, чтоб визуально можно было увидеть, куда будет выводиться сообщение.

 

 

 

 

Приложение

Код кодирования сообщения.

var     s:string;

i,j,k:integer;

  Form1: TForm1;

implementation

uses Unit2;

{$R *.dfm}

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);

begin

  s:=Edit1.Text;

       if Length(s)>27 then

           begin

          ShowMessage('сообщение более 27 символов');

           end

     else

          for i := 1 to length(s) do

            begin

 if (s[i]='а') or (s[i]='А')  then

k:=0;

if (s[i]='б') or (s[i]='Б')   then

k:=1;

if (s[i]='в') or (s[i]='В')   then

k:=2;

if (s[i]='г')  or (s[i]='Г') then

k:=3;

if (s[i]='д') or (s[i]='Д')  then

k:=4;

if (s[i]='е')or (s[i]='Е')   then

k:=5;

if (s[i]='ё')or (s[i]='Ё')   then

k:=6;

if (s[i]='ж')or (s[i]='Ж')   then

k:=7;

if (s[i]='з') or (s[i]='З')  then

k:=8;

if (s[i]='и') or (s[i]='И')  then

k:=9;

if (s[i]='й') or (s[i]='Й')  then

k:=10;

if (s[i]='к') or (s[i]='К')  then

k:=11;

if (s[i]='л') or (s[i]='Л')  then

k:=12;

if (s[i]='м') or (s[i]='М')  then

k:=13;

if (s[i]='н') or (s[i]='Н')  then

k:=14;

if (s[i]='о') or (s[i]='О')  then

k:=15;

if (s[i]='п') or (s[i]='П')  then

k:=16;

if (s[i]='р') or (s[i]='Р')  then

k:=17;

if (s[i]='с') or (s[i]='С')  then

k:=18;

if (s[i]='т')or (s[i]='Т')   then

k:=19;

if (s[i]='у') or (s[i]='У')  then

k:=20;

if (s[i]='ф')or (s[i]='Ф')   then

k:=21;

if (s[i]='х')or (s[i]='Х')   then

k:=22;

if (s[i]='ц')or (s[i]='Ц')   then

k:=23;

if (s[i]='ч') or (s[i]='Ч')  then

k:=24;

if (s[i]='ш') or (s[i]='Ш')  then

k:=25;

if (s[i]='щ')or (s[i]='Щ')   then

k:=26;

if (s[i]='ъ')or (s[i]='Ъ')   then

k:=27;

if (s[i]='ы')or (s[i]='Ы')   then

k:=28;

if (s[i]='ь') or (s[i]='Ь')  then

k:=29;

if (s[i]='э') or (s[i]='Э')  then

k:=30;

if (s[i]='ю') or (s[i]='Ю')  then

k:=31;

if (s[i]='я') or (s[i]='Я')   then

k:=32;

  if s[i]=' ' then

  k:=33;

 

ImageList1.Draw(PaintBox1.Canvas,35*i,5,k,true);

 

Очистка сообщения.

procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);

begin

edit1.Text:='';

end;

 

Посмотреть таблицу кодирования.

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);

begin

Form2.Show;

end;

 

Заключение

  За недолгое время компьютер из вычислительного устройства превратился в устройство для обработки многих видов информации: текстовой, графической, звуковой. С помощью компьютера информация упаковывается и шифруется, путешествует по различным каналам связи и может быть доставлена в любой уголок мира. Современный человек уже не представляет свою деятельность без применения компьютера. Как информация может быть представлена в компьютере, как она передается по каналам связи - ответы на все эти вопросы мы получем после изучения темы "Кодирование информации". Сведения об информации, языках как способах представления информации, о кодировании информации без компьютера, о двоичном кодировании, о системах счисления, о кодировании информации в компьютере - все эти вопросы должны входить в содержание Федерального компонента образовательного стандарта школьного курса информатики.

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

 

1. Информатика: Базовый курс для 7 – 9 кл. / И. Г. Семакин, Л.А. Залогова, С. В. Русаков, Л. В. Шестакова – М.: Лаборатория базовых знаний, 1998.
2. Кушниренко А. Г., Лебедев Г. В., Сворень Р. А. Основы информатики и вычислительной техники: Учеб. Для 10 – 11 кл. сред. шк., - М.: Просвещение, 1996.
3. Информатика. 7 - 9 кл. Базовый курс. Учебник. / Под. ред. Проф. Н. В. Макаровой. – Спб.: Питер, 2002.
4. Задачник-практикум по информатике: Учеб. Пособие для сред. Шк. / Пол ред. И. Семакина, Е. Хеннера. М.: Лаборатория базовых знаний, 1999.
5. Информатика: Учеб.пособие для студ. Пед. Вузов / А. В. Могилёв, Н. И. Пак, Е. К. Хеннер; Под ред. Е. К. Хеннера. – 2-е издание, стер. – М.: Издательский центр «Академия».
6. Delphi 7. Учебный курс / С. И. Бобровский. – СПб.: Питер, 2003.
7. Трофимова М.В. Измерение количества информации // Информатика: Еженед. прил. к газ.  «Первое сентября». №2. 2000.
8. Теория кодирования и теория информации. Учебник / Р. В.Хемминг – М.: Издат.: Радио и Связь, 1985.
9. Основы теории информации и кодирования. Учебник / В.В. Крушный – М.,2005.
10. //sdo.uspi.ru/mathem&inform/lek8/lek_8.htm
11. ru.wikipedia.org/wiki/Lempel-Ziv-Welch