Тақырып 11. Кодтардың префикстілігінің тиімділік талаптары. Қарапайым (бөгеуілорнықтылықсыз) кодтар.

Дәріс мақсаты: Нәтижелі кодтар түсінігін үйрену. Кедергіге тұрақты емес кодтар.

Сұрақтар:

1. Екілік кодты қолдануда оны жіберуде, сақтауға және ақпарат өңдеуде қандай артықшылығы бар?

2. Тиімді статикалық кодалаудың мәні неде?

3. Салалы дәйекті белгінің кодалауының тиімділігінің себептері қандай?

4. Ненің арқасында тиімді кодалау кезінде кодалық комбинацияның орташа ұзындығы кемиді.

5. Тиімді кодалау кезінде кодалық комбинацияның орташа ұзындығы қандай шекке дейін кемуі мүмкін?

6. Тиімді код қандай басты шартты қанағаттандыруы керек?

7. Тиімді кодты қолдану барысында пайда болатын қиындықтарды атап өтіңіз

Нәтижелі кодтардың префиксттілікті талап етуі. Нәтижелі кодтардың құрылу әдістерін көріп,қысқарақ кодтық амалдарды ықтималдығы жоғарырақ белгілерге және ұзынырақтарды ықтмалдылығы қысқарақ белгілерге меншіктеу арқылы нәтижеге жететініне көз жеткізу қиын емес. Осы арқылы, нәтиже кодтық амалдардағы символдар санының айырмашылығына байланысты. Ал бұл кодсыздандыру кезінде қиындық келтіреді. Әрине, кодтық амалдарды айыру үшін арнайы айыру белгісін қоюға болады, бірақ та бұл кезде біз қол жеткізген нәтиже кодтық амалдық орташа ұзындығы символға көбейгендіктен төмендейді.

Қосымша символдарды қолданбай бір мінді кодсыздандыруды мақсатты түрде қамтамасы ету. Ол үшін нәтижелі кодты былай құру керек: бір де бір код амалы басқа ұзынырақ амалдың басымен ұқсамауы керек. Осы шартты қанағаттандыратын кодтарды префиксттік кодтар деп атайды. Мына префикстік код амалдарының бірізділігі 100000110110110100, мысалы

Бірден кодсызданады:

Префикстік емес кодтың бірізділігі 000101010101 мысалы,

(01 амалы 010 амалының басы боолып табылады) кодсыздануы әр тұрлі болуы мүмкін:

немесе

Геннрн-Фано мен Хаффмен әдістерін қолданғаннан кейінгі кодтар префикстік болатынына көз жеткізу қиын емес.

Таңбалар бірізділігімен коррелиянған нәтижелі кодтаудың әдістері. Алғашқы бірізділік декорреляциясы таңбалар алфавитін үлкейту арқылы жүзеге асуы мүмкін.Жіберуге тиісті хабарлама бір, екі немесе n-тіркеске бөлінеді, ықтималдылығы мынадай болады:

Әрбір тіркеске сәйкесінше Шеннон-Фано мен Хаффмен әдістері бойынша кодтық амалдар қойылады.

Бұл әдістің тиімсіздігі мынада: таңбалар арасындағы бірінен соң бірінгі тіркестерге кіретін корреляциялық байланыстар ескерілмейді. Әрине, Естественно, әрбір тіркеске көп таңба кірген сайын ол аз айқындалады.

Көрсетілген кемшілік диаграмм немесе триграмм, l -грамм әдісі қолданылса жойылады. Хабарламаның l іргелес таңбаларының тіркесуін l-грамм деп атайық. Екі іргелес таңбаның байланысы диаграмма, үшеуінікі — триграмма деп атайық және т.б

Енді l -грамма кодтау процесінде хабарламада текст тоқтаусыз қозғалады.

Әрбір кезекті таңбаның кодтық белгіленуі l -1 алдыңғы таңбаға юайланысты және Шеннона - ФанонемесеХаффмен әдістері негізінде әр түрлі l -грамм ықтмалдылығымен анықталады.

l нақты мәні таңбалар арасындағы корреляциялық байланыс деңгейіне байланысты немесе кодтайтын немесе кодсыздандыратын құрылғылардың техникалық орындау қиндығына байланысты таңдалады.

Нәтижелі кодалау жүйесінің кемшіліктері. Кемшіліктердің бір себептерінің бірі ол кодалық қиыстыру айырмашылығында. Егер ақпаратты ақпарат көзінен алу басқарылмайтын(мысалы, магнит лентада есте сақтау құрылғысында үздіксіз ақпарат алу) болса, кодаланатын құрылғы бірдей уақыт аралығында әр түрлі узындықтағы қиыстыруды береді. Сонымен, байланыс сызықтары тек символдар тұрақты жылдамдықпен берілгенде тиімді болады, шығысында кодаланған құрылғы буферді құрылғы қарастырылуы керек.ол символдарды түсу көлеміне байланысты қорландырады және байланыс сызықтарына тұрақты жылдамдықпен беріп отырады. Аналогты құрылғы қабылдау бетінде де қажетті.

Екінші кемшілігі ақпарат жіберу барысында туындаған кідіріс.

Ең үлкен әсерге ұзын блоктарды кодалағанда жетеді, ал ол символдарды белгілі бір ретпен қоймай жатып таңбаны жинау қажеттілігін туындатады. Қайта кодалау барысында кідіріс қайта пайда болады. Бұны кодаланатын блоктын ұзындығын таңдағанда қарастыру керек.

Тағы бір кемшілігі кедергілердің қабылдау дұрыстығына айрықша әсері. Дара қателік жіберіліп отырған кодалық қиыстыруды ұзындығы сай келмейтін басқа кодалық қиыстыруға айналдыруы мүмкін. Артынан «қателік трегі» (трек ошибки) деп аталатын келесі тізбек қиыстыруының дұрыс емес қайта кодалауын ілестіреді.

Қателік трегінің нәтижелі кодасын құрдың арнайы әдісі ол минимумға ұмтылдыру [18].

Нәтижелі кодалауды орындаудың техникалық салыстырмалы қиындығын айта кету керек.

Ақпарат көзінің кодері суретте көрсетілген сур. 5.17. Онда негізгі матрицалық 1 щифраторды 3 регистрімен және 2 матрицалық шифраторды 4 жылжу регистрімен ақпарат оқуды басқаратын көмекші сұлбаны ерекшелеуге болады. Көлденең шифратор шиналарының саны кодаланатын таңбалар санына тең, ал тік шифратор шиналарының саны әрқайсысынның нәтижелі кодалаудағы ең ұзын қиыстыруындағы символдар санына тең.

ί-түйініндегі көлденең шинаның 1 негізгі шифраторына диодты қосу 3 жылжу регистріне z_i таңбасына сай келетін кодалық қиыстыруды жазуды қамтамасыз етеді.

2 көмекші шифраторына әр i –ші көлденең шинаға бір 4 регистрға нөмірі кодаланған қиыстыруда таңба санына сәйкес келетін бірлік жазбаны қамтамасыз ететін диод жалғанған.

7 ақпарат көзі берген кезекті z_i таңбасын кодалау 6 импульсті қор көзінен ί –ші көлденең шифратор шинасындағы И импульсі элементтері жіберу арқылы жүзеге асады. Сонымен қатар,z_i таңбасына сай келетін 3 жылжу регистріне кодаланған қиыстыру жазылады, ал 4 регистрі-кодаланған қиыстырудың соңы жайлы ақпарат беретін бірлік. 3 регистрінде жазылған 5 жылжымалы импульсті генератор таңбалары байланыс арналарына шығады. Сол генератор арқылы 4 регистріндегі бірлікте жылжиды. 3 регистрдан кодаланған қиыстырудағы соңғы таңба шыққан кезде ғана шығыста сәйкес импульс пайда болады. Бұл импульс кодаланған келесі таңбаға өтуді басқару үшін қолданылады.

5.18 суретте Гильбертпен Мурдың әзірлеген декодтаушы құрылымның жобасы келтірілген.

2 кіріске тасымалданатын декодтаушы кодты комбинация символы, оның бойымен 5 ші тактілі генератор импульсымен жылжиды.Келіп түсуші кодалық комбинциялардың кейбіреулері бір немесе бірнеше 0 ден басталатын болғандықтан, регистірдің құрылымы бойынша бұл комбинацияларың басын анықтау мүмкін емес, сондықтанда оны дұрыс декодтау мүмкін емес.Жәшік регистірінің кодты комбинациясының санының басын анықтау үшін ең ұзақ анағұрлым пайдалы кодалық комбинацияны алады және бірлікке анағұрлым көбірек сандар мен символ дарды алады.Бірінші қосымша жәшік регистіріне түсетін келесі декодталған комбинация түсерден алдын әрдайым бірді жазады.Регистір бойынша жылжып, ол кодалық комбинацияның басталуы жөнінде сигнал береді және оның ұзындығы бойынша.

Әр тактылы импульсте соң 6 шы импульті бастаудан жүреді, ол 1 ші матрицалы дешифратордан қорек алады.Соңғысы қолданылған комбинацилық кодқа сәйкес жасалынған,оған үлкен разряд жақтан артық бірлік жазылған._. Схемасы арқылы бұл импульс 4 ші аралық жәшіктің жадына жазылады және келесі импультің оқылуымен 3 тастау генераторы барша жәшіктің бастапқы қалыпқа орнатылуында қолданылады.(бірінші жәшікте 1, ал қалғандарында 0).Одан кейін келесі кодтық комбинация басталады және декодтық процесс қайталанады.

Бақылау сұрақтары

8. Екілік кодты қолдануда оны жіберуде, сақтауға және ақпарат өңдеуде қандай артықшылығы бар?

9. Тиімді статикалық кодалаудың мәні неде?

10. Салалы дәйекті белгінің кодалауының тиімділігінің себептері қандай?

11. Ненің арқасында тиімді кодалау кезінде кодалық комбинацияның орташа ұзындығы кемиді.

12. Тиімді кодалау кезінде кодалық комбинацияның орташа ұзындығы қандай шекке дейін кемуі мүмкін?

13. Тиімді код қандай басты шартты қанағаттандыруы керек?

14. Тиімді кодты қолдану барысында пайда болатын қиындықтарды атап өтіңіз

Дата добавления: 2015-10-23