Кодировании информации

Урок
по теме:
Кодирование
информации
КОДИРОВАНИЕ ЗАРОДИЛОСЬ В ДАВНИЕ ВРЕМЕНА И
ИСПОЛЬЗОВАЛОСЬ КАК ДЛЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ В
СИМВОЛИЧЕСКОМ ВИДЕ, ТАК И ДЛЯ ШИФРОВАНИЯ СООБЩЕНИЙ
И ТАЙНОПИСИ.
Что такое кодирование?
Кодирование - процесс представления
информации в виде кода.
Код - набор условных обозначений для представления
информации.
Код (от французского cоde – кодекс, свод законов).
Начиная с середины 19 века это слово, помимо основного
значения, означало книгу, в которой словам
естественного языка сопоставлены группы цифр или
букв.
Для представления информации могут
использоваться разные коды и, соответственно, надо
знать определенные правила - законы записи этих
кодов, т.е. уметь кодировать.
Составляя информационную модель объекта
или явления, мы должны договориться о том, как
понимать те или иные обозначения. То есть
договориться о виде представления информации.
Кодировать информацию можно различными
способами: устно; письменно; жестами или сигналами
любой другой природы.
К необходимости кодирования информации
привели первые шаги человечества в счёте.
Зачем люди кодируют
информацию?
• Чтобы скрыть ее от других (все случаи шифров и
тайнописи)
• Чтобы записать информацию короче. Самый простой
пример - аббревиатуры. Что такое ООН?
Организация Объединенных Наций. А что такое
СНГ?
• Чтобы ее удобнее было обрабатывать и передавать.
Например, как передать информацию по телеграфу?
Правила кодирования
• Рисуя человечков и составляя аббревиатуры, человек
должен руководствоваться специальными правилами
отображения информации - правилами кодирования.
• Знаки, используемые для кодирования (например, все те
же человечки), называются алфавитом. Знаки, входящие
в алфавит, могут быть знакомыми нам буквами,
цифрами, символами (например, нотами), более
сложными изображениями (дорожными знаками) и т.д.
Разнообразие алфавитов
 Алфавит кириллических букв (А, Б, В,…)
Алфавит латинских букв ( А, В, С,… )
Алфавит десятичных цифр (1, 2, 3, 4, 5,…)
Алфавит знаков зодиака (,, ,  )
Математическая символика (+, -, =, ∑)
Семафорная азбука
Набор знаков азбуки для слепых
Технические коды
 Азбука Морзе
Набор знаков международного телеграфного
кода
Штрих-код на товаре
Двоичное кодирование информации в
компьютере (0 или 1)
Тайнопись и
шифры
В России, хотя тайнопись
использовалась уже в XII–XIII
веках, официальной датой
появления криптографической
службы считается 1549 год
(царствование Ивана IV), а именно
образование «посольского
приказа», при котором имелось
«цифирное отделение». Шифры
использовались такие же, как на
западе — значковые, замены,
перестановки. Петр I позднее
полностью реорганизовал
криптографическую службу, создав
Посольскую канцелярию. В это
время появляются специальные
коды для шифрования —
«цифирные азбуки».
Скрибентическая тайнопись
Шифры агентов ЦРУ
Способы кодирования текста
• Графический – с помощью специальных
рисунков или значков;
• Числовой – с помощью чисел;
• Символьный – с помощью символов того
алфавита, что и исходный текст.
Леонардо да Винчи
Писал свои
записки в
зеркальном
отражении
В военных целях
Во время Второй мировой войны
американцы для секретных переговоров
привлекли индейцев одного очень
малочисленного племени, которых
оставалось в США не более 200 человек,
те просто говорили в эфире, ничего не
скрывая, на своем языке, и никакие
лучшие дешифраторы фашисткой
Германии и Японии ничего не могли
понять!
Пляшущие человечки
Так кодировал информацию английский писатель
Артур Конан Дойль
АЗБУКА МОРЗЕ
Азбука Морзе
•
Азбука Морзе - это код с переменной
длиной, потому что для кодирования одного
символа в нем может использоваться от 1 до 6
знаков.
В азбуке Морзе:
• Количество знаков в алфавите - 3 (точка, тире,
пауза)
• Длина кода - переменная, от 1 до 6 знаков
• Так как в алфавите азбуки Морзе
используется три знака (точка, тире, пауза),
азбука Морзе - это троичный код.
Код азбуки Морзе
A
.-
N
-.
0
-----
B
-...
O
---
1
.----
C
-.-.
P
.--.
2
..---
D
-..
Q
--.-
3
...--
E
.
R
.-.
4
....-
F
..-.
S
...
5
.....
G
--.
T
-
6
-....
H
....
U
..-
7
--...
I
..
V
...-
8
---..
J
.---
W
.--
9
----.
K
-.-
X
-..-
,
--..--
L
.-..
Y
-.--
.
-.-.-.
M
--
Z
--..
?
..--..
SOS
Буква
Кодовая комбинация
S
Пауза длительностью 3
O
Пауза длительностью 3
S
Аппарат Морзе
В наши дни на телеграфе азбуку Морзе
уже не используют. Зато ее продолжают
использовать радиолюбители. С помощью
коротковолновых приемников (эти волны
способны обогнуть Земной шар) они
обмениваются сообщениями с друзьями по
всему миру.
Телетайп
Следующим прорывом
вперёд в технологии телеграфа
был примитивный
печатающий телеграфный
аппарат, или "телетайп"; его
запатентовал во Франции в
1874-м году Жан Морис Эмиль
Бодо (1845-1903).
Аппарат Бодо
Как и телеграф Морзе, это изобретение
привело к созданию новой системы кодирования
символов - метода кодирования Бодо (и
используемой с ним таблицы символов).
Сообщения, для передачи которых использовалась
система кодирования Бодо, распечатывались
операторами на узкие ленты.
Кодовая таблица кодов
Бодо
Двоичное
значение
00011
11001
Буквы
Знаки
A
B
1
?
01110
01001
00001
C
D
E
:
$
3
01101
11010
F
G
!
&
10100
H
STOP
Код Холлерита
Конец XIX-го века ознаменовался изобретением
ещё одной системы для кодирования символов
естественных языков. Она была создана в США
для обработки данных, собираемых во время
переписей населения, молодым американским
изобретателем, которого звали Герман Холлерит
(1860-1929).
Использовался для записи алфавитно-цифровой
информации (т.е. символов английского алфавита,
используемых в нём знаков препинания, а также
арабских цифр) на бумажных перфорированных
картах.
Перфокарта
ТЕЛЕФОН И
РАДИО
Телефон
Наряду с совершенствованием телеграфа
в последней четверти XIX века появился
телефон. В начале 60 - х годов XIX века
И.Ф. Рейс сконструировал телефонный
аппарат, который, однако, не получил
практического применения. Дальнейшая
разработка телефона связана с именами
американских изобретателей И. Грея (1835
- 1901) и А.Г. Белла (1847 - 1922).
Радио
Первая в мире радиопередача
была осуществлена в России
знаменитым изобретателем и
ученым А.С. Поповым (1859 1906).
23 апреля (7 мая по новому
стилю) 1895г. на заседании
Русского физико-химического
общества А.С. Попов
демонстрировал свой аппарат,
"явившийся родоначальником всех
приемных приборов
"беспроволочной телеграфии".
СЕМАФОРНАЯ
АЗБУКА
Семафорная азбука
Люди всегда находили способы связи на
расстоянии. Костры, мерцавшие на вершинах
холмов во мраке доисторических времен,
предупреждали отдаленные племена о
приближении противника или о том, что стаи
диких зверей перебираются на новые места. В
XVII веке, когда англичане начали
эксперименты с семафорами различных
конструкций, стали употреблять слово
«телеграф». Наблюдатель, находящийся на
далеком холме, получал сигнал и передавал его
наблюдателю на следующий пост.
Флажный семафор
Является наиболее простым средством
общения кораблей между собой и с береговыми
постами днем в хорошую видимость на
расстоянии до 2 миль. Текст сообщений
передается по буквам семафорной азбуки с
помощью флажков. Каждому определенному
положению или движению рук сигнальщика
соответствует одна из букв алфавита или
служебный знак. Для передачи текста флажками
выбирается место, чтобы передающий и
принимающий хорошо видели друг друга и ничто
не мешало ясно различать положение рук.
Прием семафора
всегда
осуществляется
двумя
сигнальщиками: один
принимает (читает)
текст, а второй
записывает его
содержание.
Закрепление знаний:
1. Дана кодовая таблица флажковой азбуки:
Старший помощник Лом
сдает экзамен капитану
Врунгелю. Помогите ему
прочитать следующий
текст:
2. С помощью флажковой азбуки зашифруйте фразу
“Учение да труд к славе ведут”.
3. С помощью флажковой азбуки
зашифруйте любую пословицу, а сосед по
парте пусть ее расшифрует.
4. Дана кодовая таблица азбуки Морзе
Расшифруйте (декодируйте), что здесь написано (буквы
отделены друг от друга пробелами)?
5. Закодируйте с помощью
азбуки Морзе слова
ИНФОРМАТИКА, ДАННЫЕ,
АЛГОРИТМ.
6. Зашифрованная пословица
Разгадайте слова в предложениях (каждой букве
соответствует определенная цифра).
Чтобы рубить дрова, нужен 14, 2, 3, 2, 7 , а чтобы полить
огород – 10, 4, 5, 1, 6 .
Рыбаки сделали во льду 3, 7, 2, 7, 8, 9, 11 и стали ловить
рыбу.
Самый колючий зверь в лесу – это 12, 13.
А теперь прочитай пословицу:
1, 2, 3, 4, 5, 1, 6
7, 8, 9, 10, 11
9, 4, 7, 4, 13, 12, 14.
7. Заменяя каждую букву ее порядковым номером в
алфавите зашифруйте фразу: “Я УМЕЮ
КОДИРОВАТЬ ИНФОРМАЦИЮ”. Зашифрованный
текст должен быть записан без пропусков.
8. Мальчик заменил каждую букву
своего имени ее номером в
алфавите. Получилось 46151. как
зовут мальчика?
9. Дана кодировочная таблица (первая
цифра кода – номер строки, вторая –
номер столбца).
С помощью этой кодировочной таблицы зашифруйте фразу: Я УМЕЮ
РАБОТАТЬ С ИНФОРМАЦИЕЙ! А ТЫ?
10. Используя кодировочную таблицу,
расшифруйте текст:
25201538350304053835111503040038
V. Домашнее задание.
Подготовить буквенные диктанты, анаграммы,
кроссворды различных видов, используя слова:
информация, код, кодирование, алфавит, азбука,
декодирование, графический, числовой,
символьный, бит, байт.
Придумать свою кодировочную таблицу и
зашифровать с её помощью свой домашний адрес.
Заключение
Процесс кодирования позволяет добиться:
Экономичности (повышение скорости
передачи информации)
Надёжности (защита от искажений)
Сохранности (защита от нежелательного
доступа)
Удобство восприятия (схемы, таблицы)