Кодирование

Кодирование — преобразование, изменение представления информации между различными форматами для передачи по линиям связи или хранения на носителях. Понятие кодирование применяется к процессу или алгоритму преобразования. Для самих форм представления, между которыми производится преобразование применяются понятия код и формат.

Примечание. Кодирование на компьютерном сленге также имеет значение «программирование» в значении «ввод программы».

Виды кодирования

• Шифрование — кодирование, призванное обеспечить её защиту от чтения, модификации, подделки злоумышленником. Иногда шифрованием называют любое кодирование.

• Сжатие информации — разновидность кодирования, предназначенное для уменьшения объёма передаваемой или хранимой информации.

• Помехоустойчивое кодирование — кодирование, предназначенное для передачи данных по каналам с помехами, обеспечивающее исправление возможных ошибок передачи вследствие помех.

• Перекодирование между форматами файлов — преобразование одного формата в другой для возможности его использования определённым программным обеспечением. Частный случай — изменение кодировки символов.

Характеристики кодирования Обратимость

Различают обратимое и необратимое кодирование.

Обратимое кодирование это кодирование, для которого существует способ кодирования обратного, приводящего перекодированную информацию к точному исходному виду. Обратное кодирование обычно называется декодированием. В данном контексте кодированием называется преобразование из оригинального формата в кодированный, декодированием — приведение обратно в оригинальный. Под оригинальным форматом следует понимать формат, который можно использовать прямо по назначению, под кодированным — требующий декодирования.

Примерами обратимого кодирования являются шифрование, сжатие информации без потерь, помехоустойчивое кодирование. Эти виды кодирования всегда используются в паре с обратными: шифрование — дешифрование, сжатие — разжатие и т. п.

Необратимое кодирование обратного преобразования не имеет. Для некоторых способов необратимого кодирования существуют способы получения приблизительного восстановления, которые также называются декодированием.

Наиболее широко распространённым видом необратимого кодирования является сжатие информации с потерями (например при кодировании, т.н. "захвате" видеоинформации), которое сопровождается потерей незначимой или малозначимой информации.

Примером необратимого кодирования является аналого-цифровое преобразование. Декодирование (цифро-аналоговое преобразование) в этом случае воспроизводит исходную (имевшую место до кодирования) информацию лишь приблизительно, с искажениями, «потерями».

Хэширование является разновидностью кодирования, необратимость которого имеет первостепенное значение. Хотя хэширование ближе к подсчёту контрольных сумм, нежели к кодированию как таковому.

Избыточность

Избыточным называется обратимое кодирование, если обратное перекодирование возможно по части кодированной информации. Иногда избыточность является побочным эффектом кодирования и от него стараются избавиться, но есть виды, избыточность которых играет основную роль.

Избыточными являются многие виды помехоустойчивого кодирования. В простейшем случае к данным добавляется контрольная сумма, обеспечивающая диагностику искажения информации. Продвинутые виды кодирования вносят дополнительную информацию, которая обеспечивает восстановление после определённых видов потерь и/или искажений. Известные и широкоиспользуемые методы — код Хемминга, код Рида-Соломона. Также помехоустойчивое кодирование применено во многих видах штрих-кодов. Неизбыточным помехоустойчивым кодированием является скремблирование.

Избыточность вносится также в шифрование для предупреждения модификации шифротекста вслепую. В этом смысл аналогичен помехоустойчивому кодированию, за исключением того, что «помехой» является умышленное искажение, при этом, правда, задача восстановления после искажения не ставится, только диагностики искажения.