Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Оптимальное кодирование информации и её сложность

Работа №86707

Тип работы

Курсовые работы

Предмет

информационные системы

Объем работы23
Год сдачи2017
Стоимость500 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
1671
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


ВВЕДЕНИЕ 3
1 Методы сжатия данных 5
1.1 Общие принципы, на которых основано сжатие данных 5
1.2 Префиксное кодирование 7
1.3 Кодирование по алгоритму Хаффмана 9
1.4 Арифметическое кодирование 10
2 Практическое применение кодирования информации по алгоритмам энтропийного сжатия 15
2.1 Кодирование тестовой последовательности символов по алгоритму Хаффмана 15
2.2 Кодирование тестовой последовательности символов способом арифметического кодирования 18
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 23
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 24



Процесс преобразования информации часто требует представлять буквы одного алфавита средствами (буквами, словами) другого. Такое представление и называется кодированием. Процесс обратного преобразования информации относительно ранее выполненного кодирования называется декодированием.
Кодирование может производится без потери и с потерями информации. Так, преобразование принципиально различных видов информации – непрерывной в дискретную (аналого-цифровое преобразование, т.е. АЦП) и дискретной в непрерывную (цифро-аналоговое преобразование, т.е. ЦАП) – возможно только с потерей информации. Под дискретным источником сообщений понимается источник сообщений, обладающий конечным алфавитом, а под непрерывным — обладающий бесконечным алфавитом.
Сжатие без потерь применяется в тех случаях, когда информацию нужно восстановить с точностью до бита. Такой подход является единственно возможным при сжатии, например, текстовых данных. В некоторых случаях, однако, не требуется точного восстановления информации и допускается использовать алгоритмы, реализующие сжатие с потерями, которое, в отличие от сжатия без потерь, обычно проще реализуется и обеспечивает более высокую степень архивации.
Сжатие с потерями применяется, в основном, для сжатия аналоговых данных — звука, изображений. В таких случаях распакованный файл может очень сильно отличаться от оригинала на уровне побитного сравнения, но практически неотличим для человеческого уха или глаза в большинстве практических применений. При сжатии без потерь данные восстанавливаются с точностью до бита, что не приводит к каким-либо потерям информации, однако сжатие без потерь показывает обычно худшие степени сжатия.
К кодированию можно отнести и сжатие (архивацию) информации. Сжатие – это устранение избыточности информации, например, за счет упрощения кодов путем исключения из них постоянных битов.
Другой разновидностью кодирования является криптографическое преобразование информации (шифрование). В настоящей работе далее будет рассматриваться только сжатие без потерь.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


Одним из наиболее значимых применений математической теории информации является создание способов записи информации, близких к оптимальному кодированию. Кодирование по Хаффману и арифметическое кодирование, рассмотренные выше, демонстрируют такие способы. Определение сложности объекта или явления по Колмогорову позволяет понять основы всех современных алгоритмов сжатия, а теория информации в целом объясняет, почему невозможно без потери некоторой доли информации сжать тот или иной файл до размера, меньше определенной величины. Таким образом, становится ясно, что эффективное хранение звуковой, графической и видеоинформации, широко распространенное в настоящее время (форматы MPEG, JPEG и т.п.), невозможно организовать без некоторой потери качества.
Основным недостатком алгоритмов префиксного кодирования является специфическое влияние помех на достоверность декодирования, которое проявляется в том, что одиночная ошибка в кодовой комбинации может перевести ее в другую кодовую комбинацию, не равную ей по длительности. Это может привести к неверному декодированию ряда последующих комбинаций. Существенным недостатком является также сложность технической реализации систем оптимального кодирования, которые должны включать в себя буферные устройства и устройства накопления. Использование этих устройств вызвано тем, что длина кодовых комбинаций различна, а каналы связи эффективно работают только в том случае, если символы поступают на них с постоянной скоростью. Кроме этого, при кодировании блоками необходимо накапливать символы, прежде чем присвоить их совокупности какую-либо кодовую комбинацию.



1. Михеева Е.В. Информатика: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / Е.В. Михеева, О.И. Титова. – 6-е изд.,– М.: Издательский центр «Академия», 2011. – 352 с.
2. Сжатие информации без потерь [Электронный ресурс]. URL: https://habrahabr.ru/post/142242/ (дата обращения: 14.04.2017).
3. Савчук В.Л. Оптимальное кодирование [Электронный ресурс]. URL: http://www.ie.tusur.ru/books/COI/page_07.htm (дата обращения: 14.04.2017).
4. Потапов В.Н. Теория информации. Кодирование дискретных вероят-ностных источников. Учебное пособие. – Новосибирск: Издательство НГУ, 1999. – 71 с.
5. Андреева Е.В. Математические основы информатики. Элективный курс. Учебное пособие / Е.В. Андреева, Л.Л. Босова, И.Н. Фалина.
– М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 328 с.
6. Горьков А. Об особенностях реализации префиксного энтропийного кодирования для больших алфавитов [Электронный ресурс]. URL: https://habrahabr.ru/post/215101/ (дата обращения: 14.04.2017).
7. Шавенько Н.К. Основы теории информации и кодирования. Учебное пособие. – М.: Изд-во МИИГАиК, 2012. – 125 с.
8. Арифметическое кодирование [Электронный ресурс]. URL: http://sernam.ru/cod_3.php (дата обращения: 14.04.2017).
9. Арифметическое кодирование [Электронный ресурс]. URL: http://neerc.ifmo.ru/wiki/index.php?title=Арифметическое_кодирование (дата обращения: 14.04.2017).
10. Арифметическое кодирование [Электронный ресурс]. URL: http://mf.grsu.by/UchProc/livak/en/po/comprsite/theory_arithmetic.html (дата обращения: 14.04.2017).


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ