Кодирование информации с помощью знаковых систем. Знаки и знаковые системы.

С древних времен знаки используются человеком для долговременного хранения информации и ее передачи на большие расстояния.

Форма знаков. В соответствии со способом восприятия знаки можно разделить на зрительные. Слуховые, осязательные, обонятельные и вкусовые, причем в человеческом общении используются знаки первых трех типов.

К слуховым знакам, воспринимаемым с помощью слуха, относятся звуки, которые используются в устной речи, а также звуковые сигналы, которые производятся с помощью звонка, колокола, гудка и т.д.

Для слепых разработана азбука Брайля, которая использует осязательный способ восприятия текстовой информации.

В общении многих видов животных особую роль играют обонятельные знаки. Например, медведи и другие дикие животные помечают место обитания клочками шерсти, сохраняющей запах, чтобы отпугнуть чужака и показать, что данная территория уже занята.

Для долговременного хранения знаки записываются на носители информации.

Для передачи информации на большие расстояния используются знаки в виде сигналов. Всем известны световые сигналы светофора, звуковые сигналы школьного звонка оповещают о начале или конце урока и т.д.

Значение знаков. Знаки отображают объекты окружающего мира или понятия, т.е. имеют определенное значение (смысл).

Знаки различаются по способу связи между их формой и значением. Иконические знаки позволяют догадаться об их смысле, так они имеют форму, похожую на отображаемый объект. Примером таких знаков являются значки на Рабочем столе операционной системы компьютера, например значок Мой компьютер.

Символами называются знаки, для которых связь между формой и значением устанавливается по общепринятому соглашению. Примером таких знаков являются символы химических элементов, отображающие атомы химических веществ.

В современном мире широко применяется шифрование, которое использует секретный ключ в качестве соглашения о связи формы символов с их значениями. Если секретный ключ неизвестен, то содержание передаваемого текста понять невозможно.

Один и тот же символ может иметь различное значение в разных знаковых системах. Например, знак «О» используется в качестве:

· буквы «О» в русском алфавите;

· буквы «О» {ou] в английском алфавите;

· цифры 0 в системах счисления:

· символа химического элемента «О» (кислорода) в таблице Д.И.Менделеева.

Знаковые системы являются наборами знаков определенного типа.

Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита (набора знаков) и правил выполнения операций над знаками.

Примеры знаковых систем:

· естественные языки (русский, английский, немецкий и т.д.);

· формальные языки;

· генетический алфавит:

· двоичная знаковая система.

Формальные языки. К формальным языкам относятся системы счисления, алгебра, языки программирования. Основное отличие формальных языков от естественных состоит в существовании строгих правил грамматики и синтаксиса.

Существуют формальные языки, в которых в качестве знаков используют не буквы и цифры, а другие символы, например, музыкальные ноты, изображения элементов электрических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки Морзе).

Генетический алфавит является «азбукой», на которой строится единая система хранения и передачи наследственной информации живыми организмами.

Как слова в языках образуются из букв, так и гены состоят из знаков генетического алфавита.

Двоичная знаковая система. В процессах хранения, обработки и передачи информации в компьютере используется двоичная знаковая система, алфавит которой состоит всего из двух знаков (9,1). Физически знаки реализуются в форме электрических импульсов (нет импульса – 0, есть импульс – 1) а также состояний ячеек оперативной памяти и участков поверхностей носителей информации (одно состояние – 0, другое состояние -1).

Кодирование информации. В процессе восприятия, передачи и хранения информации живыми организмами, человеком и техническими устройствами происходит ее кодирование.

Информация, представленная с помощью естественных и формальных языков, может быть выражена в форме устной речи или в письменном виде. Каждая форма представления использует особую знаковую систему, ориентированную на способ ее восприятия. В процессе обмена информации между людьми часто приходится переходить от одной формы представления информации к другой. В процессе преобразования информации из одной формы представления (знаковой системы) в другую происходит перекодирование информации.

Перекодирование – это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы.