Информатика
5 класс

       

§ 7. Кодирование информации

      Ключевые слова:
      • код
      • кодирование
      • метод координат

В мире кодов

Информация может поступать от источника к приёмнику с помощью сигналов самой разной физической природы. Например, сигнал может быть световым, звуковым, тепловым, электрическим или в виде жеста, движения, слова, сломанной веточки на дереве, другого условного знака.

Для того чтобы произошла передача информации, приёмник информации должен не только получить сигнал, но и расшифровать его. Так, услышав звонок будильника, ученик понимает, что пришло время просыпаться и собираться в школу. Телефонный звонок означает, что кому-то нужно с вами поговорить.

Звонок в дверь сообщает, что кто-то пришёл, а школьный звонок собирает ребят на урок или оповещает их о долгожданной перемене.

Необходимо заранее договариваться, как понимать те или иные сигналы, другими словами, требуется разработка кода.

Код — это система условных знаков для представления информации. Кодирование — это представление информации с помощью некоторого кода.

Множество кодов очень прочно вошло в нашу жизнь. Так, для общения в нашей стране используется код — русский язык. Код используется для оценки знаний в школе (число 5 — код отличных знаний, 4 — код хороших знаний, 3 — удовлетворительных, 2 — плохих).

С помощью нотных знаков записывается (кодируется) любое музыкальное произведение. По номерному знаку можно узнать сведения об автомобиле и его владельце.

В современных супермаркетах каждый товар имеет на упаковке штрих-код — метку, состоящую из чёрных линий. Для чтения штрих-кодов применяют специальные сканеры. С их помощью в компьютер вводят информацию о стоимости покупки.

Правила дорожного движения кодируются с помощью наглядных символических рисунков. Всем хорошо известны следующие дорожные знаки, изображённые на рис. 15.

Рис. 15

Свой код из шести цифр (почтовый индекс) имеет каждый населённый пункт Российской Федерации. Его следует писать на конверте в специально отведённом для этого месте (рис. 16). По коду можно узнать, куда отправлять письмо. Например, код города Москвы и коды всех населённых пунктов Московской области начинаются с цифры 1.

Рис. 16

В середине XIX века французский педагог Луи Брайль придумал специальный способ представления информации для слепых. «Буквы» этого кода выдавливаются на листе плотной бумаги. Одна буква занимает два столбика, в каждом из которых может быть выдавлено от одной до трёх точек (рис. 17). Проводя пальцами по выступам, незрячие люди различают буквы и могут читать.

Рис. 17

В памяти компьютера информация представлена в двоичном коде в виде цепочек нулей и единиц. Каждому символу, вводимому с клавиатуры, соответствует уникальная цепочка из восьми 0 и 1. Например, буква «Q» имеет двоичный код 01010001, а цифра «7» — 00110111.

Пример 1. Составим простейшую кодовую таблицу, поставив в соответствие каждой букве её порядковый номер в алфавите. Тогда скороговорка

ОТ ТОПОТА КОПЫТ
ПЫЛЬ ПО ПОЛЮ ЛЕТИТ

в закодированном виде будет выглядеть так:

16 20 20 16 17 16 20 1 12 16 17 29 20
17 29 13 30 17 16 17 16 13 32 13 6 20 10 20

Пример 2. Можно закодировать информацию, заменяя каждую букву исходного текста, например, следующей после неё буквой в алфавите. Такой код называют шифром замены. В этом случае исходное сообщение

АЛ ЦВЕТ МИЛ НА ВЕСЬ СВЕТ

примет вид:

БМ ЧГЁУ НКМ ОБ ГЁТЭ ТГЁУ

О кодировании информации с помощью языка жестов можно прочитать в электронном приложении к учебнику.

Способы кодирования информации

Одна и та же информация может быть представлена разными кодами, иначе говоря, в разных формах.

Люди выработали множество форм представления информации. К ним относятся: разговорные языки (русский, английский, немецкий — всего более 2000 языков), язык мимики и жестов, язык рисунков и чертежей, научные языки (например, язык математики), языки искусства (музыка, живопись, скульптура), специальные языки (азбука Брайля, азбука Морзе, флажковая азбука).

Способ кодирования (форма представления) информации зависит от цели, ради которой осуществляется кодирование. Такими целями могут быть сокращение записи, засекречивание (шифровка) информации, удобство обработки и т. п.

Чаще всего применяют следующие способы кодирования информации:

  1. графический — с помощью рисунков или значков;
  2. числовой — с помощью чисел;
  3. символьный — с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

Переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки, также называют кодированием.

Действия по восстановлению первоначальной формы представления информации принято называть декодированием. Для декодирования надо знать код.

Метод координат

Любая, в том числе и графическая, информация может быть представлена с помощью чисел. Чтобы «связать» числа и точки, используют системы координат. Простейшую из них — числовую ось — вы уже рассматривали на уроках математики.

Мы с вами рассмотрим прямоугольную систему координат. Её также называют прямоугольной декартовой системой координат — в честь французского математика Рене Декарта.

Нарисуем на листе в клетку две перпендикулярные числовые оси, точку их пересечения обозначим через О (рис. 18).

Рис. 18

Горизонтальная ось называется осью ОХ, вертикальная — осью ОУ. Место пересечения осей ОХ и OY называется началом координат, которое также обозначают цифрой 0 («ноль»). Каждая точка на координатной плоскости имеет свой точный адрес. Это пара чисел: первое число по оси ОХ, второе — по оси ОУ. Эти числа называются координатами точки. А чтобы не путать порядок следования координат, вспомните, как устроены наши дома: сначала мы заходим в нужный подъезд (по оси ОХ), а затем поднимаемся на нужный этаж (по оси ОУ) (рис. 19).

Рис. 19

Посмотрите на шахматную доску (рис. 20). Вдоль её нижнего края идёт ряд букв, а вдоль левого — ряд цифр. С их помощью можно однозначно определять положение любой фигуры на шахматной доске.

Рис. 20

Оси координат разбивают плоскость на четыре части, которые называются координатными четвертями (рис. 21).

Рис. 21

Далее мы будем работать только в первой координатной четверти (рис. 22).

Рис. 22

Пример. Известны координаты 15 точек: А(4, 1), В(4, 2), С(1, 2), D(4, 5), Е(2, 5), F(4, 7), G(3, 7), Н(5, 9), 1(7, 7), J(6, 7), К(8, 5), L(6, 5), М(9, 2), N(6, 2), 0(6, 1). Если отметить эти точки на координатной плоскости, а затем соединить их отрезками в последовательности А — В — С — D — Е — F — G — Н — I — J — К — L — М — N — О — А, то получим рисунок 23.

Рис. 23

Мы провели работу по декодированию графического изображения, состоящего из 15 соединённых отрезками точек, заданных с помощью декартовых прямоугольных координат. Другими словами, мы изменили форму представления информации с числовой на графическую.

Об использовании метода координат в игре «Морской бой» можно прочитать в электронном приложении к учебнику. Там же размещена интерактивная игра «Морской бой», в которую вы можете сыграть с компьютером.

Самое главное

Передаваемая информация может поступать от источника к приёмнику с помощью условных знаков или сигналов, то есть в закодированном виде.

Код — это система условных знаков для представления информации.

Кодирование — это представление информации с помощью некоторого кода.

Выбор способа кодирования зависит от цели, ради которой оно осуществляется.

Чтобы декодировать закодированное сообщение, необходимо знать код.

Вопросы и задания

  1. Что вы понимаете под кодированием информации?
  2. С какой целью люди кодируют информацию?
  3. Ребус — это слово или фраза, закодированные с помощью комбинации фигур, букв и других знаков. Попробуйте декодировать сообщение, т. е. разгадать следующий ребус:

    Составьте ребус для одного из следующих слов: информация, кодирование, хранение, передача, обработка.

  4. Какие знаки используются для представления информации при: а) записи арифметических выражений; б) записи мелодий; в) записи звуков речи; г) оформлении календаря погоды; д) управлении движением транспорта?
  5. Зависит ли форма представления информации от носителя информации (бумага, камень, электронный носитель информации)?
  6. Выразите словами смысл следующего арифметического выражения:

  7. Мальчик заменил каждую букву своего имени её номером в алфавите. Получилось 18 21 19 13 1 15. Как зовут мальчика?
  8. Зная, что каждая буква исходного текста заменяется третьей после неё буквой в алфавите русского языка, который считается записанным по кругу (после «Я» идёт «А»), декодируйте следующие сообщения:
      а) жуцёг льл, г ргмжиыя — дзузёл;
      б) фхгуюм жуцё оцъыз рсеюш жецш.
  9. Каждой букве алфавита поставлена в соответствие пара чисел: первое число — номер столбца, а второе — номер строки следующей кодовой таблицы:

    Пользуясь данной таблицей, расшифруйте головоломку: (1,1), (2.2), (1,3), (3,2), (10,3), (3,3), (12,1), (4,2), (5,1), (4,2), (12,2), (12,1), (1,1), (4,2), (5,1), (12,1), (1,1), (2,2), (1,3), (3,2), (10,3), (3.3), (5,1), (12,1), (1,2), (5,1), (3,2), (4,2), (5,2), (1,2), (1,3), (6.3), (4,2), (12,3).

  10. Что такое метод координат? Расскажите о нём. Как метод координат применяется в географии? Где вы встречаетесь с методом координат в быту? Приведите примеры.
  11. На координатной плоскости отметьте и подпишите точки со следующими координатами: А(2,5), В(6,5), 0(11,7), D(ll,4), Е(6,2), F(2,2), G(4,8), Н(9,9), 1(3,2), J(3,4), К(5,4), L(5,2).

    Соедините точки: А — В — С — D — Е — F — А — G — Н — С. G — В — Е. I — J — К — L.

    После проверки правильности выполнения задания можно раскрасить полученную картинку цветными карандашами.

  12. Игра «Шифровальщик». Выполните действия по следующему плану:
    1. на листочке в клетку постройте оси координат и нарисуйте произвольный многоугольник;
    2. пронумеруйте его вершины и закодируйте их с помощью координат;
    3. задайте порядок соединения вершин;
    4. проверьте, не допущена ли вами ошибка при кодировании рисунка;
    5. координаты точек и то, в каком порядке их следует соединить, выпишите на отдельный листок;
    6. предложите кому-нибудь восстановить ваш рисунок по этому коду;
    7. сравните результаты — объясните возможное искажение информации при декодировании.

Рейтинг@Mail.ru