Файл: Бездудный, В. Г. Техника безопасности в шахтном строительстве.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.10.2024

Просмотров: 88

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

редаются в двоичном коде (т2 — 2). В каком случае

код

ближе к

оптимальному:

при буквенном кодировании, при кодировании парами

букв или трехбуквенными

блоками?

вырабатывает

сообщения,

используя

алфавит

А,

В,

С,

D.

2.

Источник

В сообщениях буквы встречаются с вероятностями: А — 1/2, В — 1/4, С — 1/а,

D — 1/8.

Определить коэффициенты сжатия и избыточность данных сообщений.

 

 

 

3.

Используя табл. 3, вычислить энтропию русского языка при:

 

 

 

 

а) равновероятном появлении букв в сообщении;

 

 

 

 

 

 

б) неравновероятном появлении букв в сообщении.

 

 

 

 

 

Вычислить избыточность русских текстов:

 

 

 

 

 

 

а) при неравновероятном появлении букв в текстах;

 

 

3,52 бит;

б) с учетом взаимозависимости между двумя соседними буквами: Я =

в)

учитывая

трехбуквенные

сочетания:

Н — 3

бит.

Таблица

4

Вероятности появления букв в английских

текстах

 

 

 

 

 

 

 

 

Буква

Вероятность

Буква

Вероятность

- Буква

Вероятность

Пробел

 

0,2

я

 

0,047

 

W

 

0,012

 

Е

 

0,105

D

 

0,035

 

а

 

0,11

 

Т

 

0,072

L

 

0,029

 

в

 

0,11

 

О

 

0,065

С

 

0,023

 

V

 

0,008

 

А

 

0,063

F

 

0,023

 

к

 

0,003

 

N

 

0,059 .

и

 

0,023

 

X

 

0,001

 

I

 

0,055

М

 

0,021

 

j

 

0,001

 

R

 

0,054

Р

 

0,018

 

Q

 

0,001

 

S

 

0,052

Y

 

0,012

 

Z

 

 

0,001

 

4.

Используя табл. 4, вычислить избыточность английских текстов:

 

 

 

а) при равновероятном появлении букв в тексте;

 

 

 

 

 

б) при неравновероятном появлении букв в тексте;

 

 

 

 

 

в)

с учетом двухбуквенных сочетаний: Я 3,56 бит;

 

 

 

 

г)

с учетом трехбуквенных сочетаний: Я = 3,32 бит;

 

 

 

 

д)

с учетом

пятибуквенных

сочетаний:

Н — 2,12 бит;

 

 

 

 

е)

с учетом

восьмибуквенных сочетаний: Я =

1,86

бит.

 

 

 

 

5.Сообщение передается взаимонезависимыми символами равной длительности

г= 0,1 сек и равной вероятности. Чему равна скорость передачи сигналов и скорость передачи информации для сообщений, составленных из двух, пяти и 32 качественных признаков?

6.Чему равна скорость передачи информации, если сообщения составлены из русского алфавита, а каждая буква передается за 20 мсек! (Взаимозависимость между буквами не учитывать).

7.Чему равна скорость передачи информации, если сообщения составлены из английского алфавита? Буквы е, /, о, «передаются за 10 мсек, каждая из остальных — за 20 мсек. Учесть взаимозависимость двухбуквенных сочетаний.

8.Сообщения передаются в коде Бодо при помощи стартстопного телеграфного аппарата. Каждая буква передается семью элементарными посылками: одной пус­ ковой (30 мсек каждая), пятью информационными (20 мсек каждая) и одной стоповой

(45 мсек). Чему равна скорость передачи сигналов? Чему равна скорость передачи информации? Какое количество информации передано, если принято 450 элементар­ ных посылок, а алфавит сообщений русский?

41


Т е м а 7

КОДЫ.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ КОДОВ.

 

ПОНЯТИЕ О КОДИРОВАНИИ

Нам уже известно, что передача информации от объекта к адресату производится посредством сигналов. Для того чтобы сигналы были однозначно поняты, их необходимо составлять по правилу, которое строго фиксировано в течение всего времени передачи данной группы сообщений. Правило (алгоритм), сопоставляющее каждому конкрет­ ному сообщению строго определенную комбинацию различных сигна­ лов, называется кодом, а процесс преобразования сообщения в сигнал или в комбинацию различных сигналов — кодированием. Процесс вос­ становления содержания сообщения по данному коду называется декодированием. Последовательность символов, которая в процессе кодирования присваивается каждому из множеств передаваемых сооб­ щений, называется кодовым словом. Символы, при помощи которых запи­ сано передаваемое сообщение, составляют первичный алфавит, а сим­ волы, при помощи которых сообщение трансформируется в код,— вто­ ричный алфавит.

Коды, в которых сообщения представлены комбинациями с нерав­ ным количеством символов, называются неравномерными, ш и неком­ плектными. Коды, в которых сообщения представлены комбинациями с равным количеством символов, называются равномерными, или ком­ плектными.

Примером неравномерного кода может служить простой двоичный код, который, как известно, представляет собой степенной ряд двойки

2° + 21 + 22 -|---------

Ь 2п.

Однако если комбинации двоичного кода дополнить таким коли­ чеством нулей, чтобы число символов в каждом кодовом слове равня­ лось числу символов самого длинного кодового слова, то такой двоич­ ный код будет равномерным:

Неравномерный двоичный код

Равномерный двоичный код

1

0001

10

0010

11

ООП

100

0100

101

0101

п о

о н о

111

0111

1000

1000

42


Примером равномерного кода может служить широко применяе­ мый в телемеханике и связи пятизначный двоичный код Бодо1. Все кодовые слова этого кода содержат по пять символов. Общее число ком­ бинаций кода Бодо

N = 25 = 32.

Комбинации международного телеграфного кода Бодо представ­ лены в табл. 5. Как видно из табл. 5, при помощи двух качественных признаков, скомбинированных определенным образом, могут быть пере-

Международный код Бодо

 

Кодовая комбина­ ция

Значение кодовой комбинации

 

на регистре

 

 

 

 

 

1-м

2-м

3-м

10 000

1

1

А

00 по

в

8

Б

01 101

W

С

В

01 010

G

7

Г

11 п о

. О

0

д

01 000

Е

2

Е

00 010

V

Z

Ж

11 001

Z

 

3

01 100

I

ш

И

10 010

J

6

Й

10 011

К

9

К

11 011

L

л

Л

01 011

М

S

м

01 111

N

ю

н

11 100

О

5

О

11 000

Р

т

п

 

 

Таблица 5

Кодовая

Значение кодовой комбинации на

 

регистре

 

комбнна-

 

 

ция

1-м

2-м

3-м

 

00 111

R

 

р

00 101

S

4

с

10 101

т

т

10 100

и

4

У

01 п о

F

Э

ф

11 010

н

+

X

10110

с

9

Ц

10 111

Q

/

Щ

01001

X

9

ь

00 100

У

3

ы

00 011

6

0

я

И 111

Буквы

русские

 

00 010

 

00 001

Цифры

 

 

10 001

Буквы латинские

 

00 000

Пробел

 

 

 

Звонок

 

 

1 Код Бодо является типичным буквенно-цифровым кодом. Пятизначные бук­ венно-цифровые коды стали использоваться для ввода информации в ЭВМ. По мере развития и совершенствования ЭВМ развивались и совершенствовались буквенно­ цифровые коды, так как возможности стандартного телеграфного кода уже не удо­ влетворяли ни разработчиков, ни эксплуатационников новых моделей ЭВМ. Совер­ шенствование и усложнение буквенно-цифровых кодов шло, в основном, по пути добавления ряда служебных символов, которые требовались как для расширения числа комбинаций, так и для контроля правильности передаваемых сообщений.

Наибольшее распространение получили шестизначные коды. В США в различ­ ных типах ЭВМ применяют около 25 разновидностей шестизначных кодов. В нашей стране наиболее широко используется шестизначный код, в котором шестой элемент кодовой комбинации означает номер регистра (0— первый, 1— второй). Такой код обладает большей надежностью по сравнению со стандартным телеграфным кодом № 2 хотя бы уже потому, что на переключение регистра нет отдельной комбинации.

Несмотря на то, что передача десятичного числа в двоичной системе счисления требует в 3,3 раза больше знаков, чем в десятичной, двоичные коды нашли наиболь­ шее применение как для дистанционной передачи, так и для обмена информацией внутри ЭВМ благодаря удобству построения логических устройств, имеющих два устойчивых состояния.

43


даны практически любые текстовые и цифровые сообщения, а число ка­ чественных признаков может быть теоретически неограниченным. Соответственно неограниченным может быть и количество комбинаций» полученных путем комбинирования этих качественных признаков. Однако для однозначного декодирования кодовых комбинаций на при­ емном конце импульсы в канале связи должны быть разделены так, чтобы каждый символ сообщения мог быть принят самостоятельно.

Таблица 6

Количество комбинаций и временного кодов

 

Количест-

 

Количество комбинаций .кода

Код

во исполь­

 

 

 

 

зуемых

 

частотного

временного

 

качеств

 

Комплектный на все сочетания

k

 

k n4

k*B

Двоичный: комплектный

2

 

2 пч

 

некомплектный

1

 

2«ч

— I

2«в — 1.

На одно сочетание с посылкой серии

1

 

с

.

г тв

 

 

 

Ч

импульсов: неполной

k

^

с

№ з Ст*

 

 

"в '

ПОЛНОЙ

2

 

Г тч

г тв

 

 

Ч

 

ч

 

 

 

 

 

k

( k - l ) m 4 c Z l

( k - i r в с £

Разделение импульсов в канале связи может быть временное и качественное. При качественном разделении комбинирование проис­ ходит при помощи минимум двух качественных признаков. При этом качественные признаки, присвоенные определенным символам, могут быть легко различимы на приемном конце. Качественное разделение допускает возможность одновременной передачи информации от раз­ личных объектов по одному каналу связи.

Наиболее распространенным видом качественного разделения сим­ волов сообщения при построении кодов с числом качественных при­ знаков т > 2 является частотное разделение. Поэтому в дальнейшем при изучении кодов, которые содержат три и более качественных при­ знаков, частотным кодам будет уделено основное внимание.

При временном разделении сообщения могут быть переданы при помощи одного качественного признака. Так как длительности им­

44


пульса и паузы также являются качественными признаками, то под временным разделением подразумевают обычно разделение во времени передаваемых по одной линии связи сообщений от различных объектов. Параллельная передача сообщений при отсутствии качественного раз­ деления полностью исключается. Временное разделение обычно осу­ ществляется при помощи синхронизированных коммутирующих

устройств, которые находятся на

пе­

 

 

Таблица 7

редающем

и

приемном

концах

и

 

 

Комбинации частотного

 

поочередно соединяют объекты с соот­

 

и временного кодов

 

ветствующим адресатом.

 

 

 

 

 

 

 

Качественные и временные коды

Символи­

 

 

 

образуются

 

идентичными

методами

ческая

Частотно-временной код

 

запись

(табл. 6).

 

 

 

 

 

кода

 

 

 

 

В

телемеханике при

построении

 

 

 

 

кодов

часто

используют

сочетание

aabb

J

U LTLTL

временных с частотными качествен­

 

ными признаками [12]. Частотно-вре­

abab

J

LTD

LIT

менной код образуется путем совмест­

 

ного применения частотного и времен­

 

 

 

 

ного качественных признаков. В табл. 7

abba

Л Л П П

приведены комбинации частотно-вре­

 

менного кода на одно сочетание с

 

_ги~1_глл_

посылкой полной серии импульсов при

baab

числе

качеств

т — 2, числе импуль­

 

 

 

 

сов

в

коде

(временных

позиций)

baba

J i r m

n

«в=

4.

 

 

 

 

 

 

 

Способы представления кодов ос­

 

 

 

 

новываются

как

на применении

тео­

bbaa

Л Д П П

рии

соединений,

так и на алгебраи­

 

 

 

 

ческих преобразованиях и геометри­ ческих построениях. Коды могут быть представлены формулой, гео­

метрической фигурой, таблицей, графом, многочленом, матрицей и т. д.

Использование теории соединений при формировании кодов вкрат­ це можно свести к следующему.

Количество комбинаций определяется выбранным методом кодообразования, числом качественных признаков и общим числом элемен­ тов кода. Так, если число качественных признаков (алфавит) кода рав­ но т, а кодовые слова содержат по п элементов и представляют собой комбинации, различающиеся как самими элементами, так и их поряд­ ком, то код задается в виде формулы размещения

Апт — т{т — 1){т — 2) . . . п + 1).

Максимальное количество размещений будет при

п = m — 1. Так,

для трехбуквенного алфавита а,

Ь,с п = 3 — 1 =

2. При этом кодовые

слова будут иметь вид: ав, ас, be,

ba, са, cb.

 

45