Кодирование информации

Представление информации в живых организмах.

Человек воспринимает информацию об окружающем мире с помощью органов чувств (зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса). Чувствительные нервные окончания органов чувств (рецепторы) воспринимают воздействие (например, на глазном дне колбочки и палочки реагируют на воздействие световых лучей) и передают его нейронам (нервным клеткам), цепи которых составляют нервную систему.

Нейрон может находиться в одном из двух состояний: невозбужденном и возбужденном. Возбужденный нейрон генерирует электрический импульс, который передается по нервной системе.

Состояния нейрона (нет импульса, есть импульс) можно рассматривать как знаки некоторого алфавита нервной системы, с помощью которого происходит передача информации.

Генетическая информация во многом определяет строение и развитие живых организмов и передается по наследству.

Хранится генетическая информация в клетках организмов в структуре молекул ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). Молекула ДНК состоит из двух скрученных друг с другом в спираль цепей, построенных из четырех нуклеотидов: A, G, Т и С, которые образуют генетический алфавит.

Молекула ДНК человека включает в себя около 3 миллиардов пар нуклеотидов и поэтому в ней закодирована вся информация об организме человека: его внешность, здоровье или предрасположенность к болезням, способности и пр.

В живых организмах информация передается и хранится с помощью объектов различной физической природы (состояния нейрона, нуклеотиды в молекуле ДНК), которые могут рассматриваться как знаки биологических алфавитов.

Человек, в большинстве случаев, передает информацию с помощью языка.

Все языки мира делятся на две группы:

1. Естественные – исторически сложившиеся языки (русский, башкирский, английский и т.д.)

2. Формальные – языки, созданные человеком для своих потребностей (язык жестов, алгоритмический язык, языки программирования, математический, ноты и т.п.)

В основе любого языка лежит алфавит.

1. Алфавит – это все множество символов (набор знаков), используемых в некотором языке для предоставления информации.

2. Алфавит – Набор символов и знаков, которые человек различает по их начертанию.

В основе русского языка лежит кириллица, содержащая 33 знака, английский язык использует латиницу из 26 знаков, китайский язык использует алфавит из десятка тысяч знаков (иероглифов).

В состав алфавита могут входить не только буквы, но и другие символы, например химические формулы, ноты, точки и тире (код азбуки Морзе) и т.д. Алфавит – знаковая система.

Т.о. любой язык – знаковая система.

С древнейших времен, как только человек осознал ценность информации, он стал придумывать способы ее безопасного хранения. Одним таким способом стало кодирование: наскальные рисунки, веревочки с узелками, иероглифы и т.д.

Самым простейшим способом кодирования может служить таблица чисел. Каждое число соответствует какому то числу из таблицы.

Кодирование— это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы.

Декодирование – обратная операция кодированию.

В процессе обмена информацией часто приходится производить операции кодирования и декодирования информации. При вводе знака алфавита в компьютер путем нажатия соответствующей клавиши на клавиатуре происходит кодирование знака, то есть преобразование его в компьютерный код. При выводе знака на экран монитора или принтер происходит обратный процесс — декодирование, когда из компьютерного кода знак преобразуется в его графическое изображение.

Рассмотрим в качестве примера кодирования соответствие цифрового и штрихового кодов товара. Такие коды имеются на каждом товаре и позволяют полностью идентифицировать товар (страну и фирму производителя, тип товара и др.)

Знакам цифрового кода (цифрам) соответствуют группы знаков штрихового кода (узкие и широкие штрихи, а также размеры промежутков между ними) — рис. 2.4. Для человека удобен цифровой код, а для автоматизированного учета — штриховой код, который считывается с помощью узкого светового луча и подвергается последующей обработке в компьютерных бухгалтерских системах учета.