Основы кодирования информации — это основы преобразования информации из формата, удобного для непосредственного применения, в формат, удобный для её передачи, хранения или автоматической обработки.
Общие сведения о кодировании
Кодированием является процесс преобразования информации в другой, альтернативный формат. По существу, кодирующие системы являются аналогами шифров поэлементной замены, при которой все единичные информационные модули, подлежащие кодированию, заменяются некоторым подменяющим их шифром. Но имеются и различия, и главное из них состоит в наличии у процесса шифрования специализированного ключа или, иначе говоря, изменяемой части. Присутствие изменяемой части может привести к тому, что одно и то же пересылаемое сообщение, при неизменном алгоритме шифрования, может быть по-разному зашифровано.
В случае использования не шифрования, а кодирования, подобных изменений уже не будет. То есть неоднократно транслируемое и кодируемое при этом также неоднократно сообщение не подлежит изменению, а всё время обладает одинаковым кодовым набором. Имеется и ещё одно отличие, заключающееся в использовании при кодировании кодов, предназначенных для слов или предложений, а также цифровых наборов. Подмена фрагментов информации, которые необходимо закодировать, совокупностью кодовых символов выполняется на базе сформированных для этих целей таблиц, являющихся аналогами таблиц для замен при шифровании. Или же такая замена реализуется при помощи специализированных алгоритмов или функций кодирования.
Основы кодирования информации
В качестве компонентов информации, которые необходимо закодировать, могут выступать следующие информационные данные:
- Компоненты, применяемые в разговорной речи, отдельные словесные наборы, слова, или даже буквы.
- Разнообразные обозначения в символьной форме, к примеру, логические и арифметические операции, знаки препинания, и тому подобное. Необходимо заметить, что собственно операционные знаки и операторы, которые предназначены для сравнения, должны быть отнесены к обозначениям в кодовой форме.
- Наборы цифровых и численных значений.
- Различные образы в виде аудио и видео файлов.
- Разные ситуационные моменты, а также явления.
В качестве кодовых обозначений могут использоваться следующие комбинации:
- Комбинированные совокупности букв из разговорного языка, а кроме того просто сами символы, обозначающие буквы.
- Различные числовые комбинационные совокупности.
- Разные изображения в графическом формате.
- Применение разнообразных световых и звуковых сигнальных команд.
- Использование различных явлений из сферы электроники и электричества, например, электромагнитных сигналов.
- Использование комбинированных наборов различных химических молекул.
Основными целевыми задачами при осуществлении кодирования информации может считаться решение следующих проблем:
- Формирование добавочных удобных опций для сохранения, обработки и передачи информационных данных. В любом варианте закодированная информация потребует существенно меньших размеров памяти и будет наиболее удобной для её обработки и пересылки автоматическими программными продуктами и технологическими средствами.
- Создание условий для организации удобного обмена информацией среди пользователей.
- Осуществление возможности наглядного отображения.
- Идентификация необходимых объектов и субъектов.
- Обеспечение скрытности и недоступности конфиденциальной информации.
Существуют следующие методы кодирования информации:
- Методы многоуровневого кодирования информации.
- Методы одноуровневого кодирования информации.
Например, кодовые сигналы светофора в виде красного, жёлтого и зелёного цветов, считаются одноуровневым методом кодирования. Примером многоуровневого кодирования может считаться фотографический образ, который сохранён в формате отдельного файла. Изначально фотография должна быть подвергнута разбиению на мельчайшие элементы, именуемые пикселями, что по сути может означать кодирование всех фрагментов визуального образа при помощи элементарных компонентов. Каждый компонент представлен в форме совокупности базовых цветов, а именно, красного, зелёного и синего, и каждый цвет обладает своей интенсивностью, выраженной в числовой форме.
Затем числовые комплексы должны быть переформатированы для уменьшения занимаемого кодом объёма памяти (к примеру, это могут быть коды jpeg, png и тому подобные). Далее, сформированные числовые значения должны быть подвергнуты преобразованию (перекодированию) в совокупность электромагнитных импульсов и переданы по созданным для этих целей каналам связи или участкам на информационных носителях.
Необходимо также заметить, что полученные числовые величины при исполнении программы, должны быть представлены согласно законам используемой системы кодирования цифр и чисел. Способы создания кодов информационных данных также подразделяются на:
- Обратимые способы кодирования.
- Необратимые способы кодирования.
При использовании обратимых способов кодирования всегда существует возможность восстановления информации, подвергнутой кодированию, без каких-нибудь потерь информации. К данному типу кодирования можно отнести, к примеру, азбуку Морзе или кодирование при помощи штрих-кодов. Когда же применяются методы необратимых кодов, то возможности достоверно осуществить восстановление исходных данных просто нет. Примерами таких методов могут служить кодирование аудио и видео данных в разнообразных форматах.
Системы кодирования делятся также на системы с общественной доступностью и системы с повышенной секретностью. Первая группа применяется с целью повышения качества обмена информацией, а вторая группа используется для осуществления защиты информации от нелегального доступа.
Применение кодов получило широкое распространение в общественной практике. Выше отмечалось, что все символы логических и арифметических операций, также относятся к кодировкам.
