§ 7. Кодирование информации

Информатика. 5 класса. Босова Л.Л. Оглавление

Ключевые слова:

• код
• кодирование
• метод координат

В мире кодов

Информация может поступать от источника к приёмнику с помощью сигналов самой разной физической природы. Например, сигнал может быть световым, звуковым, тепловым, электрическим или в виде жеста, движения, слова, сломанной веточки на дереве, другого условного знака.

Для того чтобы произошла передача информации, приёмник информации должен не только получить сигнал, но и расшифровать его. Так, услышав звонок будильника, ученик понимает, что пришло время просыпаться и собираться в школу. Телефонный звонок означает, что кому-то нужно с вами поговорить.

Звонок в дверь сообщает, что кто-то пришёл, а школьный звонок собирает ребят на урок или оповещает их о долгожданной перемене.

Необходимо заранее договариваться, как понимать те или иные сигналы, другими словами, требуется разработка кода.

Код — это система условных знаков для представления информации. Кодирование — это представление информации с помощью некоторого кода.

Множество кодов очень прочно вошло в нашу жизнь. Так, для общения в нашей стране используется код — русский язык. Код используется для оценки знаний в школе (число 5 — код отличных знаний, 4 — код хороших знаний, 3 — удовлетворительных, 2 — плохих).

С помощью нотных знаков записывается (кодируется) любое музыкальное произведение. По номерному знаку можно узнать сведения об автомобиле и его владельце.

В современных супермаркетах каждый товар имеет на упаковке штрих-код — метку, состоящую из чёрных линий. Для чтения штрих-кодов применяют специальные сканеры. С их помощью в компьютер вводят информацию о стоимости покупки.

Правила дорожного движения кодируются с помощью наглядных символических рисунков. Всем хорошо известны следующие дорожные знаки, изображённые на рис. 15.

Рис. 15

Свой код из шести цифр (почтовый индекс) имеет каждый населённый пункт Российской Федерации. Его следует писать на конверте в специально отведённом для этого месте (рис. 16). По коду можно узнать, куда отправлять письмо. Например, код города Москвы и коды всех населённых пунктов Московской области начинаются с цифры 1.

Рис. 16

В середине XIX века французский педагог Луи Брайль придумал специальный способ представления информации для слепых. «Буквы» этого кода выдавливаются на листе плотной бумаги. Одна буква занимает два столбика, в каждом из которых может быть выдавлено от одной до трёх точек (рис. 17). Проводя пальцами по выступам, незрячие люди различают буквы и могут читать.

Рис. 17

В памяти компьютера информация представлена в двоичном коде в виде цепочек нулей и единиц. Каждому символу, вводимому с клавиатуры, соответствует уникальная цепочка из восьми 0 и 1. Например, буква «Q» имеет двоичный код 01010001, а цифра «7» — 00110111.

Пример 1. Составим простейшую кодовую таблицу, поставив в соответствие каждой букве её порядковый номер в алфавите. Тогда скороговорка

ОТ ТОПОТА КОПЫТ
ПЫЛЬ ПО ПОЛЮ ЛЕТИТ

в закодированном виде будет выглядеть так:

16 20 20 16 17 16 20 1 12 16 17 29 20
17 29 13 30 17 16 17 16 13 32 13 6 20 10 20

Пример 2. Можно закодировать информацию, заменяя каждую букву исходного текста, например, следующей после неё буквой в алфавите. Такой код называют шифром замены. В этом случае исходное сообщение

АЛ ЦВЕТ МИЛ НА ВЕСЬ СВЕТ

примет вид:

БМ ЧГЁУ НКМ ОБ ГЁТЭ ТГЁУ

О кодировании информации с помощью языка жестов можно прочитать в электронном приложении к учебнику.

Способы кодирования информации

Одна и та же информация может быть представлена разными кодами, иначе говоря, в разных формах.

Люди выработали множество форм представления информации. К ним относятся: разговорные языки (русский, английский, немецкий — всего более 2000 языков), язык мимики и жестов, язык рисунков и чертежей, научные языки (например, язык математики), языки искусства (музыка, живопись, скульптура), специальные языки (азбука Брайля, азбука Морзе, флажковая азбука).

Способ кодирования (форма представления) информации зависит от цели, ради которой осуществляется кодирование. Такими целями могут быть сокращение записи, засекречивание (шифровка) информации, удобство обработки и т. п.

Чаще всего применяют следующие способы кодирования информации:

1. графический — с помощью рисунков или значков;
2. числовой — с помощью чисел;
3. символьный — с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

Переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки, также называют кодированием.

Действия по восстановлению первоначальной формы представления информации принято называть декодированием. Для декодирования надо знать код.

Метод координат

Любая, в том числе и графическая, информация может быть представлена с помощью чисел. Чтобы «связать» числа и точки, используют системы координат. Простейшую из них — числовую ось — вы уже рассматривали на уроках математики.

Мы с вами рассмотрим прямоугольную систему координат. Её также называют прямоугольной декартовой системой координат — в честь французского математика Рене Декарта.

Нарисуем на листе в клетку две перпендикулярные числовые оси, точку их пересечения обозначим через О (рис. 18).

Рис. 18

Горизонтальная ось называется осью ОХ, вертикальная — осью ОУ. Место пересечения осей ОХ и OY называется началом координат, которое также обозначают цифрой 0 («ноль»). Каждая точка на координатной плоскости имеет свой точный адрес. Это пара чисел: первое число по оси ОХ, второе — по оси ОУ. Эти числа называются координатами точки. А чтобы не путать порядок следования координат, вспомните, как устроены наши дома: сначала мы заходим в нужный подъезд (по оси ОХ), а затем поднимаемся на нужный этаж (по оси ОУ) (рис. 19).

Рис. 19

Посмотрите на шахматную доску (рис. 20). Вдоль её нижнего края идёт ряд букв, а вдоль левого — ряд цифр. С их помощью можно однозначно определять положение любой фигуры на шахматной доске.

Рис. 20

Оси координат разбивают плоскость на четыре части, которые называются координатными четвертями (рис. 21).

Рис. 21

Далее мы будем работать только в первой координатной четверти (рис. 22).

Рис. 22

Пример. Известны координаты 15 точек: А(4, 1), В(4, 2), С(1, 2), D(4, 5), Е(2, 5), F(4, 7), G(3, 7), Н(5, 9), 1(7, 7), J(6, 7), К(8, 5), L(6, 5), М(9, 2), N(6, 2), 0(6, 1). Если отметить эти точки на координатной плоскости, а затем соединить их отрезками в последовательности А — В — С — D — Е — F — G — Н — I — J — К — L — М — N — О — А, то получим рисунок 23.

Рис. 23

Мы провели работу по декодированию графического изображения, состоящего из 15 соединённых отрезками точек, заданных с помощью декартовых прямоугольных координат. Другими словами, мы изменили форму представления информации с числовой на графическую.

Об использовании метода координат в игре «Морской бой» можно прочитать в электронном приложении к учебнику. Там же размещена интерактивная игра «Морской бой», в которую вы можете сыграть с компьютером.

---

Самое главное

Передаваемая информация может поступать от источника к приёмнику с помощью условных знаков или сигналов, то есть в закодированном виде.

Код — это система условных знаков для представления информации.

Кодирование — это представление информации с помощью некоторого кода.

Выбор способа кодирования зависит от цели, ради которой оно осуществляется.

Чтобы декодировать закодированное сообщение, необходимо знать код.

---

Вопросы и задания

1. Что вы понимаете под кодированием информации?

2. С какой целью люди кодируют информацию?

3. Ребус — это слово или фраза, закодированные с помощью комбинации фигур, букв и других знаков. Попробуйте деко­дировать сообщение, т. е. разгадать следующий ребус:

Составьте ребус для одного из следующих слов: информация, кодирование, хранение, передача, обработка.

4. Какие знаки используются для представления информации при:

а) записи арифметических выражений;
б) записи мело­дий;
в) записи звуков речи;
г) оформлении календаря погоды;
д) управлении движением транспорта?

5. Зависит ли форма представления информации от носителя ин­формации (бумага, камень, электронный носитель информа­ции)?

6. Выразите словами смысл следующего арифметического выра­жения:

7. Мальчик заменил каждую букву своего имени её номером в алфавите. Получилось 18 21 19 13 1 15. Как зовут мальчика?

8. Зная, что каждая буква исходного текста заменяется третьей после неё буквой в алфавите русского языка, который считается записанным по кругу (после «Я» идёт «А»), декодируйте следующие сообщения:

а) жуцёг льл, г ргмжиыя — дзузёл;
б) фхгуюм жуцё оцъыз рсеюш жецш.

9. Каждой букве алфавита поставлена в соответствие пара чисел: первое число — номер столбца, а второе — номер строки сле­дующей кодовой таблицы:

Пользуясь данной таблицей, расшифруйте головоломку: (1,1), (2,2), (1,3), (3,2), (10,3), (3,3), (12,1), (4,2), (5,1), (4,2), (12,2), (12,1), (1,1), (4,2), (5,1), (12,1), (1,1), (2,2), (1,3), (3,2), (10,3), (3,3), (5,1), (12,1), (1,2), (5,1), (3,2), (4,2), (5,2), (1,2), (1,3), (6,3), ( 4,2), (12,3).

10. Что такое метод координат? Расскажите о нём. Как метод ко­ординат применяется в географии? Где вы встречаетесь с ме­тодом координат в быту? Приведите примеры.

11. На координатной плоскости отметьте и подпишите точки со следующими координатами: А(2,5), В(6,5), C(11,7), D(11,4), Е(6,2), F(2,2), G(4,8), Н(9,9), I(3,2), J(3,4), К(5,4), L(5,2).

Соедините точки: А — В — С — D — Е — F — А — G — Н — С. G — В — Е. I — J — К — L.

12. Игра «Шифровальщик». Выполните действия по следующему плану:
1) на листочке в клетку постройте оси координат и нарисуйте произвольный многоугольник;
2) пронумеруйте его вершины и закодируйте их с помощью координат;
3) задайте порядок соединения вершин;
4) проверьте, не допущена ли вами ошибка при кодировании рисунка;
5) координаты точек и то, в каком порядке их следует соединить, выпишите на отдельный листок;
6) предложите кому-нибудь восстановить ваш рисунок по этому коду;
7) сравните результаты — объясните возможное искажение информации при декодировании.

---

Оглавление

§ 6. Передача информации

§ 7. Кодирование информации

§ 8. Текстовая информация

---

Кодирование для чайников, ч.1 / Хабр

Не являясь специалистом в обозначенной области я, тем не менее, прочитал много специализированной литературы для знакомства с предметом и прорываясь через тернии к звёздам набил, на начальных этапах, немало шишек. При всём изобилии информации мне не удалось найти простые статьи о кодировании как таковом, вне рамок специальной литературы (так сказать без формул и с картинками).

Статья, в первой части, является ликбезом по кодированию как таковому с примерами манипуляций с битовыми кодами, а во второй я бы хотел затронуть простейшие способы кодирования изображений.

0. Начало

Поскольку я обращаюсь к новичкам в этом вопросе, то не посчитаю зазорным обратиться к Википедии. А там, для обозначения кодирования информации, у нас есть такое определение — процесс преобразования сигнала из формы, удобной для непосредственного использования информации, в форму, удобную для передачи, хранения или автоматической переработки.

Чего мне не хватало в 70-80-е, так это в школе, пусть не на информатике, а, например, на уроках математики — базовой информации по кодированию. Дело в том, что кодированием информации каждый из нас занимается ежесекундно, постоянно и в целом — не концентрируясь на самом кодировании. То есть в быту мы это делаем постоянно. Так как это происходит?

Мимика, жесты, речь, сигналы разного уровня — табличка с надписью, знак на дороге, светофоры, и для современного мира — штрих- и бар-коды, URL, хэш-тэги.

Давайте рассмотрим некоторые более подробно.

1.1 Речь, мимика, жесты

Удивительно, но всё это — коды. С помощью них мы передаём информацию о своих действиях, ощущениях, эмоциях. Самое важное, чтобы коды были понятны всем. Например, родившись в густых лесах у Амазонки и не видя современного городского человека, можно столкнуться с проблемой непонимания кода — улыбка, как демонстрация зубов, будет воспринята как угроза, а не как выражение радости.

Следуя определению, что же происходит когда мы говорим? Мысль — как форма, удобная для непосредственного использования, преобразуется в речь — форму удобную для передачи. И, смотрите, так как у звука есть ограничение как на скорость, так и на дальность передачи, то, например, жест, в какой-то ситуации, может быть выбран для передачи той же информации, но на большее расстояние.

Но мы всё еще будем ограничены дальностью остроты нашего зрения, и тогда — человек начинает придумывать другие способы передачи и преобразования информации, например огонь или дым.

1.2 Чередующиеся сигналы

Индеец пингует

В примитивном виде кодирование чередующимися сигналами используется человечеством очень давно. В предыдущем разделе мы сказали про дым и огонь. Если между наблюдателем и источником огня ставить и убирать препятствие, то наблюдателю будет казаться, что он видит чередующиеся сигналы «включено/выключено». Меняя частоту таких включений мы можем выработать последовательность кодов, которая будет однозначно трактоваться принимающей стороной.

Наряду с сигнальными флажками на морских и речных судах, при появлении радио начали использовать код Морзе. И при всей кажущейся бинарности (представление кода двумя значениями), так как используются сигналы точка и тире, на самом деле это тернаный код, так как для разделения отдельных кодов-символов требуется пауза в передаче кода. То есть код Морзе кроме «точка-тире», что нам даёт букву «A» может звучать и так — «точка-пауза-тире» и тогда это уже две буквы «ET».

1.3 Контекст

Когда мы пользуемся компьютером, мы понимаем, что информация бывает разной — звук, видео, текст. Но в чем основные различия? И до того, как начать информацию кодировать, чтобы, например, передавать её по каналам связи, нужно понять, что из себя представляет информация в каждом конкретном случае, то есть обратить внимание на содержание. Звук — череда дискретных значений о звуковом сигнале, видео — череда кадров изображений, текст — череда символов текста. Если мы не будем учитывать контекст, а, например, будем использовать азбуку Морзе для передачи всех трёх видов информации, то если для текста такой способ может оказаться приемлемым, то для звука и видео время, затраченное на передачу например 1 секунды информации, может оказаться слишком долгим — час или даже пара недель.

2. Кодирование текста

От общего описания кодирования перейдём к практической части. Из условностей мы з

Информатика 430 — Кодирование информации

Вся информация, которою обработает компьютер, должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр – 0 и 1.

Эти два символа 0 и 1 принято называть битами (от англ. binary digit – двоичный знак).

С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса:

Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.

Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления для кодирования информации оказалось намного более простым, чем применение других способов. Действительно, удобно кодировать информацию в виде проследовательность нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:

0 – отсутствие электрического сигнала;

1 – наличие электрического сигнала.

Эти состояния легко различать. Недостаток двоичного кодирования – длинные коды. Но в технике легче иметь дело с большим количеством простых элементов, чем с небольшим числом сложных.

Вам приходится постоянно сталкиваться с устройством, которое мо

ет находится только в двух устойчивых состояниях: включено/выключено. Конечно же, это хорошо знакомый всем выключатель. А вот придумать выключатель, который мог бы устойчиво и быстро переключаться в любое из 10 состояний, оказалось невозможным. В результате после ряда неудачных попыток разработчики пришли к выводу о невозможности построения компьютера на основе десятичной системы счисления. И в основу представления чисел в компьютере была положена именно двоичная система счисления.

Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические изображения или звук.

Рассмотрим основные способы двоичного кодирования информации в компьютере.

Представление чисел

Для записи информации о количестве объектов используются числа. Числа записываются с использование особых знаковых систем, которые называют системами счисления.

Система счисления – совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов.

Все системы счисления делятся на две большие группы: ПОЗИЦИОННЫЕ и НЕПОЗИЦИОННЫЕ.

Позиционные — количественное значение каждой цифры числа зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.

Непозиционные — количественное значение цифры числа не зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.

Самой распространенной из непозиционных систем счисления является римская. В качестве цифр используются: I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500), M(1000).

Величина числа определяется как сумма или разность цифр в числе.

MCMXCVIII = 1000+(1000-100)+(100-10)+5+1+1+1 = 1998

Первая позиционная система счисления была придумана еще в Древнем Вавилоне, причем вавилонская нумерация была шестидесятеричная, т.е. в ней использовалось шестьдесят цифр!

В XIX веке довольно широкое распространение получила двенадцатеричная система счисления.

В настоящее время наиболее распространены десятичная, двоичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления.

Количество различных символов, используемых для изображения числа в позиционных системах счисления, называется основанием системы счисления.

Кодирование и шифрование — в чём разница?

👉 Эта статья — для расширения кругозора. Если нужна практика, заходите в раздел «Это баг», там вагон практики.

«Данные закодированы» и «данные зашифрованы» — это не одно и то же. После этой статьи вы тоже сможете различать эти два подхода к данным.

Кодирование 

Кодирование — это представление данных в каком-то виде, с которым удобно работать человеку или компьютеру. 

Кодирование нужно для того, чтобы все, кто хочет, могли получать, передавать и работать с данными так, как им хочется. Благодаря кодированию мы можем обмениваться данными между собой — мы просто кодируем их в понятном для всех виде. 

Например, древний человек видит волка, это для него данные. Ему нужно передать данные своему племени. Он произносит какой-то звук, который у других его соплеменников вызывает ассоциации с понятием «волк» или «опасность». Все мобилизуются. В нашем случае звук — это был способ кодирования.

Слово «волк» и сопутствующий ему звук — это вид кодирования. Сам волк может не использовать такую кодировку

Для следующего примера возьмём букву «а». Её можно произнести как звук — это значит, что мы закодировали эту букву в виде звуковой волны. Также эту букву можно написать прописью или в печатном виде. Всё это примеры кодирования буквы «а», удобные для человека. 

В компьютере буква «а» кодируется по-разному, в зависимости от выбранной кодировки внутри операционной системы:

Кодирование — это то, как удобнее воспринимать информацию тем, кто ей пользуется. Например, моряки кодируют букву «а» последовательностью из короткого и длинного сигнала или точкой и тире. На языке жестов, которым пользуются глухонемые, она обозначается сложенными почти в кулак пальцами. 

Сломанная кодировка

Когда встречаем незнакомую кодировку, то можно подумать, что перед нами зашифрованные данные. Например, если посмотреть на двух людей, которые общаются языком жестом, можно подумать, что они зашифровали своё общение. На самом деле вы просто не были готовы воспринимать информацию в этой кодировке. 

Похожая ситуация в компьютере. Допустим, вы увидели такой текст: 

рТЙЧЕФ, ЬФП ЦХТОБМ лПД!

Здесь написано «Привет, это журнал Код!», только в кодировке КОИ-8, которую интерпретировали через кодировку CP-1251. Компьютер не знал, какая здесь должна быть кодировка, поэтому взял стандартную для него CP-1251, посмотрел символы по таблице и выдал то, что получилось. Если бы компьютер знал, что для этой кодировки нужна другая таблица, мы бы всё прочитали правильно с первого раза.

Ещё кодирование

Кодированием пользуется весь мир на протяжении всей своей истории:

• наскальные рисунки кодируют истории древних людей;
• египетская клинопись на табличках и берестяные грамоты — примеры алфавитного кодирования. Обычно нужны были, чтобы закодировать и зафиксировать численность голов скота и мешков зерна;
• ноты у музыкантов — кодируют музыку, а точнее, инструкцию по исполнению музыки;
• дорожные знаки и сигналы светофора кодируют правила дорожного движения;
• иконки в смартфоне — тоже пример кодирования;
• разные народы кодируют одни и те же слова по-разному, каждый на своём языке;
• значки на ярлычке одежды кодируют информацию о том, как стирать и ухаживать за вещью.

👉 Кодирование нужно для того, чтобы сделать данные максимально понятным для получателя и для всех, кто тоже использует такие же обозначения.

Шифрование 

Если кодирование нужно, чтобы сделать информацию понятной для всех, то шифрование работает наоборот — прячет данные от всех, у кого нет ключа расшифровки.e

Здесь зашифрована та же самая фраза — «Привет, это журнал Код!». Но не зная ключа для расшифровки и принципа шифрования, вы не сможете её прочитать. 

Шифрование нужно, например, чтобы передать данные от одного к другому так, чтобы по пути их никто не прочитал. Шифрование используют:

• госорганы, чтобы защитить персональные данные граждан;
• банки, чтобы хранить информацию о клиентах и о переводах денег;
• мессенджеры, чтобы защитить переписку;
• сайты;
• мобильные приложения;
• и всё остальное, что связано с безопасностью или тайнами.

Шифрование бывает аналоговое и компьютерное, простое и сложное, взламываемое и нет. Обо всём этом ещё расскажем, подписывайтесь.

Текст и иллюстрации

Миша Полянин

Редактор и картинка с волком

Максим Ильяхов

Корректор

Ира Михеева

Иллюстратор

Даня Берковский

Вёрстка

Маша Дронова

Доставка

Олег Вешкурцев

Кодирование — это перевод информации в удобную для передачи, обработки или хранения форму с помощью некоторого кода.

ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ

ПЕРЕДАЧИ

Оморова С. Т.

План лекции :

• Кодирование и декодирование
• Способы кодирования

информации

3. Шифрование сообщения

4. Двоичное кодирование в компьютере

Представление информации с помощью какого-либо языка часто называют кодированием.

Код — набор символов (условных обозначений) для представления информации.

Код — система условных знаков (символов) для передачи, обработки и хранения информации(со общения).

Кодирование — процесс представления информации (сообщения) в виде кода.

Все множество символов, используемых для кодирования, называется алфавитом кодирования .

Например, в памяти компьютера любая информация кодируется с помощью двоичного алфавита, содержащего всего два символа: 0 и 1 .

Декодирование — это процесс обратного преобразования кода к форме исходной символьной системы, т.е восстановления содержания закодированного сообщения.

При таком подходе процесс записи текста с помощью русского алфавита можно рассматривать в качестве кодирования, а его чтение — это декодирование.

Кодер – устройство, обеспечивающее выполнение операции кодирования.

Декодер – устройство, производящее декодирование.

Для кодирования одной и той же информации могут быть использованы разные способы.

Выбор способа кодирования информации может быть связан с предполагаемым способом ее обработки.

Существует три основных способа кодирования информации:

Числовой способ — с помощью чисел.

Символьный способ — информация кодируется с помощью символов того же алфавита, что и исходящий текст.

Графический способ — информация кодируется с помощью рисунков или значков.

В некоторых случаях возникает потребность засекречивания текста сообщения или документа, для того чтобы его не смогли прочитать те, кому не положено.

Это называется защитой от несанкционированного доступа .

В таком случае секретный текст шифруется .

В давние времена шифрование называлось тайнописью .

Шифрование представляет собой процесс превращения открытого текста в зашифрованный, а дешифрование —процесс обратного преобразования, при котором восстанавливается исходный текст.

Шифрование — это тоже кодирование, но с засекреченным методом, известным только источнику и адресату.

Методами шифрования занимается наука под названием КРИПТОГРАФИЯ.

Азбука Морзе

A

• −

Б

− • • •

В

И

• •

Г

Й

• − −

− − •

• − − −

К

Д

P

− • •

Л

• − •

Е

С

− • −

• − • •

•

• • •

Т

М

Ж

Ш

З

• • • −

−

Щ

− −

H

− − − −

У

− − • −

− •

− − • •

• • −

Ъ

Ф

О

Х

П

Ь

• − − • − •

• • − •

− − −

• • • •

• − − •

− • • −

Ц

Ы

− • − •

− • − −

Э

Ч

• • − • •

− − − •

Ю

• • − −

Я

• − • −

Азбука Морзе

1

• − − − −

2

• • − − −

3

9

− − − − •

0

• • • − −

4

• • • • −

− − − − −

5

Точка

Запятая

6

• • • • •

• • • • • •

• • • •

• − • − • −

/

7

− • • − •

?

− − • • •

8

− − − • •

• • − − • •

!

− − • • − −

@

• − − • − •

Вся информация, которую обрабатывает компьютер должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр: 0 и 1 . Эти два символа принято называть двоичными цифрами или битами .

С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса: кодирование и декодирование.

0 – отсутствие электрического сигнала;

1 – наличие электрического сигнала.

Привет! 1001011

• Что такое код?
• Кодирование данных двоичным кодом.
• Приведите примеры кодирования и декодирования.
• Закодируйте слово «информатика» с помощью кода Морзе.

3. Кодирование информации.

Кодирование информации.

Под кодированием понимается любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи. На заре эры радиосвязи применялся код азбуки Морзе. Текст преобразовывался в последовательность точек и тире и передавался в эфир. Принимавший на слух такую передачу человек должен был суметь декодировать код обратно в текст. Передача информации с помощью азбуки Морзе – пример дискретной связи. В настоящее время широко используется цифровая связь, когда передаваемая информация кодируется в двоичную форму, а затем декодируется в текст, изображение, звук. Цифровая связь также является дискретной.

Американским ученым, одним из основателей теории информации, Клодом Шенноном была предложена схема процесса передачи информации по техническим каналам связи.

  Клодом Шенноном была разработана специальная теория кодирования, описывающая методы борьбы с шумом. Одна из идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована. Однако нельзя делать избыточность очень большой, так как это приведет к задержкам и удорожанию связи. Теория кодирования К. Шеннона как раз и позволяет получить такой код, который будет оптимальным. При этом избыточность передаваемой информации будет минимально возможной, а достоверность принятой информации – максимальной.

В современных системах цифровой связи часто применяется следующий прием борьбы с потерей информации при передаче. Все сообщение разбивается на порции – блоки. Для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с данным блоком. В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого блока, и если она не совпадает с первоначальной, то передача данного блока повторяется. Так будет происходить до тех пор, пока исходная и конечная контрольные суммы не совпадут.

Имеются и другие способы борьбы с потерей информации. Если в каждом блоке подсчитывать и передавать вместе с ним контрольные суммы по строкам и столбцам, то можно определить «адрес» бита, в котором возникла ошибка, и исправить ее. Такой код называется самоисправляющимся.

Компьютер является универсальным средством обработки и хранения информации, поскольку может обрабатывать информацию любого вида: текстовую, звуковую, видео, графическую. Каким же образом это возможно осуществить? Все очень просто, для самого компьютера любая информация представлена одинаково в виде последовательности электрических импульсов (уровней напряжения): есть импульс (напряжение) – (1), нет – (0). Такое представление информации в виде нулей и единиц называется двоичным кодированием. Количество информации в битах равно количеству цифр двоичного машинного кода.

Двоичное кодирование текстовой информации.

Начиная с конца 60-х годов ХХ века, компьютеры все больше стали использоваться для обработки текстовой информации, и в настоящее время основная доля персональных компьютеров в мире (и большая часть времени) занята обработкой именно текстовой информации.

Текстовая информация, как и любая другая, хранится в памяти компьютера в двоичном виде. Для этого каждому символу ставится в соответствие некоторое неотрицательное число, называемое кодом символа, и это число записывается в компьютерную память в двоичном виде. При этом из технических соображений и из соображений удобства кодирования-декодирования следует пользоваться двоичными группами равной длины. Конкретное соответствие между символами и их кодами называется системой кодировки.

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111.

Важно, что присвоение символу конкретного кода ? это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице.  Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера, называется таблицей кодировки.

В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII (American Standart Code for InformationInterchange). Первые 33 кода таблицы ASCII (с 0 по 32) обозначают не символы, а операции (перевод строки, ввод пробела и т. д.). Коды с 33 по 127 ? интернациональные и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания. Коды со 128 по 255 являются национальными, т.е. в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы.

  

 В настоящее время существует пять различных кодовых таблиц для кириллицы (КОИ8–Р, Windows, MSDOS, Масintosh, ISO), поэтому тексты, созданные в одной кодировке, не будут правильно отображаться в другой. Каждая кодировка задается своей собственной кодовой таблицей. Одному и тому же двоичному коду в различных кодировках поставлены в соответствие различные символы.

В последнее время появился новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ не один байт, а два, и потому с его помощью можно закодировать не 256 символов, а N = 216 = 65536 различных символов. Эту кодировку поддерживают последние версии платформы Microsoft Windows & Office (начиная с 1997 года).

Пример 1. Представить слово Hit в форме для записи в ячейки памяти ПК.
Символ 
Шестнадцатеричный код Двоичный код  H  48  01001000  i  69  01101001  t  74  01110100

Ответ. Слово Hit в памяти ПК представляется кодом: 01001000 01101001 01110100.

Двоичное кодирование графической информации

С 80-х годов интенсивно развивается технология обработки графической информации с помощью компьютера. Компьютерная графика позволяет создавать и редактировать рисунки, схемы, фотографии, анимации и т.д.

Весь экран дисплея делится на точки – пиксели, подсвечивание которых создает видимое отображение текста и рисунков. Различают растровую и векторную графику.

Пространственная дискретизация. В процессе кодирования изображения производится его пространственная дискретизация. Пространственную дискретизацию можно сравнить с построением изображения из мозаики. Изображение разбивается на отдельные элементы (точки), каждому из которых присваивается его цвет.

Качество  изображения зависит от двух параметров. Во-первых, качество изображения тем выше, чем меньше размер точки и соответственно большее количество точек составляет изображение.

Во-вторых, чем большее количество цветов, тем большее количество возможных состояний точки изображения используется, тем более качественно кодируется изображение (каждая точка несет большее количество информации). Используемый набор цветов образует палитру цветов.

Формирование растрового изображения. Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые, в свою очередь, содержат определенное количество точек (пикселей).

Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается. Чем больше разрешающая способность, т.е. чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображения. В современных персональных компьютерах обычно используются четыре основных разрешающих способности монитора: 480 на 640, 600 на 800, 768 на 1024 и 1024 на 1280 точек.

Рассмотрим формирование на экране черно-белого монитора растрового изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек в каждой строке (всего 480000 точек). В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь одно из двух состояний («черная» или «белая»), т.е. для хранения ее состояния необходим 1 бит.

Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти. Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается используемым количеством бит для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 4, 8, 16 или 24 бита на точку.

Качество изображения определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета.

Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки, тогда количество цветов, отображаемых на экране монитора, может быть вычислено по формуле:

K = 2N , где N – битовая глубина, К – число цветов, воспроизводимых на экране дисплея.
Глубина цвета и количество отображаемых цветов
Глубина цвета (N) 
Количество отображаемых цветов (K)

4 
24 = 16

8 
28 = 256

16 (High Color) 
216 = 65536

24 (True Color) 
224 = 16777216

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая цветовая модель называется RGB моделью, по первым буквам английских названий цветов (Red, Green, Blue).

Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов выделяется по 8 бит, т.е. для каждого из цветов возможны N = 28 = 256 уровней интенсивности, заданные двоичными кодами (от минимальной – 00000000, до максимальной – 11111111).

Графический режим. Для того, чтобы на экране монитора формировалось изображение, информация о каждой его точке (код цвета точки) должна храниться в видеопамяти компьютера. Рассчитаем необходимый объем видеопамяти для одного из графических режимов, например, с разрешением 800 на 600 точек и глубиной цвета 24 бита на точку.

Всего точек на экране 800 ? 600 = 480000.

Необходимый объем видеопамяти 24 бит ? 480000 = 11520000 бит = 1440000 байт = 1406,25 Кбайт = 1,37 Мбайт.

Аналогично рассчитывается необходимый объем видеопамяти для других графических режимов.
Формирование векторного изображения. Векторное изображение состоит из набора графических примитивов: линий прямоугольников, окружностей и т.п. При векторном способе создания изображений хранится не графическое изображение, а только координаты и характеристики изображения его деталей. Поэтому для хранения векторных изображений требуется существенно меньше памяти, чем изображений растровых. При запуске программы с векторным рисунком он создается каждый раз вновь, после чего в растровом виде может сохраняться в видеопамяти.

С помощью специальных программных средств (редакторов звукозаписей) открываются широкие возможности по созданию, редактированию и прослушиванию звуковых файлов. Создаются программы распознавания речи и, в результате, появляется возможность управления компьютером при помощи голоса.

Дискретизация звука. Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Частота волны измеряется в герцах (Гц). Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов.

В процессе кодирования фонограммы, т.е. непрерывного звукового сигнала, производится его дискретизация по времени, или, как говорят, «временная дискретизация». Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.

Каждой «ступеньке» присваивается значение уровня громкости звука, его код (1, 2, 3 и т.д.). Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний, соответственно, чем большее количество уровней громкости будет выделено в процессе кодирования, тем большее количество информации будет нести значение каждого уровня и тем более качественным будет звучание.

Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную «глубину» кодирование звука. Количество различных уровней сигнала или состояний при данном кодировании можно рассчитать по формуле: K = 2N = 216 = 65536. Каждому значению амплитуды звукового сигнала присваивается 16-битный код.

Качество кодирования зависит от количества измерений уровня сигнала в единицу времени, т.е. частоты дискретизации. Чем большее количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее процедура двоичного кодирования.

Качество звукового сигнала определяется глубиной и частотой дискретизации.

Количество измерений в секунду может лежать в диапазоне от 8000 до 48000, т.е. частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 кГц. При частоте 8 кГц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте
48 кГц ? качеству звучания аудио-CD. Следует также учитывать, что возможны как моно-, так и стереорежимы.

Можно оценить информационный объем стереоаудиофайла длительностью звучания 1 секунду при высоком качестве звука (16 бит, 48 кГц). Для этого количество бит на одну выборку необходимо умножить на количество выборок в 1 секунду и умножить на два (умножение на коэффициент 2 связано с тем, что хранится стереоаудиофайл):

16 бит ? 48000 ? 2 = 1536000 бит = 192000 байт = 187,5 Кбайт.

 

Кодирование информации | NovaInfo

Рассматривая тему кодирования информации часто возникает проблема которая заключается в том что, многие авторы путают понятия кодирование информации и шифрование информации. Эта проблема весьма актуальна, так можно встретить стати под названием кодирование информации где даётся определение кодирования а описывается шифрование забывая о том, что для восстановления закодированного сообщения, достаточно знать правило подстановки(замены), а для восстановления зашифрованного сообщения помимо знания правил шифрования, требуется и ключ к шифру. Таким образом главная цель кодирования преобразование информации в вид, более удобной для хранения, передачи или обработки, а главная цель шифрования зашита информации и обеспечение её секретности. . К тому же просмотрев множество источников можно заметить что не где нет краткого обзора всех видов кодирования, так авторы обычно рассматривают что то одно или несколько видов кодирования, оставляя вне поле зрения другие виды кодирования. Отличительной чертой данной статьи будет то что в ней будет рассматриваться исключительно кодирование не затрагивая шифрование с уникальным сочетанием видов кодирования.

И так для начала рассмотрим что же такое код и кодирование.

Код — правило (алгоритм) сопоставления каждому конкретному сообщению строго определённой комбинации символов (знаков) (или сигналов) ^[1]

Кодирование – процесс представления информации в виде кода (представление символов одного алфавита символами другого; переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки)^[2].

Пожалуй самым первым примером кодирования информации можно считать нанесение человеком наскальных рисунков. Таким образом человек переводил информацию в форму удобную для хранения. Далее появилась письменность – этот вид кодирования являлся основным очень продолжительное время – вплоть до изобретения телеграфа.

С появлением телеграфа появился и код Морзе.

Код Морзе — способ знакового кодирования, представление букв алфавита, цифр, знаков препинания и других символов последовательностью сигналов: длинных («тире») и коротких («точек»)^[2]). За единицу времени принимается длительность одной точки. Длительность тире равна трём точкам. Пауза между элементами одного знака — одна точка, между знаками в слове — 3 точки, между словами — 7 точек^[3].

В дальнейшем м появлением вычислительной техники появилось.

Рассмотрим основные системы кодирование информации.

Двоичное кодирование

Для передачи информации обязательно нужно, чтобы свойства носителя как-то изменялись. Самый простой используемый код должен содержать, по крайней мере, два разных знака. Такое кодирование называют двоичным (от слова «два»), оно используется практически во всех современных компьютерах^.[4]

Двоичное кодирование получило широкое распространение в электронике благодаря тому, что можно легко соотнести логическую еденицу определённому напряжению, а логический ноль – отсутствию напряжения.

Кодирование тексотвой информации

При вводе текстовой информации в компьютер символы (буквы, цифры, знаки) кодируются с помощью различных кодовых систем, которые состоят из набора кодовых таблиц, размещенных на соответствующих страницах стандартов для кодирования текстовой информации. В таких таблицах каждому символу присваивается определенный числовой код в шестнадцатеричной или десятичной системе счисления, т. е. кодовые таблицы отражают соответствие между изображениями символов и числовыми кодами и предназначены для кодирования и декодирования текстовой информации.

Самой распрастранённой таблицей кодирования текстовой информации является таблица ASCII.

ASCII (англ. American standard code for information interchange,) — название таблицы (кодировки, набора), в которой некоторым распространённым печатным и непечатным символам сопоставлены числовые коды. Таблица была разработана и стандартизована в США в 1963 году ^[1].

Кодирование графической информации

Как и все виды информации, изображения в компьютере закодированы в виде двоичных последовательностей. Используют два принципиально разных метода кодирования графической информации растровый и векторный, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.^[4]

Растровый способ кодирования заключается в том что графический объект, подлежащий представлению в цифровом виде, делится вертикальными и горизонтальными линиями на крошечные фрагменты — пиксели. Чёрно-белое изображение можно представить в виде последовательности двоичного кода где каждому чёрному пикселю будет соответствовать логическая единица, а каждому белому логический ноль.^[5]

Любое растровое изображение характеризуется тремя основными параметрами: глубиной цвета, размером изображения и разрешением.

Разреше́ние — величина, определяющая количество точек (элементов растрового изображения) на единицу площади (или единицу длины) ^[1] _.

Растровый способ кодирования изображения обладает одним существенным недостатком — изображения трудно масштабировать. При уменьшении растрового изображения несколько соседних точек преобразуются в одну, поэтому теряется разборчивость мелких деталей изображения, а при увеличении масштаба, наоборот, — размер каждого пикселя изображения увеличивается и появляется ступенчатый эффект.

Еще одним недостатком растровых изображений является то, что они занимают относительно много места в оперативной и внешней памяти компьютера.

Этих недостатков лишены изображения, закодированные векторным способом.

Векторный способ кодирования это когда изображение разбивается на простые объекты (геометрические фигуры, кривые и прямые линии), которые хранятся в памяти компьютера в виде математических формул и геометрических абстракций, таких как круг, квадрат, эллипс и подобных фигур.

Ещё одним не мало важным аспектом в кодировании графической информации является кодирование цвета.

В настоящее время широко используются два основных метода кодирования цвета:

RGB – аддитивная цветовая схема, основанная на трех цветах: красном, зеленом и синем. Смешение их дает полный спектр оттенков воспринимаемых человеческим глазом.

CMYK – субтрактивная цветовая схема, основанная на цветах: циан (сине-зеленый), маджента (пурпурный), желтый и черный (дополняющий).

Основное отличие этих систем кодирования заключается в том что RGB цвета образуются за счет интенсивности свечения пикселей, в CMYK – за счет процента непрозрачности красок.

Таким оброзом становится понятно что для переноса изображения на монитор необходимо закодировать его в системе RGB, а при переносе на бумагу плёнку или другие поверхности (т.е. для осуществления печати) необходимо его закодировать в системе CMYK.

Штриховое кодирование

Наиболее перспективным и быстроразвивающимся направлением автоматизации процесса ввода информации в ЭВМ является применение штриховых кодов. Штриховой код представляет собой чередование темных и светлых полос разной ширины. Структура штриховогокода представлена на слайде.По мнению специалистов, системы штрихового кодирования имеют перспективу и дают возможность решить одну из самых сложных компьютерных проблем -ввод данных^.[6]

В настоящее время штриховые коды широко используются не только при производстве и в торговле товарами, но и во многих отраслях промышленного производства.Товарный штриховой код присваивается продукции (товару) на этапе запуска его в производство. Штрих-коды получили широкое практическое применение почти во всех сферах деятельности человека.^[6]

Кодирование звуковой информации

Принцип кодирования зауковой информации состоит в следующем: Плавная линия разбивается на многочисленные маленькие временные отрезки так, что каждому участку начинает соответствовать определенная несоизмеримо малая прямая. Каждому отрезку присваивается определенная величина амплитуды, которую можно представить в виде прямоугольного треугольника: катеты определяют колебания звука для машины, а гипотенуза представляет аналоговую форму записи. Каждому такому треугольника присваивается определенный номер, который соответствует уровню громкости^.[7]

На практике подобная информация представляется в виде гистограммы: высота каждого столбика соответствует амплитуде волны, а частота дискретизации, то есть размер временных отрезков, представлена шириной. Соответственно, чем уже столбики, тем большее их количество понадобиться для записи информации, тем выше будет качество воспроизводимого сигнала, но файл будет занимать больше места.

Кодирование данных — Учебное пособие по QR-коду

Каждый режим кодирования предназначен для создания максимально короткой строки битов. для символов, которые используются в этом режиме. Каждый режим использует разные метод преобразования входного текста в строку битов. Эта страница объясняет весь этап кодирования данных.

Шаг 1. Выберите уровень исправления ошибок

Перед кодированием данных выберите уровень исправления ошибок. Как упоминалось во введении, QR-коды используют Рид-Соломон исправление ошибки.Этот процесс создает кодовые слова (байты) исправления ошибок на основе закодированного данные. Считыватель QR-кода может использовать эти байты исправления ошибок для определить, не читал ли он данные правильно, и кодовые слова исправления ошибок могут быть использованы для исправить эти ошибки. Есть четыре уровня ошибок коррекция: L, M, Q, H. Следующая таблица перечислены уровни и их возможности исправления ошибок.

Уровень исправления ошибок	Возможность исправления ошибок
L
L	RECOVER 7%
M	RECOVER 15%
	Q	RECOVERS 25% данных
H	Восстанавливает 30% данных

Имейте в виду, что более высокие уровни исправления ошибок требуют больше байтов, поэтому чем выше уровень исправления ошибок, тем больше QR-код должен быть.

Реклама · Продолжить чтение ниже

Шаг 2. Определите наименьшую версию данных

Различные размеры QR-кодов называются версиями . Доступно сорок версий. Наименьшая версия — это версия 1. Размер 21 на 21 пиксель. Версия 2 — 25 на 25 пикселей. Самая большая версия — версия 40, размером 177 на 177 пикселей. Каждая версия на 4 пикселя больше предыдущей.

Каждая версия имеет максимальную емкость в зависимости от используемого режима.Кроме того, уровень исправления ошибок еще больше ограничивает пропускную способность. То таблица способностей персонажей перечисляет возможности всех версий QR для данного режима кодирования и уровень исправления ошибок.

Как определить самую маленькую версию

На этом этапе подсчитайте количество символов, которые необходимо закодировать, и определите это самая маленькая версия, которая может содержать такое количество символов для режима кодирования и желаемого уровня исправления ошибок.

Например, фраза HELLO WORLD состоит из 11 символов.Если кодирование с исправлением ошибок уровня Q, в способности персонажа В таблице указано, что код версии 1, использующий коррекцию ошибок уровня Q, может содержать 16 символов в буквенно-цифровом режиме, поэтому версия 1 является наименьшей версией. который может содержать это количество символов. Если бы фраза была длиннее 16 символов, например HELLO THERE WORLD (это 17 символов) версия 2 будет самой маленькой версия.

Верхние пределы

Самая высокая емкость QR-код — 40-L (версия 40, уровень исправления ошибок L).Ниже представлена ​​таблица, которая перечисляет емкость 40-литрового QR-кода для четырех режимов кодирования. Это максимально возможное количество символов, которое может содержать один QR-код. Версии 40-M, 40-Q и 40-H имеют меньшую емкость, поскольку требуют большего место для дополнительных кодовых слов исправления ошибок. Для таблицы мощностей всех версии, пожалуйста, ознакомьтесь с возможностями персонажей стол.

9

Режим кодирования	Максимальное количество символов код 40-л может содержать в этом режиме
символов	7089 символов
символов	4296 символов
BYTE	2953 символов
Кандзи	1817 символов

Шаг 3. Добавьте индикатор режима

Каждый режим кодирования имеет четырехбитный индикатор режима, который его идентифицирует.То закодированные данные должны начинаться с соответствующего индикатора режима, указывающего режим, используемый для битов, которые идут после него. В следующей таблице перечислены индикаторы режима для каждого режима.

Например, если кодировать HELLO WORLD в буквенно-цифровом режиме, индикатор режима 0010.

9

Режим Имя	Режим Индикатор 9001
Числовый Mode	0001
	0010	0010	Байт Mode	0100
Kanji Mode	1000
ECI Режим	0111

Шаг 4. Добавьте индикатор количества символов

Индикатор количества символов представляет собой строку битов. который представляет количество символов, которые кодируются.Индикатор количества символов должен располагаться после индикатор режима. Кроме того, индикатор количества символов должен быть определенным числом битов, в зависимости от версии QR.

Подсчитайте количество символов в исходном входном тексте, затем преобразуйте это число в двоичном виде. Длина индикатора количества символов зависит от режим кодирования и версия QR-кода, которые будут использоваться. Чтобы сделать двоичная строка соответствующей длины, дополните ее слева нулями.

То следующие списки содержат размеры индикаторов количества символов для каждого режим и версия.Например, при кодировании HELLO WORLD в QR-коде версии 1 в буквенно-цифровом режиме, индикатор количества символов должен иметь длину 9 бит. Количество символов HELLO WORLD равно 11. В двоичном формате 11 равно 1011. Дополните его слева, чтобы сделать его длиной 9 бит: 000001011. Поместите это после индикатора режима из шаг 3, чтобы получить следующую битовую строку: 0010 000001011

Версии с 1 по 9

• Числовой режим: 10 бит
• Буквенно-цифровой режим: 9 бит
• Байтовый режим: 8 бит
• Японский режим: 8 бит

Версии с 10 по 26

• Числовой режим: 12 бит
• Буквенно-цифровой режим: 11 бит
• Байтовый режим: 16
• Японский режим: 10 бит

Версии с 27 по 40

• Числовой режим: 14 бит
• Алфавитно-цифровой режим: 13 бит
• Байтовый режим: 16 бит
• Японский режим: 12 бит

Шаг 3. Кодирование с использованием выбранного режима

Предыдущая страница, анализ данных, объясняет, как выбрать подходящий режим кодирования для данной строки.Процесс для каждого режима кодирования объясняется на отдельной странице. Нажмите на ссылку ниже, чтобы прочитать о процесс кодирования для каждого режима.

HELLO WORLD закодирован на кодировка буквенно-цифрового режима страница. Продолжая пример Hello World, битовая строка до сих пор:

режим индикатор	индикатор персонажа
0010	000001011	011001011	011001011 01111000110 100011100 10110111000 10011010100 001101

4: Разбить на 8-битные кодовые слова и добавить байты заполнения, если необходимо

Получив строку битов, состоящую из индикатор режима, индикатор количества символов и биты данных как описано в шагах с 1 по 3 на этой странице, может быть необходимо добавить 0 и байты заполнения, потому что Спецификация QR-кода требует, чтобы битовая строка полностью заполнила общая емкость QR-кода.В следующих разделах объясняется процесс добавления 0s и дополнить битовую строку байтами.

Определите необходимое количество битов для этого QR-кода

Чтобы определить, сколько битов данных требуется для определенного QR-кода, обратитесь к таблице исправления ошибок. Найти версия и уровень исправления ошибок, который используется для кодируемого QR-кода, и найти число в столбец с пометкой «Общее количество кодовых слов данных для этой версии и уровня EC». Умножьте это число на 8, чтобы получить общее количество битов данных, необходимых для этой версии. и уровень исправления ошибок.

Например, по таблице код версии 1-Q имеет всего 13 кодовых слов данных. Следовательно, общее количество битов, необходимых для этого QR-кода, составляет 13 * 8 или 104 бита.

Добавьте терминатор из 0, если необходимо

Если битовая строка короче, чем общее количество требуемых битов, терминатор длиной до четырех нулей должен быть добавлен с правой стороны строки. Если битовая строка более чем на четыре бита короче требуемого количества битов, добавьте четыре 0 до конца.Если битовая строка короче менее чем на четыре бита, добавьте только число нулей, необходимых для достижения необходимого количества битов.

Например, если кодировать HELLO WORLD в версии 1-Q QR-код, общее количество требуемых битов, как указано в предыдущем разделе, равно 104 бита. Строка битов данных, показанная на шаге 3 на этой странице, имеет длину 74 бита. Терминатор должен иметь длину не более 4 бит, поэтому добавьте четыре нуля справа от строки. Результирующая строка все еще слишком коротка, чтобы заполнить 104-битную емкость, но спецификация QR-кода требует, чтобы терминатор иметь длину не более четырех нулей.Если бы вместо этого строка была 102 бита, терминатор будет иметь длину всего 2 бита.

Вот пример Hello World String с терминатором Добавлено:7

Индикатор счета	INCODION INDICATOR	TERMINATOR
0010	000001011	01100001011 01111000110 10011010100 001101000 10011010100 001101000 10011010100 001101	0000

Добавьте больше 0, чтобы сделать длину кратной 8

После добавления терминатора если количество битов в строке не кратно 8, сначала дополнить строку справа с 0, чтобы сделать длину строки кратной 8.

Например, после добавления терминатора в строку HELLO WORLD, длина стала 78 бит. Это не кратно 8. Здесь показана битовая строка разбивается на 8-битные двоичные байты:
00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 010000

В конце шесть бит. Добавьте два 0, чтобы сделать его 8-битным двоичным байтом:

00100000 01011011 00001011 01111000 11010001 01110010 11011100 01001101 01000011 010000 00

Добавить байты заполнения, если строка все еще слишком короткая

Если длина строки все еще недостаточна для заполнения максимальной емкости, добавить следующие байты в конец строки, повторяя до тех пор, пока строка достигла максимальной длины:
11101100 00010001

Эти байты эквивалентны 236 и 17 соответственно.Они специально требуются по спецификации QR-кода, которая будет добавлена, если битовая строка слишком коротка на данном этапе.

Например, приведенная выше строка HELLO WORLD имеет длину 80 бит. Требуемая емкость для 1-Q кода, как указано ранее на странице, составляет 104 бита. Количество бит, которое необходимо добавить для заполнения оставшаяся емкость составляет 104 — 80 или 24. Разделите это на 8: 24/8 = 3. Следовательно, три байта заполнения необходимо добавить в конец строки данных. Это показано ниже.

Далее: Кодирование с исправлением ошибок

Теперь, когда необработанные биты данных получены, следующим шагом является генерировать ошибку кодовые слова коррекции для данных.

---

теория информации | математика | Британника

Историческая справка

Интерес к концепции информации вырос непосредственно с созданием телеграфа и телефона. В 1844 году американский изобретатель Сэмюэл Ф.Б. Морс построил телеграфную линию между Вашингтоном, округ Колумбия, и Балтимором, штат Мэриленд. Морзе столкнулся со многими проблемами с электричеством, когда посылал сигналы по подземным линиям электропередачи, но по необъяснимым причинам он сталкивался с меньшим количеством проблем, когда линии были подвешены на столбах.Это привлекло внимание многих выдающихся физиков, в первую очередь шотландца Уильяма Томсона (барона Кельвина). Аналогичным образом изобретение телефона в 1875 году Александром Грэмом Беллом и его последующее распространение привлекли к проблемам, связанным с передачей сигналов по проводам, других ученых-нотариусов, таких как Анри Пуанкаре, Оливер Хевисайд и Майкл Пупин. Большая часть их работы была выполнена с использованием анализа Фурье, метода, описанного далее в этой статье, но во всех этих случаях анализ был посвящен решению практических инженерных задач систем связи.

Британская викторина

Числа и математика

A-B-C, 1-2-3… Если вы считаете, что подсчет чисел похож на чтение алфавита, проверьте, насколько свободно вы владеете языком математики в этом тесте.

Формальное изучение теории информации началось только в 1924 году, когда Гарри Найквист, исследователь из Bell Laboratories, опубликовал статью, озаглавленную «Некоторые факторы, влияющие на скорость телеграфа.Найквист понял, что каналы связи имеют максимальные скорости передачи данных, и вывел формулу для расчета этих скоростей в бесшумных каналах с конечной полосой пропускания. Другим пионером был коллега Найквиста Р.В.Л. Хартли, чья работа «Передача информации» (1928 г.) заложила первые математические основы теории информации.

Настоящее рождение современной теории информации можно проследить до публикации в 1948 году «Математической теории коммуникации» Клода Шеннона в Bell System Technical Journal .Ключевым шагом в работе Шеннона было его осознание того, что для того, чтобы иметь теорию, коммуникативные сигналы должны рассматриваться отдельно от значения передаваемых ими сообщений. Эта точка зрения резко контрастирует с общепринятой концепцией информации, в которой смысл играет существенную роль. Шеннон также понял, что количество информации, передаваемой сигналом, не связано напрямую с размером сообщения. Знаменитой иллюстрацией этого различия является переписка между французским писателем Виктором Гюго и его издателем после публикации Les Misérables в 1862 году.Хьюго прислал своему издателю карточку только с символом «?». Взамен он получил карточку только с символом «!». В контексте отношений Гюго с его издателем и публикой эти короткие сообщения были наполнены смыслом; без такого контекста эти сообщения бессмысленны. Точно так же длинное, полное сообщение на прекрасном французском языке не принесло бы много полезных знаний тому, кто понимает только английский язык.

Таким образом, Шеннон мудро понял, что полезная теория информации должна сначала сконцентрироваться на проблемах, связанных с отправкой и получением сообщений, и должна оставить вопросы, связанные с любым внутренним значением сообщения — известные как семантическая проблема — для более поздних исследователей. .Ясно, что если техническая проблема не может быть решена, то есть если сообщение не может быть передано правильно, то семантическая проблема вряд ли когда-либо будет решена удовлетворительно. Таким образом, решение технической проблемы было первым шагом в разработке надежной системы связи.

Шэннон не случайно работал в Bell Laboratories. Практическим стимулом для его работы послужили проблемы создания надежной телефонной системы. Ключевой вопрос, на который нужно было ответить на заре развития телекоммуникаций, заключался в том, как максимально увеличить физическую установку, в частности, как передать максимальное количество телефонных разговоров по существующим кабелям.До работы Шеннона факторы достижения максимального использования не были ясно поняты. Работа Шеннона определила каналы связи и показала, как присвоить им пропускную способность не только в теоретическом смысле, когда не присутствовали помехи или шумы, но и в практических случаях, когда реальные каналы подвергались воздействию реальных шумов. Шеннон вывел формулу, показывающую, как ширина полосы канала (то есть его теоретическая пропускная способность) и его отношение сигнал/шум (мера помех) влияют на его способность передавать сигналы.При этом он смог предложить стратегии для максимизации пропускной способности данного канала и показал пределы того, что возможно с данной технологией. Это было очень полезно для инженеров, которые после этого могли сосредоточиться на отдельных случаях и понять связанные с этим конкретные компромиссы.

Шеннон также сделал поразительное открытие, что даже при наличии шума всегда можно передавать сигналы, сколь угодно близкие к теоретической пропускной способности канала. Это открытие вдохновило инженеров на поиск практических методов улучшения характеристик передачи сигналов, которые были далеки от оптимальных.В работе Шеннона четко проводилось различие между выгодами, которые можно было бы получить, приняв другую схему кодирования, и выгодами, которые можно было реализовать только путем изменения самой системы связи. До Шеннона у инженеров не было систематического способа анализа и решения таких проблем.

Таким образом, новаторская работа

Шеннона представила множество ключевых идей, которыми с тех пор руководствуются инженеры и ученые. Хотя теория информации не всегда дает ясное представление о том, как именно достичь конкретных результатов, люди теперь знают, какие вопросы стоит задавать, и могут сосредоточиться на областях, которые принесут наибольшую отдачу.Они также знают, на какие вопросы трудно ответить и в каких областях вряд ли можно получить большую отдачу от затраченных усилий.

Начиная с 1940-х и 50-х годов принципы классической теории информации применялись во многих областях. В разделе «Приложения теории информации» рассматриваются достижения не только в таких областях телекоммуникаций, как сжатие данных и исправление ошибок, но и в отдельных дисциплинах физиологии, лингвистики и физики.Действительно, даже во времена Шеннона появилось множество книг и статей, в которых обсуждалась взаимосвязь между теорией информации и такими областями, как искусство и бизнес. К сожалению, многие из этих предполагаемых отношений имели сомнительную ценность. Попытки связать теорию информации с каждой проблемой и каждой областью настолько обеспокоили самого Шеннона, что в редакционной статье 1956 года под названием «The Bandwagon» он сделал следующее предупреждение:

Я лично считаю, что многие из концепций теории информации окажутся полезными в этих других областях — и, действительно, некоторые результаты уже весьма многообещающи — но установление таких приложений — это не тривиальный вопрос перевода слов в новую область , а скорее медленный утомительный процесс гипотезы и экспериментальной проверки.

Имея в виду собственные слова Шеннона, теперь мы можем рассмотреть основные принципы классической теории информации.

QR-код 2D-штрих-код Информация и руководство | IDAutomation

Обзор

QR-код — это двумерный (2D) тип штрих-кода, аналогичный Data Matrix или Aztec, который способен кодировать большие объемы данных. QR означает Quick Response, поскольку изобретатель предполагал, что символ будет быстро декодирован. Данные, закодированные в QR-коде, могут включать в себя буквенные символы, текст, числа, двойные символы и URL-адреса.В символике используется небольшая площадь квадратных модулей с уникальным рисунком периметра, который помогает сканеру штрих-кода определять расположение ячеек для декодирования символа. Реализация IDAutomation QR-кода основана на стандарте ISO/IEC 18004:2015, а также совместима со спецификациями QR-Code 2005 и ISO/IEC 18004:2006.

Рис. 1. Символ двумерного QR-кода, созданный с помощью генератора изображений QR-кода IDAutomation.

QR-код Обычное использование

QR-коды обычно используются с мобильными устройствами и смартфонами, чтобы направлять пользователей к дополнительной информации по определенной теме или продукту.

 

URL-адрес веб-сайта:

QR-код может использоваться для направления пользователей на веб-сайт, когда URL-адрес закодирован напрямую. Когда это будет сделано, URL-адрес всегда должен быть включен целиком и начинаться с www. или http://, например:
www.bcgen.com

Сгенерированный QR-код спрашивает пользователя, хотят ли они открыть закодированный веб-сайт при просмотре с помощью приложения камеры на большинстве устройств iOS и Android. IDAutomation предлагает бесплатный генератор URL-адресов QR-кода, который можно использовать для этой цели.

WiFi SSID:

QR-коды можно использовать для простого предоставления WiFi-соединений мобильным пользователям.

Общий синтаксис:
WIFI:T:WPA;S:Имя сети;P:Пароль;;
, где T: WPA или WEP, S: указывает имя сети, а P: предоставляет пароль.

IDAutomation предлагает бесплатный кодировщик доступа Wi-Fi с QR-кодом, который можно использовать для этой цели.

Кодирование Информация о продукте:

Когда QR-код используется в сочетании с продуктом, которому присвоен код UPC или GTIN, GS1 рекомендует использовать формат GS1-QRCode.Это может использоваться для кодирования кода UPC для POS-систем и расширенного URL-адреса упаковки для пользователей в одном символе. Расширенный URL-адрес упаковки может включать, например, дополнительную информацию о продукте, демонстрационные видеоролики или руководство пользователя.

IDAutomation предлагает бесплатный генератор QR-кода GS1, который можно использовать для этой цели. Когда используется формат GS1-QRCode, данные кодируются символом FNC1 (~1) и начинаются с AI (01) для ссылки на GTIN и использует (8200) AI для ссылки на URL, например:

~1010451234591598200https://www.bcgen.com

( GS1-QRCode учебные пособия и примеры)

простой URL-адрес может быть закодирован, например: URL-адрес: https://www.bcgen.com/

Использовать ли формат GS1 или нет, зависит от требований GS1, ваших торговых партнеров и цепочки поставок. В случае сомнений обратитесь за дополнительной информацией в местный офис GS1.

 

Кодирование контактной информации:

Кодирование контактной информации vCard (в формате MeCard) на визитных карточках также является распространенной реализацией.На изображении справа показаны параметры, доступные после сканирования штрих-кода на рис. 1 выше с помощью приложения для смартфона.

В приведенной ниже таблице перечислены другие распространенные методы кодирования. Бесплатный генератор QR-кодов MeCard можно использовать для генерации всех кодов, описанных ниже. Просто скопируйте приведенный ниже пример в бесплатный генератор QR-кода, заменив общую информацию на свою.

Назначение	Префикс	Примеры (IDAutomation не предлагает кодировать крошечные URL-адреса или косвенные ссылки)
URL-адрес веб-сайта	URL-адрес:	7 http://www.bcgen.com/
Facebook Like	URL:	URL:http://facebook.com/IDAutomation
Twitter Follow	URL:	URL:http://facebook.com/IDAutomation
E-mail Адрес	E-mail:	Email: [email protected]
Телефонные номера	TEL:	TEL: +18135142564
Mecard Контакты Информация, в Формат Mecard	MECARD:	MECARD:N:Smith,John;ADR:550 N.Reo St., Suite 300, Tampa, FL33609;TEL:+18135142564;EMAIL:you@com;URL:bcgen.com
ПРИМЕЧАНИЕ. Символы, созданные в формате MeCard, работают правильно только при сканировании с помощью приложения, которое Совместимость с MeCard, например приложение Free BeeTag для iPhone.

QR-коды также могут кодировать формат vCard, однако эти символы будут больше, чем формат MeCard. Это пример данных, которые будут закодированы для создания vCard:

BEGIN:VCARD VERSION:3.0 N:Smith,John FN:Displayname ORG:IDAutomation URL:https://www.idautomation.com/EMAIL:you@com TEL;TYPE=voice,work,pref:+18135142564 END:VCARD

QR-код может также легко отображаться на смартфонах вместо всего, что обычно печатается со штрих-кодом, например купонов, билетов и пропусков. При таком использовании QR-код отображается на экране через веб-сайт, электронную почту или текст и сканируется с экрана. IDAutomation 2D USB Scanner быстро выполняет сканирование с экранов мобильных телефонов, как показано в этом видео.

Наложение изображения и переопределение центра

Изменение середины символа QR-кода может потребоваться, чтобы отличить его от других QR-кодов, например, в случае QR-счета, используемого для транзакций цифровых платежей. Распространенный способ изменить середину QR-кода — наложить на него изображение. IDAutomation также предлагает Center Override, в котором используется запатентованный процесс, который изменяет массив модулей в памяти, составляющих символ, до его создания.

Генерация и печать

IDAutomation предлагает бесплатный генератор 2D-изображений штрих-кода QR-кода, предназначенный для кодирования штрих-кода или URL-адреса визитной карточки MeCard, который может кодировать до 200 символов. В продуктах, описанных ниже, доступна возможность кодирования более 200 символов.

Шрифт и кодировщик штрих-кода QR-кода IDAutomation представляет собой набор кодировщиков и компонентов, которые генерируют QR-коды со шрифтами или графикой.

Несколько типов кодировщиков QR-кода доступны в упаковке для поддержки нескольких операционных систем, включая 32- и 64-разрядные системы Windows, Mac OS X, Unix и Linux.

Этот пакет включает функцию IDAutomation_QRFontEncoder(DataToEncode), упрощающую создание символов из кода VBA в Microsoft Office и кода VB в OpenOffice, а также поддержку сред разработки, включая .NET, Java, C#, VB и C++.

QR-код также предлагается в нескольких компонентах штрих-кода, таких как генератор штрих-кода Crystal Reports, .NET Windows Forms Control, ASP.NET Server Control и Streaming Server для IIS, а также генератор изображений 2D QR-кода для Windows. и программное обеспечение для маркировки штрих-кодов Pro.

Размер символа

QR-коды являются одними из самых маленьких и надежных штрих-кодов, используемых сегодня, однако они, как правило, не такие маленькие, как символы Data Matrix и Aztec. QR-код также является хорошим выбором при отправке штрих-кодов по факсимильным документам, потому что символ может противостоять многим проблемам с плохим разрешением и сканированием, особенно при использовании шрифта IDAutomation 2D S.

Согласно спецификации со всех сторон символа QR-Code требуется тихая зона, в четыре раза превышающая размер одного модуля.Тихая зона должна быть того же цвета, что и фон внутри символа. Эта тихая зона QR-Code также больше, чем Data Matrix, для которой требуется только один модуль.

Выбор правильного режима кодирования и минимальная коррекция ошибок «L» (или параметр 2) помогут обеспечить максимально меньший размер символа.

Проверка символов QR-кода

IDAutomation предлагает 2 продукта для помощи в проверке:

1. Для настольной системы со сканером, подключенным через USB, используйте декодер строк ASCII сканера штрих-кода.
2. Для проверки с помощью приложения на мобильном устройстве используйте приложение Barcode Data Decoder Verifier.

Оба продукта содержат скрытые управляющие символы, такие как FNC1, GS, RS и EOT. Приложение содержит дополнительные возможности для декодирования HRI в символах GS1 и отображения других данных, таких как строки в кодировке Base64. При загрузке на мобильное устройство он легко читается с экрана или печатного материала. Он также раскрывает информацию о символе, включая размер, исправление ошибок и метод кодирования.Он также поддерживает декодирование UTF-8.

Исправление ошибок | Режимы кодирования

Такие продукты, как шрифты штрих-кода IDAutomation QR-Code и компоненты QR-кода, поддерживают перечисленные ниже режимы кодирования. По умолчанию для большинства компонентов используется режим кодирования «byte» и уровень исправления ошибок M (15%). Если выбрано кодирование только чисел и текста в верхнем регистре, а размер имеет значение, изменение режима кодирования на буквенно-цифровой может привести к уменьшению символа.Чтобы проверить режим кодирования в символе, используйте декодер строк ASCII сканера штрих-кода. Данные, представленные в символ, могут быть закодированы с использованием одного из следующих режимов:

5 BYTE

4
	Parameter *	Описание
0	(по умолчанию) кодирует любой байт данных по байту .
Буквенно-цифровой	1	Кодирует только цифры, прописные буквы, пробел и следующие символы (&%*+-./:).
Числовой	2	Кодирует только числа.

Четыре уровня исправления ошибок Рида-Соломона обозначаются как L, M, Q и H. Уровни исправления ошибок позволяют проверять данные и восстанавливать их в случае повреждения части символа. Увеличение уровня исправления ошибок увеличивает размер символа и уменьшает объем данных. Процент восстановления и емкость, указанные ниже, являются приблизительными. Для генерации наименьшего символа выберите коррекцию ошибок «L» или параметр «2».Чтобы проверить исправление ошибок в символе, используйте декодер строк ASCII сканера штрих-кода.

6 25%

8

Ошибка коррекции ошибки Уровень	% Восстановления	Байтовая емкость на размере 24	Параметр *
L	7%	1171	2
м	15%	911	0
Q	661	3		H	30%		30%	511	1

* Выбор параметров является параметром для использования в Idautomation Шрифт и кодировщик QR-кода и другие компоненты QR-кода.

Версия символа | Micro QR-Code

Вариант размера символа от (1) 21×21 до (40) 177×177. Ноль — это автоматический выбор и значение по умолчанию. Если символ должен быть больше выделенного, компонент автоматически переопределяет это значение. Просмотрите информацию о емкости и версиях для получения дополнительной информации.

Символы Micro QR-Code также могут генерироваться с настройкой (-4) для автоматического. Micro QR-Code доступен только в продуктах, поддерживающих GS1 QR-Code.Размер символа микро QR-кода составляет от (-4) 11×11 до (-1) 17×17. Самый большой микросимвол может содержать 35 цифровых символов в режиме числового кодирования с уровнем исправления ошибок, установленным на L (2). Если символ должен быть больше выбранного, компонент автоматически переопределяет режим Micro QR-Code и создает стандартный символ QR-Code. Выбор правильного режима кодирования и наименьшее исправление ошибок L (2) помогут сделать символ как можно меньше. Ниже приведен код Micro QR-Code 12345678456789012 в числовом режиме с исправлением ошибок L (2).

Управляющие символы | Тильда

IDAutomation QR Code Шрифты штрих-кода, компоненты и приложения используют символ тильды «~» для распознавания специальных символов, когда включена функция «Применить тильду» или «Обработать тильду». QR-код позволяет легко кодировать коды ASCII для различных функций, таких как вкладки и возвраты. Эти функции обычно не видны при сканировании, если только декодер строки ASCII сканера штрих-кода не используется со сканером с меньшими возможностями ASCII, например сканером 2D-штрих-кода IDAutomation с включенным режимом Control + ASCII.| значения TLV, разделенные символом | кодируются. Доступно в продуктах, обновленных до 2022 года или позже.

| включает TLV в кодировке Base64. Это позволяет полям TLV быть закодированными в Base64, когда первый символ |. Например: |IDAutomation|1234567845|2022-11-30 06:04:31|92435,33|2692,22″. Доступно в продуктах, обновленных до 2022 года или позже.

= включает кодировку Base 64. Когда первым символом является «=», все данные кодируются в Base64. Доступно в продуктах, обновленных до 2022 года или позже.

~dNNN представляет символ ASCII, закодированный тремя цифрами NNN.

• Например:
  ~d009 представляет собой табуляцию,
  ~d013 представляет возврат,
  ~d029 представляет символ и
  ~d065 представляет символ «A».

Во многих средах разработки Chr или Char также могут использоваться для непосредственного кодирования значения ASCII. Например, приведенные ниже примеры программирования кодируют «QR» CODE:

Java: DataToEncode= «QR» + (char)9 + «CODE»;
Visual Basic: DataToEncode= «QR» & Chr(9) & «CODE»

Чтение штрихкодов QR Code

также: имидж-сканер штрих-кода).Большинство ручных сканеров штрих-кодов, рекомендованных IDAutomation, выполняют эмуляцию клавиатуры и получают питание от порта USB, поэтому внешний источник питания не требуется. Когда символ штрих-кода QR-кода считывается с помощью эмуляции клавиатуры, данные отображаются рядом с курсором, как если бы они были введены с клавиатуры. При считывании штрих-кодов QR-Code с экрана мобильного устройства необходимо использовать передовой имидж-сканер, такой как IDAutomation 2D USB Scanner. Усовершенствованные сканеры 2D-изображений также считывают данные с ЖК- и светодиодных экранов, как показано в этом видео.Всенаправленный 2D-сканер IDAutomation надежно считывает шрифт штрих-кода QR-кода IDAutomation при печати размером до 3 точек, что соответствует размеру X 10 мил. Во многих случаях может потребоваться, чтобы сканер запускал форму или действие в приложении. IDAutomation задокументировала простые методы выполнения этой задачи в Руководстве по интеграции приложений USB-сканера штрих-кодов.

Кодирование байтов, двухбайтов, кандзи и расширенных символов ASCII

Для кодирования любых типов данных в QR-коде, включая файлы, фотографии, двухбайтовые символы, кандзи и расширенные символы ASCII, используйте режим байтового кодирования.Сведения о кодировании символов UTF-8 и Unicode см. в часто задаваемых вопросах по кодировке UTF-8 и Unicode.

При считывании данных этого типа из QR-кода убедитесь, что сканер штрих-кода способен считывать и декодировать байты данных. Для некоторых сканеров это возможно только через последовательный интерфейс с битами данных, установленными на 8N, и специальным программным обеспечением. Обычно сканеры, подключенные через USB, не поддерживают расширенные символы выше ASCII 128 и сканируют только те символы, которые на самом деле находятся на клавиатуре.Свяжитесь с поставщиком сканера для получения дополнительной информации; некоторые внутренние настройки сканера, возможно, также придется изменить. Информацию о чтении символов UTF-8 и Unicode см. в часто задаваемых вопросах по кодировке UTF-8 и Unicode.

Спецификация QR-кода предоставляет метод прямого кодирования символов кандзи. Все продукты IDAutomation поддерживают байтовое кодирование, которое является рекомендуемым методом кодирования кандзи по нескольким причинам, включая проблемы с поддержкой.

Объем закодированных данных

Рекомендуется по возможности ограничить объем данных, закодированных в каждом символе, до 800 символов или менее.В спецификациях ISO/IEC 18004 указано, что в одном символе может быть закодировано до 2900 байтов и 4200 символов ASCII; однако немногие имидж-сканеры могут надежно декодировать такие большие символы. Объем данных, которые можно закодировать, зависит от типа данных, режима кодирования и того, что может прочитать сканер.

Шаблоны маски

Шаблон маски определяет, какие модули темные, а какие светлые, чтобы максимально упростить декодирование данных сканером QR-кода. Это было важно в начале 2000-х годов, когда матричные системы декодирования не были такими продвинутыми, как сегодня.С современными матричными декодерами все шаблоны маски будут правильно декодированы почти за одинаковое время. Поскольку для вычисления шаблонов масок требуется много вычислений, некоторые продукты IDAutomation, выпущенные после апреля 2016 года, включают возможность обхода этого вычисления, чтобы ускорить создание штрих-кода.

Об изобретателе | Заявления о нарушении патентных прав | Лицензионные сборы

Denso Wave, Inc. изобрела символику QR-кода и владеет несколькими патентами на этот 2D-код. В уведомлении на их веб-сайте говорится, что не требуется никаких лицензионных или лицензионных отчислений при условии, что включено надлежащее уведомление об авторских правах со ссылкой на Denso Wave, Inc.как правообладатель. В тех случаях, когда используется только изображение QR-кода, комментарий к товарному знаку не требуется.

Претензии о нарушении патентных прав

Сообщалось о претензиях о нарушении патентных прав (номера патентов: 6 199 048 и 8 131 597) в отношении использования «косвенных ссылок», также называемых «маленькими URL-адресами», встроенными в символы QR-кода. Поэтому при кодировании URL-адресов в QR-код IDAutomation предлагает кодировать весь URL-адрес. IDAutomation предоставляет компонент генерации и шрифты для генерации символов QR-кода; IDAutomation не несет ответственности за закодированные данные.Это предложение не следует рассматривать как юридическую консультацию, поскольку IDAutomation не предоставляет юридических консультаций.

Какая информация может храниться в QR-кодах • Генератор QR-кодов

QR-коды — один из самых доступных и эффективных маркетинговых инструментов, который может потребоваться любому бизнесу. С момента своего появления в течение многих лет он мало использовался, но с тех пор набрал обороты благодаря увеличению доступности смартфонов и оцифровке.

Являетесь ли вы маркетологом, основателем стартапа или опытным предпринимателем, вы будете удивлены тем, как QR-коды улучшают качество обслуживания клиентов, повышают конверсию и упрощают бизнес-операции.

Конечно, это зависит от того, какую информацию вы храните в QR-кодах и как вы применяете их в бизнесе.

Что такое QR-коды?

QR-код, расшифровывающийся как Quick-Response Code, является самым популярным стандартом среди двумерных штрих-кодов. Скорее всего, вы сталкивались с QR-кодами при покупке билетов, просмотре брошюр или посещении торговых мероприятий.

QR-коды

имеют квадратную форму и имеют три одинаковых маркера по углам, которые выступают из остальных пикселей.Эти маркеры помогают сканеру обнаруживать края QR-кода. В пределах сканируемой области QR-код заполнен меньшими черными и белыми пробелами, которые содержат закодированную информацию.

Вот пример QR-кода, в котором закодирован URL ScanMeFindMe.

Также интересно отметить, что QR-коды построены с использованием алгоритма исправления ошибок. В зависимости от размера и хранимой информации QR-код по-прежнему читается, даже если он покрыт до 30% своей площади.

Для маркетологов надежность QR-кода — это возможность брендинга. Он открывает возможность размещения логотипа или значка в середине QR-кода без нарушения его целостности.

Для вставки логотипа в код рекомендуется использовать профессиональный QR-генератор. Это снижает риск совершения ошибок, которые делают QR-код нечитаемым.

Сколько информации они могут хранить?

QR-коды

представляют собой революционное усовершенствование одномерных штрих-кодов, особенно с точки зрения размера хранилища.QR-код может хранить до 4296 буквенно-цифровых символов или 7089 цифр, в то время как большинство одномерных штрих-кодов могут содержать не более 20 цифровых символов. QR-коды также способны кодировать нелатинские символы, такие как кандзи и иероглифы, но это снижает его емкость данных.

Для лучшего сравнения можно вписать все основные данные (имя, адрес электронной почты, номер телефона) клиента в QR-код. Это невозможно, если вы все еще используете устаревший одномерный штрих-код.

Однако расширение QR-кода до предела означает, что он будет иметь более мелкие и плотные пиксели.Это означает, что вам понадобится большая область печати, иначе у камер с низким разрешением могут возникнуть проблемы с декодированием QR-кода.

Что происходит при сканировании QR-кода?

Самое время сделать QR-коды частью вашего маркетингового плана. Это потому, что почти у каждого есть личный сканер QR-кода, то есть смартфон.

Вам не нужен специальный специальный сканер штрих-кода для декодирования QR-кода. Если вы используете iPhone, в камеру встроен сканер QR-кода.Между тем, пользователи Android должны загрузить приложение QR-сканера, если их модели смартфонов не имеют встроенного QR-сканера.

Чтобы отсканировать QR-код, запустите приложение QR-сканера и совместите QR-код с обозначенной областью сканирования. Камера автоматически захватит QR-код и получит закодированную информацию, которая обычно содержит текст и числа.

Трудно представить, как простой текст и числа могут творить чудеса в маркетинге, но это так, когда у вашей аудитории есть смартфон.Это позволяет интерактивно и творчески использовать QR-коды, заставляя смартфон уникальным образом реагировать на различные типы информации.

Это делается путем включения форматированного текста, такого как «mailto:» или «tel:», которые предписывают телефону отправить электронное письмо или набрать номер соответственно в QR-код. Разумеется, ни одно из действий не выполняется автоматически без вашего подтверждения.

Статические и динамические QR-коды

Как правило, существует два типа QR-кодов.

Статические QR-коды подразумевают, что закодированная в них информация является фиксированной.Вы не можете редактировать то, что в конечном итоге показывается пользователям.

Например, вы можете закодировать учетные данные WIFI в QR-код. Когда пользователи сканируют QR-код, он автоматически подключается к WIFI. Однако, если вы изменили пароль WIFI, вам потребуется сгенерировать новый QR-код.

Между тем, динамические QR-коды содержат короткий URL-адрес, который перенаправляет на веб-сайт или веб-страницу. Пока ссылка исправлена, информация, которая отображается в браузере, нет. Вы можете вносить изменения в целевую страницу по своему усмотрению без нового QR-кода.

Кроме того, вы можете включить аналитику с помощью динамических QR-кодов. Таким образом, вы можете отслеживать статистику, такую ​​как количество сканирований и исходные местоположения. Эти цифры полезны для измерения и тонкой настройки вашей маркетинговой кампании.

Общие типы информации, хранящейся в QR-кодах

Вот список того, что вы можете хранить в QR-коде, если используете наш генератор QR-кода.

• URL — QR-код содержит ссылку на вашу веб-страницу, которую можно открыть в браузере.
• Телефон — номер телефона закодирован в QR-коде. При сканировании он открывает приложение для телефона и автоматически предварительно заполняет номер телефона.
• SMS/Whatsapp — Сохраняет номер телефона получателя в QR-коде. Открывает соответствующее приложение для обмена текстовыми сообщениями с предварительно заполненным номером при сканировании.
• Facebook/Twitter — QR-код содержит ссылку на страницу в социальной сети. Сканирование QR-кода открывает страницу в браузере или соответствующем приложении, если оно установлено.
• WiFi — хранит ваши учетные данные WiFi. Пригодится, если вы работаете в кафе. Больше не нужно передавать крошечные листочки вашего пароля WiFi.
• Электронная почта — содержит адрес электронной почты и автоматически запускает приложение электронной почты с предварительно заполненным адресом получателя при сканировании.
• Crypto — Сохраняет адрес вашего криптовалютного кошелька в QR-коде.
• Контакт — QR-код содержит вашу личную информацию, закодированную в Формат Vcard или MeCard.
• События — Содержит информацию о событии, которое будет сохранено в вашем календаре.

Хранение информации с помощью динамических QR-кодов

Сканировать QR-код легко, но как создать код, содержащий различные типы информации?

Нет, вам не нужно быть мастером программирования, чтобы генерировать QR-коды. Нет, если у вас есть доступ к нашему генератору QR-кода.

Вот различные типы информации, которые можно сохранить с помощью QR-кодов при использовании ScanMeFindMe Pro

Короткий URL-адрес с динамическими QR-кодами

Вы можете создать короткий URL-адрес и закодировать его в динамический QR-код.URL-адрес перенаправляет пользователей на целевую ссылку. Ссылку назначения, часто веб-сайт или веб-страницу, можно изменить, не изменяя исходный QR-код.

Контактная карта с динамическими QR-кодами

ScanMeFindMe позволяет хранить личную информацию, загруженные фотографии и ссылки на социальные сети с динамическим QR. Он кодирует короткий URL-адрес в QR-код, который открывает веб-страницу с контактной информацией при сканировании. Эта контактная информация может быть сохранена непосредственно в контактах пользователей.

Файлы с динамическими QR-кодами

Динамические QR-коды также позволяют вам делиться загружаемыми ресурсами на веб-странице. Вы можете загружать файлы и создавать QR-код, указывающий на страницу ресурса. Когда пользователи сканируют QR-код, они будут перенаправлены на страницу, содержащую файлы.

Управление динамическими QR-кодами с помощью ScanMeFindMe Pro

Создав динамический QR-код, вы можете легко управлять им на панели управления.

Если вам нужно загрузить QR-код, просто нажмите кнопку «Загрузить QR», и вам будет предложено несколько вариантов изображения и расширенные настройки страницы.

Вы можете просматривать, сортировать, тегировать, фильтровать и искать динамические коды, которые вы создали на панели управления.

Одной из причин, по которой динамический QR-код является эффективным маркетинговым инструментом, является его способность отслеживать, кто сканировал QR, когда и где. У вас будет доступ к статистике, диаграммам и отчетам, которые помогут вам улучшить ваши стратегии таргетинга и привлечь больше потенциальных клиентов.

Суть в том, что ScanMeFindMe Pro предоставляет вам эксклюзивный доступ к таким функциям, как

.

• Создание динамических QR-кодов.
• Используйте свои собственные шаблоны.
• Просмотрите, кто сканирует ваши QR-коды, когда и где.
• Дополнительные форматы загрузки и расширенные настройки.
• Сохранение персонализированных предустановок QR-кода.
• Используйте наш API генератора QR-кода из своего приложения.
• Сохраняйте созданные QR-коды и управляйте ими.

Попробуйте ScanMeFindMe PRO БЕСПЛАТНО здесь.

Кодирование и декодирование QR-кода. Схема кодирования (слева). Бит…

Контекст 1

… общая схема алгоритма Chemcoder схематично представлена ​​на рис. 4. Кодирование строки битов QR-кода выполняется в несколько этапов. На первом этапе битовая строка преобразуется в последовательность так называемых флагов (= функции боковой цепи). Поскольку эта последовательность флагов слишком длинная, чтобы ее можно было закодировать в одном олигомере, ее разбивают на короткие фрагменты фиксированной длины. Чтобы дать последнему фрагменту то же самое …

Контекст 2

… преобразуется в последовательность так называемых флагов (= функции боковой цепи).Поскольку эта последовательность флагов слишком длинная, чтобы ее можно было закодировать в одном олигомере, ее разбивают на короткие фрагменты фиксированной длины. Чтобы придать последнему фрагменту ту же длину, что и другие фрагменты, его иногда приходится заполнять некодирующей спейсерной областью (черная область на рис. 4). Для возможности восстановления исходной строки битов из набора фрагментов к каждому фрагменту добавляется индекс (фиолетовая область на рис. 4), а также общая длина исходной строки битов (синяя область на рис.4). Декодирование возможно только в том случае, если определена последовательность всех фрагментов. В этом случае Chemcoder …

Context 3

… он разбивается на короткие фрагменты фиксированной длины. Чтобы придать последнему фрагменту ту же длину, что и другие фрагменты, его иногда приходится заполнять некодирующей спейсерной областью (черная область на рис. 4). Чтобы обеспечить возможность восстановления исходной битовой строки из набора фрагментов, к каждому фрагменту добавляется индекс (фиолетовая область на рис.4), а также общую длину исходной битовой строки (синяя область на рис. 4). Декодирование возможно только в том случае, если определена последовательность всех фрагментов. В этом случае Chemcoder дереплицирует секвенированные фрагменты и сортирует их в исходном порядке на основе индекса, удаляет некодирующие области индекса и длины и …

Контекст 4

… такой же длины, как в других фрагментах его иногда приходится заполнять некодирующей спейсерной областью (черная область на рис.4). Для возможности восстановления исходной строки битов из набора фрагментов к каждому фрагменту добавляется индекс (фиолетовая область на рис. 4), а также общая длина исходной строки битов (синяя область на рис. 4). Декодирование возможно только в том случае, если определена последовательность всех фрагментов. В этом случае Chemcoder дереплицирует секвенированные фрагменты и сортирует их в исходном порядке на основе индекса, удаляет некодирующие области индекса и длины и склеивает кодирующие участки вместе в одну битовую строку, из которой …

Контекст 5

… и размер химического алфавита (доступные флаги). В зависимости от этих настроек необходимо синтезировать разное количество олигомеров: чем длиннее олигомеры и чем больше флагов можно использовать, тем меньшее количество олигомеров необходимо синтезировать. Мы выбрали настройки Chemcoder таким образом, чтобы образец QR-кода (рис. 4) транслировался в набор из 71 короткого олигомера (1 мономер, 11 пентамеров и 59 гексамеров). Автоматизированный протокол, разработанный ранее, позволяет одновременно синтезировать до 72 структур с определенной последовательностью, что соответствует 71 олигомеру, который необходим здесь 46 .Для написания QR-кода эти фрагменты были синтезированы с использованием библиотеки из 15 акрилатных …

Context 6

… разработанного ранее автоматизированного протокола, позволяющего одновременно синтезировать до 72 структур с определенной последовательностью, что соответствует 71 необходимые здесь олигомеры 46 . Для написания QR-кода эти фрагменты были синтезированы с использованием библиотеки из 15 акрилатных мономеров (дополнительная таблица 26 и дополнительные рисунки 84–225), которые мы пометили A, B, C… O, чтобы сделать их более удобочитаемыми.После получения спектров от всех 71 олигомера Chemreader реконструировал все фрагменты без ошибок, которые затем были преобразованы Chemcoder в исходную битовую строку, что дало исходный QR-код. …

Код Хаффмана | Блестящая математика и естественные науки вики

Код Хаффмана — это способ кодирования информации с использованием строк переменной длины для представления символов в зависимости от частоты их появления. Идея состоит в том, что символы, которые используются чаще, должны быть короче, а символы, которые появляются реже, могут быть длиннее.Таким образом, количество битов, необходимых для кодирования данного сообщения, будет в среднем короче, чем если бы использовался код фиксированной длины. В сообщениях, содержащих много редких символов, строка, созданная кодированием переменной длины, может быть длиннее, чем строка, полученная кодированием фиксированной длины.

Как показано в предыдущих разделах, важно, чтобы схема кодирования была однозначной. Поскольку кодирование переменной длины подвержено неоднозначности, необходимо позаботиться о том, чтобы сгенерировать схему, избегающую неоднозначности.Кодирование Хаффмана использует жадный алгоритм для построения префиксного дерева, которое оптимизирует схему кодирования так, чтобы наиболее часто используемые символы имели кратчайшее кодирование. Дерево префиксов, описывающее кодировку, гарантирует, что код любого конкретного символа никогда не будет префиксом битовой строки, представляющей какой-либо другой символ. Чтобы определить бинарное назначение символа, сделайте так, чтобы листья дерева соответствовали символам, и назначением будет путь, который требуется, чтобы добраться от корня дерева до этого листа.

Кодировка №1 Кодировка №2 Кодировка №3

Какую кодировку мы получаем из следующего дерева Хаффмана?

	0000		01
	C		C	101
D	1
E	0000

B
	B	01
C	001
D	0001
E	0000

1
1
1
C	1
	D	1
E	0

Алгоритм кодирования Хаффмана принимает информацию о частотах или вероятностях появления определенного символа.Он начинает строить префиксное дерево снизу вверх, начиная с двух наименее вероятных символов в списке. Он берет эти символы и формирует содержащее их поддерево, а затем удаляет отдельные символы из списка. Алгоритм суммирует вероятности элементов в поддереве и добавляет поддерево и его вероятность в список. Далее алгоритм просматривает список и выбирает два символа или поддерева с наименьшей вероятностью. Он использует их для создания нового поддерева, удаляет исходные поддеревья/символы из списка, а затем добавляет в список новое поддерево и его комбинированную вероятность.Это повторяется до тех пор, пока не останется одно дерево и не будут добавлены все элементы.

Учитывая следующую таблицу вероятностей, создайте дерево Хаффмана для кодирования каждого символа.

символ	Вероятность
0.30.30.30			0.30.30.30 3
C	0.209 9001
D	0.10.10.1
Е	0,10.10.1

Двумя элементами с наименьшей вероятностью являются D и E. Итак, мы создаем поддерево:

И обновить список, включив в него поддерево DE с вероятностью 0,1+0,1=0,2:0,1 + 0,1 = 0,2:0,1+0,1=0,2:

4
A	0.30.30.3
B	0.30.30.3
C	0.20.20.2
Немецкий	0.20.20.2

Следующие две наименьшие вероятности — DE и C, поэтому мы создаем поддерево:

И обновить список, включив в него поддерево CDE с вероятностью 0,2+0,2=0,4:0,2 + 0,2 = 0,4:0,2+0,2=0,4:

Символ	Вероятность
A	0.30.30.3
B	0.30.30.3
CDE	0.40.40.4

Следующие две наименьшие вероятности — это A и B, поэтому мы создаем поддерево:

И обновить список, включив в него поддерево AB с вероятностью 0,3+0,3=0,6:0,3 + 0,3 = 0,6:0,3+0,3=0,6:

0,

Символ	Вероятность
AB	0,60.60,6
CDE	40.40.4

Теперь у нас осталось только два элемента, поэтому мы строим поддерево:

Вероятность ABCDE равна 111, что ожидаемо, так как один из символов встречается.

Вот какие кодировки мы получаем из дерева:

1

	B
	C	01	C	01
D	001
E	000

Алгоритм кодирования Хаффмана

• Возьмите список символов и их вероятности.

• Выберите два символа с наименьшей вероятностью (если несколько символов имеют одинаковую вероятность, выберите два произвольно).

• Создайте бинарное дерево из этих двух символов, обозначив одну ветвь цифрой «1», а другую — «0». Неважно, какую сторону вы пометите 1 или 0, если маркировка постоянна во всей задаче (например, левая сторона всегда должна быть 1, а правая всегда должна быть 0, или левая сторона всегда должна быть 0, а правая сторона всегда должна быть 1).

• Сложите вероятности двух символов, чтобы получить вероятность нового поддерева.

• Удалить символы из списка и добавить поддерево в список.

• Вернитесь к списку и возьмите два символа/поддерева с наименьшей вероятностью и объедините их в новое поддерево. Удалите исходные символы/поддеревья из списка и добавьте в список новое поддерево.

• Повторяйте, пока все элементы не будут объединены.

Какое правильное дерево Хаффмана для следующего набора символов/вероятностей?

SymbolABCDEProbability0.60.10.10.10.1 \begin{массив} { | с | с | с | с | с | с | } \hline \text{Символ} & A & B & C & D & E \\ \hline \text{Вероятность} & 0,6 & 0.1 & 0.1 & 0.1 & 0.1 \\ \hline \end{массив} SymbolProbability​A0.6​B0.1​C0.1​D0.1​E0.1​​

Кодирование Хаффмана оптимально для кодирования отдельных символов, но для кодирования нескольких символов с помощью одной кодировки лучше использовать другие методы сжатия. Более того, оптимально, когда каждый входной символ представляет собой известную независимую и одинаково распределенную случайную величину, имеющую вероятность, обратную степени двойки. ^[1]

Что такое кодирование? — Определение из Техопедии

Что означает кодирование?

Кодирование — это процесс преобразования данных в формат, необходимый для ряда нужд обработки информации, в том числе:

• Компиляция и выполнение программ
• Передача данных, хранение и сжатие/распаковка
• Обработка данных приложений, например преобразование файлов

Кодирование может иметь два значения:

• В компьютерных технологиях кодирование — это процесс применения определенного кода, такого как буквы, символы и цифры, к данным для преобразования в эквивалентный шифр.
• В электронике кодирование означает преобразование аналогового сигнала в цифровой.

Techopedia объясняет кодировку

Кодирование предполагает использование кода для преобразования исходных данных в форму, которую может использовать внешний процесс.

Тип кода, используемый для преобразования символов, известен как Американский стандартный код для обмена информацией (ASCII), наиболее часто используемая схема кодирования для файлов, содержащих текст. ASCII содержит печатные и непечатаемые символы, представляющие прописные и строчные буквы, символы, знаки препинания и цифры.Некоторым символам присваивается уникальный номер.

Стандартная схема ASCII имеет от 0 до 127 позиций символов; 128–255 не определены. Проблема неопределенных символов решается с помощью кодировки Unicode, которая присваивает номер каждому символу, используемому во всем мире. Другие типы кодов включают BinHex, Uuencode (кодировка UNIX в UNIX) и многоцелевые расширения почты Интернета (MIME).