Только для равновероятных событий

где I — количество информации в битах; N — возможное количество различных сообщений, шт; m — количество букв в алфавите, шт; n — количество букв в сообщении, шт

 

14. Определение количества информации по Шенону.

15. Определение количества информации объемный(Алфавитный) подход.

Информационная ёмкость знака рассчитывается по формуле Хартли.

Если знаки несут одинаковое количество информации, то количество информации Ic в сообщении можно подсчитать, умножив количество информации Iз, которое несет один знак, на длину кода К (количество знаков в сообщении)

 

16. Определите основные информационные процессы.

 

Сбор информации	целеустремленное нахождение первичной информации(методы: наблюдение, измерение, опросы, анкетирование, тестирование и т.д)
Поиск информации	нахождение нужной информации в информационных фондах(каталоги, справочники, поисковые системы и т.д)
Обрабатывание информации	исполнение совокупности спланированных действий над имеющейся информацией с целью получения новой
Представление информации	превращение информации к форме, наиболее удобной для её использования(методы: сортировка, систематизация, подача в табличной или графической форме)
Хранение информации	обеспечение возможности воспользоваться найденной информацией в дальнейшем(носители информации-лазерные диски и т.д)
Передача информации	перемещение информации в пространстве-от источника до потребителя(носители информации-звуковые, световые волны и т.д)
Защита информации	введение определенных мер с целью предотвращения потери, повреждения или злоумышленного использования информации
Использование информации	обоснованное принятие решений в разных видах человеческой деятельности

 

17. Определите понятие качество информации, основные показатели качества информации.

Качество информации - совокупность свойств, отражающих степень пригодности конкретной информации об объектах и их взаимосвязях для достижения целей, стоящих перед пользователем.

Качество информации определяется такими показателями, как:

● репрезентативность,

● содержательность,

● достаточность,

● доступность,

● актуальность,

● своевременность,

● точность,

● достоверность,

● устойчивость.

18. Показатели качества информации: репрезентативность, содержательность, доступность.

репрезентативность – имеющаяся информация и способ еѐ представления позволяет сформировать адекватное отражение свойств объекта.

Содержательность информации отражает семантическую ёмкость, равную отношению величины семантической информации в сообщении к объёму обрабатываемых данных.(дичь)

доступность (понятность) –возможности получить нужную информацию и способ ее представления должен быть понятен еѐ получателю;

 

19. Показатели качества информации: актуальность, точность, достоверность.

актуальность – степень соответствия текущему моменту времени;

Точность информации определяется степенью близости получаемой информации к реальному состоянию объекта

адекватность (достоверность) – степень соответствия реальному состоянию дел;

20. Показатели качества информации: устойчивость, защищенность, полезность.

Устойчивость информации — свойство информации реагировать на изменения исходных данных, сохраняя необходимую точность. Устойчивость информации, как и ее репрезентативность, обусловлена в первую очередь методической правильностью ее отбора и формирования.

Защищенность информации – свойство информации противостоять несанкционированному доступу и ее преднамеренному искажению. Защищенность информации обеспечивается ее криптографическим закрытием.

Полезность информации — комплексный показатель ее качества, ее мера на прагматическом уровне. Полезность информации определяется эффективностью осуществляемого на ее основе управления.

21. Форма представления информации, определите понятие сообщение, кодирование.

Сигнал (сообщение) – информационный поток, который в процессе передачи информации поступает к приѐмнику.

 

Кодирование информации — процесс преобразования сигнала из формы, удобной для непосредственного использования информации, в форму, удобную для передачи, хранения или автоматической переработки. (преобразование знаков в сигналы)

 

Кодирование информации – процесс преобразования сигналов или знаков одной знаковой системы в знаки другой знаковой системы, для использования, хранения, передачи или обработки.

 

22. Форма представления информации, определите понятие событие (двоичное событие), величина.

Первичным и неделимым элементом информации следует считать двоичное событие, т.е. утверждение или отрицание, наличие или от­сутствие. Двоичное событие условно представляется единицей или нулем, импульсом или паузой. Событие не имеет геометри­ческих измерений и представляется точкой.

Множество событий, упорядоченных в одном измерении, называ­ют величиной. Принятие величиной одного из значений множества есть событие. Если величина принимает счетное множество значений, то она является дискретной. Если число принимаемых значений беско­нечно, то величина является непрерывной. Геометрически величина представляется линией.

23. Форма представления информации, определите понятие функция, комплекс информации.

 

Если существует соответствие между величиной и другой величи­ной, между величиной и пространством или величиной и временем, то говорят о функции Х1(Х2), X(N) или X(Т). При этом геометри­чески функция может быть представлена как поле событий Различа­ют функции с непрерывным и дискретным аргументом.

 

Комплекс информации X(Т, N) представляет собой соответствие между величиной, с одной стороны, и временем и пространством – с другой. Геометрически комплекс информации представляется трех­мерным полем событий

 

Если между одной величиной и другой величиной есть зависимость, то мы говорим о функции. Если > 2 измерений, то говорят о комплексе информации(зависимость больше >2)

24. Форма представления информации, определите понятие сообщение, алфавит сообщения.

Сообщение - форма представления информации, имеющая признаки начала и конца, предназначенная для передачи через среду связи.

Сообщение - последовательность знаков алфавита

Aлфавит сообщения - совокупность символов, используемых для записи информации;

25. Определите понятие система счисления.

Система счисления – это знаковая система, в которой числа записываются по определенным правилам с помощью символов некоторого алфавита, называемых цифрами.

26. Дайте математическое определение записи числа в позиционной системе счисления.

Позиционные системы счисления — это системы счисления, в которых значение цифры напрямую зависит от её положения в числе.

, где — цифры, а — основание системы счисления.

 

27. Определите форму экспоненциальной записи числа.

Экспоненциа́льная за́пись — представление действительных чисел в виде мантиссы и порядка.

, где

● N — записываемое число;

● M — мантисса;

● n — основание показательной функции;

● p (целое) — порядок;

● — характеристика числа.

28. Определите понятие смешанной записи числа (приведите примеры).

Смешанная система — в каждом разряде (позиции) числа набор допустимых символов (цифр) может отличаться от наборов других разрядов. Яркий пример — система измерения времени. В разряде секунд и минут возможно 60 различных символов (от «00» до «59»), в разряде часов – 24 разных символа (от «00» до «23»), в разряде суток – 365 и т. д. (Только для позиционной СС)

29. Определите понятие формы представления числа (прямой, обратный код).

!!!!!!!Ответ, возможно, неверный!!!!!!!!!

В прямом коде самый старший бит отводится под знак. При этом если старший бит – 0, то число положительное. Иначе – отрицательное. Таким образом, под число остается n-1 бит. И можно кодировать числа от -2^(n-1)+1 до 2^(n-1)-1. Причем будет существовать неопределенность в виде 1000 и 0000 (-0 и +0). Проблема – нельзя складывать.

Для чисел больше нуля обратный код равен прямому. Алгоритм получения числа меньше нуля следующий: Взять модуль числа и записать его прямой код. Инвертировать побитово.

30. Определите понятие формы представления числа (дополнительный код).

Дополнительный код. Мы получаем обратный код числа и прибавляем к нему 1.

31. Операции сложения/вычитания чисел в двоичном представлении.

0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 10

32. Определите понятие формы представления числа (нотация с избытком (со смещением)).

Двоичная нотация с избытком. Другим способом представления целых чисел является двоичная нотация с избытком. При ее разработке сначала выбирается длина битовой комбинации, а затем в порядке счета в обычной двоичной системе последовательно записывают все возможные битовые комбинации, имеющие установленную длину.

Двоичная нотация с избытком, построенная из расчета 4-х разрядов.

33. Определите понятие формы представления числа (нормализованная запись вещественных чисел).

Нормализованной называется форма представления числа, при которой абсолютное значение мантиссы десятичного числа лежит на полуинтервале , а двоичного на полуинтервале .

34. Определите понятие формы представления числа (код Грэя).

Код Грея — такое упорядочение -ичных (обычно двоичных) векторов, что соседние вектора отличаются только в одном разряде.

35. Определите понятие побитовая операция (виды, форма записи).

1. Поразрядная конъюнкция (И).

2. Поразрядная дизъюнкция (ИЛИ).

3. Поразрядное исключающее ИЛИ (XOR).

4.Поразрядная инверсия (дополнение до 1).

5. Сдвиг:

1. Логический

2. Арифметический (1-й бит идёт сразу в два разряда); а.с. влево - умножение на 2^n, вправо - деление ***возможно, неверно***

3. Циклический

36. Применение побитовых операций (умножение).

Умножение - сложение со сдвигом множимого или сумм частных произведений.

1. Определяем знак результата (xor).

2. Производим умножение.

37. Применение побитовых операций (деление).

Деление чисел производится путем последовательного вычитания из делимого или из образовавшихся остатков со сдвигом остатка на один разряд влево.

Определение знак через xor.

Деление с восстановлением остатка:

Если при вычитании делителя из делимого или остатка получается положительный остаток, то в разряд частного записывается 1 и полученный остаток сдвигается на один разряд влево.

Деление без восстановления остатка:

Полученный при вычитании остаток (знак не важен) сдвигается влево;

Из сдвинутого остатка вычитается делитель, а в разряд частного записывается 1, если остаток положительный. Если остаток получается отрицательным, к нему прибавляется делитель и в разряд частного записывается 0.

38. Основные понятия формальной логики: понятие, суждение, умозаключение.

Понятие - это форма мышления;выделяет существенные признаки объекта, которые отличают его от других объектов.

Суждение - это форма мышления, в которой утверждается или отрицается связь между предметом и его признаком. отношения между предметами или факт существования предмета; суждение может быть либо истинным, либо ложным.

Умозаключение - прием мышления, позволяющий на основе одного или нескольких суждений-посылок получить новое суждение (знание или вывод).

39. Основные понятия математической логики: логические переменные, логические функции, логические операции.

Логическая переменная - простое высказывание; может иметь значение 0 или 1; обозначается либо большими латинскими буквами, либо Х с индексом.

Логическая функция - сложное высказывание. Сложные лог.выражения представляют набор простых высказываний. Представление: словесное, графическое(карты Карно, диаграммы Эйлера на областях), табличное, алгебраическое.

Логические операции - это действие для формирования суждений из существующих понятий

40. Формы представления логической функции.

Существует 2 различные формы представления логических функций:

• Дизъюнктивная нормальная форма;

• Конъюнктивная нормальная форма.

Дизъюнктивная нормальная форма (ДНФ) – это сумма произведений, образованных из

переменных и их отрицаний. ДНФ не содержит скобок

Конъюнктивная нормальная форма (КНФ) – это произведение сумм, состоящих из

переменных и их отрицаний.

 

Теорема ДНФ:

Всякая сложная логическая функция может быть сведена к ДНФ.

Для этого необходимо:

1. Привести функцию к виду, используя базовые операции – конъюнкцию, дизъюнкцию и

инверсию;

2. преобразовать инверсию с помощью законов де Моргана до отдельных букв;

3. уничтожить все произведения, используя законы поглощения, с помощью первого

закона дистрибутивности.

 

Теорема КНФ

Всякая сложная логическая функция может быть сведена к КНФ.

Для этого необходимо:

1. Привести функцию к виду, используя базовые операции – конъюнкцию, дизъюнкцию и

инверсию;

2. преобразовать инверсию с помощью законов де Моргана до отдельных букв;

3. уничтожить все суммы произведений, используя законы поглощения, с помощью

второго закона дистрибутивности.

41. Элементарные логические функции (базис не, и, или) формы записи.
42. Элементарные логические функции (базис и-не) формы записи, реализация операций и или не.
43. Элементарные логические функции (базис или-не) формы записи, реализация операций и или не.

 

44. Основные законы алгебры логики: коммутативность, ассоциативность, дистрибутивность.

Коммутативность:

Ассоциативность:

Дистрибутивность:

 

45. Основные законы алгебры логики: рефлексивность, исключение третьего, непротиворечия, исключение констант.

Рефлексивность:

Исключение третьего:

Непротиворечия:

Исключение констант:

A v 1 = 1 A & 1 = A

A v 0 = A A & 0 = 0

46. Основные законы алгебры логики: поглощение, склеивание.

Поглощение:

Склеивание:

47. Основные законы алгебры логики: де Моргана, инволютивность отрицания.

Законы де Моргана:

инволютивность отрицания:

48. Основные законы алгебры логики: замена импликации, замена исключающего или, замена эквиваленции.

замена импликации:

A → B = ~A v B

замена исключающего или:

A⊕ B= ~AB v A~B

замена эквиваленции:

A≡ B = AB v ~A~B

 

49. Определите термин Код.

Код – набор знаков вторичного алфавита (или правило или совокупность правил, в соответствии с которыми производится отображение дискретных сообщений сигналами в виде определенных сочетаний символов вторичного алфавита)

 

50. Определите термин Кодирование.

Кодирование – перевод инф., представленной в исходном алфавите, в виде последовательности кодов, составленных из алфавита конечного представления

 

51. Определите термин Основание кода.

Основание кода — Число различных символов, используемых при построении кода.

 

52. Определите термин Символ сообщения.

Символ сообщения - это знак из алфавита

 

53. Определите термин Алфавит в кодировании. Виды алфавитов.

Алфавит в кодировании - множество атомарных (неделимых) символов какого-либо формального языка; система знаков, принятая для образования кода.

Виды алфавитов: Первичный (начальный) и вторичный (конечный)

 

54. Определите термин Обратимость кодирования.

Обратимое кодирование - это кодирование, для которого существует способ кодирования обратного, приводящего кодированную информацию к точному исходному виду.

 

55. Классификация кодирования по условию обратимости.

1. Принципиально необратимое (получение хэш функции пароля)

2. Необратимое (перевод аналоговой информации в цифровой вид)

3. Обратимое с доп. информацией (ключ шифрования)

4. Безусловно обратимое (знание формирования кода)

 

56. Признаки для классификации кодов.

1. По основанию

a. Бианрные

b. Не бинарыне

2. По длине кодовых слов

a. Равномерные

b. Неравномерные

3. По способу передач

a. Последовательные

b. Параллельные

c. Блочные

d. Непрерывыне

4. По помехоустойчивости

a. Простые

b. Корректирующие(только разрешенные кодовые комбинации)

5. По цели кодирования

a. Кодирование по образцу

i. Прямые коды

ii. Юни-коды, акси коды

iii. По частоте использования

b. Криптографическое кодирование(защита от несанкционированного доступа)

c. Оптимальное кодирование(сокращение объема хранимой ифномрации)

d. Помехозащищенное(изучение особенностей канала передачи данных и формирование избыточности кода с учетом этих особенностей)

 

57. Цели кодирования.

1. сокращение избыточности информации
2. защита информации от несанкционированного доступа
3. представление информации и данных в наиболее удобном для ЭВМ виде
4. снижение требований к скорости передачи за счёт сокращения избыточности информации
5. сокращение объема памяти, занимаемой файлами.

 

58. Виды кодирования.

1) по образцу

2) криптографическое

3) эффективное, оптимальное

4) помехоустойчивое

59. Определите понятие Кодирование по образцу.

Кодирование по образцу – каждый знак дискретного сигнала представляется знаком или набором знаков того алфавита, в котором выполняется кодирование.

60. Определите понятие Эффективное кодирование.

Эффективное (оптимальное) кодирование – вид кодирования, используемый для устранения избыточности информации, т.е. снижения ее объема, например, в архиваторах.

Наиболее распространенные алгоритмы эффективного

кодирования:

1. Алгоритм Шеннона – Фано

2. Алгоритм Хаффмана

В данных алгоритмах символам с большей вероятностью появления на выходе ИДИ ставятся в соответствие коды меньшей длины, а символам с меньшей вероятностью – коды большей длины. Таким образом, оба алгоритма позволяют построить эффективный двоичный код, средняя длина на символ которого максимально приближена к энтропии источника.

Эффективные коды принято характеризовать двумя показателями кода: избыточность и эффективность.

61. Определите понятие Помехоустойчивое кодирование.

Помехоустойчивое (помехозащитное) кодирование – вид кодирования, используемый для обеспечения заданной достоверности в случае, когда на сигнал накладывается помеха, например, при передаче информации по каналам связи.

В общем плане помехоустойчивое кодирование можно понимать как такое кодирование сообщений, при котором элементы связаны определенной зависимостью, позволяющей при ее нарушении указать ошибки и восстановить информацию. Помехоустойчивые коды рассчитаны на определенные ошибки. Это значит, что при других ошибках они могут оказаться недостаточно эффективными.

62. Условие обратимости кодирования.

Запишем условие обратимости кодирования в формализованном (математическом) виде. Введем некоторые обозначения:

• Пусть I1 – это количество информации в исходном сообщении, состоящем из символов первичного алфавита А.

• Пусть I2 – это количество информации в том же сообщении, записанном с помощью символов вторичного алфавита В, т.е. количество информации в сообщении после кодирования.

Тогда условие обратимости кодирования запишется в следующем виде:

На практике при построении обратимого кода необходимо придерживаться следующих правил:

• разным символам первичного алфавита А должны быть сопоставлены разные кодовые комбинации;

• никакая кодовая комбинация не должна составлять начальную часть какой-нибудь другой кодовой комбинации.

63. Определите понятие Средняя длина кода.

Средняя длина кода - эффективность кода определяется средним числом двоичных разрядов для кодирования одного символа

 

64. Определите понятие Минимально возможная длина кода.

Так как , минимально возможное значение длины кода будет:

Kmin(

65. Определите понятие Относительная избыточность кода.

В качестве меры превышения длины кода будем использовать относительную избыточность кода. Относительной избыточностью кода назовем величину

Q(℘,A,B)=

Относительная избыточность кода показывает насколько операция кодирования увеличивает длину сообщения по отношению к первоначальной. Достаточно часто эту величину выражают в процентах. Так, если относительная избыточность некоторого кода равна 10%, то это означает, что при данном способе кодирования мы будем вынуждены передавать по каналу связи на 10% больше информации, чем содержится в исходном сообщении.

66. Определите понятие Относительная избыточность языка.

Избыточность является мерой бесполезно совершаемых альтернативных выборов при чтении текста. Эта величина показывает, какую долю лишней информации содержат тексты данного языка; лишней в том отношении, что она определяется структурой самого языка и, следовательно, может быть восстановлена без явного указания в буквенном виде.

Исследования Шеннона для английского языка дали значение 𝐼∞ = 1,4 ÷ 1,5 бит, что по отношению к I0=4,755 бит создает избыточность около 0,68. Подобные оценки показывают, что и для других европейских языков, в том числе русского, избыточность составляет 60 – 70%. Это означает, что в принципе возможно почти трехкратное сокращение текстов без ущерба для их содержательной стороны и выразительности.

67. Матричное представление кодов.

Используется для представления равномерных n - значных кодов. Для примитивного (полного и равномерного) кода матрица содержит n - столбцов и 2^{n -} строк, т.е. код использует все сочетания. Для помехоустойчивых (корректирующих, обнаруживающих и исправляющих ошибки) матрица содержит n - столбцов (n = k+m, где k- число информационных, а m - число проверочных разрядов) и 2^{k -} строк (где 2^{k -} число разрешенных кодовых комбинаций). При больших значениях n и k матрица будет слишком громоздкой, при этом код записывается в сокращенном виде. Матричное представление кодов используется, например, в линейных групповых кодах, кодах Хэмминга и т.д.

 

Средством кодирования служит таблица соответствия, которая устанавливает взаимно однозначное соответствие между знаками или группами знаков двух различных знаковых систем

68. Представление кодов в виде кодовых деревьев.

Кодовое дерево - связной граф, не содержащий циклов. Связной граф - граф, в котором для любой пары вершин существует путь, соединяющий эти вершины. Граф состоит из узлов (вершин) и ребер (ветвей), соединяющих узлы, расположенные на разных уровнях. Для построения дерева равномерного двоичного кода выбирают вершину называемую корнем дерева (истоком) и из нее проводят ребра в следующие две вершины и т.д.

Пример кодового дерева для полного кода приведен на рис.1.

 

 

 

1 0

1 0 1 0

1 0 1 0 1 0 1 0

111 110 101 100 011 010 001 000

Рис.1. Дерево для полного двоичного кода при n = 3

Дерево помехоустойчивого кода строится на основе дерева полного кода путем вычеркивания запрещенных кодовых комбинаций. Для дерева неравномерного кода используется взвешенный граф, при этом на ребрах дерева указываются вероятность переходов. Представление кода в виде кодового дерева используется, например, в кодах Хаффмена.

69. Представление кодов в виде многочленов.

Представление кодов в виде полиномов основано на подобии (изоморфизме) пространства двоичных n - последовательностей и пространства полиномов степени не выше n - 1.

Код для любой системы счисления с основанием Х может быть представлен в виде:

G (x) = a_n-1 x^n-1+ a_n-2 x^n-2+... + a₁ x+ a₀ = ,

где а_i - цифры данной системы счисления (в двоичной 0 и 1);

х - символическая (фиктивная) переменная, показатель степени которой соответствует номерам разрядов двоичного числа_-

Например: Кодовая комбинация 1010110 может быть представлена в виде:

G (x) =1×x⁶+0×x⁵+1×x⁴+0×x³+1×x²+1×x¹+0×x⁰ =x⁶+x⁴+x²+x=10101

При этом операции над кодами эквивалентны операциям над многочленами. Представление кодов в виде полиномов используется например, в циклических кодах.

70. Геометрическое представление кодов.

Любая комбинация n - разрядного двоичного кода может быть представлена как вершина n - мерного единичного куба, т.е. куба с длиной ребра равной 1. Для двухэлементного кода (n = 2) кодовые комбинации располагаются в вершинах квадрата. Для трехэлементного кода

(n = 3) - в вершинах единичного куба (рис.2).

В общем случае n мерный куб имеет 2ⁿ вершин, что соответствует набору кодовых комбинаций 2^{n .}

n = 2 n = 3

71. Определите понятие Шенноновский источник информации.

Сообщения, в которых вероятность появления каждого отдельного знака не меняется со временем, называются шенноновскими, а порождающий их отправитель - шенноновским источником.

72. Определите понятие Марковский источник информации.

Сообщения (а также источники, их порождающие), в которых существуют статистические связи (корреляции) между знаками или их сочетаниями, называются сообщениями (источниками) с памятью или марковскими сообщениями (источниками).

73. Первая теорема Шеннона.

Первая теорема Шеннона о передаче информации, которая называется также основной теоремой о кодировании при отсутствии помех, формулируется следующим образом:

При отсутствии помех передачи всегда возможен такой вариант кодирования сообщения, при котором среднее число знаков кода, приходящихся на один знак кодируемого алфавита, будет сколь угодно близко к отношению средних информаций на знак первичного и вторичного алфавитов.

Используя понятие избыточности кода, можно дать более короткую формулировку теоремы:

При отсутствии помех передачи всегда возможен такой вариант кодирования сообщения, при котором избыточность кода будет сколь угодно близкой к нулю

74. Коды по образцу.

Данный вид кодирования применяется для представления дискретного сигнала на том или ином машинном носителе. Большинство кодов, используемых в информатике для кодирования по образцу, имеют одинаковую длину и используют двоичную систему для представления кода (и, возможно, шестнадцатеричную как средство промежуточного представления).

1) Прямые коды

2) Юни-коды, акси коды

3) По частоте использования - это уже кодирование по Фано и прочей херне

75. Кодирование символьной информации.

Каждый символ первичного алфавита заменяется соответствующему символу из вторичного алфавита.

76. Определите понятие Пространственная дискретизация.

Разбиение диапазона значений непрерывной или дискретной величины на конечное число интервалов. Существует также векторное квантование — разбиение пространства возможных значений векторной величины на конечное число областей. Простейшим видом квантования является деление целочисленного значения на натуральное число, называемое коэффициентом квантования.

Не следует путать квантование с дискретизацией (и, соответственно, шаг квантования с частотой дискретизации). При дискретизации изменяющаяся во времени величина (сигнал) замеряется с заданной частотой (частотой дискретизации), таким образом, дискретизация разбивает сигнал по временной составляющей (на графике — по горизонтали). Квантование же приводит сигнал к заданным значениям, то есть, разбивает по уровню сигнала (на графике — по вертикали). Сигнал, к которому применены дискретизация и квантование, называется цифровым.

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ДИСКРЕТИЗАЦИЯ — разделение изображения на участки, в пределах которых значения тона либо усредняются, либо представлены одним из значений участка; имеет место при сканировании (растрировании) изображения, модуляции и аналого-цифровом преобразовании видеосигнала.

77. Определите понятие квантование на примере графической информации.

Группа пикселей примерно одинаково значения квантуются(объединяются) в одну группу(со средним значением)

78. Кодирование графической информации представленной в виде растровой графики.

Изображение разбивается на пиксели и кодируется

 

79. Определите понятие временная дискретизация.

Временная дискретизация – способ преобразования звука в цифровую форму путем разбивания звуковой волны на отдельные маленькие временные участки где амплитуды этих участков квантуются (им присваивается определенное значение).

80. Определите понятие квантование на примере звуковой информации.

Дискретная и частотная модуляции

В основе кодирования звука с использованием ПК лежит процесс преобразования колебаний воздуха в колебания электрического тока и последующая дискретизация аналогового электрического сигнала.

81. Кодирование звуковой информации.

Одной из важных характеристик процесса кодирования звука является частота дискретизации, которая представляет собой количество измерений уровня сигнала за 1 секунду. Чем выше частота дискретизации, тем точнее фиксируется геометрия звуковой волны и тем качественней получается запись. В процессе кодирования звуковой информации непрерывный сигнал заменяется дискретным, то есть преобразуется в последовательность электрических импульсов, состоящих из двоичных нулей и единиц. Качество записи зависит также от количества битов, используемых компьютером для кодирования каждого участка звука, полученного в результате дискретизации. Количество битов, используемых для кодирования каждого участка звука, полученного при дискретизации, называется глубиной звука.

 

82. Теорема Котельникова.

Если аналоговый сигнал не содержит в своем спектре частот выше Fmax, то его можно идеально точно восстановить по дискретным отсчетам, взятым равномерно с частотой строго большей 2·Fmax.

83. Равномерное алфавитное кодирование.

Бля, ну эт просто равномерно кодируем.

a - 00

b - 01

c - 10

d - 11

84. Вторая теорема Шеннона.

При наличии помех в канале всегда можно найти такую систему кодирования, при которой сообщения будут переданы с заданной достоверностью.

 

85. Определите понятие эффективность кода.

Эффективность кодов определяется количеством ошибок, которые тот может исправить, количеством избыточной информации, добавление которой требуется, а также сложностью реализации кодирования и декодирования (как аппаратной, так и в виде программы для ЭВМ).

Эффективность кода определяется по следующему принципу: чем ближе значение Iср к энтропии Н(z), тем более эффективно кодирование.

Эффективность является безразмерной величиной и всегда меньше либо равна 1, т.е. æ ≤ 1. Чем ближе этот показатель к единице, тем эффективнее код.

86. Неравномерный код с разделителями.

00 – конец символа

000 – конец слова

Код буквы всегда начинается с 1

 

87. Код Шеннона-Фанно.

Метод, повышающий эффективность кода. Для алгоритма необходим набор символов и частота встречаемости каждого из них.

Алгоритм:

1)Построить упорядоченные по невозрастанию частоты.

2)Список поделить на 2 примерно равных по сумме частот списка(важно: делить "одной линией"). При этом верхнему списку отдается единица, нижнему – 0.

3)Выполнять пункт 2 для получившихся списков, пока они делимы.

 

88. Код Хаффмана.

Метод, повышающий эффективность кода. Для алгоритма необходим набор символов и частота встречаемости каждого из них.

Алгоритм:

1)Построить упорядоченные по невозрастанию частоты.

2)Взять два последних элемента и объединить в узел с двумя потоками.

3)Принять узел за элемент с суммарной частотой.

4)Повторять 1-3, пока не получится один общий родитель.

5)Идти от родителя к потомкам, при делении на потоки приписывать одному потомку 1, другому 0 к уже имеющемуся коду

6)Выполнять пункт 5, пока все изначальные символы не будут закодированы

89. Алгоритм RLE.

Групповое кодировании или RLE кодирование длин серий – одно из самых старых и самых простых способов кодирование; сокращении длины сообщения происходит за счет замены цепочек одинаковых байт на пары «счетчик – значение»; анализируется сообщение, ищется наименее часто встречающийся байт его называют префиксом, дальше делается замены цепочек одинаковых символов на тройки «префикс, счетчик, значение», при необходимости префикс может быть двойным; чаще всего такой алгоритм применяется для сжатия графических изображений (на графических изображениях соседние точки имеют одинаковые значен