Реферат Курсовая Конспект
Язык, как способ представления информации. - раздел Философия, НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА Часто Сообщения Формируются Из Отдельных Знаков. Такие Сообщения Будем Называ...
|
Часто сообщения формируются из отдельных знаков. Такие сообщения будем называть дискретными. Дискретным сообщениям принадлежит важная роль в процессах обработки информации.
Конечный набор отличных друг от друга знаков, в котором определен порядок, называется алфавитом. Под знаками будем понимать не только буквы и цифры, но и любые отличимые друг от друга объекты. Мощностью алфавита называется количество содержащихся в нем знаков.
Примеры алфавитов: алфавит жестов регулировщика движения, алфавит сигналов светофора, алфавит арабских цифр, алфавит русских букв.
Совокупность правил построения сообщений из знаков некоторого алфавита и правил интерпретации этих сообщений называется языком.
Языки
1) Разговорные языки
2) Языки науки
3) Языки мимики и жестов
4) Специальные языки (азбука Морзе, азбука Брайля для слепых, языки программирования и др.)
5) Языки рисунков и чертежей
6) Языки искусства
Возможность дискретизации непрерывного сигнала с любой желаемой точностью (для возрастания точности достаточно уменьшить шаг) принципиально важна с точки зрения информатики. Компьютер - цифровая машина, т. е- внутреннее представление информации в нем дискретно. Дискретизация входной информации (если она непрерывна) позволяет сделать ее пригодной для компьютерной обработки.
Существуют и другие вычислительные машины - аналоговые ЭВМ. Они используются обычно для решения задач специального характера и широкой публике практически не известны. Эти ЭВМ в принципе не нуждаются в дискретизации входной информации, так как ее внутреннее представление у них непрерывно. В этом случае все наоборот - если внешняя информация дискретна, то ее «перед употреблением» необходимо преобразовать в непрерывную.
Процесс преобразования одного набора знаков в другой набор знаков называется кодированием, а сам результат перевода – кодом. Код характеризуется длиной и структурой. Длиной кода называется количество знаков, которое используется для представления кодируемого символа. Кодирование используется для представления информации в удобной для обработки форме, а иногда – для обеспечения секретности передаваемой информации. В этом случае обычно говорят не «кодирование”, а “шифрование ”.
Информация передается в виде сообщений. Дискретная информация записывается с помощью некоторого конечного набора знаков, которые будем называть буквами, не вкладывая в это слово привычного ограниченного значения (типа «русские буквы» или «латинские буквы»). Буква в данном расширенном понимании - любой из знаков, которые некоторым соглашением установлены для общения. Например, при привычной передаче сообщений на русском языке такими знаками будут русские буквы - прописные и строчные, знаки препинания, пробел; если в тексте есть числа - то и цифры. Вообще, буквой будем называть элемент некоторого конечного множества (набора) отличных друг от друга знаков. Множество знаков, в котором определен их порядок, назовем алфавитом (общеизвестен порядок знаков в русском алфавите: А, Б,..., Я).
Рассмотрим некоторые примеры алфавитов.
1, Алфавит прописных русских букв:
А Б В Г Д Е Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
2. Алфавит Морзе:
3. Алфавит клавиатурных символов ПЭВМ IBM (русифицированная клавиатура):
4. Алфавит знаков правильной шестигранной игральной кости:
5. Алфавит арабских цифр:
6. Алфавит шестнадцатиричных цифр:
0123456789ABCDEF
Этот пример, в частности, показывает, что знаки одного алфавита могут образовываться из знаков других алфавитов.
7. Алфавит двоичных цифр:
0 1
Алфавит 7 является одним из примеров, так называемых, «двоичных» алфавитов, т.е. алфавитов, состоящих из двух знаков. Другими примерами являются двоичные алфавиты 8 и 9:
8. Двоичный алфавит «точка, «тире»:. _
9. Двоичный алфавит «плюс», «минус»: + -
10. Алфавит прописных латинских букв:
ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
11. Алфавит римской системы счисления:
I V Х L С D М
12. Алфавит языка блок-схем изображения алгоритмов:
13. Алфавит языка программирования Паскаль .
В канале связи сообщение, составленное из символов (букв) одного алфавита, может преобразовываться в сообщение из символов (букв) другого алфавита. Правило, описывающее однозначное соответствие букв алфавитов при таком преобразовании, называют кодом. Саму процедуру преобразования сообщения называют перекодировкой. Подобное преобразование сообщения может осуществляться в момент поступления сообщения от источника в канал связи (кодирование) и в момент приема сообщения получателем (декодирование). Устройства, обеспечивающие кодирование и декодирование, будем называть соответственно кодировщиком и декодировщиком. На рис. 1.3 приведена схема, иллюстрирующая процесс передачи сообщения в случае перекодировки, а также воздействия помех (см. следующий пункт).
Рис. 2.1. Процесс передачи сообщения от источника к приемнику
Рассмотрим некоторые примеры кодов.
1. Азбука Морзе в русском варианте (алфавиту, составленному из алфавита русских заглавных букв и алфавита арабских цифр ставится в соответствие алфавит Морзе):
2. Код Трисиме (знакам латинского алфавита ставятся в соответствие комбинации из трех знаков: 1,2,3):
А | D | G | J211 | M221 | P231 | S311 | V321 | Y331 | |||
В | E | H | K212 | N222 | Q232 | T312 | W322 | Z332 | |||
С | F | I | L213 | О223 | R233 | U313 | X323 | .333 |
Код Трисиме является примером, так называемого, равномерного кода (такого, в котором все кодовые комбинации содержат одинаковое число знаков - в данном случае три).
Пример неравномерного кода - азбука Морзе.
3. Кодирование чисел знаками различных систем счисления (см. Тему 2.2).
Если мы знаем, как представлен исходный текст и какая таблица используется нашим компьютером, преобразование выполнить очень легко - нужно просто поменять одни коды на другие (по таблице перекодировки). Для этого служат специальные программы - текстовые конверторы.
Примеры различных кодировок:
Квадрат Полибия»
A | B | C | D | E | |
F | G | H | I J | K | |
L | M | N | O | P | |
Q | R | S | T | U | |
V | W | X | Y | Z |
Код Цезаря» построен таким образом, что каждой букве из верхнего ряда ставится в соответствие буква из нижнего ряда, который получен сдвигом алфавита на три буквы (можно преобразовать код сдвигом на любое количество букв)
А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | К | Л | М | Н | О | П |
Э | Ю | Я | А | Б | В | Г | Д | Е | Ё | Ж | З | И | К | Л | М |
Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь | Э | Ю | Я |
Н | О | П | Р | С | Т | У | Ф | Х | Ц | Ч | Ш | Щ | Ъ | Ы | Ь |
«Тарабарская грамота» построен таким образом, что гласные буквы остаются в словах на своих местах, а согласные заменяются по правилу: ищем букву в верхней (нижней) строке и заменяем её на соответствующую букву из нижней (верхней) строки.
Б | В | Г | Д | Ж | З | К | Л | М | Н |
Щ | Ш | Ч | Ц | Х | Ф | Т | С | Р | П |
«Геометрический шифр»
АБ | ВГ | ДЕ |
ЁЖ | ЗИ | ЙК |
ЛМ | НО | ПР |
Код основан на том, что каждой букве ставится в соответствие фигура, в которой она расположена, и фигура с точкой, если эта буква стоит на втором месте.
Пример:
Д - , Е -
С - , Т -
Тема 2.2.
Кодирование числовой информации с помощью систем счисления
Система счисления – это способ представления чисел и соответствующие ему правила действий над числами.
В любой системе счисления для представления чисел выбираются некоторые символы (их называют цифрами), а остальные числа получаются в результате каких-либо операций над цифрами данной системы счисления.
Для записи чисел в различных системах счисления используется некоторое количество отличных друг от друга знаков. Число таких знаков в позиционной системе счисления называетсяоснованием системы счисления.Ниже приведена табл. 1.4, содержащая наименования некоторых позиционных систем счисления и перечень знаков (цифр), из которых образуются в них числа.
Таблица 2.1. Некоторые системы счисления
Основание | Система счисления | Знаки |
Двоичная | 0,1 | |
Троичная | 0,1.2 | |
Четвертичная | 0,1,2,3 | |
Пятиричная | 0,1,2,3,4 | |
Восьмиричная | 0,1,2,3,4,5,6,7 | |
Десятичная | 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 | |
Двенадцатиричная | 0,1,2,3,4,5,б,7,8,9,А,В | |
Шестнадцатиричная | 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A.B,D,E,F |
Если количество таких цифр равно P, то система счисления называется P-ичной. Основание системы счисления совпадает с количеством цифр, используемых для записи чисел в этой системе счисления.
Система называется позиционной, если значение каждой цифры (ее вес) изменяется в зависимости от ее положения (позиции) в последовательности цифр, изображающих число.
Примером позиционной системы является общепринятая десятичная система, непозиционной – римская
В позиционной системе счисления число может быть представлено в виде суммы произведений коэффициентов на степени основания системы счисления:
AnAn-1An-2 … A1,A0,A-1,A-2 =
АnВn + An-1Bn-1 + ... + A1B1 + А0В0 + A-1B-1 + А-2В-2 + ...
(знак «точка» отделяет целую часть числа от дробной; знак «звездочка» здесь и ниже используется для обозначения операции умножения). Таким образом, значение каждого знака в числе зависит от позиции, которую занимает знак в записи числа. Именно поэтому такие системы счисления называют позиционными. Примеры (десятичный индекс внизу указывает основание системы счисления):
23,43(10) = 2*101 + З*10° + 4*10-1 + З*10-2
(в данном примере знак «З» в одном случае означает число единиц, а в другом - число сотых долей единицы);
692(10) = 6* 102 + 9*101 + 2.
(«Шестьсот девяносто два» с формальной точки зрения представляется в виде «шесть умножить на десять в степени два, плюс девять умножить на десять в степени один, плюс два»).
1101(2)= 1*23 + 1*22+0*21+ 1*2°;
112(3) = l*32+ 1*31 +2*3°;
341,5(8) =3*82+ 4*81 +1*8° +5*8-1;
A1F4(16) = A*162 + 1*161 + F*16° + 4*16-1.
В какой системе счисления лучше записывать числа – это вопрос удобства и традиций. С технической точки зрения, в ЭВМ удобно использовать двоичную систему, так как в ней для записи числа используются только две цифры 0 и 1, которые можно представить двумя легко различимыми состояниями “нет сигнала ” и “есть сигнал”.
Человеку, напротив, неудобно иметь дело с двоичными записями чисел из-за того, что они более длинные, чем десятичные и в них много повторяющихся цифр. Поэтому, при необходимости работать с машинными представлениями чисел используют восьмеричную или шестнадцатеричную системы счисления. Основания этих систем – целые степени двойки, и поэтому числа легко переводятся из этих систем в двоичную и обратно.
В шестнадцатеричной системе есть цифры с числовыми значениями 10,11,12, 13,14,15. Для их обозначения используют первые шесть букв латинского алфавита.
Приведем таблицу чисел от 0 до 16, записанных в системах счисления с основаниями 10, 2, 8 и 16.
Число в десятичной системе счисления | |||||||||||||||||
В восьмеричной | |||||||||||||||||
В двоичной | |||||||||||||||||
В шестнадцатеричной | A | B | C | D | E | F |
При работе с компьютерами приходится параллельно использовать несколько позиционных систем счисления (чаще всего двоичную, десятичную и шестнадцатиричную), поэтому большое практическое значение имеют процедуры перевода чисел из одной системы счисления в другую.Заметим, что во всех приведенных выше примерах результат является десятичным числом, и, таким образом, способ перевода чисел из любой позиционной системы счисления в десятичную уже продемонстрирован.
Чтобы перевести целую часть числа из десятичной системы в систему с основанием В, необходимо разделить ее на В. Остаток даст младший разряд числа. Полученное при этом частное необходимо вновь разделить на В - остаток даст следующий разряд числа и т.д. Для перевода дробной части ее необходимо умножить на В. Целая часть полученного произведения будет первым (после запятой, отделяющей целую часть от дробной) знаком. Дробную же часть произведения необходимо вновь умножить на В. Целая часть полученного числа будет следующим знаком и т.д.
Кроме рассмотренных выше позиционных систем счисления существуют такие, в которых значение знака не зависит от того места, которое он занимает в числе. Такие системы счисления называются непозиционными. Наиболее известным примером непозиционной системы является римская. В этой системе используется 7 знаков (I, V, X, L, С, D, М), которые соответствуют следующим величинам:
1(1) V(5) X(10) L(50) С (100) D(500) M(1000)
Примеры: III (три), LIX (пятьдесят девять), DLV (пятьсот пятьдесят пять).
Недостатком непозиционных систем, из-за которых они представляют лишь исторический интерес, является отсутствие формальных правил записи чисел и, соответственно, арифметических действий над ними (хотя по традиции римскими числами часто пользуются при нумерации глав в книгах, веков в истории и др.).
ДВОИЧНАЯ СИСТЕМА СЧИСЛЕНИЯ
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Раздел... Информация свойства информации и ее измерение... Тема Информация ее виды и способы представления Информация от лат...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Язык, как способ представления информации.
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов