Сети ЭВМ и телекоммуникации. Брейман А.Д. - 40 стр.

UptoLike

Составители: 

- 40 -
При таком подходе необходимо каждую принятую кодовую комбинацию срав-
нивать со всеми разрешенными комбинациями и, в случае совпадения, считать,
что ошибки не было, а в противном случае считать истинной разрешенную
комбинацию, отличающуюся от принятой в минимальном количестве разрядов.
Этодовольно малоэффективный метод обнаружения и исправления ошибок.
6.2. Систематические коды
Другой
подход к построению кодовразделение разрядов кода на ин-
формационные и контрольные. Такие коды называются систематическими.
Пусть всего в коде n разрядов, из них k – информационных и r – контрольных
разрядов (n=k+r). Такой код может передавать N = 2
k
различных сообщений. Из
r контрольных разрядов можно организовать 2
r
различных комбинаций. Для
обнаружения и исправления одиночной ошибки нужно, во-первых, указать на-
личие/отсутствие ошибки и, во-вторых, указать номер разряда, в котором про-
изошла ошибка.
Таким образом, чтобы в контрольных разрядах можно было передавать
информацию для исправления одиночных ошибок, их количество должно удов-
летворять неравенству 2
r
n+1 или 2
n
/(n+1) N. Если достигается равенство:
2
n
/(n+1) = N, то количество контрольных разрядов, приходящихся на один ин-
формационный, будет наименьшим. Например, для N=4 различных сообщений
(k=2) наименьшее значение n равно пяти (2
4
/(4+1) = 3,2 < 4, а 2
5
/6 5,3 > 4).
Значит, количество контрольных разрядов, необходимое для обнаружения и
исправления одиночных ошибок r = n-k = 5-2 = 3.
6.3. Алгоритмы сжатия данных
В общем смысле под сжатием данных понимают такое их преобразова-
ние, что его результат занимает меньший объем памяти. При этом (по сравне-
нию с исходным представлением) экономится память для их хранения и сокра-
щается
время передачи сжатых данных по каналам связи. Синонимы термина
сжатие” – упаковка, компрессия, архивация. Обратный процесс (получение
исходных данных по сжатым) называется распаковкой, декомпрессией, восста-
новлением.
Качество сжатия характеризуется коэффициентом сжатия, равным отно-
шению объема сжатых данных к объему исходных данных.
В зависимости от возможной точности восстановления исходных данных,
различаю сжатие
без потерь (данные восстанавливаются точно в исходном ви-
де) и сжатие с потерями (восстановленные данные не идентичны исходным, но
их различиями в том контексте, в котором эти данные используются, можно
пренебречь). Сжатие с потерями применяется, например, для упаковки много-
цветных фотографических изображений (алгоритм JPEG), звука (алгоритм
MP3), видео (группа алгоритмов MPEG). При этом
используются особенности
человеческого восприятия: например, глаз человека не может различить два
При таком подходе необходимо каждую принятую кодовую комбинацию срав-
нивать со всеми разрешенными комбинациями и, в случае совпадения, считать,
что ошибки не было, а в противном случае считать истинной разрешенную
комбинацию, отличающуюся от принятой в минимальном количестве разрядов.
Это – довольно малоэффективный метод обнаружения и исправления ошибок.

6.2. Систематические коды

      Другой подход к построению кодов – разделение разрядов кода на ин-
формационные и контрольные. Такие коды называются систематическими.
Пусть всего в коде n разрядов, из них k – информационных и r – контрольных
разрядов (n=k+r). Такой код может передавать N = 2k различных сообщений. Из
r контрольных разрядов можно организовать 2r различных комбинаций. Для
обнаружения и исправления одиночной ошибки нужно, во-первых, указать на-
личие/отсутствие ошибки и, во-вторых, указать номер разряда, в котором про-
изошла ошибка.
      Таким образом, чтобы в контрольных разрядах можно было передавать
информацию для исправления одиночных ошибок, их количество должно удов-
летворять неравенству 2r≥n+1 или 2n/(n+1) ≥N. Если достигается равенство:
2n/(n+1) = N, то количество контрольных разрядов, приходящихся на один ин-
формационный, будет наименьшим. Например, для N=4 различных сообщений
(k=2) наименьшее значение n равно пяти (24/(4+1) = 3,2 < 4, а 25/6 ≈ 5,3 > 4).
Значит, количество контрольных разрядов, необходимое для обнаружения и
исправления одиночных ошибок r = n-k = 5-2 = 3.

6.3. Алгоритмы сжатия данных

      В общем смысле под сжатием данных понимают такое их преобразова-
ние, что его результат занимает меньший объем памяти. При этом (по сравне-
нию с исходным представлением) экономится память для их хранения и сокра-
щается время передачи сжатых данных по каналам связи. Синонимы термина
“сжатие” – упаковка, компрессия, архивация. Обратный процесс (получение
исходных данных по сжатым) называется распаковкой, декомпрессией, восста-
новлением.
      Качество сжатия характеризуется коэффициентом сжатия, равным отно-
шению объема сжатых данных к объему исходных данных.
      В зависимости от возможной точности восстановления исходных данных,
различаю сжатие без потерь (данные восстанавливаются точно в исходном ви-
де) и сжатие с потерями (восстановленные данные не идентичны исходным, но
их различиями в том контексте, в котором эти данные используются, можно
пренебречь). Сжатие с потерями применяется, например, для упаковки много-
цветных фотографических изображений (алгоритм JPEG), звука (алгоритм
MP3), видео (группа алгоритмов MPEG). При этом используются особенности
человеческого восприятия: например, глаз человека не может различить два

                                    - 40 -