1.2. Программные и технические средства реализации

Лабораторная работа выполняется на ПЭВМ, подключенных к локальной сети кафедры. При проведении занятий на кафедре ВМСС необходимо при по­мощи опре­деленных команд войти в кафедральную сеть. Затем запустить на выполнение про­грамму effect.exe, состоящую из трёх частей. В первой части строится кодирующее устройство по методу Шеннона-Фено, во второй – по ме­тоду Хаффмена. Третья часть представляет собой пример построения дерева Хаффмена. Для случая, когда корре­ляционные связи между буквами отсутст­вуют и имеется возможность управлять мо­ментами считывания информации с источника.

1.3. Описание программного обеспечения и технической реализации эффективных кодов

Управление программой осуществляется через главное меню. Работу ре­ко­мендуется начать со сборки кодирующего устройства – кодера (рис.1.2).

Рис. 1.2. Пример схемы кодирующего устройства для

Технической реализации эффективных кодов

Устройство включает схему поучения моментов считывания очередной буквы (матричный шифратор 1 с регистром сдвига 1) и шифратор букв (матрич­ный шифратор 2 с регистром сдвига 2). Число горизонтальных шин шифраторов равно числу кодируемых букв, а число вертикальных шин в каждом из них равно числу символов в самой длинной комбинации исполь­зуемого кода. Схема рассчитана на использование алфавита из 8 букв (сооб­щений). Источник информации удовлетворяет требованиям идеального источ­ника по Хартли, т.е. в каждый данный момент он воз­буждает шину только од­ной буквы, выставляя на нее сигнал "1". В регистре 1 появля­ется сигнал "1" в разряде соответствующем длине кодовой комбинации буквы, что обеспечивается диодным переходом. В регистре 2 появляется код со­ответствующий букве, шина которой возбуждена. Что тоже обеспечивается соответ­ствующими диодными переходами с возбужденной шины на триггеры регистра 2. Сдвигающими импульсами код буквы последовательно выталкивается в канал связи, а единица "вы­толкнутая" из регистра 1 разрешает источнику выдать очередную букву.

При выполнении домашней подготовки студент должен построить эффектив­ный код, используя методики Шеннона - Фено и Хаффмена. В первой части лабо­раторной работы применяется кодирование по Шеннону - Фено. На экране представ­лена заготовка схемы кодера. Необходимо правильно расставить диоды шифраторов. Теку­щее соединение отображается красной пунктирной линией, которую можно переме­щать клавишами управления курсором. Фиксируется соединение клавишами <Про­бел> или <ENTER>. В случае ошибки снять соединения можно с помощью все тех же клавиш.

Закончив сборку схемы, нажмите <ESC>. Протестируйте схему для каждой буквы. Исправьте допущенные ошибки.

Сборка декодирующего устройства – декодера производится аналогично сборке кодера рис 1.3.

Информация поступает из канала связи в приемный регистр 3. Регистр 3 состоит из триггеров, количество которых на один больше, чем самая длинная кодовая комбинация одной из букв алфавита. В начальном состоянии в регистре 3 в триггере T₆ записана “1”. Перемещаясь по регистру сдвигающими импульсами по мере приема информации из линии связи, она информирует о приеме очередной буквы. Когда кодовая комби­нация буквы разместится в регистре 3 полностью, в этот момент должна схема совпадения “И”, соответствующая принятой букве.

Для этого на все входы схемы "И" этой буквы должны быть поданы сигналы "1" через диоды подключеные к триггерам регистра 3, состояния которых соответствуют кодовой комбинации принятой буквы. Если триггер находится в состоянии "1", то диод подключается к правому или единичному выходу, а если в состоянии "0", то к левому или нулевому вы­ходу. Срабатывание схемы "И" принятой буквы индицирует ее и через схему “ИЛИ” сбрасывает в ноль все разряды ре­гистра 3, кроме первого, в котором снова выставляется "1". После этого схема декодера готова к приему очередной буквы.

После завершения сборки производится тестирование декодера для каждой буквы.

После проверки работы кодера и декодера в отдельности проверим их совместную работу. В начале предлагается выбрать последовательность кодируемых букв. Это осуществляется с помощью клавиш управления курсором и <ENTER>. Ошибки исправляются через <ESC>. Выбрав нужную последовательность, переведите курсор на <кодировать>. Схема кодера ра­ботает потактно. Причем процессы кодирования и передачи сигналов разделены, что позволяет четко проследить прохождение каждого сигнала по схеме. Переданные сигналы высвечиваются темно-зеленым цветом, полученные – ярко-зеленым. Номер такта отображается в правом верхнем углу. Закодированная последовательность вы­ходит из схемы в "перевернутом" виде (справа-налево). Для выполнения схемой сле­дующего такта нажмите любую клавишу.

После того, как будут закодированы все заданные буквы, для продолжения процесса передачи букв также нажмите любую клавишу.

Затем производим проверку работы декодера. Управление схемой декодирования аналогично управлению схемой кодирования. После завершения процесса декодирования проверьте соответ­ствие закодированных и декодированных букв. Далее рекомендуется запустить деко­дер с изменением в одном разряде и выяснить как это отразится на декодировании.

регистр 3

Рис. 1.3. Пример декодирующего устройства для