Линейные корректирующие коды наиболее часто используются для исправления и обнаружения ошибок в цифровых устройствах обработки и хранения информации, где надежность кодирующих и декодирующих устройств соизмерима с надежностью самого вычислительного канала. В связи с этим кодирующее и декодирующее устройства здесь должны:
– иметь минимальную сложность;
– иметь минимальные задержки.
В наиболее полной степени эти требования выполняются при параллельной передаче информации, что в таких системах является приемлемым вследствие сравнительно малых расстояний между взаимодействующими блоками. Именно на этот способ передачи информации и ориентированы рассматриваемые ниже устройства. Схемы построены для контрольной матрицы (2.19).
Кодирующее устройство (кодер).
Кодирующее устройство реализует следующие уравнения для выполнения проверочных символов:
(2.20)
Рис. 2.2. Функциональная схема кодера
На вход кодера подается безизбыточная 
-значная ( 
) комбинация. В кодере с помощью сумматоров по модулю 2 ( 
) в соответствии с (2.19) вычисляются контрольные символы 
, 
, 
и присоединяются к информационным. В результате на выходе появляется n-значная ( 
) комбинация линейного кода. Задержка между моментом появления входной комбинации и окончанием формирования выходной определяется только временем распространения сигнала в одном сумматоре (сумматоры работают параллельно).
Декодирующее устройство (декодер).
Декодер выполняет следующие функции:
– вычисляет синдром ошибки в принятом КВ;
– дешифрирует синдром ошибки;
– инвертирует ошибочный разряд.
Функциональная схема декодера представлена на рис. 2.3.
Рис. 2.3. Функциональная схема декодера
На вход декодера подается подлежащий декодированию КВ.
Схема вычисления синдрома собрана на сумматорах по модулю 2 
и реализует следующие уравнения:
(2.21)
Если ошибка отсутствует, вектор синдрома состоит из одних нулей. На всех выходах дешифратора ДШ при этом будут нули.
При наличии ошибки вектор синдрома будет совпадать с одним из столбцов контрольной матрицы (2.19) и 1 появится только на выходе ДШ, соответствующем ошибочному разряду. В целом состояния выходов ДШ определяются следующей таблицей:
| Входы | Выходы | |
 |  |  |
Исправление (инвертирование) искаженного информационного разряда осуществляется с помощью сумматоров по модулю 2 
, выполняющих функции управляемых инверторов. Возможность такого использования сумматоров видна из таблицы его состояний:
 | Вход | Выход  |
 |  |
Если рассматривать вход в качестве управляющего, а – информационного, то из таблицы видно, что при 
информационный сигнал передается на выход без инверсии, а при 
– инвертируется. В рассматриваемой схеме декодера роль управляющих сигналов выполняют сигналы, поступающие с выходов ДШ.
Минимальная задержка между моментом появления КВ на входе декодера и моментом, когда исправленная информационная часть КВ может быть передана на обработку, определяется выражением: 
, где 
– время распространения сигнала в 4-хвходовом сумматоре ( 
); 
– время распространения сигнала в ДШ; 
– время распространения сигнала в 2-хвходовом сумматоре ( ).
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:
Лучшие изречения: Студент — человек, постоянно откладывающий неизбежность. 10579 — 
| 7333 — 
или читать все.
Эксплуатация электронно-вычислительной техники для обработки данных стала важным этапом в процессе совершенствования систем управления и планирования. Но такой метод сбора и обработки информации несколько отличается от привычного, поэтому требует преобразования в систему символов, понятных компьютеру.
Что такое кодирование информации?
Кодирование данных – это обязательный этап в процессе сбора и обработки информации.
Как правило, под кодом подразумевают сочетание знаков, которое соответствует передаваемым данным или некоторым их качественным характеристикам. А кодирование – это процесс составления зашифрованной комбинации в виде списка сокращений или специальных символов, которые полностью передают изначальный смысл послания. Кодирование еще иногда называют шифрованием, но стоит знать, что последняя процедура предполагает защиту данных от взлома и прочтения третьими лицами.
Цель кодирования заключается в представлении сведений в удобном и лаконичном формате для упрощения их передачи и обработки на вычислительных устройствах. Компьютеры оперируют лишь информацией определенной формы, поэтому так важно не забывать об этом во избежание проблем. Принципиальная схема обработки данных включает в себя поиск, сортировку и упорядочивание, а кодирование в ней встречается на этапе ввода сведений в виде кода.
Что такое декодирование информации?
Вопрос о том, что такое кодирование и декодирование, может возникнуть у пользователя ПК по различным причинам, но в любом случае важно донести корректную информацию, которая позволит юзеру успешно продвигаться в потоке информационных технологий дальше. Как вы понимаете, после процесса обработки данных получается выходной код. Если такой фрагмент расшифровать, то образуется исходная информация. То есть декодирование – это процесс, обратный шифрованию.
Если во время кодирования данные приобретают вид символьных сигналов, которые полностью соответствуют передаваемому объекту, то при декодировании из кода изымается передаваемая информация или некоторые ее характеристики.
Получателей закодированных сообщений может быть несколько, но очень важно, чтобы сведения попали в руки именно к ним и не были раскрыты раньше третьими лицами. Поэтому стоит изучить процессы кодирования и декодирования информации. Именно они помогают обмениваться конфиденциальными сведениями между группой собеседников.
Кодирование и декодирование текстовой информации
При нажатии на клавиатурную клавишу компьютер получает сигнал в виде двоичного числа, расшифровку которого можно найти в кодовой таблице – внутреннем представлении знаков в ПК. Стандартом во всем мире считают таблицу ASCII.
Однако мало знать, что такое кодирование и декодирование, необходимо еще понимать, как располагаются данные в компьютере. К примеру, для хранения одного символа двоичного кода электронно-вычислительная машина выделяет 1 байт, то есть 8 бит. Эта ячейка может принимать только два значения: 0 и 1. Получается, что один байт позволяет зашифровать 256 разных символов, ведь именно такое количество комбинаций можно составить. Эти сочетания и являются ключевой частью таблицы ASCII. К примеру, буква S кодируется как 01010011. Когда вы нажимаете ее на клавиатуре, происходит кодирование и декодирование данных, и мы получаем ожидаемый результат на экране.
Половина таблицы стандартов ASCII содержит коды цифр, управляющих символов и латинских букв. Другая ее часть заполняется национальными знаками, псевдографическими знаками и символами, которые не имеют отношения к математике. Совершенно ясно, что в различных странах эта часть таблицы будет отличаться. Цифры при вводе также преобразовываются в двоичную систему вычисления согласно стандартной сводке.
Кодирование чисел
В двоичной системе счисления, которую активно используют компьютеры, встречаются лишь две цифры – 0 и 1.
Действия с образовывающимися числами двоичной системы изучает двоичная арифметика. Большинство законов основных математических действий для таких цифр остаются актуальными.
Примеры кодирования и декодирования чисел
Предлагаем рассмотреть 2 способа кодировки числа 45. Если эта цифра встречается в пределах текстового фрагмента, то каждая ее составляющая будет закодирована, согласно таблице стандартов ASCII, 8 битами. Четверка превратится в 01000011, а пятерка – в 01010011.
Если число 45 используется для вычислений, то будет задействована специальная методика преобразования в восьмиразрядный двоичный код 001011012, для хранения которого нужен будет всего лишь 1 байт.
Кодирование графической информации
Увеличив монохромное изображение с помощью лупы, вы увидите, что оно состоит из огромного количества мелких точек, формирующих полноценный узор. Индивидуальные качества каждой картинки и линейные координаты любой точки можно отобразить в форме чисел. Поэтому растровое кодирование базируется на двоичном коде, приспособленном для отображения графической информации.
Черно-белые картинки – это комбинации точек с различными оттенками серого цвета, то есть яркость любой точки изображения определяют восьмиразрядные двоичные числа. Принцип разложения произвольного градиента на базовые составляющие – это основа такого процесса, как кодирование графической информации. Декодирование картинок происходит таким же путем, но в обратном направлении.
При разложении используются три основных цвета: зеленый, красный и синий, ведь любой естественный оттенок можно получить, комбинируя эти градиенты. Такую систему кодирования принято называть RGB. В случае использования двадцати четырех двоичных разрядов для шифрования графического изображения режим преобразования называют полноцветным.
Все основные цвета сопоставляются с оттенками, которые дополняют базовую точку, делая ее белой. Дополнительный цвет – это градиент, образованный суммой прочих основных тонов. Выделяют желтый, пурпурный и голубой дополнительные цвета.
Подобный метод кодирования точек изображений применяется и в полиграфической отрасли. Только здесь принято задействовать четвертый цвет – черный. По этой причине полиграфическую систему преобразования обозначают аббревиатурой CMYK. Эта система для представления изображений использует целых тридцать два двоичных разряда.
Способы кодирования и декодирования информации предполагают использование различных технологий, в зависимости от типа вводимых данных. К примеру, метод шифрования графических изображений шестнадцатиразрядными двоичными кодами называется High Color. Эта технология дает возможность передавать на экран целых двести пятьдесят шесть оттенков. Уменьшая количество задействованных двоичных разрядов, применяемых для шифрования точек графического изображения, вы автоматически уменьшаете объем, необходимый для временного хранения информации. Такой метод кодирования данных принято называть индексным.
Кодирование звуковой информации
Теперь, когда мы рассмотрели, что такое кодирование и декодирование, и методы, лежащие в основе этого процесса, стоит остановиться на таком вопросе, как кодирование звуковых данных.
Звуковую информацию можно представить в виде элементарных единиц и пауз между каждой их парой. Каждый сигнал преобразовывается и сохраняется в памяти компьютера. Звуки выводятся с помощью синтезатора речи, который используется хранящиеся в памяти ПК зашифрованные комбинации.
Что касается человеческой речи, то ее гораздо сложнее закодировать, ведь она отличается многообразием оттенков, и компьютеру приходится сравнивать каждое словосочетание с эталоном, предварительно занесенным в его память. Распознавание произойдет лишь в случае, когда сказанное слово будет найдено в словаре.
Кодирование информации в двоичном коде
Существуют различные методики реализации такой процедуры, как кодирование числовой, текстовой и графической информации. Декодирование данных обычно происходит по обратной технологии.
При кодировании чисел даже учитывается цель, с которой цифра была введена в систему: для арифметических вычислений или просто для вывода. Все данные, кодируемые в двоичной системе, шифруются с помощью единиц и ноликов. Эти символы еще называют битами. Этот метод кодировки является наиболее популярным, ведь его легче всего организовать в технологическом плане: присутствие сигнала – 1, отсутствие – 0. У двоичного шифрования есть лишь один недостаток – это длина комбинаций из символов. Но с технической точки зрения легче орудовать кучей простых, однотипных компонентов, чем малым числом более сложных.
Преимущества двоичного кодирования
- Такая форма представления информации подходит для различных ее видов.
- При передаче данных не возникает никаких ошибок.
- ПК намного легче обрабатывать данные, закодированные таким способом.
- Требуются устройства с двумя состояниями.
Недостатки двоичного кодирования
- Большая длина кодов, которая несколько замедляет их обработку.
- Сложность восприятия двоичных комбинаций человеком без специального образования или подготовки.
Заключение
Ознакомившись с этой статьей, вы смогли узнать, что такое кодирование и декодирование и для чего его используют. Можно сделать вывод, что используемые методики преобразования данных полностью зависят от типа информации. Это может быть не только текст, а еще и числа, изображения и звук.
Кодирование различной информации позволяет унифицировать форму ее представления, то есть сделать однотипной, что значительно ускоряет процессы обработки и автоматизации данных при дальнейшем использовании.
В электронно-вычислительных машинах чаще всего используют принципы стандартного двоичного кодирования, которое исходную форму представления информации преобразовывает в формат, более удобный для хранения и дальнейшей обработки. При декодировании все процессы происходят в обратном порядке.
Декодер в общем случае — некоторое звено, которое преобразует информацию из одного внешнего вида в другой вид, применяемый в каком-нибудь устройстве.
В программном обеспечении: модуль программы или самостоятельное приложение, которое преобразует файл или информационный поток из внешнего вида в вид, который поддерживает другое программное обеспечение. Например, библиотека in_mp3.dll в программе Winamp, которая является декодером формата MP3.
- декодер сигналов цветности (декодер PAL, декодер SECAM, декодер NTSC, мультисистемные);
- устройство, преобразующее полный видеосигнал в RGB-сигнал (то есть комплексный сигнал, состоящий из трёх, отдельно по каждому базовому цвету);
- устройство, преобразующее сигнал цифрового телевидения в аналоговый (для «кинескопных» телевизоров), «декодер цифрового ТВ»; установлен в ресиверах цифрового телевидения;
- устройство, декодирующее (расшифровывающее) информацию с платного телевизионного канала, по которому она передаётся в зашифрованном виде с целью недопущения её просмотра посторонними абонентами.
В цифровой микросхемотехнике: микросхема, модуль или устройство, преобразующее форматы, системы счисления, виды представления данных (например, двоичный код в код семисегментного индикатора).