WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 21 |

Программирование – кодирование информации на языке, "понятном" компьютеру.

В вычислительной технике кодирование используется при хранении, передаче информации, представлении ее на носителе. Кодирование информации можно рассматривать как один из способов ее обработки (преобразования).

Дадим определения основных понятий.

Кодированием называется процесс преобразования одного набора знаков в другой набор знаков.

Кодом называется правило для преобразования одного набора знаков в другой набор знаков.

Знак – это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов, с помощью которых кодируется сообщение.

Набор знаков, в котором определен порядок их следования, называется алфавитом.

Алфавит, состоящий из двух знаков, называется двоичным алфавитом.

В вычислительной технике в настоящее время широко используется двоичное кодирование с алфавитом {0,1} (рис. 3). Наиболее распространенными кодами являются ASCII (American standart code for information interchange – американский стандартный код для обмена информацией), ДКОИ-8 (двоичный код обмена информации), Win1251 или СР1251 (code page), Unicode.

Длиной кода называется то количество знаков кодирующего алфавита, которое используется при кодировании одного знака кодируемого сообщения.

Код может быть постоянной и переменной длины.

Рис. 3 Пример универсального кодирования с помощью алфавита {0,1} В естественных языках используются в основном коды переменой длины (слова русского языка бывают длиной в 1, 2, 3 и т.д. букв); в технике чаще используются коды постоянной длины. Так длина кода ASCII 8 бит или 1 байт, длина кода Unicode 16 бит или 2 байта.

Если длина кода равняется n, то алфавитом, состоящим из k знаков, можно закодировать М = kn различных состояний.

С помощью двоичного алфавита (k = 2) в ASCII (n = 8) таблица кодировки включает 28 = 256 символов, в Unicode (n = 16) таблица кодировки включает 216 = 65536 символов.

Чтобы закодировать М различных состояний с постоянной длиной кода, используя алфавит из k знаков, длина кода должна быть не менее n = [ logk M +1].

Универсальный способ кодирования Пусть кодирующий алфавит состоит из k упорядоченных знаков. Тогда при использовании кода длины 1 мы можем закодировать k различных знаков исходного сообщения.

Код длины n (n > 1) будем строить так: в конце каждого кода длины n – 1 дописываем по одному все знаки кодирующего алфавита. Таким образом, одна кодовая последовательность длины n – 1 порождает k кодовых последовательностей длины n.

3 СБОР ИНФОРМАЦИИ Поиск информации – один из важных информационных процессов. От того, как он организован, во многом зависит своевременность и качество принимаемых решений.

В широком плане является основой познавательной деятельности человека во всех ее проявлениях:

в удовлетворении любопытства, путешествиях, научной работе, чтении и т.п. В более узком смысле означает систематические процедуры поиска в организованных хранилищах информации: библиотеках, справочниках, картотеках, электронных каталогах, базах данных.

Методы поиска информации можно разделить на те, которые осуществляются самим человеком, и осуществляемые техническими устройствами. К первым относятся: непосредственное наблюдение, общение со специалистами, чтение соответствующей литературы, просмотр телепрограмм, прослушивание радиопередач, аудиокассет, работа в библиотеках, архивах, обращение с запросом к информационным системам, базам и банкам данных.

Поиск информации, осуществляемый компьютерными программами, всегда идет в соответствии с некоторым запросом. Им может быть набор ключевых слов при поиске информации в Интернет, шаблон имени файла при поиске нужного файла на диске, значения некоторых реквизитов при поиске документов в справочно-правовых системах и т.п. Среди основных методов поиска можно выделить:

посимвольное (побитное) сравнение на совпадение, сравнение основы слов (без учета суффиксов, окончаний, порядка слов), расширенный поиск с использованием словаря синонимов, контекстный поиск.

Применение разнообразных методов поиска поможет собрать более полную информацию и повысит вероятность принятия правильного решения.

В процессе поиска может встретиться самая разная информация. Любую информацию человек привык оценивать по степени ее полезности, актуальности и достоверности. Оценивание явно или неявно ведется в соответствии с некоторыми заранее определенными критериями отбора.

В процессе отбора информации она может проходить процедуры сравнения, регистрации, измерения величин и их представления, оценки свойств в соответствии с заданными критериями и др. После оценки одни из полученных сведений могут быть отброшены как ненужные, другие, наоборот, оставлены на долгое хранение, т.е. процесс поиска информации практически всегда сопровождается ее отбором. Вместе это называют процессом сбора информации.

Сбор информации всегда осуществляется с определенной целью, которая во многом определяет выбор методов поиска и критериев отбора найденной информации.

4 ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ Хранение информации – процесс такой же древний, как и жизнь человеческой цивилизации. Он имеет огромное значение для обеспечения поступательного развития человеческого общества (да и любой системы), многократного использования информации, передачи накапливаемого знания последующим поколениям.

Уже в древности человек столкнулся с необходимостью хранения информации. Примерами тому служат зарубки на деревьях, чтобы не заблудиться во время охоты; счет предметов с помощью камешков, узелков; изображение животных и эпизодов охоты на стенах пещер. Человеческое общество способно бережно хранить информацию и передавать ее от поколения к поколению. На протяжении всей истории знания и жизненный опыт отдельных людей накапливаются. По современным представлениям, чем больше информации накоплено и используется в обществе, тем выше уровень его развития. Накопление информации является основой развития общества. Когда объем накапливаемой информации возрастает настолько, что ее становится просто невозможно хранить в памяти, человек начинает прибегать к помощи различного рода вспомогательных средств С рождением письменности возникло специальное средство фиксирования и распространения мысли в пространстве и во времени. Родилась документированная информация – рукописи и рукописные книги, появились своеобразные информационно-накопительные центры – древние библиотеки и архивы. Постепенно письменный документ стал и орудием управления (указы, приказы, законы).

Следующим информационным скачком явилось книгопечатание.

С его возникновением наибольший объем информации стал храниться в различных печатных изданиях, и для ее получения человек обращается в места их хранения (библиотеки, архивы и пр.).

В настоящее время мы являемся свидетелями быстрого развития новых – автоматизированных – методов хранения информации с помощью электронных средств. Компьютер и средства телекоммуникации предназначены для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.

Информация, предназначенная для хранения и передачи, как правило, представлена в форме документа. Под документом понимается объект на любом материальном носителе, где имеется информация, предназначенная для распространения в пространстве и времени (от лат. dokumentum – свидетельство. Первоначально это слово обозначало письменное подтверждение правовых отношений и событий). Основное назначение документа заключается в использовании его в качестве источника информации при решении различных проблем обучения, управления, науки, техники, производства, социальных отношений.

Одной из процедур хранения информации является ее накопление. Оно может быть пассивным и активным.

При пассивном накоплении поступающая информация просто "складируется", при этом принимаются меры для обеспечения ее сохранности и повторного обращения к ней (считывания). Например, запись звуковой информации на магнитофонную ленту; стенографирование выступления; размещение документов в архиве.

При активном накоплении происходит определенная обработка поступающей информации, имеющая много градаций, но в целом направленная на обогащение знания получателя информации. Например, систематизация и обобщение документов, поступивших на хранение, перевод содержания документов в другую форму, перенесение документов на другие носители совместно с процедурами сжатия данных, обеспечения защитными кодами и т.п.

Важно помнить, что хранение очень больших объемов информации оправдано только при условии, если поиск нужной информации можно осуществить достаточно быстро, а сведения получить в доступной форме. Иными словами, информация хранится только для того, чтобы впоследствии ее можно было легко отыскать, а возможность поиска закладывается при определении способа хранения информации и доступа к ней. Таким образом, первый вопрос, на который необходимо ответить при организации любого хранилища информации – как ее потом там искать.

Информационно-поисковая система (ИПС) – это хранилище информации, снабженное процедурами ввода, поиска, размещения и выдачи информации. Наличие таких процедур – главная особенность информационных систем, отличающая их от простых скоплений информационных материалов (рис.

4).

Например, личная библиотека, в которой может ориентироваться только ее владелец, информационной системой не является. В публичных же библиотеках порядок размещения книг всегда строго определенный. Благодаря ему поиск и выдача книг, а также размещение новых поступлений представляет собой стандартные, формализованные процедуры. То же самое справедливо и для компьютерных ИПС.

Все хранимые в ИПС документы индексируются каким-либо образом. Каждому документу (статье, протоколу, видеокассете) присваивается индивидуальный код, составляющий поисковый образ документа. Поиск в хранилищах идет не по самим документам, а по их поисковым образам, которые могут включать в себя:

• название документа;

• время и место создания;

• фамилии авторов или название организации, создавшей документ;

• тематические разделы, к которым можно отнести документ по его содержанию;

• информацию о местонахождении документа в хранилище и многое другое.

Например, файловая система компьютера – это тоже информационно-поисковая система. Поисковый образ файла включает в себя полное имя файла (имя дисковода, имена каталогов и подкаталогов, собственное имя файла, расширение), дату и время создания, размер файла, его атрибуты.

Рис. 4 Структурно-функциональная схема информационно-поисковой системы 5 ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ Хранение информации необходимо для распространения ее во времени, а ее распространение в пространстве происходит в процессе передачи информации. Практически любая деятельность людей связана с общением, а общение невозможно без передачи информации.

В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и получатель информации:

первый передает информацию, второй ее принимает. Между ними действует канал передачи информации – канал связи (рис. 5). Передача информации возможна с помощью любого языка кодирования информации, понятного как источнику, так и получателю.

Рис. 5 Процесс передачи информации Передача информации – это реальный физический процесс, протекающий в среде, разделяющей источник и получатель. Передаваемая информация обладает определенным строением, которое чаще всего выглядит как последовательность сигналов, каждый из которых переносит элементарную порцию информации. В теории связи эта последовательность сигналов называется сообщением.

В процессе передачи информация может теряться и искажаться: искажение звука в телефоне, атмосферные помехи в радио, искажение или затемнение изображения в телевидении, ошибки при передаче по телеграфу. Эти помехи, или, как их называют специалисты, шумы, изменяют сообщение.

Поэтому при организации автоматизированной передачи сообщений необходимо особо заботиться об обеспечении защиты от помех, о проверке соответствия полученного сообщения переданному.

В теории информации установлена связь между способом кодирования передаваемых сообщений, скоростью их передачи по каналам связи и вероятностью искажения передаваемой информации. Еще в сороковых годах ХХ в. К. Шеннон доказал, что при любых помехах и шумах можно обеспечить передачу информации без потерь.

Первая теорема Шеннона говорит о том, что для передачи любого сообщения с помощью канала без помех, существует код минимальной длины, такой, что сообщение кодируется с минимальной избыточностью.

Вторая теорема Шеннона о кодировании при наличии шумов гласит, что всегда существует способ кодирования, при котором сообщения будут передаваться с какой угодно высокой достоверностью (со сколь угодно малой вероятностью ошибок), если только скорость передачи не превышает пропускной способности канала связи.

В процессе передачи сигналов важная роль принадлежит каналам связи и их свойствам.

Физическая природа каналов передачи информации может быть самая разнообразная: воздух и вода, проводящие акустические волны (звуковые сигналы) и радиоволны (радиосигналы), токопроводящие среды (система металлических проводов), оптоволокнистые среды.

Каналы связи делятся на симплексные (с передачей информации только в одну сторону (телевидение)) и дуплексные, по которым возможно передавать информацию в оба направления (телефон, телеграф). По каналу могут одновременно передаваться несколько сообщений. Каждое из этих сообщений выделяется (отделяется от других) с помощью специальных фильтров. Например, возможна фильтрация по частоте передаваемых сообщений, как это делается в радиоканалах.

Каналы связи характеризуются пропускной способностью и помехозащищенностью.

Пропускная способность канала определяется максимальным количеством символов, передаваемых по нему в отсутствие помех. Эта характеристика зависит от физических свойств канала, в частности, его разрядности.

Для повышения помехозащищенности канала используются специальные методы передачи сообщений, уменьшающие влияние шумов. Например, вводят лишние (избыточные) символы. Эти символы не несут действительного содержания, но используются для контроля правильности сообщения при получении.

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 21 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.