Описание классификации методов кодирования текстов

1 Описание классификации методов кодирования текстов
Кодирование – это процесс представления информации в виде кода, или переход от одного формата к другому, более удобному для хранения, передачи или обработки информации.
Код – набор условных обозначений для представления информации.
Декодирование – получение информации с использованием кода (обратное преобразование).
Кодировать информацию можно различными способами: устно, письменно, жестами или сигналами любой другой природы (сигналы светофора, телефонные звонки). Чаще всего кодированию подвергаются тексты на естественных языках. Для естественных языков существуют различные методы кодирования:
1. Графический, в котором текстовая информация кодируется путем использования специальных рисунков или знаков.
2. Символьный, в котором тексты кодируются с использованием символов того же алфавита, на котором написан исходник.
3. Числовой, в котором текстовая информация кодируется с помощью чисел.
Процесс чтения текста представляет собой процесс, обратный его написанию, в результате которого письменный текст преобразуется в устную речь. Чтение – это ничто иное, как декодирование письменного текста.
Примером графического кодирования информации является стенография.
Стенография – это один из способов кодирования текстовой информации с помощью специальных знаков. Она представляет собой быстрый способ записи устной речи. В стенограмме целое слово или сочетание букв могут обозначаться одним знаком. Скорость стенографического письма превосходит скорость обычного в 4−7 раз. Декодировать стенограмму может только сам стенографист.
Пример стенограммы представлен на рисунке 1.
Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 1 – Текстовая информация и её стенограмма
В качестве примера символьного кодирования текстовой информации, можно привести запись русского текста английскими буквами. Допустим пользователь хочет отправить русскоязычное сообщение, но на его клавиатуре нет русских букв. Решить данную проблему, можно заменив русские буквы на подходящие английские. Пример данного преобразования представлен на рисунке 2.
Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 2 – Пример записи русского текста с помощью английских символов
В качестве примера числового кодирования, можно представить представление текста в памяти компьютера.
Для представления текстовой информации (прописные и строчные буквы русского и латинского алфавитов, цифры, знаки и математические символы) достаточно 256 различных знаков. По формуле можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать каждый знак:
N = 2i→ 256 = 2i → 28 = 2i → i = 8 битов.Для обработки текстовой информации на компьютере необходимо представить ее в двоичной знаковой системе. Для кодирования каждого знака требуется количество информации, равное 8 битам, т. е. длина двоичного кода знака составляет восемь двоичных знаков. Каждому знаку необходимо поставить в соответствие уникальный двоичный код из интервала от 00000000 до 11111111 (в десятичном коде от 0 до 255).
Человек различает знаки по их начертанию, а компьютер - по их двоичным кодам. При вводе в компьютер текстовой информации происходит ее двоичное кодирование, изображение знака преобразуется в его двоичный код. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу со знаком, и в компьютер поступает определенная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код знака). Код знака хранится в оперативной памяти компьютера, где занимает одну ячейку.
Пример перевода текста в двоичный код, представлен на рисунке 3.
Присваивание знаку конкретного двоичного кода - это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице.
Необходимо помнить, что в настоящее время для кодировки русских букв используют пять различных кодовых таблиц (КОИ - 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы не будут правильно отображаться в другой кодировке. Наглядно это можно представить в виде фрагмента объединенной таблицы кодировки символов (таблица 1).
Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 3 – Пример перевода текста в двоичный код
Таблица 1 – Пример ситуации, когда одному и тому же двоичному коду ставится в соответствие различные символы
Двоичный код Десятичный код КОИ8 CP1251 CP866 Mac ISO
11000010 194 б В - - Т
2 Отличие кодирование от шифрования
Для того, чтобы понять отличие процедуры кодирования, от процедуры шифрования, рассмотрим определении термина «Шифрование».
Шифрование – это способ сокрытия исходного смысла сообщения или другого документа, обеспечивающей искажение его первоначального содержимого.
Преобразование обычного, понятного содержимого в код называется кодированием. При этом подразумевается, что имеется взаимное однозначное соответствие между символами текста и кода – в этом и заключается основополагающее отличие кодирования от шифрования. Часто кодирование и шифрование ошибочно принимают за одно и тоже, забыв о том, что для восстановления закодированного сообщения, достаточно знать правило замены, в то время как для расшифровки уже зашифрованного сообщения помимо знания правил шифрования, требуется ключ к шифру. Под ключом в данном случае подразумевается конкретное секретное состояние параметров алгоритмов шифрования и дешифрования. Зашифровать можно не только текст, но и различные данные – от файлов баз данных и текстовых процессоров до файлов изображений.
Кодирование применяют в целях удобства, например:
1. Передать информацию по каналу связи и проконтролировать правильность её передачи (коды Хэмминга).
2. Укоротить сообщение, для быстрой записи или меньшего объёма памяти (сжать сообщение).
3. Преобразовать сообщения для удобного представления (отображения, записи, передачи).
Основная задача шифрования – скрыть исходный смысл.
В таблице 2 представлено соотношение классификации шифрования и классификации кодирования.
Графический Символьный Числовой
Кодирование Стенография Запись русских букв английскими символами Преобразование текста в двоичный код
Шифрование Визуальная криптография (рисунок 4) Шифр Цезаря (рисунок 5) Шифр A1Z26 (рисунок 6)
Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 4 – Пример визуального шифрования
Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 5 – Пример шифрования с помощью шифра Цезаря
Рисунок SEQ Рисунок \* ARABIC 6 – Пример шифрования с помощью A1Z26