Опрацювання даних як інформаційний процес. Кодування та декодування повідомлень

1.    Які інформаційні процеси ви знаєте? У чому сутність процесу опрацювання повідомлень?

2.    Які існують способи подання повідомлень?

3.    Що таке дані? Наведіть приклади даних.

ОПРАЦЮВАННЯ ДАНИХ ЯК ІНФОРМАЦІЙНИЙ ПРОЦЕС

У сучасному суспільстві чимало професій пов’язано з опрацюванням певних даних, поданих словами, числами, графічними зображеннями тощо. Бухгалтери здійснюють нарахування заробітної платні, спираючись

на дані про обсяги виконаних робіт. Л і-карі ставлять діагноз пацієнтам на основі результатів різних аналізів. Синоптики складають прогноз погоди, аналізуючи дані про рух повітряних мас. Астрономи розраховують траєкторії руху космічних об’єктів за даними про їх розташування. Художник створює ілюстрації до книги, ознайомившися з її змістом (мал. 1.1). Виконують опрацювання даних і учні, розв’язуючи задачі, пишучи твори, будуючи графіки функцій тощо.

Як ви вже знаєте, опрацювання даних - це процес отримання нових даних з наявних.

Так, якщо ми розв’язуємо математичну задачу, то з наявних (початкових, вхідних) даних умови задачі ми отримуємо нові (вихідні) дані -розв’язок задачі. Під час визначення переможців легкоатлетичного забігу опрацювання даних полягає в розміщенні прізвищ учасників забігу у списку відповідно до часу подолання ними дистанції від найменшого до найбільшого значення часу. Під час побудови діаграми в табличному процесорі з наявних числових даних утворюються нові дані, подані графічним способом.

Опрацьовувати дані можна з використанням різноманітних пристроїв, у тому числі з використанням комп’ютера. Для цього потрібно подати дані у вигляді, придатному для опрацювання пристроями комп’ютера, та визначити правила, за якими повинно відбуватися опрацювання.

КОДУВАННЯ ПОВІДОМЛЕНЬ

З метою зберігання, передавання, опрацювання, захисту повідомлень часто змінюють спосіб їх подання.

Усні повідомлення записують на папері, замінюючи звуки людської мови літерами алфавіту. При цьому виконується збереження повідомлень. Під час розмови по телефону звуки перетворюються на електричні сигнали. Це робить можливим передавання повідомлень на великі відстані. Розв’язуючи задачу на уроці математики, слова, що позначають числа, записують цифрами, а математичні операції - спеціальними знаками. Це спрощує виконання операцій з опрацювання повідомлень. Для захисту змісту повідомлень від сторонніх осіб проводять шифрування, замінюючи літери в тексті повідомлення іншими літерами, числами або умовними позначеннями.

Процес заміни однієї послідовності сигналів, якою подане повідомлення, іншою послідовністю сигналів називають кодуванням повідомлення.

Кодування широко використовується в сучасному житті для подання повідомлень у вигляді, що придатний для опрацювання не лише людиною, а й технічними пристроями. Так, відомості про товари кодують з використанням штрих-кодів (мал. 1.2). Цифрами на штрих-коді позначено відомості про товар, країну та підприємство, що є виробником цього товару. Цей числовий код призначений для опрацювання людиною та використовується для впорядкованого зберігання даних про товари. А товщина ліній штрих-коду та відстань між ними кодують ті самі відомості. Цей графічний код сприймається спеціальними сканерами та опрацьовується далі з використанням комп’ютера.

Для кодування повідомлень визначають не лише набір символів, знаків, сигналів, які будуть використані для заміни складових заданого повідомлення, а й правила, за якими здійснюється ця заміна.

Наприклад, з історії добре відомий шифр, яким користувався для секретного листування зі своїми генералами римський імператор Гай Юлій Цезар (100-44 рр. до н. е.). Правила кодування полягають у тому, що кожна літера в тексті повідомлення замінюється іншою, що міститься в алфавіті на відстані кількох позицій від заданої літери (мал. 1.3).

Так, закодувавши повідомлення «привіт» з використанням шифру Цезаря зі зсувом на 4 літери праворуч, отримаємо повідомлення «уфкелц».

Процес отримання початкового повідомлення із закодованого називають декодуванням повідомлення.

Декодування повідомлень відбувається, коли ми читаємо вголос надрукований текст, виконуємо музичний твір по нотах, розшифровуємо повідомлення, визначаємо за штрих-кодом країну, в якій виготовлено товар, тощо.

Для декодування повідомлення, закодованого шифром Цезаря зі зсувом на 4 літери праворуч, потрібно кожну літеру закодованого повідомлення замінити іншою, що розміщена в алфавіті на 4 позиції л іворуч від заданої. Таким чином, декодувавши повідомлення «зтдфкн зисб», отримаємо «добрий день».

Кодування та декодування повідомлень є прикладами процесів опрацювання даних.

Найважливіше в цьому пункті

Опрацювання даних - це процес отримання нових даних з наявних.

Кодування повідомлення - це процес заміни однієї послідовності сигналів, якою подано повідомлення, іншою послідовністю сигналів.

Кодування повідомлень виконується з метою їх зберігання, передавання, опрацювання, захисту.

Для кодування повідомлень визначають набір сигналів, які будуть використані для заміни сигналів заданого повідомлення, та правила, за якими здійснюється ця заміна.

Декодування повідомлення - це процес отримання початкового повідомлення із закодованого.

Кодування та декодування повідомлень є прикладами процесів опрацювання даних.

Дайте відповіді на запитання 1°. У чому полягає процес опрацювання даних?

2*. Які нові дані можуть бути отримані в результаті опрацювання даних про:

а)    кількість та ціну проданих у магазині товарів;

б)    зріст учнів класу;

в)    відстань між двома населеними пунктами та швидкість руху потягу, що курсує між ними?

3*. У чому полягає процес кодування повідомлень?

4*. З якою метою кодують повідомлення?

5*. З якою метою звуки музики кодують нотами; повідомлення про особливості руху по дорозі кодують дорожніми знаками?

6*. Повідомлення про що можна закодувати з використанням кольорів; графічних позначень?

7*. Що потрібно попередньо визначити для кодування повідомлення? 8*. За якими правилами у грі «Морський бій» кодують положення кораблів? З якою метою?

9°. У чому полягає процес декодування повідомлень?

Виконайте завдання

1*. Наведіть приклади опрацювання даних.

2*. Наведіть приклади кодування повідомлень, які використовуються в музиці, фізиці, хімії, географії та ін.

3*. Закодуйте з використанням шифру Цезаря зі зсувом на 4 літери праворуч повідомлення:

а)    інформатика;

б)    моя школа;

в)    кодування та декодування повідомлень.

4*. Повідомлення закодоване шифром Цезаря зі зсувом на 3 літери праворуч. Декодуйте повідомлення:

а)    дзузфзпа;

б)    жсґуг тсесжг;

в)    ргдьгоарйм укн усїтсьгдфв.

5*. Зображення, створене олівцем на аркуші паперу у клітинку, закодоване за таким правилом: стрілка вказує напрямок, у якому переміщується олівець по лінії сітки, а число вказує кількість клітинок для переміщення. Відтворіть закодоване зображення:

а)    І5    ^3    ^5    ^1    14    ^1    ^4    ^1;

б)    ^3 ^5    ^3    11    ^2 11    ^2    11    ^2    11 ^2 І1.

6*. Закодуйте наведені зображення за таким правилом: стрілка вказує напрямок, у якому переміщується олівець по лінії сітки, а число - кількість клітинок для переміщення.

7*. Доповніть правила кодування, наведені у попередньому завданні, так, щоб можна було позначати переміщення олівця, при якому не відбувається малювання.

8*. Один з найдавніших шифрів розробив Полібій (III ст. до н.е.) -грецький історик, полководець, державний діяч. У шифрі, який назвали «квадрат Полібія», кожна літера алфавіту (або пара літер, що відповідають близьким за вимовою звукам) міститься в таблиці. Під час кодування повідомлення кожна літера замінюється парою цифр - номерами стовпця та рядка таблиці, на перетині яких вона розміщена. Для кодування повідомлень українською мовою    ^{Квадрат} По^лібія

може бути використана таблиця, зображена праворуч.

Декодуйте повідомлення, закодовані за розглянутими вище правилами з використанням наведеної таблиці: а) 53 43 13 52 21 52 42; б) 62 43 51 34 31 11 33 33 65.

9*. Закодуйте повідомлення, використавши правила кодування, наведені в попередньому завданні:

а)    інформатика;

б)    повідомлення.

10*. Запропонуйте власні правила кодування символів тексту та закодуйте за цими правилами повідомлення:

а)    сьогодні гарний день;

б)    мені подобається футбол.

11*. Знайдіть відомості та підготуйте повідомлення про способи кодування:

а)    азбуку Морзе;    в) шрифт Брайля;

б)    семафорну азбуку;    г) мову квітів «селам».

Це матеріал з підручника Інформатика 8 клас Ривкінд