Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634932)
Контекстум
Руконтекст антиплагиат система

Теория кодирования: Методические указания (90,00 руб.)

0   0
Авторысост. М.В. Краснов
ИздательствоЯрГУ
Страниц50
ID206794
АннотацияОсновное использование вычислительной техники связано с хранением и передачей информации. При хранении информации возникает задача экономного метода записи. При передаче информации возникает задача ее защиты от случайных помех. Описанию некоторых математических понятий и приемов, используемых при решении этих задач, и посвящена данная работа. Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 010501 Прикладная математика и информатика (дисциплина «Теория информации и кодирование», блок ДС), очной формы обучения.
Кем рекомендованоРекомендовано Научно-методическим советом университета
Кому рекомендованодля студентов, обучающихся по специальности Прикладная математика и информатика
УДК 007
ББК 181я73
Теория кодирования: Методические указания : Методические указания / сост. М.В. Краснов .— Ярославль : ЯрГУ, 2006 .— 50 с. — URL: https://rucont.ru/efd/206794 (дата обращения: 27.04.2024)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

П.Г. Демидова Составитель: М.В. Краснов К 78 Теория кодирования : метод. указания / сост. <...> Основные определения Пусть имеется сообщение i = {u0 ,  , uk −1}, состоящее из символов алфавита A = {0,, q − 1}, которое должно быть передано по каналу связи. <...> Последовательность с называется в этом случае кодовым словом, а i – информационным словом. <...> Определение 1.1 Блоковым кодом ξ над алфавитом из q символов называется множество q-ичных последовательностей длины n. <...> Блоковый код ξ мощности q k называется (n,k)-кодом. <...> 3 О блоковом коде судят по трем параметрам: длине блока n, информационной длине k и минимальному расстоянию d * . <...> Расстоянием по Хэммингу между двумя q-ичными последовательностями x и y длины n называется число позиций, в которых они различны. <...> Тогда минимальное расстояние кода ξ равно наименьшему из всех расстояний по Хэммингу между различными парами кодовых слов, то есть d * = min d (ci , c j ). ci ,c j ∈ξ ,i ≠ j Если d * ≥ 2t + 1, то код может исправлять t ошибок. <...> Кольцом R называется множество с двумя определенными на нем бинарными операциями; первая называется сложением (обозначается +), вторая называется умножением (обозначается ∗), причем имеют место следующие аксиомы: 4 – относительно сложения (+) R является абелевой группой (0 – единичный элемент); – замкнутость: произведение a * b принадлежит R для любых a, b ∈ R; – (a * b) * c = a * (b * c) для любых a, b, c ∈ R; – существует элемент 1∈ R такой, что a *1 = 1* a = a для любого элемента a ∈ R; – (a + b) * c = (a * c) + (b * c) для любых a, b, c ∈ R. <...> Полем называется множество с двумя определенными на нем операциями – сложением и умножением, причем имеют место следующие аксиомы: – множество образует абелеву группу по сложению (0 – единичный элемент); – поле замкнуто относительно умножения, и множество элементов ( ≠ 0 ) образует абелеву группу по умножению (1 – единичный элемент); – закон дистрибутивности: (a + b) * c = (a * c <...>
Теория_кодирования__Методические_указания.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова Кафедра компьютерных сетей Теория кодирования Методические указания Рекомендовано Научно-методическим советом университета для студентов, обучающихся по специальности Прикладная математика и информатика Ярославль 2006
Стр.1
УДК 007 ББК 181я73 К 78 Рекомендовано Редакционно-издательским советом университета в качестве учебного издания. План 2006 года Рецензент кафедра компьютерных сетей Ярославского государственного университета им. П.Г. Демидова Составитель: М.В. Краснов Теория кодирования : метод. указания / сост. К 78 М.В. Краснов; Яросл. гос. ун-т. – Ярославль : ЯрГУ, 2006. – 48 с. Основное использование вычислительной техники связано с хранением и передачей информации. При хранении информации возникает задача экономного метода записи. При передаче информации возникает задача ее защиты от случайных помех. Описанию некоторых математических понятий и приемов, используемых при решении этих задач, и посвящена данная работа. Предназначено для студентов, обучающихся по специальности 010501 Прикладная математика и информатика (дисциплина «Теория информации и кодирование», блок ДС), очной формы обучения. УДК 007 ББК 181я73 © Ярославский государственный университет, 2006 © М.В. Краснов, 2006 2
Стр.2
Под кодированием в широком смысле понимается переход от одного способа задания информации к другому, допускающий восстановление исходной информации. Для уточнения термина «кодирование», используемого в работе, остановимся на двух случаях, которые рассматриваются далее: это передача данных по каналу связи с помехами и передача информации по каналу без помех. В первом случае будем говорить о кодах, исправляющих ошибки, а во втором – о методах сжатия информации. 1. Коды, исправляющие ошибки В этом разделе рассматриваются способы исправления ошибок (помех) при передаче информации. Наиболее действенный способ борьбы с помехами – введение избыточности, то есть, кроме информационных символов, сообщение должно содержать некоторое число контрольных символов, служащих для обнаружения и исправления ошибок. Пусть имеется сообщение {}, символов алфавита {},1, = 0 , , A  − = 0, же алфавита {},1, A  − = 0, = c0 , q q ,cn−1 1.1. Основные определения i u  uk −1 состоящее из которое должно быть передано по каналу связи. Из-за существования помех передача сообщения в чистом виде исключается. Поэтому сообщение i кодируется другой последовательностью {}, c  состоящей из символов того по которой можно восстановить i. Последовательность с называется в этом случае кодовым словом, а i – информационным словом. Определение 1.1 Блоковым кодом над алфавитом из q символов называется множество q-ичных последовательностей длины .n Мощность кода M – число этих последовательностей. Определение 1.2. Блоковый код мощности k q называется (n,k)-кодом. При кодировании произвольной q-ичной последовательности (n,k)-кодом она разбивается на части из k-символов, и каждая часть кодируется элементом кода . 3 ξ ξ ξ
Стр.3
О блоковом коде судят по трем параметрам: длине блока ,n информационной длине k и минимальному расстоянию d* . Минимальное расстояние вводится двумя следующими определениями. Определение 1.3. Расстоянием по Хэммингу между двумя q-ичными последовательностями x и y длины n называется число d( , ).yx Определение 1.4. Пусть {}−− минимальное расстояние кода = c i = ,M 1 i , d = * ci ,c ∈ ≠i j min , j Если d * 2 1 ,+≥ t d ci c ). ( , j 0, позиций, в которых они различны. Это расстояние обозначается через код. Тогда равно наименьшему из всех расстояний по Хэммингу между различными парами кодовых слов, то есть то код может исправлять t ошибок. Исправление ошибок в этом случае заключается в замене принятого слова на ближайшее кодовое слово. 1.2. Некоторые сведения из алгебры Определение 1.5. Бинарной операцией на множестве M называется произвольная функция f M M M→× : ( * )* = a b c a b c a e e a a= что a b b a e= . любых a, Gb∈ . * = * * * – существует единичный элемент для любого a G ;∈ e G∈ . называется группой, если выполнены следующие аксиомы: – ассоциативность. Определение 1.6. Множество G с бинарной операцией ∗ *( * ) для любых a, , Gcb ∈ ; такой, что – для любого Ga∈ существует обратный элемент b G ,∈ такой, = Группа G называется абелевой группой, если a b b a* Группа G называется циклической (с образующим элементом * = для a), если существует такой элемент a G ,∈ что любой элемент Gb∈ является некоторой степенью .a Определение 1.7. Кольцом R называется множество с двумя определенными на нем бинарными операциями; первая называется сложением (обозначается +), вторая называется умножением (обозначается ∗), причем имеют место следующие аксиомы: 4 ξ ξ ξ
Стр.4
– относительно сложения (+) R является абелевой группой (0 – единичный элемент); a, Rb∈ – – замкнутость: произведение a b* принадлежит R для любых ; ( * )* = a b c a b c любого элемента a R ;∈ – существует элемент – a b c a c + b c *( * ) для любых a, , Rcb ∈ ; 1∈ R такой, что a*1= *1 a a = ( + )* = ( * ) ( * ) для любых a, , Rcb ∈ . Определение 1.8. Полем называется множество с двумя определенными на нем операциями – сложением и умножением, причем имеют место следующие аксиомы: – множество образует абелеву группу по сложению (0 – единичный элемент); элементов (0 любых a b c,, – поле замкнуто относительно умножения, и множество ≠ ) образует абелеву группу по умножению (1 – единичный элемент); – закон дистрибутивности: из поля. Определение 1.9. Пусть F – некоторое поле. Подмножество S F⊂ называется подполем, если оно само является полем относительно операций поля .F В этом случае поле F называется расширением поля .S Определение 1.10. Множество V называется векторным пространством над полем F если 1) для пар элементов из V (векторов) определена операция векторного сложения; 2) для элемента из V и скаляра (элемент поля F) определена операция умножения на скаляр, то результат выполнения операций дает элемент из V и выполняются следующие аксиомы: – V является абелевой группой относительно векторного сложения; – где ∀ a F∈ и ∀ v v V∈ ; 1, 2 – a b v av bv+= ( + ) , , где ∀ a b F∈, – (ab)v a bv= ( ), где ∀ a b F∈, – 1 vv = где ∀ v V .∈ и ∀ v V ;∈ и ∀ v V ;∈ 5 ( +a b c a c + b c )* = ( * ) ( * ) для для
Стр.5