При неправильной кодировке весь сайт или его часть отображаются в виде «кряпозяблов», т.е. непонятных символов, делающих текст нечитаемым. Такая ситуация может возникнуть при неверной настройки кодировки веб-сервера или при отсутствии настроек. Рассмотрим возможные варианты и способы устранения проблем
Неправильная кодировка HTML страниц
Создадим тестовый файлик:
Sudo gedit /var/www/html/encoding.html
Скопируем в него:
Откроем этот файл в браузере
Как можно видеть, кодировка браузером определена неправильно:
Имеется несколько способов исправить эту ситуацию. Начнём с самого простого - явно указать кодировку для веб-страницы. Это делается метатегом, который должен быть расположен внутри тэга head :
Добавим эту строку к нашему тестовому файлику, чтобы получилось так:
Тестовый файл для проверки кодировки
Как мы можем убедиться на следующем скриншоте, проблема решена:
Если кодировка вашего файла отличается от UTF-8 , то вместо неё поставьте windows-1251 или ту, которая соответствует кодировке веб-страницы. Чтобы научиться определять кодировку файлов, посмотрите .
Это был самый простой способ исправления проблемы с кодировкой - без изменения настроек сервера.
Вернём наш тестовый файл в исходное состояние и продолжим изучение способов указания кодировки.
Если файлы .htaccess включены настройками Apache, то эти файлы можно использовать чтобы указывать кодировку отправляемых веб-сервером страниц. Чтобы включить поддержку файлов .htaccess в конфигурационном файле Apache (/etc/apache2/apache2.conf ) найдите группу строк
И в ней замените
AllowOverride None
AllowOverride All
После этого сервер нужно перезапустить.
Sudo systemctl restart apache2.service
Файл .htaccess должен быть размещён в той же директории, что и сайт. Мой сайт размещён в корневой директории веб-сервера. Если у вас также, то теперь в папке /var/www/html/ создайте файл .htaccess и добавьте в него директиву AddDefaultCharset после которой укажите желаемую кодировку. Примеры
AddDefaultCharset UTF-8
AddDefaultCharset windows-1251
Можно указать кодировку, которая будет применена только к файлам определённого формата:
AddCharset utf-8 .atom .css .js .json .rss .vtt .xml
Набор файлов может быть любым, например:
AddCharset utf-8 .html .css .php .txt .js
Следующий вариант является альтернативным и также позволяет устанавливать кодировку для файлов определённого типа, для него нужно, чтобы был включён mod_headers :
Ещё один вариант, который также можно использовать в файле .htaccess для установки кодировки UTF-8:
IndexOptions +Charset=UTF-8
Если сайт на PHP, то дополнительно может понадобиться продублировать кодировку с php_value default_charset :
AddDefaultCharset windows-1251 php_value default_charset "cp1251"
Можно вместо создания файла.htaccess установить кодировку в конфигурационном файле веб-сервера. Для Apache CentOS/Fedora это файл httpd.conf, а на Debian/Ubuntu это файл apache2.conf. Добавьте следующую строку для установки кодировки и перезапустите веб-сервер, чтобы изменения вступили в силу:
AddDefaultCharset UTF-8
Как установить UTF-8 кодировку в PHP
В PHP скрипте для установки кодировки используется header , например:
Header("Content-Type: charset=utf-8");
Обычно вместе с кодировкой также указывают тип содержимого (в примере вариант для HTML страницы):
Header("Content-Type: text/html; charset=utf-8");
Ещё один вариант для RSS ленты:
Header("Content-type: text/xml; charset=utf-8");
Помните, что функция header должна быть вызвана перед любым выводом в браузер. В противном случае (если вывод в браузер уже был сделан), то уже были отправлены и заголовки. Очевидно, что в этом случае их уже невозможно поменять. Если в браузер было выведено сообщение об ошибке, то заголовки также уже были отправлены и использование header вызовет ошибку. Для проверки, были ли уже отправлены заголовки, используйте headers_sent .
Описанный способ работает только когда PHP скрипт полностью генерирует содержимое страницы. Статические страницы (такие как html) вы должны сохранять в кодировке utf-8. Большинство веб серверов обратят внимание на кодировку файла и добавят соответствующий заголовок. На самом деле, сохранение PHP файла в кодировке utf-8 приведёт к такому же результату.
Неправильная кодировка результатов из базы данных MySQL
Если ваш сайт состоит из статической части (шаблон) и динамической, которая формируется из данных, получаемых из базы данных, то может возникнуть ситуация, когда часть сайта имеет правильную кодировку, а другая часть сайта имеет неправильную. В этом случае бесполезно менять настройки веб-сервера - поскольку всё равно часть страницы будет иметь неправильную кодировку.
Нужно начать с определения кодировки ваших таблиц. Можно посмотреть в phpMyAdmin :
Обратите внимание на столбец «Сравнение », запись «utf8_unicode_ci » означает, что используется кодировка UTF-8 .
Можно подключиться к СУБД MySQL и проверить кодировку таблиц без phpMyAdmin. Для этого:
Mysql -u root -p
Если вы забыли имя базы данных, то выполните команду:
SHOW DATABASES;
Предположим, я хочу посмотреть кодировку для таблиц в базе данных information_schema
USE information_schema;
Если вы забыли имя таблиц, выполните:
SHOW FULL COLUMNS FROM имя_таблицы;
Например:
SHOW FULL COLUMNS FROM GLOBAL_STATUS;
Вы увидите примерно следующее:
Смотрите столбец Collation . В моём случае там utf8_general_ci , это, как и utf8_unicode_ci , кодировка UTF-8 . Кстати, если вы не знаете в чём разница между кодировками utf8_general_ci , utf8_unicode_ci , utf8mb4_general_ci , utf8mb4_unicode_ci , а также какую кодировку выбрать для базы данных MySQL, то посмотрите .
Теперь, когда мы узнали кодировку (в моём случае это UTF-8), то при каждом подключении к СУБД MySQL нужно выполнять последовательно запросы:
SET NAMES UTF8 SET CHARACTER SET UTF8 SET character_set_client = UTF8 SET character_set_connection = UTF8 SET character_set_results = UTF8
В PHP это можно сделать примерно так:
$this->mysqli = new mysqli($server, $username, $password, $basename); if ($this->mysqli->connect_error) { $this->errorHandler_c->logError(1, "Connect Error (" . $this->mysqli->connect_errno . ") " . $this->mysqli->connect_error, $_SERVER ["REQUEST_URI"]); } $this->mysqli->query("SET NAMES UTF8"); $this->mysqli->query("SET CHARACTER SET UTF8"); $this->mysqli->query("SET character_set_client = UTF8"); $this->mysqli->query("SET character_set_connection = UTF8"); $this->mysqli->query("SET character_set_results = UTF8");
Обратите внимание, что UTF8 вам нужно заменить на ту кодировку, которая используется для ваших таблиц.
Изменение кодировки файлов
Если вы решили пойти другим путём и вместо установки новой кодировки изменить кодировку ваших файлов, то посмотрите статью « ». В ней рассказано, как узнать текущую кодировку файлов и как конвертировать файлы в любую кодировку (не только UTF-8).
Как узнать, какую кодировку отправляет сервер
Если вы хотите узнать, какие настройки кодировки имеет веб-сервер (какую кодировку передаёт в заголовках), то воспользуйтесь следующей командой:
Curl URL -s -o /dev/null -D /dev/stdout | grep -E "charset"
В ней вместо URL вставьте реальный адрес проверяемого сайта. Если сайт использует HTTPS, то укажите адрес сайта вместе с протоколом, например
Curl https://softocracy.ru -s -o /dev/null -D /dev/stdout | grep -E "charset"
Какую кодировку выбрать для веб-сайта
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
КУРСОВАЯ РАБОТА
КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ В ЭВМ
1 Теоретическая часть
1.1 Основные понятия кодирования и декодирование
1.3 Кодирование символьной информации
1.7 Алгоритм Хаффмана
1.9 Помехоустойчивые коды
1.10 Теоремы Шеннона
2 Практическая часть
Программа на кодирование информации
Приложение
Заключение
Введение
Теория кодирования близка к древнейшему искусству тайнописи - криптографии. Над разработкой различных шифров трудились многие известные ученые: философ Ф. Бэкон, математики Д. Кардано, Д. Валлис. Одновременно с развитием методов шифровки развивались приемы расшифровки, или криптоанализа.
C появлением компьютеров возникла необходимость кодирования всех видов информации, с которыми имеет дело и отдельный человек, и человечество в целом. Но решать задачу кодирования информации человечество начало задолго до появления компьютеров.
Грандиозные достижения человечества - письменность и арифметика - есть не что иное, как система кодирования речи и числовой информации. Информация никогда не появляется в чистом виде, она всегда как-то представлена, как-то закодирована.
Рассмотрим примеры кодирования, с которыми мы сталкиваемся в нашей жизни. На Руси, где леса гасили звук, для передачи срочных сообщений использовался дым костров. Многие африканские племена до сих пор используют специальные барабаны - тамтамы, обмениваясь сообщениями со скоростью звука. До сих пор на флоте используется семафорная азбука, когда каждой букве соответствует определенное положение рук сигнальщика, подчеркиваемое флажками. Но для того, чтобы сообщение было не только принято, но и понято, приходилось предварительно договариваться, что означают, например, два дыма, или последовательность из трех быстрых ударов, или разведенные в стороны руки.
Итак, кроме самого сообщения и способа его передачи, появился еще один компонент - преобразование информации или, по-научному выражаясь, кодирование . Без него никакой передачи информации не состоится.
Вообще-то, обычная разговорная и письменная речь - это тоже своего рода кодирование. И изучение иностранного языка мы фактически изучаем другие звуковые и буквенные коды знакомых с детства предметов и явлений.
Но вернемся к передаче срочных сообщений. По мере развития цивилизации, появлялись и новые возможности их пересылки.
Майкл Фарадей в 1831 году сделал открытие, буквально перевернувшее мир: он изобрел способ получения электрического тока. И чуть ли не сразу же электрический ток был использован для передачи сообщений.
На основе теоретических разработок английского ученого Шиллинга, американский изобретатель Сэмюэл Морзе создал и широко внедрил в практику телеграфные аппараты и линии связи. Морзе пришлось создавать язык, отчасти похожий на язык африканского барабанного телеграфа. И электрический ток, и барабан имеют весьма небогатый собственный язык. По барабану можно либо стучать, либо нет. Электрический ток или идет, или его нет. Поэтому и кодировка, предложенная Морзе использовала всего три своеобразные буквы: длинный сигнал (тире), короткий сигнал (точка), нет сигнала (пауза) - для разделения букв. Так, знаменитый сигнал SOS - (Save Our Souls - спасите наши души) кодируется так:
<точка>, <точка>, <точка> - S
<пауза>
<тире>, <тире>, <тире> - O
<пауза>
<точка>, <точка>, <точка> - S
Код Морзе полтора века служил человечеству. Его сигналы пробивались сквозь такие атмосферные помехи, которые глушили любую членораздельную речь. И лишь в последнее время, когда появились спутники связи, он практически не применяется. К сожалению, все ранние попытки сделать машину, понимающую код Морзе, оказались безуспешными. Предложенные варианты оказывались излишне громоздкими, ненадежными и дорогими. Конечно, техника начала века была еще не столь совершенна, как сейчас, но свою роль сыграло и то, что сам по себе код Морзе был весьма сложен для распознавания его автоматами.
В середине нашего века под руководством Алана Тьюринга под Лондоном появились компьютеры, обрабатывающие буквы и цифры, т.е. символьную информацию. Именно там в 1943 году был создан специализированный компьютер, расшифровывающий немецкие военные коды (машина называлась “Колосс”). Тысячи перехваченных за день неприятельских сообщений вводились в память “Колосса”, после чего в поисках соответствия машина перебирала сотни тысяч вариантов, расшифровывая самые сложные коды.
Актуальность: В связи с широким распространением персональных компьютеров не только как средств обработки информации, но также как оперативных средств коммуникации (электронная, телефаксная почта), возникают проблемы, связанные с обеспечением защиты информации от преднамеренных или случайных искажений. Поэтому необходимость кодирования информации имеет большое значение в решении этой проблемы иостаётся актуальной и на сегодняшний день.
Объект: Информационные процессы
Предмет: Кодирование информации
Цель: Разработать программно - методический комплекс “Кодирование информации” декодирование кодирование информации
Задачи :
1. Выделить основные понятия теории кодирования
2. Уточнить способы представления информации в ЭВМ
3. Рассмотреть алгоритмы кодирования (алгоритм Хаффмана, Лемпеля - Зива, Хемминга)
4. Рассмотреть основные виды помехоустойчивых кодов
5. Разработать программно - методический комплекс по кодированию информации
1 Теоретическая часть
1.1 Основные понятия кодирования и декодирования
Рассмотрим ряд определений, использующихся в теории кодирования:
Код - правило, описывающее соответствие знаков (или их сочетаний) одного алфавита знакам (или их сочетаниям) другого алфавита.
Кодирование - перевод информации, представленной посредством первичного алфавита, в последовательность кодов.
Декодирование - операция, обратная кодированию, т.е. восстановление информации в первичном алфавите по полученной последовательности кодов.
Операции кодирования и декодирования называются обратимыми, если их последовательное применение обеспечивает возврат к исходной информации без каких-либо ее потерь.
Примером обратимого кодирования является представление знаков в телеграфном коде при передаче сообщений и восстановление их при приеме.
Примером необратимого кодирования является перевод текста с одного естественного языка на другой (обратный перевод побуквенно обычно не соответствует исходному тексту).
Основными задачами кодирования являются:
1. Обеспечение экономичности передачи информации посредством устранения избыточности
2. Обеспечение надежности (помехоустойчивости) передачи информации
3. Согласование скорости передачи информации с пропускной способностью канала
Соответствие между элементами дискретных сообщений и видом кодирования обеспечивается выбором:
1. Длительности сигналов
2. Длины кодового слова
3. Алфавита знаков и способа кодирования (побуквенного, блочного). Различают побуквенное и блочное кодирование. При побуквенном кодировании каждому знаку внешнего алфавита ставиться в соответствие кодовое слово из знаков внутреннего алфавита. При блочном кодировании слову из знаков внешнего алфавита ставиться в соответствие кодовое слово из знаков внутреннего алфавита.
Чтобы код был обратимым, необходимо:
1) чтобы разным символам входного алфавита А были сопоставлены разные кодовые комбинации;
2) чтобы никакая кодовая комбинация не составляла начальной части какой-нибудь другой кодовой комбинации.
Кодирование информации (иногда говорят -- шифровк а ) - это процесс формирования определенного представления информации. В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.
Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся информация (например, звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы перевести в числовую форму музыкальный звук, можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в числовой форме.
Аналогичным образом на компьютере можно обрабатывать текстовую информацию. При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов .
Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц (а не десяти цифр, как это привычно для людей). Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления, поскольку при этом устройства для их обработки получаются значительно более простыми. Ввод чисел в компьютер и вывод их для чтения человеком может осуществляться в привычной десятичной форме, а все необходимые преобразования выполняют программы, работающие на компьютере.
1.2 Способы кодирования информации в ЭВМ
Одна и та же информация может быть представлена (закодирована) в нескольких формах. Двоичное кодирование - один из распространенных способов представления информации. В вычислительных машинах, в роботах и станках с числовым программным управлением, как правило, вся информация, с которой имеет дело устройство, кодируется в виде слов двоичного алфавита. Двоичный алфавит состоит из двух цифр 0 и 1. Цифровые ЭВМ (персональные компьютеры относятся к классу цифровых) используют двоичное кодирование любой информации. В основном это объясняется тем, что построить техническое устройство, безошибочно различающее 2 разных состояния сигнала, технически оказалось проще, чем то, которое бы безошибочно различало 5 или 10 различных состояний.
К недостаткам двоичного кодирования относят очень длинные записи двоичных кодов, что затрудняет работу с ними.
Среди всего разнообразия информации, обрабатываемой на компьютере, значительную часть составляют числовая, текстовая, графическая и аудиоинформация. Познакомимся с некоторыми способами кодирования этих типов информации в ЭВМ.
1.3 Кодирование символьной (текстовой) информации
Основная операция, производимая над отдельными символами текста - сравнение символов.
Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом. Количество символов в алфавите называется его мощностью.
При сравнении символов наиболее важными аспектами являются уникальность кода для каждого символа и длина этого кода, а сам выбор принципа кодирования практически не имеет значения.
В настоящее время, большая часть пользователей, при помощи компьютера обрабатывает текстовую информацию, которая состоит из символов: букв, цифр, знаков препинания и др. Подсчитаем, сколько всего символов и какое количество бит нам нужно: 10 цифр, 12 знаков препинания, 15 знаков арифметических действий, буквы русского и латинского алфавита, ВСЕГО: 155 символов, что соответствует 8 бит информации.
Суть кодирования заключается в том, что каждому символу ставят в соответствие двоичный код от 00000000 до 11111111 или соответствующий ему десятичный код от 0 до 255.
Для кодирования текстов используются различные таблицы перекодировки.
Таблица перекодировки - таблица, содержащая упорядоченный некоторым образом перечень кодируемых символов, в соответствии с которой происходит преобразование символа в его двоичный код и обратно.
Наиболее популярные таблицы перекодировки: ДКОИ-8, ASCII, CP1251, Unicode, причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы не будут правильно отображаться в другой, поэтому важно, чтобы при кодировании и декодировании одного и того же текста использовалась одна и та же таблица. (Базовая таблица кодировки ASCII приведена в таблице 1.1.). Не так давно был предложен новый стандарт символьного кодирования UNICODE , где каждый символ кодируется уже двумя байтами. Он позволяет свободно обмениваться сообщениями по Интернету на любом языке, не выясняя предварительно, понимает ли другой компьютер ваш родной алфавит.
В связи с изобилием систем кодирования текстовых данных, действующих в России, возникает задача межсистемного преобразования данных -- это одна из распространенных задач информатики.
Исторически сложилось, что в качестве длины кода для кодирования символов было выбрано 8 бит или 1 байт. Поэтому чаще всего одному символу текста, хранимому в компьютере, соответствует один байт памяти.
1.4 Кодирование числовой информации
Сходство в кодировании числовой и текстовой информации состоит в следующем: чтобы можно было сравнивать данные этого типа, у разных чисел (как и у разных символов) должен быть различный код. Основное отличие числовых данных от символьных заключается в том, что над числами кроме операции сравнения производятся разнообразные математические операции: сложение, умножение, извлечение корня, вычисление логарифма и пр. Правила выполнения этих операций в математике подробно разработаны для чисел, представленных в позиционной системе счисления. Основной системой счисления для представления чисел в компьютере является двоичная позиционная система счисления.
Кодирован ие целых и действительных чисел
Целые числа кодируются двоичным кодом достаточно просто -- достаточно взять целое число и делить его пополам до тех пор, пока в остатке не образуется ноль или единица. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним остатком, и образует двоичный аналог десятичного числа.
Таким образом, 19 10 = 10011 2 .
Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит). Шестнадцать бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65 535, а 24 бита -- уже более 16,5 миллионов разных значений.
Для кодирования действительных чисел используют 80 разрядное кодирование. При этом число предварительно преобразуется в нормализованную форму :
3,1415926 = 0,31415926 * 10 1
300 000 = 0,3 * 10 6
123 456 789 = 0,123456789 * 10 10
Первая часть числа называется мантиссой , а вторая -- характеристикой . Большую часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое фиксированное количество разрядов отводят для хранения характеристики (тоже со знаком).
1.5 Кодирование графической информации
Важным этапом кодирования графического изображения является разбиение его на дискретные элементы (дискретизация).
При помощи увеличительного стекла можно увидеть, что черно-белое графическое изображение, например из газеты, состоит из мельчайших точек, составляющих определенный узор - растр. Точность передачи рисунка зависит от количества точек и их размера. После разбиения рисунка на точки, начиная с левого угла, двигаясь по строкам слева направо, можно кодировать цвет каждой точки. Далее одну такую точку будем называть пикселем. Пиксель (picture element - элемент рисунка) - минимальная единица изображения, цвет и яркость которой можно задать независимо от остального изображения.
Основными способами представления графики для ее хранения и обработки с помощью компьютера являются растровые и векторные изображения.
Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из элементарных геометрических фигур (чаще всего отрезков и дуг). Положение этих элементарных отрезков определяется координатами точек и величиной радиуса. Для каждой линии указывается двоичные коды типа линии (сплошная, пунктирная, штрихпунктирная), толщины и цвета.
Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей), полученных в результате дискретизации изображения в соответствии с матричным принципом. Объем растрового изображения определяется умножением количества пикселей (на информационный объем одной точки, который зависит от количества возможных цветов. Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора. Чем она выше, то есть больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных ПК в основном используют следующие разрешающие способности экрана: 640 на 480, 800 на 600, 1024 на 768 и 1280 на 1024 точки.
Матричный принцип кодирования графических изображений заключается в том, что изображение разбивается на заданное количество строк и столбцов. Затем каждый элемент полученной сетки кодируется по выбранному правилу.
Качество изображения будет тем выше, чем "плотнее" расположены пиксели, то есть чем больше разрешающая способность устройства, и чем точнее закодирован цвет каждого из них. Для черно-белого изображения код цвета каждого пикселя задается одним битом: 1 - белый, 0 - черный.
Если рисунок цветной, то для каждой точки задается двоичный код ее цвета.
Цветовые модели .
1) Модель HSB характеризуется тремя компонентами: оттенок цвета(Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Можно получить большое количество произвольных цветов, регулируя эти компоненты. Эту цветовую модель лучше применять в тех графических редакторах, в которых изображения создают сами, а не обрабатывают уже готовые. Значение цвета выбирается как вектор, выходящий из центра окружности. Направление вектора задается в угловых градусах и определяет цветовой оттенок. Насыщенность цвета определяется длиной вектора, а яркость цвета задается на отдельной оси, нулевая точка которой имеет черный цвет. Точка в центре соответствует белому (нейтральному) цвету, а точки по периметру - чистым цветам.
2) Принцип метода RGB заключается в следующем: известно, что любой цвет можно представить в виде комбинации трех цветов: красного (Red, R), зеленого (Green, G), синего (Blue, B). Другие цвета и их оттенки получаются за счет наличия или отсутствия этих составляющих. Данная цветовая модель является аддитивной, то есть любой цвет можно получить сочетание основных цветов в различных пропорциях. При наложении одного компонента основного цвета на другой яркость суммарного излучения увеличивается. Если совместить все три компоненты, то получим ахроматический серый цвет, при увеличении яркости которого происходит приближение к белому цвету.
3) Принцип метода CMYK . Эта цветовая модель используется при подготовке публикаций к печати. Каждому из основных цветов ставится в соответствие дополнительный цвет (дополняющий основной до белого). Получают дополнительный цвет за счет суммирования пары остальных основных цветов Различают несколько режимов представления цветной графики:
а) полноцветный (True Color);
в) индексный.
При полноцветном режиме для кодирования яркости каждой из составляющих используют по 256 значений (восемь двоичных разрядов), то есть на кодирование цвета одного пикселя (в системе RGB) надо затратить 8*3=24 разряда. Это позволяет однозначно определять 16,5 млн цветов. Это довольно близко к чувствительности человеческого глаза. При кодировании с помощью системы CMYK для представления цветной графики надо иметь 8*4=32 двоичных разряда.
Режим High Color - это кодирование при помощи 16-разрядных двоичных чисел, то есть уменьшается количество двоичных разрядов при кодировании каждой точки. Но при этом значительно уменьшается диапазон кодируемых цветов.
При индексном кодировании цвета можно передать всего лишь 256 цветовых оттенков. Каждый цвет кодируется при помощи восьми бит данных. Но так как 256 значений не передают весь диапазон цветов, доступный человеческому глазу, то подразумевается, что к графическим данным прилагается палитра (справочная таблица), без которой воспроизведение будет неадекватным: море может получиться красным, а листья - синими. Сам код точки растра в данном случае означает не сам по себе цвет, а только его номер (индекс) в палитре. Отсюда и название режима - индексный.
Человеческий глаз воспринимает цветовую информацию в диапазоне волн примерно от 380 нм. (синий цвет) до 770 нм. (красный цвет), причём наименьшую чувствительность имеет в районе 520 нм. (зелёный цвет).
1.6 Кодирование звуковой информации
Мир наполнен самыми разнообразными звуками: тиканье часов и гул моторов, завывание ветра и шелест листьев, пение птиц и голоса людей. О том, как рождаются звуки и что они собой представляют люди начали догадываться очень давно. Еще древнегреческий философ и ученый - энциклопедист Аристотель, исходя из наблюдений, объяснял природу звука, полагая, что звучащее тело создает попеременное сжатие и разрежение воздуха.
Из физики известно, что звук - это колебания воздуха. Если преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), то видно плавно изменяющееся с течением времени напряжение. Для компьютерной обработки такой - аналоговый - сигнал нужно каким-то образом преобразовать в последовательность двоичных чисел.
Делается это, например, так - измеряется напряжение через равные промежутки времени и полученные значения записываются в память компьютера. Этот процесс называется дискретизацией (или оцифровкой), а устройство, выполняющее его - аналого-цифровым преобразователем (АЦП).
Чтобы воспроизвести закодированный таким образом звук, нужно сделать обратное преобразование (для этого служит цифро-аналоговый преобразователь - ЦАП), а затем сгладить получившийся ступенчатый сигнал.
Существует два основных способах записи звука:аналоговый и цифровой . Но для того чтобы записать звук на какой-нибудь носитель его нужно преобразовать в электрический сигнал. Это делается с помощью микрофона. Самые простые микрофоны имеют мембрану, которая колеблется под воздействием звуковых волн. К мембране присоединена катушка, перемещающаяся синхронно с мембраной в магнитном поле. В катушке возникает переменный электрический ток. Изменения напряжения тока точно отражают звуковые волны. Переменный электрический ток, который появляется на выходе микрофона, называется аналоговым сигналом. Применительно к электрическому сигналу «аналоговый» обозначает, что этот сигнал непрерывен по времени и амплитуде. Он точно отражает форму звуковой волны, которая распространяется в воздухе.
Звуковую информацию можно представить в дискретной или аналоговой форме. Их отличие в том, что при дискретном представлении информации физическая величина изменяется скачкообразно («лесенкой»), принимая конечное множество значений. Если же информацию представить в аналоговой форме, то физическая величина может принимать бесконечное количество значений, непрерывно изменяющихся.
Виниловая пластинка является примером аналогового хранения звуковой информации, так как звуковая дорожка свою форму изменяет непрерывно. Но у аналоговых записей на магнитную ленту есть большой недостаток - старение носителя. За год фонограмма, которая имела нормальный уровень высоких частот, может их потерять. Виниловые пластинки при проигрывании их несколько раз теряют качество. Поэтому преимущество отдают цифровой записи.
В начале 80-х годов появились компакт-диски. Они являются примером дискретного хранения звуковой информации, так как звуковая дорожка компакт - диска содержит участки с различной отражающей способностью. Теоретически эти цифровые диски могут служить вечно, если их не царапать, т.е. их преимуществами являются долговечность и неподверженность механическому старению. Другое преимущество заключается в том, что при цифровой перезаписи нет потери качества звука.
На мультимедийных звуковых картах можно найти аналоговые микрофонный предусилитель и микшер.
Цифро-аналоговое и аналого-цифровое преобразование звуковой информации.
Кратко рассмотрим процессы преобразования звука из аналоговой формы в цифровую и наоборот. Примерное представление о том, что происходит в звуковой карте, может помочь избежать некоторых ошибок при работе со звуком.
Звуковые волны при помощи микрофона превращаются в аналоговый переменный электрический сигнал. Он проходит через звуковой тракт (см. рисунок 1) и попадает в аналого-цифровой преобразователь (АЦП) - устройство, которое переводит сигнал в цифровую форму.
В упрощенном виде принцип работы АЦП заключается в следующем: он измеряет через определенные промежутки времени амплитуду сигнала и передает дальше, уже по цифровому тракту, последовательность чисел, несущих информацию об изменениях амплитуды (см. рисунок 1).
Во время аналого-цифрового преобразования никакого физического преобразования не происходит. С электрического сигнала как бы снимается отпечаток или образец, являющийся цифровой моделью колебаний напряжения в аудиотракте. Если это изобразить в виде схемы, то эта модель представлена в виде последовательности столбиков, каждый из которых соответствует определенному числовому значению. Цифровой сигнал по своей природе дискретен - то есть прерывист, поэтому цифровая модель не совсем точно соответствует форме аналогового сигнала.
Семпл - это промежуток времени между двумя измерениями амплитуды аналогового сигнала. Дословно Sample переводится с английского как «образец». В мультимедийной и профессиональной звуковой терминологии это слово имеет несколько значений. Кроме промежутка времени семплом называют также любую последовательность цифровых данных, которые получили путем аналого-цифрового преобразования. Сам процесс преобразования называютсемплированием . В русском техническом языке называют его дискретизацией.
Вывод цифрового звука происходит при помощи цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), который на основании поступающих цифровых данных в соответствующие моменты времени генерирует электрический сигнал необходимой амплитуды.
Параметры семплирования
Важными параметрами семплированияявляются частота и разрядность.
Частота - количество измерений амплитуды аналогового сигнала в секунду.
Если частота семплирования не будет более чем в два раза превышать частоту верхней границы звукового диапазона, то на высоких частотах будут происходить потери. Это объясняет то, что стандартная частота для звукового компакт-диска - это частота 44.1 кГц. Так как диапазон колебаний звуковых волн находится в пределах от 20 Гц до 20 кГц, то количество измерений сигнала в секунду должно быть больше, чем количество колебаний за тот же промежуток времени. Если же частота дискретизации значительно ниже частоты звуковой волны, то амплитуда сигнала успевает несколько раз измениться за время между измерениями, а это приводит к тому, что цифровой отпечаток несет хаотичный набор данных. При цифро-аналоговом преобразовании такой семпл не передает основной сигнал, а только выдает шум.
В новом формате компакт-дисков Audio DVD за одну секунду сигнал измеряется 96 000 раз, т.е. применяют частоту семплирования 96 кГц. Для экономии места на жестком диске в мультимедийных приложениях довольно часто применяют меньшие частоты: 11, 22, 32 кГц. Это приводит к уменьшению слышимого диапазона частот, а, значит, происходит сильное искажение того, что слышно.
Если в виде графика представить один и тот же звук высотой 1 кГц (нота до седьмой октавы фортепиано примерно соответствует этой частоте), но семплированный с разной частотой (нижняя часть синусоиды не показана на всех графиках), то будут видны различия. Одно деление на горизонтальной оси, которая показывает время, соответствует 10 семплам. Можно видеть, что на частоте 11 кГц примерно пять колебаний звуковой волны приходится на каждые 50 семплов, то есть один период синусоиды отображается всего при помощи 10 значений. Это довольно неточная передача. В то же время, если рассматривать частоту оцифровки 44 кГц, то на каждый период синусоиды приходится уже почти 50 семплов. Это позволяет получить сигнал хорошего качества.
Разрядность указывает с какой точностью происходят изменения амплитуды аналогового сигнала. Точность, с которой при оцифровке передается значение амплитуды сигнала в каждый из моментов времени, определяет качество сигнала после цифро-аналогового преобразования. Именно от разрядности зависит достоверность восстановления формы волны.
Для кодирования значения амплитуды используют принцип двоичного кодирования. Звуковой сигнал должен быть представленным в виде последовательности электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). Обычно используют 8, 16-битное или 20-битное представление значений амплитуды. При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала его заменяют последовательностью дискретных уровней сигнала. От частоты дискретизации (количества измерений уровня сигнала в единицу времени) зависит качество кодирования. С увеличением частоты дискретизации увеличивается точность двоичного представления информации. При частоте 8 кГц (количество измерений в секунду 8000) качество семплированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48 кГц (количество измерений в секунду 48000) - качеству звучания аудио- CD.
Если использовать 8-битное кодирование, то можно достичь точность изменения амплитуды аналогового сигнала до 1/256 от динамического диапазона цифрового устройства (28 = 256).
Если использовать 16-битное кодирование для представления значений амплитуды звукового сигнала, то точность измерения возрастет в 256 раз.
В современных преобразователях принято использовать 20-битное кодирование сигнала, что позволяет получать высококачественную оцифровку звука.
Чем выше частота дискретизации и чем больше разрядов отводится для каждого отсчета, тем точнее будет представлен звук, но при этом увеличивается и размер звукового файла. Поэтому в зависимости от характера звука, требований, предъявляемых к его качеству и объему занимаемой памяти, выбирают некоторые компромиссные значения.
Описанный способ кодирования звуковой информации достаточно универсален, он позволяет представить любой звук и преобразовывать его самыми разными способами. Но бывают случаи, когда выгодней действовать по-иному.
Издавна используется довольно компактный способ представления музыки - нотная запись. В ней специальными символами указывается, какой высоты звук, на каком инструменте и как сыграть. Фактически, ее можно считать алгоритмом для музыканта, записанным на особом формальном языке. В 1983 ведущие производители компьютеров и музыкальных синтезаторов разработали стандарт, определивший такую систему кодов. Он получил название MIDI.
Конечно, такая система кодирования позволяет записать далеко не всякий звук, она годится только для инструментальной музыки. Но есть у нее и неоспоримые преимущества: чрезвычайно компактная запись, естественность для музыканта (практически любой MIDI-редактор позволяет работать с музыкой в виде обычных нот), легкость замены инструментов, изменения темпа и тональности мелодии.
Есть и другие, чисто компьютерные, форматы записи музыки. Среди них - формат MP3, позволяющий с очень большим качеством и степенью сжатия кодировать музыку, при этом вместо 18-20 музыкальных композиций на стандартном компакт-диске (CDROM) помещается около 200. Одна песня занимает, примерно, 3,5 Mb, что позволяет пользователям сети Интернет легко обмениваться музыкальными композициями.
Ухо человека воспринимает звук в диапазоне от 20 Гц до 20 КГц (1 Гц - 1 колебание в секунду).
1.7 Алгоритм Хаффмана
Это алгоритм архивации без потери качества. Представим себе самый общий случай, когда в файле представлена большая часть таблицы ASCII и почти нет однородных последовательностей. В таком случае выгоду можно получить только если разные байты (символы) встречаются в данном файле с различной частотой. Тогда наиболее часто встречающиеся символы могут быть закодированы меньшим числом бит, а те, что встречаются довольно редко наоборот большим числом бит. В итоге результирующий файл с большой вероятностью будет меньшего объема, чем исходный.
Прежде чем описать алгоритм перекодировки, позволяющий наиболее часто встречающиеся символы (байты) кодировать не восемью, а гораздо меньшим числом бит, следует указать на ограничения, свойственные любому, даже самому эффективному алгоритму без потери качества.
Можно представить, что все файлы - это тексты, написанные в алфавите, состоящем из 256 букв (так оно на самом деле и есть). Рассмотрим все множество файлов, размер которых не превышает n byte (где n произвольное число). И допустим, что существует некий алгоритм кодирования, который любой из этих файлов сжимает с "положительной" эффективностью. Тогда множество всех их архивов содержится во множестве всех файлов, размер которых меньше n byte. Согласно нашему предположению существует взаимно-однозначное соответствие между двумя конечными множествами, число элементов в которых не совпадает. Чего быть не может. Отсюда можно сделать довольно значимые выводы: 1) не существует архиватора, который бы одинаково хорошо паковал любые файлы, 2) для любого архиватора найдутся файлы, в результате сжатия которых будут получаться архивы в лучшем случае не меньшего размера, чем исходные файлы.
1.8 Алгоритм кодирования Лемпеля - Зива
Алгоритм Лемпеля -- Зива -- Ве м лча -- это универсальный алгоритм сжатия данных без потерь, созданный Абрахамом Лемпелем, Якобом Зивом и Терри Велчем. Он был опубликован Велчем в 1984 году, в качестве улучшенной реализации алгоритма LZ78 , опубликованного Лемпелем и Зивом в 1978 году. Алгоритм разработан так, чтобы его можно было быстро реализовать, но он не обязательно оптимален, поскольку он не проводит никакого анализа входных данных.
Лемель и Зив используют следующую идею: если в тексте сообщения появляется последовательность из двух ранее уже встречавшихся символов, то эта последовательность объявляется новым символом, для нее назначается код, который при определенных условиях может быть значительно короче исходной последовательности. В дальнейшем в сжатом сообщении вместо исходной последовательности записывается назначенный код. При декодировании повторяются аналогичные действия и потому становятся известными последовательности символов для каждого кода.
Одна из алгоритмических реализаций этой идеи включает следующие операции. Первоначально каждому символу алфавита присваивается определенный код (коды - порядковые номера, начиная с 0).
При кодировании :
1. Выбирается первый символ сообщения и заменяется на его код.
2. Выбираются следующие два символа и заменяются своими кодами. Одновременно этой комбинации двух символов присваивается свой код. Обычно это номер, равный числу уже использованных кодов. Так, если алфавит включает 8 символов, имеющих коды от 000 до 111, то первая двухсимвольная комбинация получит код 1000, следующая - код 1001 и т.д.
3. Выбираются из исходного текста очередные 2, 3,...N символов до тех пор, пока не образуется еще не встречавшаяся комбинация. Тогда этой комбинации присваивается очередной код, и поскольку совокупность А из первых N-1 символов уже встречалась, то она имеет свой код, который и записывается вместо этих N-1 символов. Каждый акт введения нового кода назовем шагом кодирования.
4. Процесс продолжается до исчерпания исходного текста.
При декодировании код первого символа, а затем второго и третьего заменяются на символы алфавита. При этом становится известным код комбинации второго и третьего символов. В следующей позиции могут быть только коды уже известных символов и их комбинаций. Процесс декодирования продолжается до исчерпания сжатого текста.
1.9 Помехоустойчивые коды
Управление правильностью (помехозащищенностью) передачи информации выполняется с помощью помехоустойчивого кодирования. Различают коды, обнаруживающие ошибки, и корректирующие коды, которые дополнительно к обнаружению еще и исправляют ошибки. Помехозащищенность достигается с помощью введения избыточности. Устранение ошибок с помощью корректирующих кодов реализуют в симплексных каналах связи. В дуплексных каналах достаточно применения кодов, обнаруживающи х ошибки так как сигнализация об ошибке вызывает повторную передачу от источника. Это основные методы, используемые в информационных сетях.
Простейшими способами обнаружения ошибок являются контрольное суммирование, проверка на нечетность. Однако они недостаточно надежны, особенно при появлении пачек ошибок. Поэтому в качестве надежных обнаруживающих кодов применяют циклические коды . Примером корректирующего кода является код Хемминга.
В настоящее время темпы развития телекоммуникационных систем стали предпосылкой для появления принципиально новых способов кодирования сообщений. Причем одной из задач кодирования стало не только достоверная передача, но и быстрая обработка данных. Несмотря на рост мощности вычислительной техники, актуальным остается вопрос построения простых алгоритмов коррекции ошибок. Одним из малоизученных направлений в этой области можно считать использование кодов с иррациональным основанием.
Работа подавляющего числа современных систем связи основана на передаче сообщений в цифровом виде. Сбой при приеме любого элемента цифровых данных способен вызвать значительное искажение всего сообщения в целом, что, в свою очередь, может привести к полной потере информации, содержащейся в нем. Высокоэффективным средством решения данной проблемы является применение помехоустойчивого кодирования, основанного на введении искусственной избыточности в передаваемое сообщение. Отметим, что в современных информационных системах важнейшей задачей является обеспечение информационной безопасности, связанной с методами криптографии и кодирования, теоретические основы которой заложил Шеннон в своих трудах.
В 50-е-70-е годы было разработано большое количество алгебраических кодов с исправлением ошибок, среди которых наиболее востребованными стали коды Боуза-Чоудхури-Хоквингема (БЧХ), Рида-Соломона (РС), Рида-Малера, Адамара, Юстенсена, Гоппы, циклические коды, сверточные коды с разными алгоритмами декодирования (последовательное декодирование, алгоритм Витерби), арифметические коды.
Однако на практике применяется относительно небольшая группа алгебраических помехоустойчивых кодов: БЧХ, Рида-Соломона и сверхточные коды. Наиболее широко применяются циклические коды с обнаружением ошибок в стандартных протоколах HDLC, Х.25/2 (LAP-B, LAP-M). Коды Рида-Соломона с исправлением ошибок находят применение в каналах радиосвязи. В каналах спутниковой связи, характеризующихся независимым характером ошибок, широко применяются сверхточные коды.
Следует отметить тот факт, что хотя существующие на данный момент системы передачи данных отвечают всем основным стандартам и требованиям, они все же не являются совершенными. Причин тому влияние помех в канале связи. Одним из средств решения подобных несоответствий в системах передачи цифровой информации, является применение помехоустойчивых кодов, лежащих в основе устройств кодирования/декодирования.
Помехоустойчивое кодирование передаваемой информации позволяет в приемной части системы обнаруживать и исправлять ошибки. Коды, применяемые при помехоустойчивом кодировании, называются корректирующими кодами. Как правило, корректирующий код может исправлять меньше ошибок, чем обнаруживать. Число ошибок, которые корректирующий код может исправить в определенном интервале последовательности двоичных символов, например, в одной кодовой комбинации, называется исправляющей способностью кода.
В разных средах характер помех разный. Ошибки могут быть одиночные, а могут возникать группами, сразу по несколько. В результате помех могут исчезать биты или наоборот -- появляться лишние.
Под помехой понимается любое воздействие, накладывающееся на полезный сигнал и затрудняющее его прием.
1.10 Теоремы Шеннона
Ранее отмечалось, что при передаче сообщений по каналам связи могут возникать помехи, способные привести к искажению принимаемых знаков. Так, например, если вы попытаетесь передать речевое сообщению в ветреную погоду человеку, находящемуся от вас на значительном расстоянии, то оно может быть сильно искажено такой помехой как ветер. Вообще, передача сообщений при наличии помех является серьезной теоретической и практической задачей. Ее значимость возрастает в связи с повсеместным внедрением компьютерных телекоммуникаций, в которых помехи неизбежны.
При работе с кодированной информацией, искажаемой помехами, можно выделить следующие основные проблемы: установления самого факта того, что произошло искажение информации; выяснения того, в каком конкретно месте передаваемого текста это произошло; исправления ошибки - хотя бы с некоторой степенью достоверности.
Помехи в передачи информации - свойство отнюдь не только технических систем. Это - вполне обычное дело в быту, например - разговор по телефону, в трубке которого "трещит", вождение автомобиля в тумане и т.д.
Например, каждый фрагмент текста ("предложение") передается трижды, и верным считается та пара фрагментов, которая полностью совпала. Однако, большая избыточность приводит к большим временным затратам при передаче информации и требует большого объема памяти при ее хранении. Отсюда следует задача устранения избыточности, или эффективного кодирования. Впервые теоретическое исследование такого рода проблем предпринял К.Шеннон.
Первая теорема Шеннона о передаче информации, которая называется также основной теоремой о кодировании при отсутствии помех, формулируется следующим образом:
При отсутствии помех передачи всегда возможен такой вариант кодирования сообщения, при котором избыточность кода будет сколь угодно близкой к нулю.
Вторая теорема Шеннона гласит, что при наличии помех в канале всегда можно найти такую систему кодирования, при которой сообщения будут переданы с заданной достоверностью. При наличии ограничения пропускная способность канала должна превышать производительность источника сообщений. Вторая теорема Шеннона устанавливает принципы помехоустойчивого кодирования. Для дискретного канала с помехами теорема утверждает, что, если скорость создания сообщений меньше или равна пропускной способности канала, то существует код, обеспечивающий передачу со сколь угодно малой частотой ошибок.
Эта теорема не дает конкретного метода построения кода, но указывает на пределы достижимого в области помехоустойчивого кодирования, стимулирует поиск новых путей решения этой проблемы.
2 Практическая часть
Программа на кодирование информации
Кодирование информации -- одна из базовых тем курса теоретических основ информатики, отражающая фундаментальную необходимость представления информации в какой-либо форме, -- т.е. кодировании информации. При этом слово «кодирование» понимается не в узком смысле -- кодирование как способ сделать сообщение непонятным для всех, кто не владеет ключом кода, а в широком -- как представление информации в виде сообщения на каком-либо языке.
Освещение данной темы в курсе информатики возможно под различными углами зрения и на различных уровнях. Самый простой подход состоит в рассмотрении понятия кодирования как представления информации в ознакомительном, общеобразовательном плане. Более продвинутый подход включает изучение теории кодирования. В данном практикуме мы ориентируемся на достаточно элементарные сведения о кодировании, имеющие общеобразовательное значение, и оставляем серьезное знакомство с теорией кодирования для школьников.
По данной теме я разработала программу для учащихся 8-9 классов. Программа написана на языке программирования Delphi6 и называется «Кодирование флажковой азбуки».
Суть программы: Вводим сообщение из русских букв, программа выводит закодированное сообщение в виде флажков, по определенному правилу (таблице кодирования): каждой букве присвоен определённый флажок.
На форме нанесены следующие компоненты :
· Компонент Список изображений (ImageList)
Этот компонент расположен на панели Win32. В нём производится работа с графическим изображением, он позволяет хранить наборы картинок фиксированного размера, причём обращаться к картинки (в нашей программе их 34) мы будем по номерам и осуществлять вывод изображений на экран;
· Компонент Область рисования (PaintBox)
Расположен на панели System. Используем для вывода графической информации (флажков).
· Текстовое поле (Edit)
Расположен на панели Standard. Поле, в которое будем вводить сообщение, для того чтобы его закодировать;
· Кнопка (Button)
Расположен на панели Standard. 1 кнопка “очистить” (можно очистить сообщение в текстовом поле и написать новое), 2 кнопка “кодировать” (кодирует сообщение, которое ввели в текстовое поле и выводит уже закодированное сообщение в PaintBox), 3 кнопка “таблица кодирования” (выводит таблицу в новой форме, на которой можно просмотреть, какой букве соответствует флажок);
· Метка (Label)
Расположен на панели Standard.Содержит информацию о том, что сообщение не должно быть более 27 символов;
· Панель (Panel)
На панели будет располагаться PaintBox, нужна для того, чтоб визуально можно было увидеть, куда будет выводиться сообщение.
Приложение
Код кодирования сообщения
procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
if Length(s)>27 then
ShowMessage("сообщение более 27 символов");
for i:= 1 to length(s) do
if (s[i]="а") or (s[i]="А") then
if (s[i]="б") or (s[i]="Б") then
if (s[i]="в") or (s[i]="В") then
if (s[i]="г") or (s[i]="Г") then
if (s[i]="д") or (s[i]="Д") then
if (s[i]="е")or (s[i]="Е") then
if (s[i]="ё")or (s[i]="Ё") then
if (s[i]="ж")or (s[i]="Ж") then
if (s[i]="з") or (s[i]="З") then
if (s[i]="и") or (s[i]="И") then
if (s[i]="й") or (s[i]="Й") then
if (s[i]="к") or (s[i]="К") then
if (s[i]="л") or (s[i]="Л") then
if (s[i]="м") or (s[i]="М") then
if (s[i]="н") or (s[i]="Н") then
if (s[i]="о") or (s[i]="О") then
if (s[i]="п") or (s[i]="П") then
if (s[i]="р") or (s[i]="Р") then
if (s[i]="с") or (s[i]="С") then
if (s[i]="т")or (s[i]="Т") then
if (s[i]="у") or (s[i]="У") then
if (s[i]="ф")or (s[i]="Ф") then
if (s[i]="х")or (s[i]="Х") then
if (s[i]="ц")or (s[i]="Ц") then
if (s[i]="ч") or (s[i]="Ч") then
if (s[i]="ш") or (s[i]="Ш") then
if (s[i]="щ")or (s[i]="Щ") then
if (s[i]="ъ")or (s[i]="Ъ") then
if (s[i]="ы")or (s[i]="Ы") then
if (s[i]="ь") or (s[i]="Ь") then
if (s[i]="э") or (s[i]="Э") then
if (s[i]="ю") or (s[i]="Ю") then
if (s[i]="я") or (s[i]="Я") then
if s[i]=" " then
ImageList1.Draw(PaintBox1.Canvas,35*i,5,k,true);
Очистка сообщения .
procedure TForm1.Button3Click(Sender: TObject);
Посмотреть таблицу кодирования .
procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
Заключение
За недолгое время компьютер из вычислительного устройства превратился в устройство для обработки многих видов информации: текстовой, графической, звуковой. С помощью компьютера информация упаковывается и шифруется, путешествует по различным каналам связи и может быть доставлена в любой уголок мира. Современный человек уже не представляет свою деятельность без применения компьютера. Как информация может быть представлена в компьютере, как она передается по каналам связи - ответы на все эти вопросы мы получаем после изучения темы "Кодирование информации". Сведения об информации, языках как способах представления информации, о кодировании информации без компьютера, о двоичном кодировании, о системах счисления, о кодировании информации в компьютере - все эти вопросы должны входить в содержание Федерального компонента образовательного стандарта школьного курса информатики.
Список использованных источников
1. Delphi 7. Учебный курс / С. И. Бобровский. - СПб.: Питер, 2003.
2. Задачник-практикум по информатике: Учеб. Пособие для сред. Шк. / Пол ред. И. Семакина, Е. Хеннера. М.: Лаборатория базовых знаний, 1999.
3. Информатика: Базовый курс для 7 - 9 кл. / И. Г. Семакин, Л.А. Залогова, С. В. Русаков, Л. В. Шестакова - М.: Лаборатория базовых знаний, 1998.
4. Информатика. 7 - 9 кл. Базовый курс. Учебник. / Под. ред. Проф. Н. В. Макаровой. - Спб.: Питер, 2002.
5. Информатика: Учеб.пособие для студ. Пед. Вузов / А. В. Могилёв, Н. И. Пак, Е. К. Хеннер; Под ред. Е. К. Хеннера. - 2-е издание, стер. - М.: Издательский центр «Академия».
6. Кушниренко А. Г., Лебедев Г. В., Сворень Р. А. Основы информатики и вычислительной техники: Учеб. Для 10 - 11 кл. сред. шк., - М.: Просвещение, 1996.
7. Основы теории информации и кодирования. Учебник / В.В. Крушный - М.,2005.
8. Трофимова М.В. Измерение количества информации // Информатика: Еженед. прил. к газ. «Первое сентября». №2. 2000.
9. Теория кодирования и теория информации. Учебник / Р. В.Хемминг - М.: Издат.: Радио и Связь, 1985.
10. URL: //sdo.uspi.ru/mathem&inform/lek8/lek_8.htm
11. URL: ru.wikipedia.org/wiki/Lempel-Ziv-Welch
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Представление информации в двоичной системе. Необходимость кодирования в программировании. Кодирование графической информации, чисел, текста, звука. Разница между кодированием и шифрованием. Двоичное кодирование символьной (текстовой) информации.
реферат , добавлен 27.03.2010
Представление числовой информации с помощью систем счисления. Кодирование символьной, текстовой, числовой и графической информации. Устройство жесткого диска; дисковод компакт-дисков CD-ROM. Использование главного меню Windows; языки программирования.
контрольная работа , добавлен 16.03.2015
Знакомство с идеей векторного способа представления изображений в цифровом виде. Разработка последовательности команд для кодирования графического объекта. Основные команды; двоичное кодирование графической информации, растровый и векторный варианты.
презентация , добавлен 05.01.2012
Технология обработки графической информации с помощью ПК, применение в научных и военных исследованиях: формы, кодирование информации, ее пространственная дискретизация. Создание и хранение графических объектов, средства обработки векторной графики.
реферат , добавлен 28.11.2010
Кодирование как процесс представления информации в виде кода. Кодирование звуковой и видеоинформации, характеристика процесса формирования определенного представления информации. Особенности универсального дружественного интерфейса для пользователей.
контрольная работа , добавлен 22.04.2011
Информация и информационные процессы в природе, обществе, технике. Информационная деятельность человека. Кодирование информации. Способы кодирования. Кодирование изображений. Информация в кибернетике. Свойства информации. Измерение количества информации.
реферат , добавлен 18.11.2008
Место темы "Кодирование информации" в школьном курсе информатики. Рекомендации по изучению "Кодирования информации" в школьном курсе информатики. Дидактический материал для изучения темы "Кодирование информации" и внеклассное мероприятие по информатике.
курсовая работа , добавлен 17.06.2012
Кодирование символьной и числовой информации. Основные системы счисления. Двоичная система счисления. Устройства вывода информации. Правила выполнения арифметических операций. Логические основы построения, функциональные узлы ЭВМ. Синтез логических схем.
презентация , добавлен 08.11.2016
Методы арифметического кодирования. Основные функции программ, реализующие алгоритмы кодирования по методам Хаффмана, Голомба, Фибоначчи и Элиаса. Разработка программно-аппаратных средств оптимального арифметического кодирования и их экономический расчет.
дипломная работа , добавлен 26.05.2012
Понятие информации и основные принципы ее кодирования, используемые методы и приемы, инструментарий и задачи. Специфические особенности процессов кодирования цифровой и текстовой, графической и звуковой информации. Логические основы работы компьютера.
- Возьмём в качестве примера наш сайт: www.vashmaster.ru
- Все тексты сайта написаны и размещены на сайте в кодировке "windows-1251" и об этом браузеру не сообщается
- Сервер хостинга автоматически по умолчанию отправляет следующий заголовок:
Content-Type: text/html; charset=utf-8
При подобном несовпадении в реальной кодировке сайта и информации о кодировке в заголовке, отправляемом сервером, возникнут проблемы отображения страниц сайта в браузере посетителей.
Правильная кодировка - это очень важно!
Попробуем объяснить почему.
При описанных выше настройках, браузер пользователя не сможет автоматически определить в какой же кодировке написаны тексты на просматриваемом сайте. И скорее всего будет отображать страницы в нечитаемых "кракозябрах". Если вы столкнулись с подобным "недопониманием" между браузером и вашим сайтом, то в срочном порядке необходимо принять соответствующие меры. Иначе, это с большой вероятностью приведёт к череде серьёзных проблем.
Во-первых , в подобных условиях и настройках сайта, посетителям придётся постоянно в ручную (методом подбора) указывать браузеру кодировку для отображения сайта. Для этого потребуется сделать несколько лишних кликов мышкой. Но согласитесь, не каждому понравится делать лишних 2-3 клика мышкой, чтобы просто увидеть информацию на странице в читабельном виде . Тем более, что очень многие даже и не знают не только как сменить кодировку отображения в настройках браузера, но и что такое кодировка вообще! Большинство посетителей могут решить что сайт заброшен владельцем или кем-нибудь взломан, и постараются на него больше не возвращаться.
Во-вторых , при неоднозначном определении кодировки страниц сайта, поисковые системы могут не правильно индексировать текстовое содержимое сайта . Что в свою очередь несёт серьёзные проблемы с трафиком пользователей с поисковых систем. Конечно, некоторые поисковые системы могут пытаться по содержимому страниц как-то определить их правильную кодировку, но намного легче от этого не становится. Как правило, проблема всё равно остаётся.
Надеюсь, вы осознали, что проблемы с кодировкой могут стать очень серьёзной преградой в функционировании сайта, в его развитии и привлечении на него постоянных посетителей.
Для того, чтобы подобных проблем с кодировкой не возникало, нужно сделать соответствующие настройка как на сервере хостинга, так и на страницах сайта.
Настройки сайта должны быть такими, чтобы любой браузер или любой робот поисковой системы могли ОДНОЗНАЧНО определить в какой кодировке передаётся информация с сайта!
Решение проблемы с кодировкой сайта
Мы уже заметили, что все тексты на нашем сайте написаны и передаются в браузер посетителю сайта в кодировке "windows-1251". Что же сделать, дабы сервер, на котором размещён наш сайт, передавал браузеру в заголовке правильную информацию о кодировке? Давайте действовать по порядку...
1. Чтобы не зависеть от настроек сервера , на всех страницах сайта прямо в коде HTML нужно, используя мета-тег, явно прописать следующую директиву:
Разместить её необходимо на всех страницах, желательно, сразу же после открывающегося тега
. Это позволит браузеру автоматически в момент загрузки и интерпретации страницы выбрать правильную кодировку отображения в соответствии с полученной директивой! Одной этой директивы должно быть достаточно для решения нашей проблемы. Но так задумывалось в теории. А на практике, этой директивы не всегда достаточно. В редких случаях, но бывает так, что браузер в качестве кодировки для отображения страницы выбирает не ту, что указана в директиве на самой странице, а ту, что была передана в заголовке от сервера! И если указанная в двух местах информация о кодировке не совпадает, то проблема может остаться.2. Чтобы сервер отдавал в своём ответе правильную информацию о кодировке , необходимо в корне своего сайта создать файл .htaccess и прописать в нём директиву:
AddDefaultCharset windows-1251
Тогда сервер продолжит по умолчанию отсылать заголовок о кодировке, но название кодировки будет совпадать с действующей на самом сайте. Ни каких несовпадений в названиях уже не будет.
Если файл .htaccess уже существует на вашем сервере, то просто добавьте указанную директиву, например, в самом начале. И ни в коем случае не удаляйте без надобности уже существующую в нём информацию!
Вот и всё решение проблемы. Согласитесь, всё это не так сложно?! Зато очень полезно для профилактики всевозможных проблем с пресловутой кодировкой.
Выполнив последовательно две перечисленные выше рекомендации, браузеры уже точно не смогут ошибиться в автоматическом выборе правильной кодировки отображения информации на вашем сайте. Всё-таки мы указали однозначно, правильно и даже в двух разных директивах информацию о кодировке!
Особые ситуации
Ситуация первая
Создатели сайтов, а чаще даже сами заказчики начинают самовольно и необдуманно вносить определённые доработки на сайт, размещать тексты так как им вздумается ну и т. д. Вплоть до того, что в результате на сайте могут оказаться разделы с информацией в разных кодировках . Не можем сказать, что это правильный подход, но будем отталкивать оттого, что так бывает и всё тут. В таком случае, даже если мы выполним выше перечисленные две рекомендации, всё равно может возникнуть ситуация, когда сервером будет выдаваться информация об одной кодировке, а в коде HTML страницы будет явно прописана уже другая кодировка. В подобном случае, пожалуй, наиболее простым решением будет следующее.
Пропишите в файл .htaccess директиву:
AddDefaultCharset Off
При использовании данной директивы, сервер просто совсем не будет отсылать заголовок с информацией о кодировке передаваемой страницы. Тогда браузеры будут отталкиваться от данных по кодировке, которые указаны явно в коде HTML на самих страницах сайта. При этом на одной странице данные могут быть в кодировке windows-1251 , а на другой странице, например в utf-8 . Главное, не забыть указать на этих страницах соответствующие мета-теги с информацией о правильной кодировке для распознавания и отображения текста браузером.
Подобное решение хоть и самое простое, но, пожалуй, не самое оптимальное и правильное. По-хорошему, нужно всю информацию на сайте и во всех разделах сайта размещать в одной и той же кодировке! И если есть несколько страниц в другой кодировке, то лучше обновить в них информацию переконвертировав все тексты в требуемую кодировку.
Ситуация вторая
Как известно, большинство сайтов при генерации страниц часть данных выбирают из базы данных, например, MySQL (если сайт написан на языке PHP). Часто, при переносе сайта с одного хостинга на другой , могут возникнуть проблемы из-за несовпадения кодировок между данными, хранящимися в базе данных MySQL, и данными, хранящимися, например, непосредственно в шаблонах сайта . Таким образом, может возникнуть такая ситуация, что при формировании одной страницы на ней могут оказаться данные в разных кодировках. Пожалуй, это одна из самых грубых возможных ошибок с кодировкой на сайте и её нужно решать сразу же. Иначе, потом могут возникнуть дополнительные сложности при наполнении и редактировании сайта.
Решение подобных разногласий с данными, хранящимися в базе данных, достигается правильной явной установкой настроек кодировки при подключении к базе данных и до выполнения выборок данных из неё. Например, если данные на сайте у нас хранятся в кодировке windows-1251, то и читать данные из базы мы должны в этой же кодировке. Для этого, после выполнения подключения к базе с помощью функции PHP mysql_connect() (или mysql_pconnect()) выполните следующий запрос SQL:
mysql_query("SET NAMES cp1251");
Данный запрос, сообщает серверу базы данных MySQL, что все данные хранятся и должны передаваться в кодировке cp1251 (именно такое название кодировки используется в MySQL вместо упоминаемого ранее названия windows-1251, которое используется при передачи данных HTML).
Но лучше всего изменить кодировку данных в базе MySql на ту, которая используется и на самом сайте. Тогда серверу базы данных не придётся выполнять лишнюю операцию по перекодировки данных из одного формата в другой.
На заметку
Если вы посетили сайт, у которого по каким-либо причинам сбилась кодировка, но вам очень нужно получить на нём полезную информацию (не дожидаясь, когда разработчики сайта выполнят вышеперечисленные нами рекомендации), то следует в ручную в настройках браузера указать правильную кодировку страницы. Сделать это можно обычно через основное меню браузера: Вид -> Кодировка -> Далее выберите из списка название предполагаемой кодировки страницы. Возможно, чтобы угадать, вам придётся проделать данную процедуру не один раз, выбирая то одно, то другое название из списка кодировок. Чтобы ускорить процесс подбора, рекомендуем перебирать их в следующем порядке: Кириллица (Windows-1251) , Кириллица (UTF-8) , Кириллица (KOI 8-R) . Это наиболее часто используемые кодировки на сайтах в Рунете.
Одной из самых частых проблем, с которой сталкивается начинающий Web-мастер (да и не только начинающие), это проблемы с кодировкой на сайте . Даже у меня постоянно появляется при создании сайтов "абракадабра ". Но, благо, я прекрасно знаю, как эту проблему решить, поэтому всё привожу в порядок в течение нескольких секунд. И в этой статье я постараюсь научить Вас также быстро решать проблемы, связанные с кодировкой на сайте .
Первое, что стоит отметить, это то, что все проблемы с появлением "абракадабры" связаны с несовпадением кодировки документа и кодировки, выставляемой браузером . Допустим, документ в windows-1251 , а браузер почему-то выставляет UTF-8 . А уже источником такого несовпадения могут быть следующие причины.
Первая причина
Неправильно прописан мета-тег content-type . Будьте внимательны, в нём всегда должна находиться та кодировка, в котором написан Ваш документ.
Вторая причина
Вроде бы, мета-тег прописан так, как Вы хотите, и браузер выставляет именно то, что Вы хотите, но почему-то всё равно с кодировкой проблемы. Здесь, почти наверняка, виновато то, что сам документ имеет отличную кодировку. Если Вы работаете в Notepad++ , то внизу справа есть название кодировки текущего документа (например, ANSI ). Если Вы ставите в мета-теге UTF-8 , а сам документ написан в ANSI , то сделайте преобразование в UTF-8 (через меню "Кодировки " и пункт "Преобразовать в UTF-8 без BOM ").
Третья причина
Четвёртая причина
И, наконец, последняя популярная причина - это проблема с кодировкой в базе данных . Во-первых, убедитесь, что все Ваши таблицы и поля написаны в одной кодировке, которая совпадает с кодировкой остального сайта. Если это не помогло, то сразу после подключения в скрипте выполните следующий запрос:
SET NAMES "utf8"
Вместо "utf8 " может стоять другая кодировка. После этого все данные из базы должны выходить в правильной кодировке.
В данной статье я, надеюсь, разобрал, как минимум, 90% проблем, связанных с появлением "абракадабры" на сайте . Теперь Вы должны расправляться с такой популярной и простой проблемой, как неправильная кодировка, в два счёта.
В течение последних двух лет в построении кодов, исправляющих ошибки, произошло несколько замечательных сдвигов. Были найдены методы построения эффективных, очень длинных кодов; и, что особенно важно, эти коды оказались пригодными для практического осуществления. В то же время возрастает потребность в каналах связи очень высокой надежности, которые можно было бы использовать в комплексах вычислительных машин и различного автоматического оборудования. По мере того как увеличивается необходимость в большей надежности, растет экономичность работы электронных логических устройств и глубже разрабатывается теория кодирования, приближается время, когда устройства, обнаруживающие и исправляющие ошибки, т. е. устройства типа, описываемого в этой книге, будут играть все более важную роль в создании сложных информационных систем.
В этой главе вводится понятие канала связи, описывается роль кодов при передаче информации, определяются блоковые коды и вводятся другие важнейшие понятия.
1.1. Канал связи
Принципиальная схема цифровой системы связи изображена на рис. 1.1 . Эта же самая модель описывает и систему хранения информации, если среду, в которой хранится информация, рассматривать как канал. Типичным каналом для передачи информации является телефонный канал. Типичным устройством для хранения информации является магнитофон, включая записывающую и считывающую головки.
Рис. 1.1. Блок-схема общей системы передачи или хранения информации.
Типичным источником информации является сообщение, состоящее из двоичных или десятичных цифр, или же текст, записанный с помощью некоторого алфавита. Кодирующее устройство преобразует эти сообщения в сигналы, которые могут быть переданы
по каналу. Типичными сигналами являются электрические с некоторыми ограничениями по мощности, по полосе частот и по продолжительности. Эти сигналы поступают в канал и искажаются шумом. Затем искаженный сигнал поступает в декодирующее устройство, которое восстанавливает посланное сообщение, и направляет его получателю. Задача инженера-связиста состоит в основном в том, чтобы построить кодирующее и декодирующее устройства, хотя она может включать в себя также задачу улучшения самого канала. Заметим, что в кодирующее устройство входит устройство, производящее операцию, обычно называемую модулированием, а в декодирующее устройство входит устройство, производящее детектирование.
Система, изображенная на рис. 1.1, является слишком общей для того, чтобы ею было удобно пользоваться при теоретическом анализе. Общая теория кодирования указывает, что канал связи обладает определенной пропускной способностью, что типичные источники обладают определенной скоростью создания информации и что в том случае, когда скорость создания информации источником меньше пропускной способности канала, можно осуществить кодирование и декодирование так, чтобы вероятность ошибочного декодирования была произвольно малой .
Рис. 1.2, Блок-схема типичной системы передачи или хранения информации.
Таким образом, хотя остается надежда на будущее, пока что теория дает не более чем смутные указания на то, как следует конструировать систему передачи информации.
Типичная современная система передачи информации изображена на рис. 1.2. Почти все вычислительные машины преобразуют поступающую информацию в двоичную и затем обрабатывают ее в двоичной форме. Во многих системах используется код, в котором различные
комбинации из шести двоичных знаков изображают числа, буквы, пробел и такие специальные символы, как знаки препинания. В другом распространенном коде используются четыре двоичных знака для каждой десятичной цифры и два десятичных знака для каждого алфавитного или специального символа .
Устройство для кодирования двоичных символов в сигналы на входе канала иногда называют модулятором. В большинстве случаев он сопоставляет единице импульс, а нулю - отсутствие импульса или импульс, отчетливо отличаемый от кода для единицы. Такое раздельное преобразование каждого двоичного символа является ограничением, которое определенно вызывает снижение пропускной способности канала. Декодирующее устройство определяет, является ли очередной принятый импульс нулем или единицей. Независимое декодирование отдельных импульсов приводит к дальнейшему снижению пропускной способности. Теория показывает, что более сложные методы кодирования и декодирования повышают скорость передачи при той же самой вероятности ошибки. Однако пока не известны эффективные способы осуществления этих методов .
В устройствах для кодирования и декодирования двоичных символов двоичными используются двоичные коды, обнаруживающие и исправляющие ошибки.
