Человек живет в мире информации и воспринимает окружающий мир с помощью органов чувств. Чтобы правильно воспринимать все происходящее в мире, он запоминает полученные сведения, т.е. хранит информацию, человек принимает решения, т.е. обрабатывает информацию, а при общении с другими людьми – передает и принимает информацию.
Кодирование информации необычайно разнообразно. Дорожные знаки, ноты, кодирующие музыку на бумаге, обозначения на географических картах, химические формулы – это маленькая часть кодирования различной информации, которую мы получаем почти каждый день.
Вы уже знаете о суперспособностях современного учителя?
Тратить минимум сил на подготовку и проведение уроков.
Быстро и объективно проверять знания учащихся.
Сделать изучение нового материала максимально понятным.
Избавить себя от подбора заданий и их проверки после уроков.
Просмотр содержимого документа
«"Кодирование информации" (из истории)»
Введение
Человек живет в мире информации и воспринимает окружающий мир с помощью органов чувств. Чтобы правильно воспринимать все происходящее в мире, он запоминает полученные сведения, т.е. хранит информацию, человек принимает решения, т.е. обрабатывает информацию, а при общении с другими людьми – передает и принимает информацию.
Кодирование информации необычайно разнообразно. Дорожные знаки, ноты, кодирующие музыку на бумаге, обозначения на географических картах, химические формулы – это маленькая часть кодирования различной информации, которую мы получаем почти каждый день.
Мы с моей сестрой Алиной иногда пишем друг другу сообщения и оставляем в различных местах. И чтоб было интереснее, решили придумать свой алфавит (прилагается). Уже потом, я узнала, что с помощью придуманных нами картинок мы кодировали наши письма. Мне стало интересно, а кто придумал кодирование, где использовали кодирование, где применяют сейчас.
Еще было интересно – что знают мои одноклассники о кодировании. Я провела анкетирование среди своих одноклассников.
Что вы знаете о кодировании?
Встречались ли вы с кодами в жизни?
Как вы думаете, зачем люди кодируют информацию?
Что нужно знать, чтоб кодировать информацию?
Наиболее частыми ответами на первый вопрос были:
- запись слов так, чтоб никто не понял
- вставка рисунков вместо слов
- шифрование текста
- запись слов на непонятном языке
-не знаю
Наиболее частыми ответами на второй вопрос были:
- в кино радисты передают шифровки
- иностранные языки
- на этикетках товаров цифры вместо слов
- не встречались
Наиболее частыми ответами на третий вопрос были:
- что бы скрыть от других
- записывают короче длинные предложения
- удобно передавать информацию
- спрятать от любопытных людей
- просто так
Наиболее частыми ответами на четвертый вопрос были:
- знаки для кодирования
- придумать картинки
- таблицу, чтобы закодировать и раскодировать информацию
- не знаю
Так как в ответах на каждый вопрос были такие, что одноклассники не знают ответ, я решила найти различную информацию по этому вопросу и довести ее до них.
Возникновение кодирования.
Кoды появились еще в глубокой древноcти в виде криптограмм (по-гречески — тайнописи), когда ими пользoвались для засекречивaния важного сообщения от тех, кому оно не было предназначенo.
Уже знаменитый грeческий истoрик Геродот (V век до н. э.) приводил примеры писем, понятных лишь для одного адресата. Спартанцы имели специальный механический прибор, при помощи которого важные сoобщения можно было писать осoбым способом, oбеспечивающим сохранение тайны. В средние века и эпоху Вoзрождения над изобретением тaйных шифрoв трудились многие выдающиеся люди, в их числе философ Фрэнсис Бэкон, крупные мaтематики Франсуa Виет, Джероламо Кардано. С течением времени начали появляться по-настоящему сложные шифры. Один из них, употребляемый и поныне, связан с именем ученого аббата из Вюрцбурга Тритемиуса, которого к занятиям криптографией толкало, не только монастырское уединение, но и потребность сохранять от огласки некоторые духoвные тайны. Различные хитроумные приемы кодирования применяли шифровальщики при папском дворе и дворах европейских королей. Вместе с искусством шифрования развивалось и искусство дешифровки, или, как говорят, криптоанализа.
Еще один дрeвнейший шифр - код Цeзаря. При шифровании каждый симвoл заменяется другим, отстоящим от него в алфавите на фиксированное число позиций. Про шифр Цезаря можно сказать, что это шифр подстановки— шифр простой замены.
Шифр назван в честь римского императора Гая Юлия Цезаря, использовавшего его для секретной переписки. Естественным рaзвитием шифра Цезаря стал шифр Виженера. На пример: шифрование с использованием ключа k = 3. Буква «С» как бы сдвигается на три буквы впeред и становится буквой «Ф». Твердый знак, перемещённый на три буквы вперед, становится буквой «э», и так далее:
Оригинальный текст:
Шифрованный текст:
Съешь ещё этих булок.
Фэзыя зьи ахлш дцосн.
Метод кодирования Морзе был изобретён для передачи сообщений по телеграфным линиям. Eго изобретатель, американец Сэмюэл Финли Бриз Морзе (1791-1872), был также известным художником. В своё время он изучал рисование в Лондоне и там узнал об исследованиях электромагнетизма, проводимых британскими учёными. Возвращаясь по морю в США в 1832-м году, он задумал создать свою собственную систему телеграфа. Именно с этой системы началось движение в сторону того мира электронных сетей, в котором мы сейчас живём, и именно за её разработку Морзе снискал славу "американского Леонардо да Винчи". Морзе изобрёл метод кодирования, который он использовал для посылки своего исторического сообщения, в 1838-м году. Метод кодирования Морзе напоминает двоичный код, используемый в современных компьютерах, тем, что он тоже базировался на двух возможных значениях - в случае метода кодирования Морзе, это были точка или тире (рис.1). Однако в отличие от современных методов кодирования, используемых для нумерации символов в современных компьютерах, комбинации точек и тире, используемые для представления символов в методе кодирования Морзе, были разной длины. Морзе использовал принцип, по которому наиболее часто употребляемым буквам ставились в соответствие наиболее короткие последовательности из точек и тире, что существенно сокращало длину сообщения. Например, наиболее часто используемой в английском языке букве "E" в методе кодирования Морзе соответствует одна точка; второй по частоте использования букве английского языка - "T" - одно тире.
рис.1
Кoнец XIX-го века ознаменoвался изобретением ещё oдной системы для кодирoвания символов eстественных языков. Онa была создана в США для обработки данных, собираемых во время перeписей населения, молодым американским изобретателем Германoм Холлеритoм (1860-1929). После окончания Нью-Йоркской Колумбийской школы горного дела в 1879-м году, в 1880-м Холлерит устроился на работу в Бюро статистики при Министерстве внутренних дел США. Последствия этого, казалось бы, незначительного события сказывались впоследствии вплоть до 1970-х годов, "золотой эры" больших вычислительных машин. Герман Холлерит был ни кем иным, как изобретателем кода Холлерита, использовавшегося для записи алфавитно-цифровой информации на бумажных перфорированных картах.
АЗБУКА БРАЙЛЯ — специальная азбука, созданная Л. Брайлем (1809—1852) для воспроизведения текста в изданиях для слепых (рис.2). Каждый знак в тексте печатают в виде комбинации одной — шести выпуклых точек, расположенных на площади прямоугольника. Чтение текста, основано на осязании рельефных точек и восприятии их комбинаций.
рис.2
Код Трисиме (рис.3) является примером, так называемoго, равномерногo кода - такoго, в котором все кодовые кoмбинации содержат одинакoвое числo знaков - в данном случае три- знакам лaтинского алфавита ставятся в соответствие кoмбинации из трех знаков: 1,2,3:
А 111 H 132 O 223 V 321
В 112 I 133 P 231 W 322
С 113 J 211 Q 232 X 323
В 121 K 212 R 233 Y 331
D 122 L 213 S 311 Z 332
F 123 M 221 T 312 . 333
G 131 N 222 U 313 рис.3
Для кодирования текстовой информации принят международный стандарт ASCII (American Standard Code for Information Interchange) (рис.4), в кодовой таблице которого занято 128 7-ми разрядных кодов для:
символов латинского алфавита
цифр
знаков препинания
математических символов
Добавление 8-го разряда позволяет увеличить количество кодов таблицы ASCII до 255. Коды от 128 до 255 представляют собой расширение таблицы ASCII. Эти коды в таблице ASCII использованы для кодирования некоторых символов, отличающихся от латинского алфавита, и встречающихся в языках с письменностью, основанной на латинском алфавите, - немецком, французском, русском и др. Кроме этого, часть кодов использована для кодирования символов псевдографики, которые можно использовать, например, для оформления в тексте различных рамок и текстовых таблиц.
В русском алфавите буква А имеет первое место, а буква Б - второе. У каждой буквы есть своя позиция. Буква Я имеет позицию номер 33. Мы можем считать, что алфавит - это таблица для кодирования букв.
Стандарт ASCII -- это тоже как бы «алфавит», только компьютерный. Он тоже определяет номер каждого символа. Но символов больше, чем букв, потому что к ним относятся еще и цифры, и знаки препинания, и некоторые специальные символы.
Самый первый символ стандарта ASCII - это ПРОБЕЛ. Он имеет код 32.
За ним идут специальные символы и знаки препинания (коды с 33 по 47).
Далее идут десять цифр (коды 48-57).
Коды 58-64 используют некоторые математические символы и знаки препинания.
Самое интересное начинается с кодов 65--90. Ими обозначают прописные английские буква от А до Z
Коды 91--96 используются для специальных символов.
Коды 97--122 -- строчные буквы английского алфавита.
Коды 123-127 -- специальные символы.
Рис.4
В относительно древние времена учёные люди очень любили публиковать различного рода послания в необычных кодировках.
Самый яркий кодировочный пример — творчество Мишеля Нострадамуса. Популярность Мишеля Нострадамуса – знаменитого французского прорицателя – просто грандиозна. Уже несколько веков люди усердно изучают его катрены (четверостишия), пытаясь угадать тайны будущего. Нострадамус был не только прорицателем, но и врачом, алхимиком, астрономом. Это был человек с энциклопедическими познаниями.
Его сборники предсказаний постоянно ставили в тупик многочисленных толкователей. И не только из-за туманных и многозначных выражений. В некоторых из них содержатся видимые противоречия и явные ошибки, которые вроде бы не мог допускать столь выдающийся человек.
Одна из самых известных и загадочных центурий Нострадамуса – «Послание к Генриху». Оно адресовано королю Франции Генриху Второму и написано в 1558 году. Множество ошибок и неточностей наводило исследователей на мысль о скороспелости и недостаточной проработанности центурии. Однако Нострадамус писал это послание почти год, постоянно исправляя и выверяя текст. Вдобавок вряд ли Нострадамус решился преподнести королю сырое и неудачное произведение. А ошибочные цитаты из Библии вообще в те времена могли стоить обвинения в ереси. Поэтому очевидно: ошибки сделаны преднамеренно. Видимо в них кроется какой-то секретный код, который толкователи не смогли разгадать, хотя тщательнейшим образом проработали каждое слово.
Многие полагают, что еще задолго до Кирилла и Мефодия (которых называют изобретателями славянской письменности), славяне имели свою оригинальную систему письма, - так называемую узелковую письменность. Знаки этой «письменности» не записывались, а передавались с помощью узелков, завязанных на нитях, которые заматывались в клубки-книги.
В древности узелковая письменность была распространена довольно широко. Это подтверждают археологические находки. На многих предметах, поднятых из захоронений языческого времени, видны несимметричные изображения узлов, служившие не только для украшения (рис.5).
рис.5
Каждому узлу соответствовало свое слово. С помощью дополнительных узелков сообщали дополнительные сведения о нем, например его число, часть речи и пр.
Часто в сочинениях христианского времени встречаются иллюстрации с изображениями сложных переплетений, вероятно, перерисованных с предметов языческой эпохи. Следы узелковой письменности можно найти и на стенах храмов, построенных в эпоху «двоеверия», когда христианские храмы украшались не только ликами святых, но и языческими узорами.
Исследователи предприняли попытку расшифровать некоторые из этих знаков (рис.6).
Рис.6
Существующую сегодня на флоте русскую семафорную
азбуку (рис.7) разработал в 1895 году вице-адмирал Степан Осипович Макаров.
Русская семафорная азбука составлена в соответствии с русским алфавитом, включает 29 буквенных и 3 служебных знака. Она не содержит цифр и знаков препинания. Их передача производится по буквам, словами. Например, цифра «7» будет передана словом «семь», а знак «,» — словом «запятая».
Каждой букве и условному знаку соответствует определенное положение рук с флажками. Семафорное сообщение состоит из слов, составленных из букв, изображаемых соответствующим положением флажков.
Передача информации семафором производится сигнальщиками с помощью флажков, размер ткани которых составляет 30x35 см. Цвет ткани флажков зависит от времени суток: в тёмное время суток используются флажки с тканью светлого тона (желтый, белый), а в светлое время суток — с тканью тёмного тона (красный, чёрный).
Средняя скорость передачи флажным семафором обученным сигнальщиком составляет 60-80 знаков в минуту.
рис.7
Стенография – это скоростное письмо особыми знаками, настолько краткими, что ими можно записать живую речь. Стенография пришла к нам из древнейших времен. Еще в Древнем Египте скорописцы записывали речь фараонов. Широкое распространение стенография получила в Древней Греции. В 1883 г. в Акрополе была найдена мраморная плита, на которой были высечены стенографические знаки. По мнению ученых, эти записи были сделаны в 350 г. до н.э. Но общепризнанным днем рождения стенографии считается 5 декабря 63 года до н.э. Тогда в Древнем Риме возникла необходимость дословной записи устной речи. Автором древнеримской стенографии считается Тирон – секретарь знаменитого оратора Цицерона.
В современном мире, несмотря на обилие средств механической фиксации слова (магнитофонов, диктофонов), владение навыками стенографии по-прежнему ценится. Мы записываем в среднем в пять раз медленнее, чем говорим. Стенография же ликвидирует этот разрыв. Она особенно полезна при конспектировании лекций, публичных выступлений, бесед, составлении докладов, подготовке статей и т. п.
рис.8
Применение кодирования информации
Персональные данные.
В последнее время очень актуален вопрос о персональных данных. ИИН - Индивидуальный Идентификационный Номер, 12-значный цифровой код, который присваивается физическому лицу один раз и пожизненно. с 1 января 2012 года заменит РНН и СИК.
Расшифровка ИИН :
первые 6 разрядов - это дата рождения ггммдд, то есть 12 августа 1985 года в ИИНе будет 850812
7 разряд отвечает за век рождения и пол. Если цифра нечетная - пол мужской, четная - женский. 1,2 - девятнадцатый век, 3,4 - двадцатый, 5,6 - двадцать первый.
8-11 разряды - заполняет орган Юстиции.
12 разряд - контрольная цифра, которая расчитывается по определенному алгоритму.
Штрих-коды.
С развитием информационной техники, широким внедрением средств вычислительной техники во многие сферы деятельности все острее встает вопрос быстрого и надежного ввода информации. Ручной ввод кода изделия требуют больших затрат ручного труда, времени, часто приводит к ошибкам.
В настоящее время ведутся большие работы по созданию автоматизированных систем обработки данных с применением машиночитаемых документов (МЧД), одной из разновидностей которых являются документы со штриховыми кодами. К машиночитаемым относятся товаросопроводительные документы, ярлыки и упаковки товаров, чековые книжки и пластиковые карточки для оплаты услуг, магнитные носители. В связи с этим появились термины “электронные ведомости”, “электронные деньги” и т. д.
Штриховой код представляет собой чередование темных и светлых полос разной ширины (рис.9).
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:
На удостоверении личности;
На продуктах в магазинах «Метро», «Рубиком», «Гринвич»;
Карты безопасности;
Пройти в метро;
рис.9
Смайлики.
С появлением электронного общения, появилась необходимость передачи своих чувств через компьютер. В обычном тексте сделать это достаточно сложно, из-за чего и появились специфические знаки препинания (так называемые смайлики). Смайликами (от smile – улыбка) в Интернете называют значки, составленные из знаков препинания, букв и цифр, обозначающие какие-то эмоции.
Смайлик – это лучший способ «закодировать» чувства и эмоции при виртуальном общении! Маленькие забавные рожицы, которые вставляются в текст, избавляют от необходимости писать излияния о ваших переживаниях. Без него невозможно обойтись ни в одной форме виртуального общения. Он крайне прост в употреблении, информативен и при всей своей простоте дает широкий простор воображению. Неудивительно, что его переняли sms-коммуникация, реклама, дизайн, обычная почта, при обмене записками на уроках.
Смайлики настолько прочно вошли в нашу жизнь, что перекочевали из виртуального пространства в науки. Так в психологии, смайлики используют для обозначения типов темпераментов или отслеживают настроение человека.
Заключение
Множество кодов очень прочно вошло в нашу жизнь. Заинтересовавшись вопросами кодирования информации, я стала искать примеры художественных произведений, в которых говорилось о кодировании информации. Вот, что я нашла:
Артур Конан Дойль “Пляшущие человечки”;
Эдгар По “Золотой жук”;
Жюль Верн “Путешествие к центру земли”;
Дэн Браун “Код да Винчи”.
Получается, что вопросы кодирования интересовали не только ученых, но и писателей, которые включили сцены кодирования информации в свои произведения.
Я не читала еще эти произведения, но, думаю, в ближайшее время их прочту.
После поиска информации, меня очень заинтересовал вопрос о штрих-кодах. Думаю, я продолжу работу по изучению штрих-кодов на различных товарах.
Нужно, чтобы люди (не только программисты-профессионалы, но и простые пользователи) имели понятие о кодировании информации и о возможных способах кодирования разных видов информации.
рис.1
рис.2
рис.7
рис.8
рис.9
