Роль и место кодирования в улучшении эффективности передачи информации

Вестник КазНПУ 2022 №1 серия Физико-математическая

МРНТИ 20.01.45,  28.21.19

  УДК 371.39,  519.72

АҚПАРАТТАРДЫ ТАСЫМАЛДАУДЫҢ ТИІМДІЛІГІН АРТТЫРУДАҒЫ КОДТАУ ТЕОРИЯСЫНЫҢ РӨЛІ ЖӘНЕ ОРНЫ  

Аңдатпа

Ақпарат теориясының негізгі әдістеріне кодтау және декодтау жатады. Мақалада ақпараттарды кодтау әдісі зерттелген. Мәліметтерді қодтау мынандай үш мәселені шешеді: хабарламаларды құпияландыру;  ақпаратты тығыздау (сжатие информации);  хабарламалардағы кездейсоқ қателерді табу және түзету. Жұмыста кодтау теориясының бір мәселесі ақпараттарды тығыздау процедурасы жан-жақты қарастырылған.  Ақпараттарды тығыздауда қолданылған ең алғашқы кодтық таңбалар – Морзе әліппесі қарастырылған; Бодо және Фано кодтарының ерекшеліктері ашылған; екілік санақ жүйесін ақпараттарды кодтауда және өлшеуде қолдану процедурасы қарастырылған. Сонымен қатар, қазақ тіліндегі сөздер мен сөйлемдерді кодтау мүмкіндіктері зерттелген. Қазақ тіліндегі мәтіндер зерттеліп, сөздерді құрайтын әріптер, тыныс белгілері және цифрлардың мәтінде кездесу жиілігі табылған. Қазақ тілінде берілген хабарламалардағы «артық» ақпараттар мөлшері есептеліп, шамасы нақты анықталды.

Түйін сөздер: кодтау теориясы, ақпаратты тығыздау, Морзе әліпесі, Бодо және Фано коды, артық ақпарат.

РОЛЬ И МЕСТО ТЕОРИИ КОДИРОВАНИЯ В УЛУЧШЕНИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ

Аннотация

Основные методы теории информации включают кодирование и декодирование. В статье изучен метод кодирования информации. Кодирование сообщений решает три задачи: засекречивание сообщений; уплотнение информации (сжатие информации); обнаружение и исправление случайных ошибок в сообщениях. В работе подробно рассмотрена одна из задач теории кодирования - процедура уплотнения информации. Рассмотрены самые ранние кодовые символы, используемые при уплотнении информации - азбука Морзе; раскрыты особенности кодов Бодо и Фано; рассмотрена процедура использования двойчной системы исчесления при кодировании и измерении информации. Кроме того, изучены возможности кодирования слов и предложений в казахском языке. Изучены тексты на казахском языке, найдена частота появления в тексте букв, знаков препинания  и цифр. Подсчитано и определено количество «избыточной» информации в сообщениях, переданных на казахском языке.

Ключевые слова: теория кодирования, сжатие информации, азбука Морзе, код Бодо и Фано, избыточная информация.

THE ROLE AND PLACE OF CODING THEORY IN IMPROVING THE EFFICIENCY OF INFORMATION TRANSMISSION

Abstract

The main methods of information theory include encoding and decoding. The article examines the method of encoding information. Message encoding solves three tasks: classifying messages; compacting information (compressing information); detecting and correcting random errors in messages. The paper considers in detail one of the tasks of the coding theory - the procedure for compacting information. The earliest code symbols used in compacting information - Morse code-are considered; the features of the Bodo and Fano codes are revealed; the procedure of using a binary system of calculus in encoding and measuring information is considered. In addition, the possibilities of encoding words and sentences in the Kazakh language were studied. The texts in the Kazakh language were studied, the frequency of occurrence of letters, punctuation marks and numbers in the text was found. The amount of "redundant" information in the messages transmitted in the Kazakh language has been calculated and clearly defined.

Keywords: coding theory, information compression, Morse code, Bodo and Fano code, redundant information.

Кіріспе

Кодтау теориясы ақпараттық теориямен тығыз байланысқан және математика мен компьютерлік ғылымдардың құрамына кіреді. Мәліметтерді қодтаудың негізгі үш бағыты бар: 1) хабарламаларды құпияландыру; 2)  ақпаратты тығыздау (сжатие информации); 3) хабарламалардағы кездейсоқ қателерді табу және түзету. Біз бұл мақалада ақпараттарды тығыздаудағы кодтау әдістерінің қолданылу аспектілерін қарастырамыз.  Ақпаратты тығыздау арқылы хабарламаларды байланыс каналдары арқылы үнемді және тиімді тасымалдауға болады.