Кодирование и декодирование информации

1. Кодирование и декодирование информации

Выполнила : учитель информатики
МБОУ ЛСТУ№2 г.Пензы
Качанова Э.О.

2. Кодирование и декодирование

Для обмена информацией с другими людьми человек использует естественные языки. Наряду с
естественными языками были разработаны формальные языки для профессионального
применения их в какой-либо сфере. Представление информации с помощью какого-либо
языка часто называют кодированием.
Код — набор символов (условных обозначений) для представления
информации.
Код — система условных знаков (символов) для передачи, обработки и
хранения информации(со общения).
Кодирование — процесс представления информации (сообщения) в виде
кода.
Все множество символов, используемых для кодирования, называется алфавитом
кодирования. Например, в памяти компьютера любая информация кодируется с
помощью двоичного алфавита, содержащего всего два символа: 0 и1.
Декодирование- процесс обратного преобразования кода к форме
исходной символьной системы, т.е. получение исходного сообщения.
Например: перевод с азбуки Морзе в письменный текст на русском
языке.
В более широком смысле декодирование — это процесс восстановления содержания
закодированного сообщения. При таком подходе процесс записи текста с помощью
русского алфавита можно рассматривать в качестве кодирования, а его чтение — это
декодирование.

3. Способы кодирования информации

Для кодирования одной и той же информации
могут быть использованы разные способы;
их выбор зависит от ряда обстоятельств:
цели кодирования, условий, имеющихся
средств.
Если надо записать текст в темпе речи — используем стенографию; если надо
передать текст за границу — используем английский алфавит; если надо
представить текст в виде, понятном для грамотного русского человека, —
записываем его по правилам грамматики русского языка.
«Здравствуй, Саша!»
«Zdravstvuy, Sasha!»

4. Способы кодирования информации

Выбор способа кодирования информации
может быть связан с предполагаемым
способом ее обработки.
Покажем это на примере представления чисел — количественной
информации. Используя русский алфавит, можно записать число
"тридцать пять". Используя же алфавит арабской десятичной системы
счисления, пишем «35». Второй способ не только короче первого, но и
удобнее для выполнения вычислений. Какая запись удобнее для
выполнения расчетов: "тридцать пять умножить на сто двадцать семь" или
"35 х 127"? Очевидно — вторая.

5. Шифрование сообщения

В некоторых случаях возникает потребность засекречивания
текста сообщения или документа, для того чтобы его не смогли
прочитать те, кому не положено. Это называется защитой от
несанкционированного доступа.
В таком случае секретный текст шифруется.
В давние времена шифрование называлось тайнописью.
Шифрование представляет собой процесс превращения открытого
текста в зашифрованный, а дешифрование — процесс
обратного преобразования, при котором восстанавливается
исходный текст.
Шифрование — это тоже кодирование, но с засекреченным
методом, известным только источнику и адресату.
Методами шифрования занимается наука под названием
криптография.

6. Азбука Морзе

A
•−
И
•
P
•−
Ш
−−−−
Б
−••
Й
•−−−
С
••
Щ
−−•−
В
•−−
К
−•−
Т
−
Ъ
•−−•−
Г
−−
Л
•−•
У
••−
Ь
−••−
Д
−•
М
−−
Ф
••−
Ы
−•−−
Е
H
−
Х
•••
Э
••−•
Ж
•••−
О
−−−
Ц
−•−
Ю
••−−
З
−−•
П
•−−
Ч
−−−
Я
•−•−

7. Азбука Морзе

1
2
3
4
5
6
7
8
•−−−−
••−−−
•••−−
••••−
••••
•••
−−••
−−−•
9
0
Точка
Запятая
/
?
!
@
−−−−
−−−−−
•••••
•−•−•−
−••−
••−−•
−−••−−
•−−•−

8.

Что нужно знать для решения задач:
Кодирование – это перевод информации с одного языка на другой
(запись в другой системе символов, в другом алфавите).
При этом обычно кодированием называют перевод информации с
«человеческого» языка на формальный, например, в двоичный код,
а декодированием– обратный переход.
Нужно уметь переводить числа из одной СС в другую, особенно из
2-ичной в 8-ричную и 16-тиричную и наоборот.
Существует равномерное и неравномерное кодирование. При
равномерном кодировании сообщение декодируется однозначно.
При неравномерном кодировании для однозначного декодирования
сообщения нужно, чтобы выполнялось прямое и обратное
условие Фано (прямое: никакой код не должен быть началом
другого кода, обратное: никакой код не должен быть концом другого
кода)
Понимать, что мы можем закодировать сообщение, даже если
условие Фано не выполняется, но возможно не сможем его
однозначно декодировать.
Однозначно декодировать – получить один единственный точный
вариант.
8

9.

Задание 4.
Для шифрования каждой буквы
используются двузначные числа.
Известно, что буква «е» закодирована
числом 20. Среди слов «елка»,
«полка», «поле», «пока», «кол» есть
слова, кодируемые
последовательностями цифр 11321220,
20121022.
Выясните код слова «колокол».
9

10.

Решение.
Данные последовательности цифр (11321220, 20121022)
состоят из восьми символов.
По условию задачи каждая буква кодируется двумя
символами. Значит, эти последовательности кодируют слова,
состоящие из четырех букв.
Число 20 кодирует букву «е». В
последовательности 11321220 есть число 20 в конце. Из
представленного перечня слов подходит только «поле».
Отсюда следует, что код «п» - 11, «о» – 32, «л» – 12.
В последовательности 20121022 есть число 20 в начале. С
буквы «е» начинается только слово «елка».
Следовательно, код «л» - 12 (мы это уже знаем), «к» - 10,
«а» - 22.
Запишем код слова «колокол» - 10|32|12|32|10|32|12.
Ответ. Кодом слова «колокол» является комбинация
следующих цифр -
10321232103212.
10

11.

Задание 5
Для пяти букв алфавита заданы их двоичные коды
(для некоторых букв – из двух бит, для некоторых –
из трех). Эти коды представлены в таблице:
a
000
b
110
c
01
d
001
e
10
Определите, какой набор букв закодирован
двоичной строкой
1100000100110.
11

12.

Решение
1. Ни одна последовательность из двух символов не
начинается с 11, значит первый код 110. Он соответствует
букве «b». Будем отбрасывать известную часть кода,
оставляя неизвестную - 0000100110.
2. Ни одна последовательность из двух символов не
начинается с 00, значит следующий код 000. Это
соответствует букве «a». Остается 0100110.
3. Следующие два символа – 01. Если рассматривать три
символа, то 010, однако такая комбинация ничего не
кодирует. Следовательно, мы имеем дело с буквой «c».
Остаток – 00110.
4.
001 – это «d».
5.
10 – это «e».
6. Запишем буквы по порядку: bacde.
Ответ. Двоичной строкой 1100000100110
закодирован следующий набор букв -
bacde.
12

13.

Валя шифрует русские слова (последовательности букв),
записывая вместо каждой буквы её код:
Некоторые цепочки можно расшифровать не одним способом.
Например, 00010101 может означать не только СКА, но и СНК.
Даны три кодовые цепочки:
10111101
1010110
10111000
А
Д
К
Н
О
С
01 100 101 10 111 000
Найдите среди них ту, которая имеет только одну расшифровку,
и запишите в ответе расшифрованное слово.
Решение.
Проанализируем каждый вариант ответа:
1) «10111101» может означать как «КОА», так и «НОК».
2) «1010110» может означать как «КАН», так и «НКН».
3) «10111000» может означать только «НОС».
Следовательно, ответ «НОС».
13
13

14.

Вася и Петя играли в шпионов и кодировали
сообщения
собственным шифром.
Фрагмент кодовой таблицы приведён ниже:
К
Л
М
П
@+ ~+ +@ @~+
О
И
+
~
Расшифруйте сообщение, если известно,
что буквы в нём не повторяются:
+ ~ + ~+@@~ +
Запишите в ответе расшифрованное сообщение.
Решение.
Сопоставляя символы их кодам, расшифруем
сообщение:
+ ~ + ~+@@~ + = ОЛИМП.
14
14

15.

Ваня шифрует русские слова,
записывая вместо каждой буквы её
номер в алфавите (без пробелов).
А1
Й 11 У 21 Э 31
Б2
К 12 Ф 22 Ю 32
В3
Л 13 Х 23 Я 33
Г4
М 14 Ц 24
Некоторые шифровки можно расшифровать
несколькими способами. Например, 311333
может означать «ВАЛЯ», может — «ЭЛЯ», а
Д5
Н 15 Ч 25
Е6
О 16 Ш 26
Ё7
П 17 Щ 27
может — «ВААВВВ». Даны четыре шифровки:
Ж8
Р 18 Ъ 28
З9
С 19 Ы 29
Номера букв даны в таблице:
И 10 Т 20 Ь 30
3135420
2102030
1331320
2033510
Только одна из них расшифровывается
единственным способом. Найдите её и
расшифруйте. Получившееся слово запишите
в качестве ответа.
15
15

16.

Решение.
Проанализируем каждый вариант ответа:
1) «3135420» может означать как «ВЛДГТ» так и «ВАВДГТ».
2) «2102030» может означать только «БИТЬ».
3) «1331320» может означать как «ЛЭВТ» так и «АВЭВТ».
4) «2033510» может означать как «ТЯДИ» так и «ТВВДИ».
Следовательно, ответ «БИТЬ».
16
16

17. Вопросы:

• Что такое код?
• Приведите примеры кодирования
информации, используемой в физике,
биологии, географии, математике?
• Придумайте свои способы кодирования
русских букв.
• Закодируйте сообщение
«информатика» с помощью кода Морзе.

18.

18
18