2. Кодирование (понятие, основные характеристики, классификация кодов)
Кодирование- отображение элементов одной знаковой системы элементами другой знаковой системы, при этом число элементов каждой из знаковых систем являются конечными.
Характеристики кода:
основание кода (a). Число значений, которые может принимать один символ или элемент кодовой комбинации.
-основание кода численно равно основанию системы счисления, используемые при кодировании( для дискретных систем наибольшее применение получили двоичные коды с основанием =2)
2) длина кодовой комбинации (n)- число элементов в одной кодовой комбинации.
3) алфавит кода – множество всех знаков или кодовых комбинаций определённой знаковой системы
4) минимальное кодовое расстояние d min. Число разрядов , в которых одна кодовая комбинация отличается от другой. Кодовое расстояние рассчитывается сложением по модулю 2двух кодовых комбинаций и равна весу полученного результата. Вес кодовой комбинации-(важная величина) число не нулевых разрядов в кодовой комбинации. Наименьшее из кодовых расстояний при попарном сравнении всех кодовых комбинаций алфавита наз-ся - минимальное кодовое расстояние d min. А=(0001, 1010, 1100) Вес -это есть кодовое расстояние.
5) правила кодирования. Устанавливает соответствие между знаками входного и выходного алфавитов и могут выражаться в виде таблицы, формулы или алгоритма.
Классификация кодов:
по основанию: двоичные, троичные и т.д.
по длине кодовой комбинации: равномерные ,неравномерные.
По назначению: первичные коды, помехоустойчивые, криптографические.
В равномерных кодах длина кодовой комбинации является постоянной величиной для всех кодовых комбинаций алфавита.
В неравномерных кодах разные кодовые комбинации могут иметь разную длину. Как правило, неравномерные наиболее эффективные, на практике, в большинстве систем передачи, используют равномерные коды. Например: коды Шеннона-Фано, Хаффмена, код Морзе.
Первичные коды применяются для кодирования символов источника сообщений. Характеризуется min кодовым расстоянием=1. Ошибка в любом разряде кодовой комбинации приведёт к ошибочному приёму всей кодовой комбинации.
Помехоустойчивые коды d min≥2 , позволяет обнаружить или исправить ошибки в принятых кодовых комбинациях. Свойство обнаружения и исправления ошибок достигается введением дополнительных проверочных разрядов.
Криптографические коды позволяют скрыть смысл передаваемой информации.
3. Метод асинхронной передачи данных. (ап)
Это метод передачи, в котором каждый символ (кодовая комбинация) синхронизируется по отдельности с помощью стартовых и стоповых элементов сигнала. Длина кодовой комбинации может составлять от 5 до 8 бит.
Цель АП – избежать проблемы синхронизации не посылая длинных битовых последовательностей. Синхронность нужно поддерживать только в течении передачи одного символа. Приёмник повторно синхронизируется с передатчиком в начале передачи каждого символа, для этого используется стартовый элемент.
В исходном состоянии линия находиться в состоянии логической 1, в так называемом состоянии простоя.
Начало передачи символа – это стартовый элемент соответствующего значения логического 0.
Х – в соответствии со значением передаётся кодовая комбинация 0 или 1.
Передаются последовательно все элементы кодовой комбинации, после них может передаваться бит чётности (не обязательный параметр). Последним элементом сигнала является стоповый элемент, значение которого соответствует значению простоя линии, т.е. состоянию логической 1.
Минимальная длина стопового элемента определяется используемым протоколом и может составлять 1 t0, 1,5 t0, 2 t0. Максимальная длительность стоповой комбинации не определена, так как стоповый элемент соответствует состоянию простоя линии. Передатчик продолжает передавать стоповый элемент до тех пор , пока не потребуется передача нового сигнала. В состоянии простоя приёмник ожидает момента перехода линии из состояния логической 1 в состояние логического 0, что соответствует приходу нового символа.
Такая схема передачи выдвигает умеренные требования к синхронизации, например, даже при разнице в 5% между частотой генератора передатчика и приёмника в нашем случае все элементы передаваемого сигнала будут считаны правильно.
АП является простым и дешёвым средством однако, при её использовании при передачи каждого символа требуется не менее 2х бит (элементов) дополнительной служебной информации(1 стартовый, 1 стоповый элемент длительностью t0).