Понятие о специальном кодировании

Цели кодирования

Кодирование информации

Кодирование – это переход от исходного представления информации удобного для восприятия человеком к представлению удобному для хранения, передачи и обработки информации с использованием вычислительной техники. Обратный процесс называется декодированием. При кодировании информации ставятся следующие цели:

1) удобство физической реализации;

2) удобство восприятия;

3) высокая скорость передачи и обработки;

4) уменьшение избыточности сообщений;

5) надежность, т. е. защита от случайных искажений;

6) сохранность, т. е. защита от несанкционированного доступа.

Эти цели могут противоречить друг другу: экономные сообщения неудобны для восприятия, их надежность уменьшается. Избыточные сообщения более надежны, но уменьшается скорость передачи информации и т.д.

На разных этапах обработки информации достигаются разные цели . Поэтому информация неоднократно преобразуется из вида удобного для восприятия человеком к виду удобному для обработки средствами вычислительной техники и наоборот.

Для хранения чисел и выполнения операций над ними используют прямой, обратный и дополнительный коды.

1. Прямой код

где - значение цифры в i-ом разряде, q –основание системы счисления.

Пример

При таком представлении чисел реализация арифметических операций в ЭВМ должна предусматривать различные действия с модулями чисел в зависимости от знаков. Сложение чисел с одинаковыми знаками выполняется как обычно: числа складываются и сумме присваивается код знака слагаемых. При сложении чисел с разными знаками определяется большее по модулю число, из большего вычитается меньшее и результату присваивается знак большего по модулю числа.

Для упрощения таких операций в ЭВМ используются специальные коды, которые позволяют свести эту операцию к операции арифметического сложения: обратный и дополнительный.

2. Обратный код

,

где - инверсия цифры , определяется . Для двоичной СС инверсией 1 является 0 и наоборот.

Частное правило образования обратного кода для отрицательных двоичных чисел. Для преобразования прямого кода двоичного отрицательного числа в обратный код и наоборот необходимо знаковый разряд оставить без изменения, а в остальных разрядах 0 заменить на 1, а 1 на 0.

Пример.

3. Дополнительный код

Таким образом, для преобразования прямого кода q-ичного отрицательного числа в дополнительный , надо преобразовать его в обратный код и в младший разряд добавить 1.

Пример

При выполнении операции сложения с помощью специальных кодов знаковые разряды участвуют в сложении также как цифровые разряды. Знаковые разряды и цифры переноса из старшего цифрового разряда складываются как одноразрядные двоичные коды. Если при этом формируется перенос из знакового разряда, то он добавляется в младший разряд результата при использовании обратного кода и отбрасывается при использовании дополнительного кода.

Пример.

=0.1101 1001	= 0.1101 1001
+	+
=1.1010 0010	= 1.1010 0011
=	=
10.0111 1011	10.0111 1100
+1	отбрасывается
=0.0111 1100	=0.0111 1100

При выполнении алгебраического сложения, перед преобразованием прямых кодов слагаемых в специальные, их надо выровнять по количеству разрядов.

Пример 1.

Получить дополнительный код числа х= -13₁₀

₁₎ х= -13₁₀= -1101₂

2) 1.1101

3) =1.0010

4) 1.0011

Пример 2.

Вычислить, используя дополнительные коды 7₁₀-3₁₀

1)	х= 710= 1112	х= -310= -0112
2)	0.111	1.011 1.100 1.101
3)	0.111 + 1.101 = 10.100
4)	х= 1002=410

Пример 3.

Вычислить, используя дополнительные коды 8₁₀-13₁₀

1)	х= 810=10002	х= -1310= -11012
2)	0.1000	1.1101 1.0010 1.0011
3)	0.1000 + 1.0011 = 1.1011 В знаковом разряде стоит 1, следовательно, результат получен в дополнительном коде.
4)	1.1011 1.1011-1=1.1010 1.0101 В знаковом разряде стоит 1, следовательно, число отрицательное
5)	х= 1.01012= -510