Т елефонная связь — это аналоговый способ передачи . Звука.

Благодаря открытию в 1888 году Генрихом Герцем электромагнитных волн стало возможным изобретение ра­диосвязи. Почти одновременно в 1895 году Александр По­пов в России и в 1896 году итальянец Г. Маркони изобрели первые радиопередатчики и радиоприёмники. Современ­ники изобретения называли радио беспроводным телефо­ном. Принцип передачи звука по радиосвязи заключается в переносе через пространство высокочастотных (несущих) электромагнитных волн, модулированных по амплитуде низкочастотными звуковыми колебаниями. В радио­приёмнике звуковые колебания отделяются от несущей частоты и преобразуются в звук.

Радиосвязь это и налоговый способ передачи Звука.

В XX веке с изобретением телевидения стала возможной передача на расстояние изображения. Телевизионный электромагнитный сигнал — это также аналоговый способ передачи звуковой и видеоинформации.

Во второй половине XX века происходит переход к преимущественно дискретной форме представления информации для её хранения, передачи и обработки. Этот процесс начался с изобретением цифровой вычислитель­ной и измерительной техники. В настоящее время компьютерная обработ­ка становится элементом всех систем связи: телефонной, радио и телевизи­онной. Развивается цифровая телефония, цифровое телевидение. Интернет как универсальная система связи основан исключительно на дискретной цифровой технологии хранения, передачи и обработки информации.

Система основных понятий

Информация и сигналы
Сигнал переносит информацию, представленную в виде значения или изменения значения физической величины
Аналоговый сигнал: непрерыв­ный сигнал			Дискретный сигнал — состоящий из отдельных (отличимых друг от друга) элементов
Аналоговые способы передачи информации			Дискретные способы передачи информации
Технические средства	Время изобретения	Технические средства		Время изобретения
Телефон	1876 год 1 one	Телеграф Морзе		1837 год
Радио Телевидение	1895 год 1930-е годы	Телеграф Бодо Цифровые технологии связи; электронная почта, цифровая телефония, цифровое телеви­дение, Интернет		1870 год Вторая поло­вина XX века

Вопросы и задания

1. Что вы понимаете под сигналом?

2. Обоснуйте правильность употребления фразы «сигнал светофора».

3. Приведите примеры непрерывных сигналов в природе, передающих инфор­мацию.

4. Как вы считаете, человеческая речь — это непрерывная или дискретная фор­ма передачи информации?

5. Перечислите основные события в истории изобретения технических средств связи.

6. Почему в последнее время цифровые технологии связи вытесняют аналого­вые?

Кодирование

текстовой

информации

Что такое кодирование

Чтобы информацию можно было хранить, передавать и обрабатывать, её нужно представить в удобной для этого форме.

Кодирование — это процесс представления информации в виде после­довательности условных обозначений. Кодом называют множество слов — последовательностей символов из некоторого алфавита, использу­емых при кодировании информации.

Кодирование происходит по определённым правилам. Правила коди­рования зависят от назначения кода, т. е. от того, как и для чего он будет использоваться.

Письменность — это способ кодирования устной речи на естественном языке. Письменный текст предназначен для передачи информации от одного человека к другим людям как в пространстве (письмо, записка), так и во времени (книги, дневники, архивы документов и пр.). Правила, по которым люди осуществляют письменное кодирование информации, называются грамматикой языка (русского, английского, китайского и др.), а человека, умеющего читать и писать, называют грамотным чело­веком.

Запись речи — кодирование, а чтение письменного текста — это его де­кодирование. Процесс письменного обмена информацией между людьми можно отобразить следующей схемой:

Устная речь

Кодирование запись текста

_V

Код: письменный текст

Декодирование чтение текста

I/

Устная речь

С изобретением технических средств связи появилась возможность быстрой передачи текстов на большие расстояния. Но этот процесс требу­ет использования дополнительного уровня кодирования. Повторим ещё раз данное выше утверждение: способ кодирования зависит от назначе­ния кода. Если код предназначен для передачи текста по технической сис­теме связи, то он должен быть приспособлен к возможностям этой систе­мы. Примером такого «технического» кода является азбука Морзе.

Процесс передачи телеграфного сообщения с использованием азбуки Морзе можно отразить следующей схемой:

Передача кода Морзе полинин телеграф­ной связи

Письмен­ный текст

Письмен­ный текст

Кодирование:

азбука Морзе, работа с телеграфным ключом

Кодирование текста всегда происходит по следующему правилу: каж­дый символ алфавита исходного текста заменяется на комбинацию симво­лов алфавита кодирования. Для азбуки Морзе эти правила представлены на рис. 1.7.

В таблице азбуки Морзе для кодирования 32 букв русского алфавита (буква Ё стала использоваться в письменном тексте только в середине XX века) применяются два символа: точка и тире. Однако при передаче слов из-за неравномерности кодов различных букв приходится применять ещё пропуск между буквами: пауза во времени передачи или пробел на те­леграфной ленте. Поэтому фактически алфавит телеграфного кода Морзе содержит три символа: точка, тире, пропуск. Это троичный код.

Телеграфный код Бодо является двоичным равномерным пятиразряд­ным кодом. На его основе в 1932 году был разработан международный те­леграфный код ITA2, кодовая таблица которого представлена на рис. 1.8.

I 00 I 01 I 02 I 03 I 04 I 05 I 06 I 07 I

08 09 0А 0В 0С 0D 0Е 0F

	ваииипнашиаониин
	10	11	\г	13	14	15	16	17
	Т|5	Zl +	Ф	ы г	Н|£	Y б	Р 0	Q|l
	18	19	1А	1В	1С	1D	1Е	IF
	ИИШНШЕЭЕШШНЕЗОШВИШ

I Letter* I Figures | Control Chart. |

Рис. 1.8. Телеграфный код ITA2

Двоичные коды символов свернуты в формат двузначных шестнадцате-ричных чисел, в которых первая цифра — это 0 или 1. Есть три типа сим­

волов: буквы (letters), цифры и знаки (figures), управляющие символы (control chars). Переключение в режим ввода букв происходит по коду lF_ie (двоичная форма 1 1111). Буква А имеет код 03₁₆(0 ООП); код буквы R — 0А₁₆ (0 1010). Этот же код в режиме ввода цифр обозначает цифру 4. Слово BODO в шести ад цатерич ной форме кодируется так: 19 18 09 18. Длина двоичного кода этого слова равна 20.

Во второй половине XX века создаются и распространяются компьюте­ры. Для компьютерной обработки текстов потребовалось создать стандарт кодирования символов. В 1963 году был принят стандарт, который полу­чил название ASCII — Американский стандартный код для информаци­онного обмена. ASCII — семиразрядный двоичный код, представлен в табл. 1.4.

Таблица 1.4. Кодировка ASCII

.0

.1

.2

.3

.4

.5

.7

.8

.9

.A

-B

• С

.D

.1

.r

0.

NUL

SOH

STX

ЕТХ

EOT

ENQ

AC К

BEL

BS

TAB

LF

VT

FF

CR

SO

SI

1.

DLE

DC1

DC 2

DC3

DC 4

NAK

SYN

ETB

CAN

EM

SUB

ESC

FS

GS

RS

us

2.

!

«

«

$

%

&

■

(

)

•

+

*

—

/

Э.

0

1

2

3

4

Ъ

7

8

9

;

<

■

>

1

4.

А

В

с

D

E

F

G

H

I

J

К

L

M

N

0

S.

Р

0

К

S

7

U

V

W

X

Y

z

[

\

1

Л

6.

а

Ь

с

d

e

f

9

h

i

к

X

m

n

о

7.

Р

q

г

s

t

u

V

w

X

У

z

i

1

)

DEL

Код символа — это его порядковый номер в кодовой таблице, определя­ется номером строки и столбца. Он может быть представлен в десятичной, в двоичной и в шестнадцатеричной системах счисления. Код в памяти компьютера — семиразрядное двоичное число. В табл. 1.4 код ASCII пред-. ..и. !.-п и свернутой шестнадцатеричной форме. При развёртывании в двоичную форму коды представляют собой семиразрядные целые двоич­ные числа в диапазоне от 666 бббб₂ ■ бб_1в = б до 111 Ш1₂ = 7F,_e = 127. Всего с помощью этого кода представляются 2⁷ = 128 символов.

Первые 32 символа (от 00 до 1F) называются управляющими символа­ми. Они не отражаются какими-либо знаками на экране монитора или при печати, но определяют некоторые действия при выводе текста. На­пример, по коду 08_1б (BS) происходит стирание предыдущего символа; по коду 07_I6 (BEL) — вывод звукового сигнала; код OD₁₆(CR) означает пере­ход к началу строки (возврат каретки). Эти символы унаследованы ещё от кодировки для телетайпной связи, для которой первоначально ис­пользовался ASCII, поэтому сохранились такие архаичные термины, как «каретка».

Символы, имеющие графическое отображение, начинаются с кода 20₁₆. Это код пробела — пропуска позиции при выводе. Важным свойством таб­лицы ASCII является соблюдение алфавитной последовательности коди­ровки прописных и строчных букв, а также десятичных цифр. Это свой­ство чрезвычайно важно для программной обработки символьной инфор­мации, в частности для алфавитной сортировки слов.

Расширение кода ASCII. Восьмиразрядная двоичная кодировка позво­ляет кодировать алфавит из 2⁸ = 256 символов. Первая половина вось­миразрядного кода совпадает с ASCII. Вторая половина состоит из симво­лов с кодами от 128 = 80₁₆ = 1000 0000₂ до 255 = FF₁₆ = 1111 1111₂. Эта часть таблицы кодировки называется кодовой страницей (CP — code page). На кодовой странице размещают нелатинские алфавиты, символы псевдо­графики и некоторые другие знаки, не входящие в первую половину.

В

Таблица 1.5. Кодовая страница СР866

3.

.0А

. 1Б

.2В

.3г

.4д

.5Е

.6Ж

.73

.8И

.9* -И

.АК

.Вл

.См

■ Dн

.8О

. Fп

9.

Р

С

Т

У

ф

X

Ц

ч

Ш

щ

Ъ

ы

ь

э

ю

я

к.

а

б

в

г

д

с

ж

3

и

й

К

л

м

н

0

[1

В.

1

1

Н

=1

i

"П

=1

J 1

II

И

Л

=1

1

Z.

L

±

т

\

—

+

h

1

It

[г

JL

тг

L Г

ш

JL 1Г

D.

JL

т

т

IL

l

г

IT

*

J

Г

1

ш

1

1

■

Б.

Р

с

т

У

'1»

X

ц

Ч

ш

щ

Ъ

ы

ъ

Э

ю

я

Г.

Ё

с

е

€

i

I

У

У

о

•

•

V

№

D

■

АО

Т

аблица 1.6. Кодовая страница СР1251

.0

.1

.2

.3

.4

.5

.6

.7

.8

.9

. А

.в

.С

• D

.Е

. F

8.

ъ

»г

%о

н>

К

Ъ

U

Г

И

t

J

€

л>

<

9,

Ь

»»

•

—

IM

л»

>

>К

h

и

А.

У

У

J

О

Г

1 1

§

Е

е

«

®

I

о

±

I

i

Г

И

1

•

№

€

»

S

s

i

'—' »

А

Б

В

Г

Д

Е

ж

3

И

И

К

Л

м

н

О

п

Р

С

т

У

Ф

X

ц

ч

Ш

щ

ъ

Ы

ь

э

ю

я

Е.

а

б

в

г

д

е

ж

3

и

и

К

л

м

н

0

п

F.

Р

с

т

У

ф

V

Ц

ч

ш

щ

ъ

ы

К '

ю

я

■ ■

в

D1

о

л

табл. 1.5-1.7 приведены кодовые страницы с русским алфавитом. СР866 используется в операционной системе MS DOS, СР1251 — в опера­ционной системе Windows. Кодировка KOI8-R используется в операцион­ной системе Unix.

О

Таблица 1.7. KOI8-R

.0

.1

.2

.3

.4

.5

.6

.7

со

.9

.А

.в

.С

. D

.1

.F

8.

—

|

Г

1

L

J

h

т

-L

+

■

■

1

1

1

9.

1

(

■

•

<

>

J

О

3

А.

=

||

г

с

И

IF

"П

IL

It

JI

1

1=

в.

1

1

Ё

\

JI

т

т

тг

X

JL

JL

*

*

JL 1Г

©

С.

ю

а

6

ц

л

с

ф

г

X

и

й

К

Л

м

н

о

в.

п

я

р

с

т

У

ж

в

ь

ы

3

ш

э

Щ

ч

ъ

Е.

Ю

А

Б

Ц

Д

Е

ф

Г

X

И

И

К

л

М

Н

О

F.

П

Я

Р

С

т

У

ж

в

Ь

Ы

3

Ш

Э

щ

Ч

Ъ

братите внимание на то, что не во всех кодировках соблюдается прави­ло последовательного кодирования русского алфавита. Существуют и дру­гие стандарты символьной кодировки, где присутствует русский алфавит.

16-разрядный стандарт UNICODE. В 1991 году был разработан шест­надцатиразрядный международный стандарт символьного кодирования Unicode, который позволяет закодировать 2¹⁶ = 65536 символов. В такую кодовую таблицу помещаются английский (латиница), русский (кирил­лица), греческий алфавиты, китайские иероглифы, математические сим­волы и многое другое. Отпадает потребность в кодовых страницах. Диапа­зон кодов символов в шестнадцатеричной форме: от 0000 до FFFF.

В начале кодовой таблицы, в области от 0000₁₆ до 007F₁₆, содержатся символы ASCII. Под символы кириллицы выделены области знаков с ко­дами от 0400₁₆ до 052F₁₆, от 2DE0_I6 до 2DFF₁₆, от А640₁₆ до A69F₁₆.

Позднее стали разрабатываться новые стандарты на Unicode. К 2010 году сменилось 6 вариантов стандарта. Благодаря более сложной органи­зации кода, при сохранении его 16-разрядности появилась возможность кодировать 1112 064 символа. В настоящее время из этого количества ре­ально используется около 107 тысяч кодов.

Учимся программировать