История кодирования информации кратко
Обновлено: 01.07.2024
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.
6 . История технических способов кодирования информации
С появлением технических средств хранения и передачи информации возникли новые идеи и приемы кодирования.
Первым техническим средством передачи информации на расстояние стал телеграф, изобретенный в 1837 году американцем Сэмюэлем Морзе.
Кодовая таблица — это соответствие между набором знаков (символов) и их кодами.
В 1837 г. Морзе изобрел телеграфный аппарат. Передатчик аппарата — телеграфный ключ, приёмник — электромагнит, якорь которого управляет перемещением рычага с пишущим колесиком на конце. Касаясь бумажной ленты, равномерно протягиваемой пружинным часовым механизмом, колёсико оставляет на ней прерывистый чернильный след.
Равномерный телеграфный код был изобретен французом Жаном Морисом Бодо в конце XIX века. В нём использовалось всего два вида сигналов. Неважно, как их назвать: точка и тире, плюс и минус, ноль и единица. Это два отличающихся друг от друга электрических сигнала.
В коде Бодо длина кодов всех символов алфавита одинакова и равна пяти. В таком случае не возникает проблемы отделения букв друг от друга: каждая пятерка сигналов — это знак текста.
Код Бодо — это первый в истории техники способ двоичного кодирования информации. Благодаря идее Бодо удалось автоматизировать процесс передачи и печати букв. Был создан клавишный телеграфный аппарат. Нажатие клавиши с определенной буквой вырабатывает соответствующий пятиимпульсный сигнал, который передается по линии связи. Принимающий аппарат под воздействием этого сигнала печатает ту же букву на бумажной ленте.
Код Бодо — равномерный телеграфный 5 -битный код, использующий два отличающихся друг от друга электрических сигнала.
Кроме своего аппарата, Бодо создает весьма удачный телеграфный код (Код Бодо), который впоследствии принимается повсеместно и получает звание Международного телеграфного кода № 1 . Через два года изобретатель модернизирует свое изобретение и создает двукратный аппарат, который передаёт информацию со скоростью 360 знаков в минуту. Ещё через два года он создает уже пятикратный аппарат, скорость передачи в котором увеличивается по сравнению с первым уже в пять раз. Первые подобные аппараты вводятся в эксплуатацию в 1877 году на линии Париж – Бордо.
Аппарат Бодо становится самым значимым достижением техники передачи информации на расстоянии в ХIХ веке. В честь Бодо называют единицу скорости передачи информации — Бод .
Люди воспринимают внешнюю среду через свои органы чувств, то есть посредством зрения, слуха, обоняния, осязания, вкуса. Для правильной ориентации в окружающей действительности, человек старается запомнить эти данные, то есть сохранить информацию. Чтобы разрешить какие-то свои проблемы, люди, на основе анализа и обработки имеющейся информации, вырабатывают и принимают нужные решения. При общении с себе подобными, люди получают и отдают информацию. Человечество существует в информационном мире. Но одинаковая информация может иметь различные форматы представления (кодировки). Когда появились компьютеры, то появилась и потребность кодировать все информационные потоки, с которыми сталкиваются как отдельные люди, так и весь мир. Но применять кодирование информации люди стали гораздо раньше. Главные изобретения цивилизации людей, математика и письмо, это по сути системы кодировки числовых и речевых информационных данных. Как правило, нет информации как таковой, она всегда выражена в той или иной форме, то есть закодирована.
Наиболее распространённым видом представления данных является кодирование в двоичном формате. Оно применяется в электронных вычислительных машинах и многих других устройствах, основой которых являются процессоры.
Люди начали применять шифровки (кодирование) текста с момента появления первых засекреченных данных. Наиболее известны следующие способы кодирования, придуманные на разных ступенях развития общества:
Но если рассматривать более подробно исторические этапы кодирования, надо обратиться к истории Древней Греции. В Древней Греции был историк Полибий, живший во втором веке до нашей эры. Он предложил кодировать буквы греческого алфавита различными наборами факелов.
Готовые работы на аналогичную тему
В 1791 году учёный Клод Шапп предложил использовать оптический семафор-телеграф. В нём разные положения планки семафора кодировали буквы алфавита.
Рисунок 1. Оптический семафор К Шаппа и его телеграфный алфавит. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Затем уже в 1832-33 годах русским физиком П.Л. Шиллингом и профессорами Гёттингенского университета Вебером и Гауссом было предложено кодировать буквы движением электромагнитной стрелки. Это был электромагнитный телеграф. И уже затем, как развитие этой идеи, в 1837 году появился наиболее сегодня известный телеграфный аппарат Морзе.
Рисунок 2. Морская азбука сигнальных флажков. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Далее, как развитие проводного телеграфа Морзе, был изобретён беспроводной радиотелеграф. Его независимо друг от друга изобрели А.С. Попов в 1895 году, и И. Маркони в 1897 году.
Дальнейшим развитием коммуникаций и кодирования стал беспроволочный телефон и изобретение телевидения в 1935 году. Вскоре появились и электронные вычислительные машины, новые средства кодирования и связи двадцатого века. По сути, с этого началась новейшая эра информационного общества. Но вместе с необходимостью передачи информационных потоков, появилась и потребность сделать невозможным доступ к этой информации посторонних людей. Если вернуться назад в историю, то ещё в 1580 году Френсис Бэкон, так изложил основные необходимые моменты шифрования (кодирования) информации:
- Необходимо, чтобы шифр был достаточно прост в использовании.
- Шифрование должно быть надёжным и трудным для дешифрации посторонними.
- Шифровка должна быть скрытной и не подозрительной.
Цели кодирования информации
Основными целями кодирования являются:
- Увеличение скорости передачи данных, что означает большую эффективность коммуникации.
- Преобразование информационных данных в самую удобную для электронных вычислительных машин форму.
- Сокращение избыточной информации ведёт к снижению требований к скорости передачи.
- Уменьшение объёмов памяти для хранения информации.
- Существенное улучшение защиты от помех при трансляции информации.
При кодировании изображений происходит преобразование из аналоговой формы информации в дискретный код. Примером аналогового представления информации может служить картина, написанная художником, а её фотография, распечатанная на струйном принтере, состоит из набора мелких точечных элементов различного цвета, что является примером дискретной информации. По сути, это кодирование аналоговой информации и один из последних этапов истории кодирования.
Необходимость кодирования информации возникла задолго до появления компьютеров. Речь, азбука и цифры – есть не что иное, как система моделирования мыслей, речевых звуков и числовой информации. Существует язык глухонемых, где символы – это мимика и жесты; язык музыки, где символы – это ноты и так далее. В технике потребность кодирования возникла сразу после создания телеграфа, но особенно важной она стала с момента изобретения компьютеров. На этом уроке учащиеся познакомятся с историей технических способов кодирования информации, узнают, когда и для чего была придумана азбука Морзе, а также о том, когда был изобретён код Бодо и где он использовался.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "История технических способов кодирования информации"
· история технических способов кодирования информации;
Необходимость кодирования информации возникла задолго до появления компьютеров. Речь, азбука и цифры – есть не что иное, как система моделирования мыслей, речевых звуков и числовой информации. Существует язык глухонемых, где символы – это мимика и жесты; язык музыки, где символы – это ноты и так далее.
В технике потребность кодирования возникла сразу после создания телеграфа, но особенно важной она стала с изобретением компьютеров.
Область действия теории кодирования распространяется на передачу данных, а предметом является обеспечение корректности переданной информации. Иными словами, она изучает, как лучше упаковать данные, чтобы после передачи сигнала из данных можно было надёжно и просто выделить полезную информацию.
Иногда теорию кодирования путают с шифрованием, но это неверно: криптография (наука о шифровании), решает обратную задачу, её цель – затруднить получение информации из данных.
С необходимостью кодирования данных впервые столкнулись менее двухсот лет назад, вскоре после изобретения телеграфа.
Первый электромагнитный телеграф создал российский учёный Павел Львович Шиллинг в 1832 году. Публичная демонстрация работы аппарата состоялась в квартире Шиллинга двадцать 1 октября 1832 года. Павел Шиллинг также разработал оригинальный код, в котором каждой букве алфавита соответствовала определённая комбинация символов, которая могла проявляться чёрными и белыми кружками на телеграфном аппарате.
Впоследствии электромагнитный телеграф был построен в Германии — Карлом Гауссом и Вильгельмом Вебером (1833 год), в Великобритании — Куком и Уитстоном (1837 год), а в США электромагнитный телеграф запатентовал Сэмюэль Морзе в 1837 году.
В 1837 году Сэмюэль Морзе совместно с Альфредом Вейлом разработал систему передачи букв точками и тире, ставшей известной во всём мире как код Морзе. А способ кодирования получил название азбуки Морзе.
Однако Морзе не находил поддержки ни дома, ни в Англии, ни во Франции, ни в России, встречая везде отказ. При очередной попытке заинтересовать Конгресс США созданием телеграфных линий, он приобрёл конгрессмена в партнёры, и в 1843 году Морзе получил субсидию в 30 тысяч долларов для строительства первой телеграфной линии от Балтимора до Вашингтона.
В ходе работ оказалось, что на этом расстоянии около сорока километров электрический сигнал слишком сильно затухал, и прямая связь невозможна. Положение спас его компаньон Альфред Вейл, предложивший использовать реле как усилитель. Наконец, двадцать четвёртого мая тысяча восемьсот сорок четвёртого года линия была закончена.
Давайте посмотрим на таблицу, в которой показана азбука Морзе применительно к русскому алфавиту.
Отличительным признаком азбуки Морзе является переменная длина кода разных букв, поэтому код Морзе называют неравномерным кодом.
Буквы, которые встречаются в тексте чаще, имеют более короткий код, чем редкие буквы. Например, код буквы И — две точки, а код буквы Э состоит из пяти знаков.
В коде азбуки Морзе сигнал выглядит так:
три точки обозначают букву эС, три тире – букву О и снова три точки, которые обозначают букву эС, и передаются без межбуквенных интервалов. То есть без пауз. А на бумаге сигнал записывается как SOS с чертой над этими буквами.
В действительности этот случай был по меньшей мере восьмым по счёту.
Сигнал был принят станцией Объединённой компании беспроволочного телеграфа на острове Хаттерас в Северной Каролине и перенаправлен в офисы пароходной компании.
Благодаря простоте и компактности устройства, удобству манипуляций при передаче и приёме и, главное, быстродействию телеграф Морзе в течение полустолетия был наиболее распространённой системой телеграфа, применявшейся во многих странах.
Частично механизировать и облегчить труд операторов-телеграфистов решил Томас Эдисон. Он предложил вовсе исключить участие человека, записывая телеграммы на перфоленту.
Эта новая технология увеличила количество слов, передаваемых в минуту с 25 – сорока до 100! Эдисон стал изобретателем говорящего телеграфа.
В 1843 году появились факсы. Причём, мало кто знает, что они появились раньше телефона. Придумал их шотландский часовщик, Александр Бейн. Его устройство (которое он сам называл телеграфом Бейна) было способно на большие расстояния передавать копии не только текста, но и изображений (пусть и в отвратительном качестве).
В 1855 году изобретение Бейна усовершенствовал Джованни Казэлли, доработав качество передачи изображений.
В 1872 году француз Жан Морис Бодо создал аппарат, позволяющий по одной линии вести передачу нескольких телеграмм одновременно, причём получение данных происходило в виде букв латинского языка и русского, после тщательной доработки отечественными специалистами.
Аппарат Бодо и созданные по его принципу получили название стартстопных.
Но помимо самого устройства, изобретатель придумал ещё и весьма удачный телеграфный код (Код Бодо), который впоследствии набрал большую популярность и получил наименование Международный телеграфный код №1.
В коде Бодо использовались два электрических сигнала. Длина всех символов алфавита была одинакова и равна 5. В данном случае специально отделять буквы друг от друга было не нужно, каждая пятёрка сигналов – это знак текста.
Код Бодо – это первый в истории техники двоичный способ кодирования информации. Именно благодаря Бодо стало возможным автоматизировать процесс передачи и печати букв. Был создан клавишный телеграф. Как только нажималась буква, вырабатывался определённый 5-импульсный сигнал, который передавался по линии связи. Принимающий аппарат под воздействием этого сигнала печатает ту же букву на печатной ленте. Современные компьютеры для кодирования текстов используют равномерный двоичный код.
В наше время от телеграфов во многих странах отказались как от морально устаревшего способа связи, хотя в России его ещё применяют. С другой стороны, тот же светофор тоже можно в какой-то степени считать телеграфом, а он используется уже чуть ли не на каждом перекрёстке. Поэтому погодите списывать стариков со счётов.
За период с 1753 по 1839 годы в истории телеграфа насчитывается около 50 различных систем — некоторые из них так и остались на бумаге, но были и такие, которые стали фундаментом современной телеграфии. Время шло, технологии и облик устройств менялись, но принцип работы оставался прежним.
В 1837 году Сэмюэль Морзе совместно с Альфредом Вейлом разработали систему передачи букв точками и тире, ставшей известной во всём мире как код Морзе. А способ кодирования получил название азбуки Морзе.
В 1872 году француз Жан Бодо создал аппарат, позволяющий по одной линии вести передачу нескольких телеграмм одновременно, причём получение данных происходило в виде букв латинского и русского языка. Помимо самого аппарата, изобретатель придумал ещё и весьма удачный телеграфный код (Код Бодо).
Эту кодировку назвали азбукой Морзе . Алфавит кодируется набором точек (короткие сигналы) и тире (длинные сигналы), а буквы между собой разделяются отсутствием сигналов (паузами). Ниже приведена таблица соответствия символов русского и английского алфавитов в коде Морзе.
Азбука Морзе предусматривает переменную длину кода различных букв, поэтому код Морзе является неравномерным . Алфавит Морзе использует точку, тире, пропуск, а значит, он троичный .
Благодаря коду Бодо был автоматизирован процесс передачи и печати букв с помощью клавишного телеграфного аппарата. При нажатии клавиши с конкретной буквой аппарат генерирует \(5\)-импульсный сигнал, и он передаётся по линиям связи. Сигнал передаётся на принимающий аппарат и буква печатается на бумажной ленте.
Читайте также: