Кодирование информации. 5 класс

Гоголев Д.Г.

Кодирование информации

Открытый урок в 7 классе

Содержание урока

“ Цель расчётов – не числа, а понимание ”.

Ричард Уэсли Хэмминг

1

Понятие кодирования информации

2

Основные способы кодирования

Примеры и задачи на кодирование

3

Подведение итогов

4

Понятие кодирования

Код  — правило (алгоритм) сопоставления каждому конкретному сообщению строго определённой комбинации символов (знаков) или сигналов. Кодом также называется отдельная комбинация таких символов (знаков) — слово.

Кодирование — процесс преобразования некоторого сообщения в комбинацию символов в соответствии с кодом.

Декодирование — процесс восстановления сообщения из комбинации символов.

Применение кодирования

• Дорожные знаки
• Семафоры
• Флажковая азбука
• Азбука Морзе
• Нумерация вагонов

• А(II) Rh+
• Зубная формула
• Картотека

Транс-порт

Компью-теры

Медицина

Наука

• Измерительные приборы
• Формулы
• Схемы

• Графика
• Текст
• Интернет
• Языки программирования

• Периодическая таблица химических элементов

Способы кодирования текста

Графический

С помощью специальных рисунков или значков (Артур Конан Дойл «Приключения Шерлока Холмса: Пляшущие человечки»)

Числовой

Хранение информации в памяти компьютера в виде двоичного кода.

Символьный

Использование символов того же алфавита, что и в исходном тексте, либо посредством специальных символов (Шифр Цезаря, шифр Виженера, Азбука Морзе)

Символьное кодирование

• Символьный способ кодирования информации – это кодирование с помощью специальных символов.

Для кодирования сообщения используются два символа – «точка» и «тире»

Азбука Морзе

• --• --- -•• -• •• -- •• •-• ••- -•- •--• --- •-•• ••- ---• •--• •-•- - -••-

Оригинальный код Бодо

Оригинальный код Бодо

Символьное кодирование

• Код Бодо разработан 1870 году для телеграфа
• Скорость передачи 190 знаков в минуту = 16 бит/сек = 4 бода

Код Бодо

Для кодирования сообщения используется 5-битный код

Шифр Цезаря

При шифровании каждый символ заменяется другим, отстоящим от него в алфавите на фиксированное число позиций.

Шифр Цезаря можно классифицировать как шифр подстановки, при более узкой классификации — шифр простой замены .

y = ( x + k ) mod n x = ( y – k ) mod n

Математическая модель

Шифр Цезаря

Пример: k=3

Исходный алфавит: АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ Шифрованный: ГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯАБВ

Оригинальный текст:

Съешь же ещё этих мягких французских булок, да выпей чаю .

Шифрованный текст получается путём замены каждой буквы оригинального текста соответствующей буквой шифрованного алфавита:

Фэзыя йз зьи ахлш пвёнлш чугрщцкфнлш дцосн, жг еютзм ъгб.

y = ( x + k ) mod n x = ( y – k ) mod n

Математическая модель

Числовое кодирование

• Основание системы счисления – 2
• Цифры используемые для записи любого числа – 0 и 1

Первые 16 чисел в двоичной системе счисления:

0 – 0 8 – 1000

1 – 1 9 – 1001

2 – 10 10 – 1010

3 – 11 11 – 1011

4 – 100 12 – 1100

5 – 101 13 – 1101

6 – 110 14 – 1110

7 – 111 15 – 1111

Мощность алфавита

n = 2

Двоичная система счисления

Числовое кодирование

• Перевод десятичного числа в двоичное:

324 10 = 256 + 64 + 4 =

= 1 *2 8 + 0 *2 7 + 1 *2 6 + 0 *2 5 + 0 *2 4 + 0 *2 3 + 1 *2 2 +

+ 0 *2 1 + 0 *2 0 = 101000100 2

Мощность алфавита

n = 2

Двоичная система счисления

Числовое кодирование

• Основание системы счисления – 16
• Цифры используемые для записи любого числа – 0..9 ABCDEF

Первые 16 чисел в двоичной системе счисления:

0 – 0 8 – 8

1 – 1 9 – 9

2 – 2 10 – A

3 – 3 11 – B

4 – 4 12 – C

5 – 5 13 – D

6 – 6 14 – E

7 – 7 15 – F

Мощность алфавита

n = 16

Шестнадцатиричная система счисления

Числовое кодирование

• Перевод десятичного числа в шестнадцатиричное:

324 10 = 256 + 64 + 4 =

= 1 *16 2 + 4 *16 1 + 4 *16 0 = 144 16

Мощность алфавита

n = 16

Шестнадцатиричная система счисления

Графическое кодирование

• Растровое изображение формируется  из отдельных точек - пикселей, каждая  из которых может иметь свой цвет.
• Кодирование рисунка растровой графики напоминает – мозаику из квадратов, имеющих определенный цвет

Растровые изображения

Пиксель – min участок изображения на экране, заданного цвета

Графическое кодирование

Пример: Цветовая палитра состоит из 256 цветов. Размер растрового изображения 640х480 пикселей. Сколько килобайт на диске занимает данное изображение?

256 = 2 8

Необходимо 8 бит для хранения 1 пикселя в памяти

Необходим 1 байт для хранения 1 пикселя в памяти

8 бит = 1 байт

Общее количество пикселей в изображении 640 х 480 = 307 200

Переводим в килобайты /1024

Всё изображение занимает 307 200 байт

300 Кбайт

Растровые изображения

Ответ : 300 Кбайт

Подведение итогов

Ответе на следующие вопросы:

Вопросы:

2. Приведите примеры, когда требуется закодировать информацию.

3. От чего зависит качество растрового изображения?

1. Сколько типов кодирования информации?

Кодирование информации

Спасибо за внимание!

7 декабря 2010 г.