Лекция_Знаковые системы. Лк4_Знаки, сигналы и символы. Знаки, сигналы и символы. Знаковые системы. Кодирование. Лекция Преподаватель Тимофеева Т. В
 Скачать 222.15 Kb.
|
Знаки, сигналы и символы. Знаковые системы. Кодирование.Лекция 4.Преподаватель Тимофеева Т.В.Знак и сигнал – форма передачи информации. Передача сигнала – физический процесс, имеющий информационное значение. Символ – это знак или сигнал, наполненный смыслом. Знаки бывают: визуальными, аудиальными, вкусовыми, обонятельными, осязательными Для того, чтобы передать информацию на расстояния, знаки используются в виде сигналовСигнал бывает:Аналоговым (непрерывным) – сигнал, непрерывно изменяющийся по амплитуде и во времени. Дискретным, если он может принимать лишь конечное число значений. Аналоговый сигнал может быть представлен в дискретном виде, например, в виде последовательности чисел. Знаки, которые имеют форму схожую с отображаемым объектом, называются иконическими. Процесс представления какой-либо величины в виде последовательного ряда ее отдельных (дискретных) значений называют дискретизацией. Сигнал не может принимать менее двух различных значенийСигналы, передаваемые в электрической форме (носитель – электромагнитные волны), обладают множеством достоинств: 1) они не требуют движущихся механических устройств, медленных и подверженных поломкам; 2) скорость передачи электрических сигналов приближается к максимально возможной скорости – скорости света; 3) электрические сигналы легко обрабатывать, сравнивать и преобразовывать с помощью электронных устройств, отличающихся чрезвычайно высоким быстродействием. Знаки, установленные по общепринятому соглашению, называются символами Знаковая система — система, состоящая из множества знаков и отношений между ними.Обеспечивает единообразное представление и интерпретацию сообщений или сигналов, которыми обмениваются в процессе общения. Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита (набора знаков) и правил выполнения операций над знаками. Человеческие язык — это система кодирования понятии для выражения мыслей посредством речи. Азбуки — системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов. В вычислительной технике система кодирования называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего 2 цифр: 0 и 1Естественные языкиЧеловек широко использует для представления информации знаковые системы, которые называются языками (русский, английский, китайский и др.). В устной речи, которая используется как средство коммуникации при непосредственном общении людей, в качестве знаков языка используются различные звуки (фонемы). В основе письменной речи лежит алфавит, т. е. набор знаков (букв), которые человек различает по их рисунку. В большинстве современных языков буквы соответствуют определенным звукам устной речи. Алфавит русского языка называется кириллицей и содержит 33 знака, английский язык использует латиницу и содержит 26 знаков. Формальные языкиВ процессе развития науки были разработаны формальные языки (системы счисления, язык алгебры, языки программирования и др.), отличие которых от естественных языков состоит в существовании ограниченного количества строгих правил грамматики и синтаксиса и в однозначной записи знаками смысла сообщения. Например, 10ичная СС содержит алфавит (цифры) и позволяет именовать и записывать объекты (числа) и выполнять над ними арифметические операции по строго определенным правилам. Существуют формальные языки, в которых в качестве знаков используют не буквы и цифры, а другие символы, например, обозначения химических элементов, музыкальных нот, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки Морзе). Азбука для передачи наследственных связей называется генетическим кодом Генетический алфавитОн используется живыми организмами для строительства единой системы хранения и передачи наследственной информации. Генетическая информация хранится в клетках живых организмов в специальных молекулах. Эти молекулы состоят из двух длинных скрученных друг с другом в спираль цепей, построенных из молекулярных фрагментов четырех различных типов. Эти фрагменты образуют «генетический алфавит» и обычно обозначаются латинскими прописными буквами {A, G, С, Т} Двоичная знаковая системаВ компьютере используется двоичная знаковая система, алфавит которой состоит всего из двух знаков (О, 1). Физически знаки реализуются в форме электрических импульсов (нет импульса — 0, есть импульс — 1), а также состояний ячеек оперативной памяти и участков поверхностей носителей информации (одно состояние — 0, другое состояние — 1). Именно двоичная знаковая система используется в компьютере, так как существующие технические устройства могут надежно сохранять и распознавать только два различных состояния (знака). Информация – это сведения, уменьшающие неопределённость нашего знания об окружающем нас мире. Код – система условных знаков для представления информации. Код равномерный неравномерный Кодирование – это операция преобразования символов или группы символов одного кода в символы или группы символов другого кода. Кодирование информации — это преобразование одной последовательности сигналов в другую. Декодирование – процесс, обратный кодированию. Длина кода – количество знаков в коде. Код является равномерным, если все кодовые слова имеют одну длину (содержат одинаковое число двоичных символов). В противном случае код называется неравномерным. Неравномерный код является однозначно декодируемым, если ни одно более короткое кодовое слово не является началом другого более длинного кодового слова. Такой код называется префиксным. Любой код, кодовые слова которого соответствуют различным вершинам дерева, является однозначно декодируемым, то есть префиксным. Если кодовые слова соответствуют некоторым промежуточным узлам, код не обладает свойством префиксности. Условие ФаноДля того, чтобы сообщение, записанное с помощью неравномерного по длине кода, однозначно декодировалось, достаточно, чтобы никакой код не был началом другого (более длинного) кода. Пример неравномерного кода, выполняющего условие Фано:Тогда слово «ОЛОВО» кодируется как «1100110» и имеет только один вариант дешифровки. Обратное условие Фано также является достаточным условием однозначного декодирования неравномерного кода. В нём требуется, чтобы никакой код не был окончанием другого (более длинного) кода. Для возможности однозначного декодирования достаточно выполнения одного из условий — или прямого, или обратного. Практическое применение условия ФаноРассмотрим телефонные номера в традиционной телефонии. Если уже существует номер «102»«102», то номер «1029876»«1029876» попросту не будет выдан. В случае набора первых трех цифр АТС перестает распознавать и принимать все остальные цифры, соединяя с абонентом по номеру 102102. Однако это правило не является действительным для операторов мобильной связи. Связано это с тем, что для набора номера необходимо нажатие соответствующей клавиши. По этой причине, номера «102»«102», «1020»«1020» и «1029876»«1029876» могут существовать и быть закрепленными за разными адресатами. |