Сигнал, кодирование, декодирование, сжатие

Для передачи дискретных данных по каналам связи применяется два способа физического кодирования: - на основе синусоидального несущего сигнала, - на основе последовательности прямоугольных импульсов.

Аналоговая модуляция Внутри компьютера, при передаче данных между его блоками, информация представляется последовательностью логических 0 и 1, эти двоичные цифры кодируются потенциалами низкого и высокого уровня соответственно. При аналоговой модуляции необходимо указать как кодируются 0 и 1, как подбираются соответствующие параметры кривой.

Синусоидальный сигнал Синусоида удобная форма для представления информационного сигнала и для последующих расчетов его параметров. Теоретически просто закодировать сигнал, представив его как синусоиду с изменяющимися параметрами: амплитудой, частотой, фазой. Представление дискретных данных в виде синусоидального сигнала называется аналоговой модуляцией.

Аналоговая модуляция В зависимости от изменяемого параметра выделяют три основных способа аналоговой модуляции: амплитудная, частотная, фазовая.

Зашита информации от искажения при передаче При передаче сигнала возможны помехи, поэтому необходимо защищать информацию от искажения. Основные методы: Передача избыточной информации (метод контрольных сумм). Шифрование и сжатие данных. Пакетирование. Использование кодов «исправляющих ошибки».

Демоверсия КИМ 2014

Сжатие (компрессия) данных Выделяют два основных типа сжатия информации: сжатие без потерь и сжатие данных с потерями. Сжимать данные целесообразно при хранении на носителях информации, потоковой передаче данных, цифровой телефонии и т. д.

Сжатие без потерь Метод сжатия информации, представленной в дискретном виде, при использовании которого закодированная информация может быть восстановлена с точностью до бита. Сжатие информации без потерь используется во всех файловых архиваторах, также используется как компонент в сжатии с потерями.

Сжатие без потерь Теорема (без доказательства). Для любого N нет алгоритма сжатия без потерь, который: 1. Любой файл длиной менее N байт или оставляет той же длины, или уменьшает. 2. Хотя бы один файл длиной в N байт уменьшает. Таким образом, универсального алгоритма сжатия без потерь не существует.

Сжатие без потерь Как правило данные определенной природы имеют высокую информационную энтропию (мера хаотичности информации). Например, буквосочетание «щи» встречается в осмысленном тексте существенно реже любого другого буквосочетания, уровень звука за один сэмпл не может прыгнуть от 0 до 100%, черная точка в оцифрованном изображении редко граничит с белой и т. п.

Сжатие без потерь За счет специализации алгоритмов на некоторых типах данных удается добиться высокой степени сжатия. Универсальные алгоритмы в архиваторах сжимают звук в 1,5 раза, а алгоритм FLAC сжимает звуковые файлы в 2,5 раза. Большинство специализированных алгоритмов малопригодны для фалов «чужих» типов.

Техника сжатия без потерь В исходных данных находят закономерность и с учетом закономерности генерируют новую последовательность, которая полностью описывает первую. Например, для кодирования последовательностей, в которых много 0 и мало 1, можно использовать такую замену:

Техника сжатия без потерь В исходных данных находят закономерность и с учетом закономерности генерируют новую последовательность, которая полностью описывает первую. Например, для кодирования последовательностей, в которых много 0 и мало 1, можно использовать такую замену:

Префиксный код Код со словами переменной длины, обладающий следующим свойством (условие Фано): если в код входит слово А, то для любой непустой строки В слова АВ в коде не существует. Хотя в коде слова разной длины, их можно записать без разделительного символа

Префиксный код Код со словами переменной длины, обладающий следующим свойством (условие Фано): если в код входит слово А, то для любой непустой строки В слова АВ в коде не существует. Хотя в коде слова разной длины, их можно записать без разделительного символа

Префиксный код Код со словами переменной длины, обладающий следующим свойством (условие Фано): если в код входит слово А, то для любой непустой строки В слова АВ в коде не существует. Хотя в коде слова разной длины, их можно записать без разделительного символа

Демоверсия КИМ 2013

Демоверсия КИМ 2012

Сжатие данных с потерями Метод сжатия данных, при использовании которого распакованные данные отличаются от исходных, но степень отличия не является существенной с точки зрения их дальнейшего использования.

Сжатие данных с потерями Существенно превосходит метод сжатия без потерь по степени сжатия, продолжая удовлетворять поставленным требованиям (искажения в допустимых пределах чувствительности органов чувств).