Глава 2. НЕИЗБЫТОЧНЫЕ КОДЫ

2.1. Кодирование информации. Основные понятия

В технике особую роль приобрели преобразования дискретной информации, так как многочисленные исследования показали, что в реальных условиях непрерывный сигнал без потерь для качественных характеристик функционирования системы может быть заменен дискретным сигналом. Дискретные представления информации все более широко распространяются при передаче и обработке информации. Формой представления информации является сообщение [85].

Процесс преобразования сообщений в комбинации из дискретных сигналов называется кодированием; совокупность правил, в соответствии с которыми производятся данные преобразования, — кодом.

Каждая комбинация записывается в виде последовательности, составленной из некоторых условных символов — элементов кодовой комбинации. В качестве элементов кодовой комбинации могут использоваться буквы (А, В, С...) и цифры (0, 1, 2...).

В технических информационных устройствах элементами могут служить одиночные импульсы постоянного тока (видеоимпульсы), переменного тока (радиоимпульсы), пауза между импульсами. Эти элементы различаются по какому-либо одному или нескольким кодовым (импульсным) признакам. В качестве кодовых признаков применяются такие параметры, как величина, полярность, время, фаза, частота (рис. 7). Каждому сообщению однозначно соответствует определенная кодовая комбинация. Код позволяет записать все сообщения на некотором общем для данного набора сообщений языке. С этой точки зрения набор элементов данного кода

рассматривают как алфавит, а кодовые комбинации из этих элементов — как кодовые слова. Каждое сообщение передается собственным кодовым словом.

Преобразование сообщений в кодовые комбинации (кодовые слова) позволяет обеспечить [43, 103]:

а) передачу необходимого количества различных сообщений по данному каналу связи с помощью комбинирования из элементов, имеющих кодовых признаков; б) согласование параметров канала связи и передаваемых сообщений; в) повышение достоверности передачи сообщений; г) более экономное использование полосы канала связи; д) уменьшение стоимости передачи и хранения сообщений; е) скрытность передаваемых сообщений.

Выбор методов кодирования, обеспечивающих выполнение указанных целей, является сложной задачей, решение которой зависит от ряда факторов: количества передаваемых сообщений, числа кодовых признаков, требуемого времени передачи, параметров канала связи, возможности аппаратурной реализации. Однако в достаточно общем случае качество метода кодирования оценивается объемом сигнала для достижения требуемой помехоустойчивости при равной скорости передачи.

Правила составления кодовых комбинаций (коды) и сами кодовые комбинации могут иметь различные характеристики. К ним относятся: число кодовых (импульсных) признаков, используемых для комбинирования, количество разрядов кодовой комбинации, способ комбинирования (закон, согласно которому из единичных элементов образуются кодовые комбинации), способы формирования элементов кода (импульсные признаки), способ передачи (разделение) элементарных сигналов. Первые три свойства относятся к структурным характеристикам самого кода, последние два — к характеристикам сигналов кода. На рис. 7 приведены основные характеристики кодов.

(кликните для просмотра скана)

По числу импульсных признаков (символов) коды подразделяются на единичные, двоичные, многопозиционные. В единичном коде используется только один символ, и кодовые комбинации отличаются друг от друга лишь количеством сигналов. Кодовые комбинации двоичных кодов состоят из двух символов (0 или 1). Многопозиционные коды имеют количество символов более двух.

По количеству разрядов кодовые комбинации могут иметь либо постоянное число разрядов, либо не постоянное. Этот признак разделяет коды на равномерные и неравномерные. В равномерных кодах каждая кодовая комбинация содержит одинаковое число разрядов. Неравномерные коды — коды, в которых кодовые комбинации могут содержать разное число разрядов.

По способу комбинирования различают коды, использующие все возможные комбинации, и коды с частичным использованием комбинации.

Характер передачи кодовых комбинаций разделяет коды на последовательный, параллельный и смешанный способы передачи отдельных символов кода. При последовательной передаче все кодовые комбинации и их единичные элементы передаются последовательно во времени по общей линии связи. При параллельной передаче кодовых комбинаций каждому разряду выделяется отдельная линия свяэи и все символы передаются одновременно. Смешанный способ передачи объединяет в себе последовательный и параллельный способы.

Кроме различия кодов по перечисленным характеристикам, они могут иметь разное назначение и в соответствии с этим подразделяются на телеграфные, телемеханические, телевизионные, коммерческие, дипломатические, военные, коды цифровых машин.

Для передачи информации широко используются двоичные и многопозиционные коды. Авторы ставили перед собой задачу познакомить читателей с принципами построения двоичных кодов, получивших широкое

применение в различных автоматизированных устройствах обработки, хранения и передачи информации.