Преподавание информатики. Открытый урок по теме «Декодирование информации» (3-й класс)

Содержание

Кодирование представляет собой отображение АИМ квантованного сигнала в виде сочетания двоичных кодовых символов. Формальный аналог этой операции — представление чисел в двоичной системе счисления. При кодировании каждому квантованному по уровню АИМ сигналу ставят в соответствие кодовую комбинацию определённой структуры, состоящую из символов 0 и 1 и называемую кодовым словом. Количество символов в кодовом слове определяет разрядность кода и обозначается т. Для определения структуры комбинации в простейшем случае нужно в двоичном коде записать амплитуду АИМ отсчета Яд им, выраженную в шагах квантования 5. Это соответствует импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). В этом случае:

т-1

НАим= ^ai^1 + а222 + …+ ат_12т(6)

i=0

где а/ = (0,1) — состояние соответствующего разряда комбинации;

i

2 — вес соответствующего разряда в условных шагах квантования;

т — число разрядов.

Кодовая комбинация, записанная в двоичной системе счисления, согласно (6), будет выглядеть следующим образом (рис. 19):

^?т-1

а5

CI4

а3

а2

О]

Рис. 19. Структура кодовой комбинации, соответствующей амплитуде АИМ отсчета Наим

Например, если число разрядов кода m = 4 и Ндим =113, то кодовая комбинация будет иметь структуру 1011, т.к.

11 = 1 -23 + 0 -22 + 1 • 21 +1-2° ^1011.

Рассмотренную выше последовательность действий (алгоритм перевода) удобнее изобразить так:

Записывая остатки от деления в направлении, указанном стрелкой, получим:

Н10 = Ю112

Последовательность m-разрядных кодовых комбинаций представляет собой групповой сигнал с ИКМ, называемый также цифровым.

Рассмотрим квантованный АИМ сигнал на входе кодера и соответствующий ему цифровой сигнал на выходе кодера (рис. 20).

Квантованный АИМ-сигнал (Наим)

КОДЕР

Цифровой сигнал (Иикм)

Рис. 20. Сигналы на входе и выходе кодера

иИКМ I I I

t I

01011 111 1 10001 1 1110100 11

п пп пппп ппппп пп к,

24 2’ 22 2′ 2°

т=5 б)

Рис. 21. Временные диаграммы на входе Ядим(0 и выходе ицкмМ кодера

Если амплитуды отсчетов, поступающих на вход кодера, могут принимать значения в диапазоне Ндим = (0^31)5 условных шагов квантования (рис. 21а), тогда на выходе кодера формируется цифровой сигнал, представляющий собой последовательность пятиразрядных кодовых комбинаций (рис. 216), т.е. m = 5.

Симметричный двоичный код (рис. 22) в основном используется при кодировании двуполярных сигналов (например, телефонных). В этом коде для всех положительных отсчетов знаковый символ имеет значение 1, а для отрицательных — 0. Для положительных и отрицательных отсчетов, равных по амплитуде, структуры кодовых комбинаций полностью совпадают (за исключением знакового разряда), т.е. код является симметричным. Например, максимальному положительному сигналу соответствует код 11111111, а максимальному отрицательному — 01111111.

знаковый разряд

аб

а5

а4

аз

а2

а/

Рис. 22. Общий вид кодовой комбинации для восьмиразрядного симметричного кода

Натуральный двоичный код (рис. 23) в основном используется при кодировании однополярных сигналов.

а7 а6 а5 а4 а3 а2 aj а

Рис. 23. Общий вид кодовой комбинации для восьмиразрядного натурального кода

Скорость передачи двоичного цифрового сигнала для одного канала, полученного в результате ИКМ преобразования, находят по формуле (для двоичных кодов скорость передачи численно совпадает с частотой следования двоичных символов):

В!=Л’т. (7)

Например, при аналого-цифровом преобразовании телефонного сигнала выбирают fd =8 кГц, m = 8. Отсюда следует, что скорость передачи оцифрованного телефонного сигнала (основного цифрового канала ОЦК) равна 64 кбит/с.

Скорость передачи группового (многоканального) цифрового сигнала определяется как

B„=BXN, да

где N — общее число канальных интервалов в цикле передачи.

Пример 1

Закодировать АИМ отсчет с амплитудой, равной Ндим ~ 756 восьмиразрядным двоичным кодом для случая применения:

  • натурального двоичного кода;
  • симметричного двоичного кода.

Решение:

В соответствии с (6) и рис. 22, 23 запишем число 75 в двоичной форме:

75J0= 10010112.

Для натурального двоичного кода первый разряд будет иметь вес, т.е.

01001011.

С учётом знака для симметричного кода кодовое слово имеет вид

11001011.

Пример 2

Декодировать двоичную комбинацию вида 01110011 для случаев применения:

  • натурального двоичного кода;
  • симметричного двоичного кода.

Решение:

Если декодировать комбинацию вида 01110011 для натурального двоичного кода, то будем иметь: 26 + 25 + 24 + 21 +1 = 115 б.

Для симметричного: — (2б + 25 + 24 + 21 +1) = -115 5.

ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ И ТЕСТЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

  • 1. Запишите значение АИМ отсчета 47V • 6 виде восьмиразрядной кодовой комбинации в натуральном двоичном коде (см. рис. 22);
  • 2. Запишите значение АИМ отсчета (-4У + 60) • J в симметричном двоичном коде (см. рис. 21).
  • 3. При передаче по линии связи двух кодовых комбинаций, полученных в первой задаче, произошли ошибки в (Л78)-разряде (полученное число округлить до целого). Необходимо найти значение полученного АИМ отсчета, выраженное в шагах квантования S.
  • 4. Необходимо закодировать АИМ отсчет с амплитудой, равной Ндим =1126 восьмиразрядным двоичным кодом для случая применения:
    • — натурального двоичного кода;
    • — симметричного двоичного кода.
  • 5. Необходимо декодировать двоичную комбинацию вида 01101110 для случаев применения:
    • — натурального двоичного кода;
    • — симметричного двоичного кода.
  • 6. Для чего применяют неравномерное квантование сигнала по уровню?
  • 7. Как меняется шаг квантования при неравномерном квантовании?
  • 8. Чем характеризуется равномерное квантование сигнала по уровню?
  • 9. Сколько разрядов будет содержать кодовая комбинация, если при квантовании сигнала использовалось 256 уровней квантования?
  • 10. Какой будет максимальный уровень квантования сигнала на входе кодера, если на выходе кодера получен шестиразрядный цифровой сигнал?
  • 11. Минимальное количество разрядов при двоичном кодировании

отсчета с амплитудой равной 73 шагам квантования равно…..

12. Скорость передачи для ЦСП с общим числом каналов 10 равна … кбит/с.

  • Главная
  • База знаний
  • КОДЕРЫ И ДЕКОДЕРЫ

     Микросхемы данного типа используются для построения систем дистанционного управления различными приборами и системами, посредством кодирования различных сигналов, поступающих от оператора (например, нажатия кнопки на пульте), последующей передачи команды по каналам связи, приема команды и ее выполнения (выдачи сигнала срабатывания исполнительному устройству). В качестве каналов связи могут использоваться: проводные линии, инфракрасные и радиоканалы (в частности, микросборки фирмы «Telecontrolli», также предлагаемые нашей фирмой). Кодирование сигнала обеспечивает микросхема — кодер, декодирование — микросхема-декодер.      Приборы этого типа предлагаются двух видов: микросхемы, которые используют для обмена информацией дискретные цифровые сигналы (MC145026, MC145027, MC145028) и микросхемы, которые используют для обмена информацией цифровые последовательности, закодированные специальным кодом по технологии «Keeloq». Семейство MC145026, MC145027, MC145028      Кодер (MC145026): Осуществляет преобразование информации о состоянии своих 9 входов в последовательную цифровую комбинацию, и после подачи разрешающего сигнала осуществляет ее выдачу в линию связи (для повышения надежности комбинация передается два раза). При этом кодер позволяет при кодировании использовать троичную и двоичную системы уровней напряжения (троичная — на любой из кодирующих входов подается лог. 0 или лог. 1, или ничего не подается — открытый вход; двоичная — на любой из кодирующих входов подается лог. 0 или лог. 1)      Декодеры: MC147027 — используется двухступенчатая схема помехозащиты. Работает декодер следующим образом — из принятого последовательного потока данных 5 принятых троичных символов интерпретируются как код команды (таким образом можно закодировать в режиме троичной адресации 255 команд, двоичной — 32 команды), оставшиеся 4 бита рассматриваются как двоичная контрольная сумма. После принятия кодовой комбинации (обязательно двукратного), сравниваются 4 вышеупомянутых бита в двух принятых комбинациях и в случае полного их совпадения выдается логический уровень на специальный вывод — «передача верна».      MC147028 — используется одноступенчатая система помехозащиты. Декодер интерпретирует все девять принятых троичных символов как код команды (таким образом можно закодировать в режиме троичной адресации 19683 команд, двоичной — 512 команд), при этом сигнал <передача верна> выдается, в случае если все символы в двух принятых комбинациях совпадают (дополнительная проверка на четность — отсутствует).Основные характеристики:

  • Промышленный диапазон рабочих температур: от — 40 до + 85 °C
  • Широкий диапазон рабочих напряжений: MC147026 — 2,5…18 В, MC147027, MC147028 — 4,5…18 В (для декодеров возможны версии с расширенным диапазоном напряжений питания SC41343 — 2,8…10 В (MC147027), SC41344 — 2,8…10 В (MC147028)
  • Встроенный тактовый генератор (на RC цепочке, нет необходимости в применении кварца, отсутствуют требования к точности резистора и конденсатора — могут использоваться стандартные компоненты с точностью 5 %)
  • Встроенная схема сброса по включении питания устанавливает все выводы декодера в состояние логического нуля
  • Встроенная защита от статического электричества

Расшифровка обозначений:Fтакт.макс. — максимальная тактовая частотаIвх. макс. — максимальный входной ток по цифровым входам кодераIвых. макс.(1/0) — максимальный выходной ток по выходам декодера

Наименование Iпотр.макс., мА Uпит., В Fтакт.макс., МГц Iвх.макс., мА Iвых.макс.(1/0), мА Корпус
MC145026 0,6 2,5…18 10 ±110 SO16, DIP16
MC145027P 1,2 4,5…18 0,45 -3,6/ +3,6 DIP16
MC145028P 1,2 4,5…18 0,45 -3,6/ +3,6 DIP16

Микросхемы с технологией «Keeloq» от фирмы «Microchip»Кодеры

Наименование Общая длина кодовой посылки, бит Кол-во бит <прыгающего> кода в посылке Длина обучающей посылки, бит Кол-во функций Выход Uпит., В Примечание Корпус
HCS200-I/SN 66 32 32 7 ШИМ 3,5…13,0 Поддержка фиксированного кода, индикатор «Battery LOW» SO8
HCS301-I/SN 66 32 32 15 ШИМ 3,5…13,0 Драйвер светодиода, индикатор «Battery LOW» SO8

Декодеры

Наименование Кодовая посылка, бит Интерфейс связи Кол-во функций Uпит., В Корпус
HCS512-I/P 67/69 4 15 3,0…6,0 DIP8
HCS512-I/SO 67/69 4 15 3,0…6,0 SO8
HCS515-I/P 67/69 7 SPI 15 4,5…5,5 DIP8
  • Наименование К продаже Цена от

—> HCS301-I/SN К продаже: 100 шт. Цена от: 157,77 Минимум: шт. —> HCS200-I/SN К продаже: 309 шт. Цена от: 117,82 Минимум: 2 шт. —>

  • Производитель Корпус Описание

MCHP SOIC8 Keeloq кодер 3.5-13.0V Длина обуч. посылки 32 бит упр.LED тайм-аут MCHP SOIC8 Keeloq кодер 3.5-13V Длина обуч. посылки 32 бит

Объяснение правил деление (разбивки) слова «декодирование» на слоги для переноса. Онлайн словарь Soosle.ru поможет: фонетический и морфологический разобрать слово «декодирование» по составу, правильно делить на слоги по провилам русского языка, выделить части слова, поставить ударение, укажет значение, синонимы, антонимы и сочетаемость к слову «декодирование».

Слоги в слове «декодирование» деление на слоги

— начальный, прикрытый, открытый, 2 буквы — средний, прикрытый, открытый, 2 буквы — средний, прикрытый, открытый, 2 буквы — средний, прикрытый, открытый, 2 буквы — средний, прикрытый, открытый, 2 буквы — средний, прикрытый, открытый, 2 буквы — конечный, неприкрытый, открытый, 1 буква

Как перенести слово «декодирование»

декодированиедекодированиедекодированиедекодированиедекодирование

Морфологический разбор слова «декодирование»

Часть речи: Имя существительное Грамматика: часть речи: имя существительное;одушевлённость: неодушевлённое;род: средний;число: единственное;падеж: именительный, винительный;отвечает на вопрос: (есть) Что?, (вижу/виню) Что? Начальная форма: декодирование

Разбор слова «декодирование» по составу

де приставка
код корень
ир суффикс
ова суффикс
ни суффикс
е окончание

декодирование

Сходные по морфемному строению слова «декодирование»

Сходные по морфемному строению слова

деблокированиедегидрированиедемаскированиедеформированиедехлорирование

Синонимы слова «декодирование»

1. расшифровка 2. расшифровывание 3. дешифрирование 4. дешифрование 5. дешифровка 6. декодировка

Антонимы слова «декодирование»

1. шифрование 2. кодирование

Ударение в слове «декодирование»

декоди́рование — ударение падает на 3-й слог

Фонетическая транскрипция слова «декодирование»

[д’икад’`ираван’ий’э]

Фонетический разбор слова «декодирование» на буквы и звуки (Звуко-буквенный)

Буква Звук Характеристики звука Цвет
д [д’] согласный, звонкий парный, мягкий д
е [и] гласный, безударный е
к [к] согласный, глухой парный, твёрдый, шумный к
о [а] гласный, безударный о
д [д’] согласный, звонкий парный, мягкий д
и [] гласный, ударный и
р [р] согласный, звонкий непарный (сонорный), твёрдый р
о [а] гласный, безударный о
в [в] согласный, звонкий парный, твёрдый, шумный в
а [а] гласный, безударный а
н [н’] согласный, звонкий непарный (сонорный), мягкий н
и [и] гласный, безударный и
е [й’] согласный, звонкий непарный (сонорный), мягкий е
[э] гласный, безударный

Число букв и звуков:На основе сделанного разбора делаем вывод, что в слове 13 букв и 14 звуков.Буквы: 7 гласных букв, 6 согласных букв.Звуки: 7 гласных звуков, 7 согласных звуков.

Предложения со словом «декодирование»

Для аудио — и видеокарты должны быть инсталлированы необходимые драйверы, прикладная программа-проигрыватель, соответствующие утилиты декодирования информации. Источник: П. А. Ташков, Защита компьютера на 100%: cбои, ошибки и вирусы, 2010. Чем более качественный чип для декодирования аналогового сигнала используется в тюнере, тем выше качество изображения. Источник: Виктор Гольцман, Компьютер + TV: телевидение на ПК, 2008. Штатно ATI Stream используется (посредством новейших драйверов серии Catalyst) для ускорения декодирования видеопотоков MPEG-2 и H. 264. Источник: PC Magazine/RE, Журнал PC Magazine/RE №08/2009.

Сочетаемость слова «декодирование»

1. процесс декодирования 2. (полная таблица сочетаемости)

Значение слова «декодирование»

1. спец. действие по значению гл. декодировать; преобразование закодированной информации в понятный, пригодный для непосредственного использования вид (Викисловарь)

Как правильно пишется слово «декодирование»

Орфография слова «декодирование»

Правильно слово пишется: декоди́рование

Нумерация букв в словеНомера букв в слове «декодирование» в прямом и обратном порядке:

  • 13д1
  • 12е2
  • 11к3
  • 10о4
  • 9д5
  • 8и6
  • 7р7
  • 6о8
  • 5в9
  • 4а10
  • 3н11
  • 2и12
  • 1е13

Ассоциации к слову «декодирование»

Имя существительное

  • Алгоритм

  • Процессор

  • Видео

  • Конвейер

  • Кода

  • Формат

  • Расшифровка

  • Воспроизведение

  • Потоков

  • Шифр

  • Вещание

  • Пробел

  • Ускорение

  • Инструкция

  • Преобразование

  • Интерфейс

  • Загрузка

  • Теорема

  • Бит

  • Соболев

  • Последовательность

  • Частота

  • Обработка

  • Матрица

  • Капитализм

  • Производительность

  • Блок

  • Стандарт

  • Вычисление

  • Сигнал

  • Технология

  • Чип

  • Шеннон

  • Расширение

  • Передача

  • Сложность

  • Реализация

  • Модуль

  • Приём

  • Эффективность

  • Вероятность

  • Использование

  • Параметр

  • Метод

  • Предсказание

  • Сообщение

  • Затрата

  • Файл

  • Нуль

  • Таблица

  • Нагрузка

  • Код

  • Разделение

  • Схема

  • Поддержка

  • Архитектура

  • Набор

  • Ширин

  • Выполнение

  • Процесс

  • Протокол

  • Приложение

  • Процедура

  • Задержка

  • Стадий

  • Увеличение

  • Применение

  • Ядро

Имя прилагательное

  • Кодовый

  • Графический

  • Цифровой

  • Программный

  • Вспомогательный

  • Вычислительный

  • Знаковый

  • Звуковой

  • Эфирный

  • Линейный

  • Неограниченный

  • Нулевой

  • Эффективный

  • Машинный

  • Максимальный

  • Регулярный

  • Последующий

  • Информационный

Глагол

  • Ускорять

  • Предоставляться

  • Встроить

  • Исправлять

  • Реализовать

  • Выполняться

  • Использоваться

  • Базироваться

  • Улучшить

  • Обеспечивать

  • Производиться

  • Осуществляться

  • Применяться

Наречие

  • Путём

2020-07-17

  • Беседина Ольга Увайсовна, учитель информатики

Разделы:Информатика

Класс:3

Цели урока:

  1. Обобщить знания учащихся о действиях с информацией;
  2. Познакомить учащихся с действием, обратным кодированию, — с декодированием информации;
  3. Раскрыть смысл понятия «декодирование» на примерах;
  4. Научить детей решать простые информационные задачи на кодирование и декодирование.

Педагогические задачи урока:

  1. Инициировать умственную деятельность учащихся при обобщении сведений о действиях с информацией;
  2. Совершенствовать аналитические навыки учащихся при выполнении заданий на преобразование информации из одной формы в другую;
  3. Развивать информационную культуру учащихся.

Ключевые понятия:

  • декодирование информации,
  • код,
  • кодировочная таблица, п
  • реобразование

Характеристика урока:

Форма организации – эвристическая беседа с опорой на знания учащихся, групповая работа (решение информационных задач).

Тип урока: комбинированный (повторительно-обобщающий с выходом на получение новых знаний).

План урока:

  1. Организационный момент;
  2. Обобщение известных учащимся знаний по теме урока;
  3. Новый материал по теме;
  4. Практическая работа учащихся за теоретическими столами.
  5. Физкультминутка;
  6. Практическая работа учащихся за компьютерами.
  7. Рефлексия (подведение итогов урока и оценивание деятельности учащихся).
  8. Комментарии учителя к домашнему заданию.

Презентация

Ход урока

1. Организационный момент.

Здравствуйте ребята! С каким настроением вы пришли сегодня на урок? Перед вами лежат 3 смайлика (смайлики выражают: радость : – ), печаль : – (, равнодушие : – ?), поднимите смайлик соответствующий вашему настроению.

2. Обобщение известных учащимся знаний по теме урока(слайд 2)

Вопросы:

  1. Какие действия с информацией вы знаете?
  2. Что такое кодирование информации?
  3. Для чего люди кодируют информацию?
  4. При кодировании сообщения изменяется его смысл?
  5. Что такое данные?
  6. Приведите примеры кодирования информации.
  7. Как называются таблицы, которые помогают вам при кодировании?

Рассмотрим некоторые из них. (слайд 3, слайд 4, слайд 5, слайд 6)

3. Новый материал по теме

На слайде (слайд 6) таблица русского алфавита с порядковыми номерами букв. В ней буквы алфавита пронумерованы по порядку. Мы можем при шифровании сообщения вместо буквы записать ее порядковый номер — числовой код.

Воспользовавшись этой таблицей, закодируйте слово ИНФОРМАТИКА. Тот, кто первый выполнит задание, записывает ответ на доске.

Молодцы ребята, вы умеете правильно кодировать сообщения.

Воспользовавшись этой таблицей, кто-то закодировал сообщение (слайд 7) Ребята, как мы узнаем, какое слово закодировано этими кодами? (Учащиеся догадываются, что необходимо воспользоваться кодовой таблицей и выполнить действие обратное кодированию – декодирование. Закодированное слово — ИНФОРМАЦИЯ).

Правильно, молодцы ребята! Воспользовавшись кодировочной таблицей вы, из числового кода, получили буквенное, всем понятное сообщение. Если у получателя есть кодовая таблица, то он легко декодирует и восстановит текст сообщения.

Действие, которое вы сейчас выполнили, называется декодированием.

Декодирование информации — это тема нашего урока. Сегодня мы узнаем, что такое декодирование информации и научимся декодировать сообщения.

Итак, мы доказали, что если знать правило с помощью которого было закодировано сообщение, то его легко можно декодировать. (слайд 8)

Декодирование – это действие с информацией, обратное кодированию.

Смысл декодирования – преобразование полученной формы представления информации в первоначальную. Смысл сообщения при декодировании не изменяется.

Рассмотрим пример (слайд 9). Слава получил письмо от своего друга. Письмо – это закодированная в виде текста информация. Когда мальчик вслух читал текст закодированного сообщения, он преобразовывал письменную речь своего друга в устную речь. Это и есть декодирование.

(слайд 10) При работе на компьютере мы постоянно имеем дело с кодированием и декодированием информации. При вводе информации в память компьютера происходит её кодирование. При выводе информации на экран или с помощью принтера на бумагу происходит действие, обратное кодированию, — декодирование.

(слайд 11) Кодирование и декодирование информации – это преобразование формы представления сообщения по известным правилам или с использованием кодировочной таблицы.

4. Практическая работа учащихся за теоретическими столами. (слайд 12)

Мальчик заменил каждую букву своего имени её номером в алфавите.

Получилось 18 21 19 13 1 15. Как зовут мальчика?

Ответ: Руслан

Игра «Передай закодированное сообщение» (слайд 13)

Это игра в парах. Каждый участник придумывает слово. Кодирует его с помощью таблицы порядковых номеров. Передает другому ученику в паре, который расшифровывает полученное сообщение.

5. Физкультминутка.

6. Практическая работа учащихся за компьютерами.

Учащиеся объединяются в четыре группы и на время выполняют задания компьютерного практикума. Используется программно-методический комплекс «МИР ИНФОРМАТИКИ». Он предназначен для учащихся 2-й образовательной ступени — младшей школы (1-4 классов), 4 год обучения. Тема: « Кодирование как способ обработки информации». Всего четыре задания:

  1. Пляшущие человечки (раскодируй и впиши в пустые клеточки текст высказывания мистера Холмса);
  2. Морской алфавит (раскодируй и впиши в пустые клеточки сообщение, переданное с корабля);
  3. Инопланетное сообщение (раскодируй и впиши в пустые клеточки сообщение инопланетян);
  4. Цифровой код (раскодируй и впиши в пустые клеточки шифровку специального агента).

В каждом задании дано закодированное сообщение. Необходимо, используя кодировочную таблицу, преобразовать сообщения из одной формы представления в другую, т.е. декодировать сообщение. Время выполнения компьютерного практикума ограничено, и учащиеся предупреждены об этом. За каждое правильно выполненное задание, т.е. декодированное сообщение, группа получает эмблему. Та команда, которая за отведенное время, заработает больше эмблем, получает пятерки.

7. Рефлексия(Подведение итогов урока и оценивание деятельности учащихся).

Учитель спрашивает детей:

  • что мы делали сегодня на уроке,
  • чему научились.

Оцените себя, используя смайлики.

Учитель предлагает нарисовать детям смайлики в зависимости от того, как они оценивают свой успех на уроке:

: – ) – те, кто считает, что хорошо понял тему и хорошо поработал на уроке.

: – ? – те, кто считает, что недостаточно хорошо понял тему, поработал на уроке.

: – ( – те, кто считает, что ему еще много нужно работать над данной темой.

8. Домашнее задание: параграф 10, в РТ стр. 41- 44

22.02.2010

Эксплуатация электронно-вычислительной техники для обработки данных стала важным этапом в процессе совершенствования систем управления и планирования. Но такой метод сбора и обработки информации несколько отличается от привычного, поэтому требует преобразования в систему символов, понятных компьютеру.

Что такое кодирование информации?

Кодирование данных – это обязательный этап в процессе сбора и обработки информации.

Как правило, под кодом подразумевают сочетание знаков, которое соответствует передаваемым данным или некоторым их качественным характеристикам. А кодирование – это процесс составления зашифрованной комбинации в виде списка сокращений или специальных символов, которые полностью передают изначальный смысл послания. Кодирование еще иногда называют шифрованием, но стоит знать, что последняя процедура предполагает защиту данных от взлома и прочтения третьими лицами.

image

Цель кодирования заключается в представлении сведений в удобном и лаконичном формате для упрощения их передачи и обработки на вычислительных устройствах. Компьютеры оперируют лишь информацией определенной формы, поэтому так важно не забывать об этом во избежание проблем. Принципиальная схема обработки данных включает в себя поиск, сортировку и упорядочивание, а кодирование в ней встречается на этапе ввода сведений в виде кода.

Что такое декодирование информации?

Вопрос о том, что такое кодирование и декодирование, может возникнуть у пользователя ПК по различным причинам, но в любом случае важно донести корректную информацию, которая позволит юзеру успешно продвигаться в потоке информационных технологий дальше. Как вы понимаете, после процесса обработки данных получается выходной код. Если такой фрагмент расшифровать, то образуется исходная информация. То есть декодирование – это процесс, обратный шифрованию.image

Если во время кодирования данные приобретают вид символьных сигналов, которые полностью соответствуют передаваемому объекту, то при декодировании из кода изымается передаваемая информация или некоторые ее характеристики.

Получателей закодированных сообщений может быть несколько, но очень важно, чтобы сведения попали в руки именно к ним и не были раскрыты раньше третьими лицами. Поэтому стоит изучить процессы кодирования и декодирования информации. Именно они помогают обмениваться конфиденциальными сведениями между группой собеседников.

Кодирование и декодирование текстовой информации

При нажатии на клавиатурную клавишу компьютер получает сигнал в виде двоичного числа, расшифровку которого можно найти в кодовой таблице – внутреннем представлении знаков в ПК. Стандартом во всем мире считают таблицу ASCII.image

Однако мало знать, что такое кодирование и декодирование, необходимо еще понимать, как располагаются данные в компьютере. К примеру, для хранения одного символа двоичного кода электронно-вычислительная машина выделяет 1 байт, то есть 8 бит. Эта ячейка может принимать только два значения: 0 и 1. Получается, что один байт позволяет зашифровать 256 разных символов, ведь именно такое количество комбинаций можно составить. Эти сочетания и являются ключевой частью таблицы ASCII. К примеру, буква S кодируется как 01010011. Когда вы нажимаете ее на клавиатуре, происходит кодирование и декодирование данных, и мы получаем ожидаемый результат на экране.

Половина таблицы стандартов ASCII содержит коды цифр, управляющих символов и латинских букв. Другая ее часть заполняется национальными знаками, псевдографическими знаками и символами, которые не имеют отношения к математике. Совершенно ясно, что в различных странах эта часть таблицы будет отличаться. Цифры при вводе также преобразовываются в двоичную систему вычисления согласно стандартной сводке.image

Кодирование чисел

В двоичной системе счисления, которую активно используют компьютеры, встречаются лишь две цифры – 0 и 1.

Действия с образовывающимися числами двоичной системы изучает двоичная арифметика. Большинство законов основных математических действий для таких цифр остаются актуальными.

Примеры кодирования и декодирования чисел

Предлагаем рассмотреть 2 способа кодировки числа 45. Если эта цифра встречается в пределах текстового фрагмента, то каждая ее составляющая будет закодирована, согласно таблице стандартов ASCII, 8 битами. Четверка превратится в 01000011, а пятерка – в 01010011.

Если число 45 используется для вычислений, то будет задействована специальная методика преобразования в восьмиразрядный двоичный код 001011012, для хранения которого нужен будет всего лишь 1 байт.image

Кодирование графической информации

Увеличив монохромное изображение с помощью лупы, вы увидите, что оно состоит из огромного количества мелких точек, формирующих полноценный узор. Индивидуальные качества каждой картинки и линейные координаты любой точки можно отобразить в форме чисел. Поэтому растровое кодирование базируется на двоичном коде, приспособленном для отображения графической информации.

Черно-белые картинки – это комбинации точек с различными оттенками серого цвета, то есть яркость любой точки изображения определяют восьмиразрядные двоичные числа. Принцип разложения произвольного градиента на базовые составляющие – это основа такого процесса, как кодирование графической информации. Декодирование картинок происходит таким же путем, но в обратном направлении.

При разложении используются три основных цвета: зеленый, красный и синий, ведь любой естественный оттенок можно получить, комбинируя эти градиенты. Такую систему кодирования принято называть RGB. В случае использования двадцати четырех двоичных разрядов для шифрования графического изображения режим преобразования называют полноцветным.

Все основные цвета сопоставляются с оттенками, которые дополняют базовую точку, делая ее белой. Дополнительный цвет – это градиент, образованный суммой прочих основных тонов. Выделяют желтый, пурпурный и голубой дополнительные цвета.

Подобный метод кодирования точек изображений применяется и в полиграфической отрасли. Только здесь принято задействовать четвертый цвет – черный. По этой причине полиграфическую систему преобразования обозначают аббревиатурой CMYK. Эта система для представления изображений использует целых тридцать два двоичных разряда.

image

Способы кодирования и декодирования информации предполагают использование различных технологий, в зависимости от типа вводимых данных. К примеру, метод шифрования графических изображений шестнадцатиразрядными двоичными кодами называется High Color. Эта технология дает возможность передавать на экран целых двести пятьдесят шесть оттенков. Уменьшая количество задействованных двоичных разрядов, применяемых для шифрования точек графического изображения, вы автоматически уменьшаете объем, необходимый для временного хранения информации. Такой метод кодирования данных принято называть индексным.

Кодирование звуковой информации

Теперь, когда мы рассмотрели, что такое кодирование и декодирование, и методы, лежащие в основе этого процесса, стоит остановиться на таком вопросе, как кодирование звуковых данных.

Звуковую информацию можно представить в виде элементарных единиц и пауз между каждой их парой. Каждый сигнал преобразовывается и сохраняется в памяти компьютера. Звуки выводятся с помощью синтезатора речи, который используется хранящиеся в памяти ПК зашифрованные комбинации.

Что касается человеческой речи, то ее гораздо сложнее закодировать, ведь она отличается многообразием оттенков, и компьютеру приходится сравнивать каждое словосочетание с эталоном, предварительно занесенным в его память. Распознавание произойдет лишь в случае, когда сказанное слово будет найдено в словаре.

Кодирование информации в двоичном коде

Существуют различные методики реализации такой процедуры, как кодирование числовой, текстовой и графической информации. Декодирование данных обычно происходит по обратной технологии.

При кодировании чисел даже учитывается цель, с которой цифра была введена в систему: для арифметических вычислений или просто для вывода. Все данные, кодируемые в двоичной системе, шифруются с помощью единиц и ноликов. Эти символы еще называют битами. Этот метод кодировки является наиболее популярным, ведь его легче всего организовать в технологическом плане: присутствие сигнала – 1, отсутствие – 0. У двоичного шифрования есть лишь один недостаток – это длина комбинаций из символов. Но с технической точки зрения легче орудовать кучей простых, однотипных компонентов, чем малым числом более сложных.

Преимущества двоичного кодирования

  • Такая форма представления информации подходит для различных ее видов.
  • При передаче данных не возникает никаких ошибок.
  • ПК намного легче обрабатывать данные, закодированные таким способом.
  • Требуются устройства с двумя состояниями.

Недостатки двоичного кодирования

  • Большая длина кодов, которая несколько замедляет их обработку.
  • Сложность восприятия двоичных комбинаций человеком без специального образования или подготовки.

image

Заключение

Ознакомившись с этой статьей, вы смогли узнать, что такое кодирование и декодирование и для чего его используют. Можно сделать вывод, что используемые методики преобразования данных полностью зависят от типа информации. Это может быть не только текст, а еще и числа, изображения и звук.

Кодирование различной информации позволяет унифицировать форму ее представления, то есть сделать однотипной, что значительно ускоряет процессы обработки и автоматизации данных при дальнейшем использовании.

В электронно-вычислительных машинах чаще всего используют принципы стандартного двоичного кодирования, которое исходную форму представления информации преобразовывает в формат, более удобный для хранения и дальнейшей обработки. При декодировании все процессы происходят в обратном порядке.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий