Конспект урока: Дискретная форма представления информации

Процесс дискретизации информации

Образное представление информации всегда непрерывно, примером может быть картина, написанная художником. Та информация, которая представлена с помощью некоторой знаковой системы, будет дискретна, то есть её структура состоит из отдельных значений. Информация на естественном и формальных языках является дискретной.

Ежедневно человек сталкивается с процессом преобразования информации из одной формы представления в другую. Зачитывая вслух новости или инструкцию, информация преобразуется из дискретной формы (текста) в непрерывную (звук). И наоборот, если информация записывается под диктовку, то говорят о преобразовании из непрерывной формы представления в дискретную.

Но такое преобразование характерно и для компьютерных технологий. В них особое место занимают методы и способы преобразования информации из непрерывной формы в дискретную.

Пример 1

Рис. 1. Изменение температуры в течении месяца

Преобразуйте из непрерывной формы в дискретную форму данные о температуре (рис. 1).

 

Решение

 

Таблица 1. Дискретная форма

 

Число месяца	1	19
t	0 °С	−15 °С

 

Кривая показывает, насколько сильно происходило изменение температуры воздуха в течение месяца. Данный график позволяет узнать и записать показание термометра в любой из дней. Так, к примеру, первого числа температура воздуха была 0 °С, а девятнадцатого — −15 °С (таб. 1).

Двоичное кодирование

Естественный и формальный языки позволяют представить некоторую информацию в дискретной форме. Любой язык имеет алфавит.

Рис. 2. Схематическое представление получения двоичных кодов

В случаях, когда мощность исходного алфавита больше двух, то для того чтобы закодировать символ этого алфавита, потребуется несколько двоичных символов (рис. 2).

 

Двоичные символы (0, 1) берут в заданном алфавитном порядке и размещают слева направо. Двоичный код читают сверху вниз.

 

Таблица 2. Цепочки из двух двоичных символов

 

Порядковый номер символа	1	2	3	4
Двузначный двоичный код	00	01	10	11

Цепочки из двух двоичных символов — четыре различных символа произвольного алфавита (таб. 2).

Таблица 3. Цепочки из трёх двоичных символов

Цепочки из трёх двоичных символов — восемь различных символов произвольного алфавита (таб. 3).

Таким же образом получается четырёхразрядный двоичный код, при котором получается 16 кодовых комбинаций, пятиразрядный — 32 комбинации и т. д. 

Выделим закономерность:

$2 = 2^i, 4 = 2^2, 8 = 2^3, 16 = 2^4$ и т. д.

или

$N = 2^i$,

где N — количество кодовых комбинаций, i — разрядность двоичного кода.

Универсальность двоичного кодирования. Равномерные и неравномерные коды

Любая информация — тексты, числа, формулы, изображения, звуки — могут быть представлены в виде двоичного кода, который широко применяется в компьютерной технике.

В приведённых выше примерах длина кода в каждой таблице была одинаковой. В таком случае коды называют равномерными. Если же в кодовых комбинациях различное число символов, то говорят о неравномерных кодах. Примером неравномерного кода является азбука Морзе.

Контрольные вопросы

 

1. Для чего нужен процесс дискретизации информации?

2. Что такое алфавит? Что такое мощность алфавита? Какова мощность русского алфавита и дополнительных символов (цифр, знаков препинания, скобок и пробела)?

3. Поясните универсальность двоичного кода.

4. От разведчика было получено сообщение: 001001110110100.
В этом сообщении зашифрован пароль — последовательность русских букв. В пароле использовались только буквы А, Б, К, Л, О, С. Каждая буква кодировалась двоичным слово по таблице ниже.

 

           Расшифруйте сообщение.