07. Кодирование как изменение формы представления информации

Кодирование вокруг нас

Почти любой из нас каждое утро использует будильник, чтобы проснуться и не опоздать в школу или на работу.

А услышав звонок по телефону, возьмёт трубку, чтобы ответить звонящему.

Школьный звонок символизирует начало или конец урока, звонок в дверь — то, что пришли гости.

В каждом из приведённых примеров информация поступает от источника к приёмнику. Причём происходит это при помощи определённых сигналов.

Сигналы эти могут иметь самую разную физическую природу: звук, свет, электричество или тепло, а может, жест, слово или определённое движение.

Кроме того, важно, чтобы этот сигнал был не только создан, но и понят теми, кому он подаётся.

Например, не каждый из нас поймёт, почему стрекочет кузнечик утром или распушает перья голубь, а ведь они тоже подают таким образом некоторые сигналы, просто мы зачастую не способны их расшифровать.

В то же время музыканты по нотам воспроизводят музыкальное произведение, которое воспринимается большинством людей, однако сами ноты человеку, далёкому от музыки, ничего не скажут.

Аналогично и с текстом на японском языке: он может быть важным источником информации для японца или человека, владеющего японским языком, но для других это будут просто символы.

С другой стороны, знак, иллюстрирующий видеокамеру, будет понятен всем: он подаёт сигнал о том, что ведётся видеосъёмка.

А вот о том, как понимать сигналы в человеческом обществе, мы заранее договариваемся. Другими словами, мы разрабатываем код.

Код — это система условных знаков для представления информации.

Процесс представления информации с помощью некоторого кода — кодирование информации.

На самом деле, в повседневной жизни мы очень часто встречаемся с кодами: алфавит и язык, который на нём строится, — это не что иное, как код.

Например, код, который используют в своей жизни китайцы, способен расшифровать не каждый.

Для оценки знаний тоже используется код (5 — код отличных знаний, 4 — хороших, 3 — удовлетворительных, 2 — код плохих знаний о предмете).

Музыкальные произведения кодируются при помощи нотных знаков, товары в магазинах — по штрих-коду, автомобили — по номерным знакам, а правила дорожного движения — по специальным символам — знакам. По коду города (почтовому индексу) можно определить, откуда пришло письмо.

Все перечисленные коды понятны всем, потому как и созданы для того, чтобы было легко их расшифровать.

То есть код выступает в роли удобного обозначения (сокращённой записи).

Однако сама исходная идея кода состояла как раз в том, чтобы расшифровать закодированную информацию мог только ограниченный круг лиц, знающих код.

История кодирования и кодов началась почти с начала времен:

• первобытные люди в наскальной живописи зашифровывали послания для потомков;

• в Древней Греции историк Полибий кодировал буквы греческого алфавита различными наборами факелов;

• флажками в руках человека кодировали сообщения с 1861 года, и этот код понимали почти по всему миру.

Также в середине XIX века французский педагог Луи Брайль придумал специальный код, который позволял незрячим людям расшифровывать на ощупь информацию на бумаге или других носителях.

Ни для кого не секрет, что коды используют в играх и компьютере в целом; вся передаваемая и хранящаяся в технике информация — это код, представленный в виде последовательности нулей и единиц (двоичный код).

Так, например, каждый символ, вводимый с клавиатуры или с помощью сенсорного ввода, имеет свой уникальный код, состоящий из 8 знаков.

Например, буква А имеет двоичный код — 110000, а цифра 7 — 00110111.

Способы кодирования информации

Мы знаем, что одна и та же информация может быть представлена в разных формах: текстовой, графической и так далее.

Кроме того, она может быть представлена разными кодами.

Например, на языке мимики и жестов, при помощи разговорного языка, научного языка, символов и рисунков, языков искусства или специальных языков.

Сигналы в мире животных

Все представители животного мира должны защищаться, добывать пищу, сохранять свою территорию, искать партнёра, заводить потомство и впоследствии о нём заботиться.

Эти процессы не были бы возможны, если бы природа и эволюция не наделили бы животный мир средствами коммуникации — общения.

Общение обычно происходит между животными, принадлежащими одному виду, при помощи одного из видов сигналов: звуком, жестом, движениями, положением тела или его окраской в целом, выделением пахучих веществ или физическим контактом между собой.

Понятно, что для этого животные должны иметь соответствующие биологические каналы приёма информации: слуховые, обонятельные, зрительные или тактильные.

Обратите внимание, что чем выше животное в эволюционной иерархии, тем сложнее устроены его органы чувств и тем более развиты средства его коммуникации.

Так, например, рыбы могут изменять окраску, чтобы предупредить других рыб об опасности, а феромоны — химические сигнальные вещества — помогают опознать особей своего вида. Муравьи, пчёлы и бабочки при помощи них оставляют следы или предупреждающие сигналы для других насекомых.

Яд многих земноводных и пресмыкающихся тоже сигнал, но его распознать могут многие — в том числе люди.

Птицы используют самые разные звуковые сигналы, чтобы обмениваться друг с другом информацией.

Самым большим многообразием сигналов располагают, конечно, млекопитающие. Здесь и зрительные, и химические, и тактильные, и обонятельные, и звуковые сигналы.

Конечно, учёные стремятся распознавать и разгадывать эти сигналы, чтобы лучше понимать особенности мира животных, ведь если бы человек научился общению с животными, это принесло бы немало пользы.

Самые интересные способы шифрования информации

Зашифровывать содержание важных сообщений люди начали тысячи лет назад и пользуются этим по сей день.

Если попробовать посчитать способы кодирования, то их окажется более нескольких тысяч: от самых простых до самых сложных.

Самым древним искусством тайнописи является стенография.

Сюда относятся, например, невидимые чернила, проявить которые сможет не каждый.

Некогда широко использовались татуировки, которые наносились на гладко выбритые головы гонца, а после нужно было лишь дождаться, пока волосы отрастут.

В Англии был популярен метод, в котором использовали обыкновенные газеты, где крошечными точками отмечали буквы, которые нужно прочесть.

Однако стенография — недостаточно надёжный способ: его несложно расшифровать.

Когда дело касалось особо важных посланий или даже человеческих жизней, нужно было придумать более надёжные коды.

К таким можно отнести код «Энигма». Этот очень сложный код использовался во времена Второй мировой войны. Название он получил в честь машинки, которая позволяла кодировать сообщения по очень сложным схемам, которые долгое время знали только немецкие командиры.

Код «Энигма» был взломан поляками, а усовершенствованную версию машинки смогли взломать англичане. Это послужило толчком к победе не только в ходе войны, но и при создании первого подобия компьютера.

Конечно же, способ кодирования информации зависит от цели: может быть, мы информацию хотим представить в более удобном, кратком виде, а может — засекретить или вовсе перевести в вид, удобный для обработки.

Так, чаще всего выделяют следующие способы кодирования информации:

1. Графический — когда при кодировании используют значки или рисунки.

2. Числовой — при помощи чисел.

3. Символьный — с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

И конечно же, каким бы сложным ни был код, у него обязательно должен быть ключ или код — то есть путь, позволяющий представить информацию в первоначальном виде.

Действия по восстановлению первоначальной формы представления информации называют декодированием.

Ну и чтобы окончательно разобраться в теме, предлагаю потренироваться на примерах.

Правила простые: я даю вам зашифрованное послание и код, а вы декодируете его.

Попробуем:

Я зашифровала скороговорку, теперь она выглядит так:

Есть идеи, как её расшифровать?

Я подскажу: каждое число соответствует порядковому номеру буквы в алфавите.

Итак, правильный ответ: ОТ ТОПОТА КОПЫТ ПЫЛЬ ПО ПОЛЮ ЛЕТИТ.

В одно время среди детей многих стран мира был популярен один код, который они использовали для общения. Предлагаю попробовать отгадать ключ к нему.

Выглядит странно, правда?

Однако этот шифр настолько популярен, что у него даже есть название — ROT1. С английского он переводится как «вращать на одну букву вперёд по алфавиту». То есть букву А заменяем на букву Б, Б на В, В на Г и так далее. Теперь, используя это знание, расшифруйте фразу.

Так, думаю, вы справились и получили исходную информацию — Я ВСЁ ЗНАЮ.

Теперь вы действительно всё знаете о кодировании и декодировании информации!

На этом наш урок подошёл к концу, спасибо за внимание!

Заключение

Информация поступает от источника к приёмнику при помощи определённых сигналов.

Сигналы эти могут иметь самую разную физическую природу: звук, свет, электричество или тепло, а может, жест, слово или определённое движение.

Код — это система условных знаков для представления информации.

Процесс представления информации с помощью некоторого кода — кодирование информации.

Существуют различные формы представления информации. Например, графическая и текстовая формы.

Выделяют следующие способы кодирования информации:

1. Графический — когда при кодировании используют значки или рисунки.

2. Числовой — при помощи чисел.

3. Символьный — с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

Действия по восстановлению первоначальной формы представления информации называют декодированием.

Список литературы

1. Босова Л. Л., Босова А. Ю. Информатика. 5 класс: учебник. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2019.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Интернет-портал «yaklass.ru» (Источник)

Домашнее задание

1. Приведите примеры окружающих нас сигналов?

2. Как называется процесс представления информации с помощью некоторого кода?

3. Какие вы знаете способы кодирования информации?

4. Расшифруйте слово 17 29 13 30.

5. Босова Л. Л., Босова А. Ю. Информатика. 5 класс: учебник. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2019. С. 46–49.