3 Ключевые вопросы

3.1 Что называется примитивным кодированием?

3.2 Что называется эффективным кодированием или сжатием сообщения?

3.3 Назвать причины избыточности сообщений.

3.4 Дать определение коэффициента сжатия?

3.5 Чему равняется максимальный коэффициент сжатия в случае сжатия без потерь информации?

3.6 Назвать известные алгоритмы сжатия сообщений без потерь информации.

3.7 Описать процесс сжатия сообщения при арифметическом кодировании.

3.8 Описать процесс декодирования сообщения при арифметическом декодировании.

4 Домашнее задание

4.1 Изучить по конспекту лекций и ключевым положениям раздел "Эффективное кодирование дискретных сообщений". Во время изучения раздела можно воспользоваться литературой [1, с. 50-54].

4.2 По алгоритму арифметического кодирования выполнить сжатие сообщения. Исходными данными является ФАМИЛИЯ и ИМЯ студента, включая пробел (сообщение ограничить 10 символами). Процесс сжатия оформить в виде табл. 2. Рассчитать коэффициент сжатия.

4.3 Декодировать сжатое в п. 4.2 сообщение. Процесс декодирования оформить в виде табл. 3.

5 Лабораторное задание

5.1. Запустить программу “Арифметическое кодирование”, используя иконку “Лабораторные работы” на рабочем столе, а затем папку ИРС (ТИ). Изучить схему макета.

5.2. Исследовать процесс арифметического кодирования.

Ввести полученное в домашнем задании передаваемое сообщение. Запустить пошагово алгоритм арифметического кодирования и зафиксировать его в протоколе. Записать границы конечного интервала и полученное кодированное сообщение. Расчитать коэффициент сжатия и эффективность кодирования.

Повторить исследование для другого передаваемого сообщения, заданного преподавателем.

5.3. Исследовать процесс арифметического декодирования.

Ввести число из конечного интервала, полученного в п. 5.2. Запустить пошагово алгоритм арифметического декодирования и зафиксировать его в протоколе. Сделать выводы об однозначном декодировании каждого знака передаваемого сообщения.

5.4. Исследовать эффективность двоичного арифметического кодирования.

Для этого необходимо ввести сообщение из 16 символов, состоящее только из знаков А и B.

Повторить исследования п.5.2, установив равное количество знаков A и B в передаваемом сообщении.

Повторить исследования п.5.2, установив значительное преобладание знаков A над B в передаваемом сообщении.

6 Описание лабораторного макета

Лабораторная работа выполняется на компьютере с использованием виртуального макета, реализованного в среде Matlab. Структурная схема макета приведена на рис. 2. В состав лабораторного макета входит: источник дискретных сообщений, арифметический кодер / декодер. Кодер работает в пошаговом режиме, результат работы которого отображается на дисплее.

Рисунок 2 – Структурная схема лабораторного макета

Макет позволяет кодировать произвольное сообщение арифметическим кодером, а затем декодировать его. При кодировании на каждом шаге кодер уменьшает первичный интервал [0, 1) в соответствии с обрабатываемым знаком передаваемого сообщения.