История кодирования информации

Измайлова Елизавета Андреевна

ДЕРЖАВНИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«ЗАПОРІЗЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

МІНІСТЕРСТВА ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КАФЕДРА ІНФОРМАЦІЙНИХ  ТЕХНОЛОГІЙ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ З ДИСЦИПЛІНИ

«ІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ  І ТЕХНОЛОГІЇ»

ТЕМА:

«ІСТОРІЯ КОДУВАННЯ ІНФОРМАЦІЇ »

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконав: студентка групи 3613-2-1

Ізмайлова Єлизавета  Андріївна

Перевірила:

Пшенична Олена  Станіславівна

 

 

 

 

Запоріжжя, 2013

 

Содержание

Введение

Понятие кодирования информации

Одну и ту же информацию, например, сведения об опасности мы можем выразить разными способами: просто крикнуть; оставить предупреждающий знак (рисунок); с помощью мимики и жестов; передать сигнал «SOS» с помощью азбуки Морзе или используя семафорную и флажковую сигнализацию. В каждом из этих способов мы должны знать правила, по которым можно отобразить информацию. Такое правило назовем кодом.

Код — это набор условных обозначений (или сигналов) для записи (или передачи) некоторых заранее определенных понятий.

Кодирование информации – это процесс формирования определенного представления информации. В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.

Обычно каждый образ при кодировании (иногда говорят — шифровке) представлении  отдельным знаком.

Знак - это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов.

Знак вместе с его смыслом называют символом.

Набор знаков, в котором определен  их порядок, называется алфавитом. Существует множество алфавитов:

алфавит кириллических букв {А, Б, В, Г, Д, Е, ...}

алфавит латинских букв {А, В, С, D, Е, F,...}

алфавит десятичных цифр{0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}

алфавит знаков зодиака {картинки знаков зодиака} и др.

Особенно большое значение имеют  наборы, состоящие всего из двух знаков:

пара знаков {+, -}

пара цифр {0, 1}

пара ответов {да, нет}

Алфавит, состоящий из двух знаков, называется двоичным алфавитом. Двоичный знак (англ. binary digit) получил название «бит».

Шифрование - кодирование сообщения отправителя, но такое чтобы оно было не понятно несанкционированному пользователю.

Длиной кода называется такое количество знаков, которое используется при кодировании.

Количество символов в алфавите кодирования и длина кода - совершенно разные вещи. Например, в русском  алфавите 33 буквы, а слова могут  быть длиной в 1, 2, 3 и т.д. буквы.

Одно и то же сообщение можно  закодировать разными способами, т. е. выразить на разных языках. В процессе развития человеческого общества люди выработали большое число языков кодирования. К ним относятся:

• разговорные языки (русский, английский, хинди и др. — всего более 2000);
• язык мимики и жестов;
• язык рисунков и чертежей;
• язык науки (математические, химические, биологические и другие символы);
• язык искусства (музыки, живописи, скульптуры и т. д.);
• специальные языки (эсперанто, морской семафор, азбука Морзе, азбука Брайля для слепых и др.).

Основная часть

История кодирования информации

 

Человечество использует шифрование (кодировку) текста с того самого момента, когда появилась первая секретная  информация. Перед вами несколько  приёмов кодирования текста, которые  были изобретены на различных этапах развития человеческой мысли:

 

криптография – это тайнопись, система изменения письма с целью  сделать текст непонятным для  непосвященных лиц;

 

 

 

 

 

сурдожесты – язык жестов, используемый людьми с нарушениями слуха.

Один из самых первых известных  методов шифрования носит имя римского императора Юлия Цезаря (I век до н.э.) . Этот метод основан на замене каждой буквы шифруемого текста, на другую, путем смещения в алфавите от исходной буквы на фиксированное количество символов, причем алфавит читается по кругу, то есть после буквы я рассматривается а. Так слово «байт» при смещении на два символа вправо кодируется словом «гвлф». Обратный процесс расшифровки данного слова – необходимо заменять каждую зашифрованную букву, на вторую слева от неё.

 

азбука Морзе или неравномерный телеграфный код, в котором каждая буква или знак представлены своей комбинацией коротких элементарных посылок электрического тока (точек) и элементарных посылок утроенной продолжительности (тире);

 

Кодирование различных типов информации

История кодирования символов

 

Для кодирования одного символа  клавиатуры используют 8 бит - один байт.

Байт - это наименьшая единица обработки  информации. С помощью одного байта  можно закодировать 28=256 символов.

Существует таблица кодов клавиатуры. Первые коды с 32 по 127 являются стандартными и обязательными для всех стран и всех компьютеров, а во второй половине (128-255) каждая страна может создавать свой стандарт - национальный.

 

 

1963 год - Утвержден американский стандартный код для обмена информацией - ASCII (American Standard Code Informatio Interchange). 
Фирма General Electric создала первую коммерческую СУБД (систему управления базами данных).

 Первая, или «нижняя», половина  таблицы ASCII (коды 0—126) содержит знаки  препинания, арабские цифры и символы английского алфавита. Она является общепринятой во всем мире. В каждой стране используется своя «верхняя» половина таблицы ASCII (коды 127—255, или «расширенные» ASCII-коды), в которой находятся буквы национальных алфавитов и специальные символы. 
Для поддержки русского алфавита применяют два основных варианта таблицы кодировок символов — кодовую таблицу 866 для операционной системы MS-DOS и кодовую таблицу 1251 для операционной системы Windows. Русские буквы в этих кодировках расположены на совершенно разных позициях.

Структура таблицы кодировки ASCII

 

Порядковый номер	Код	Символ
0 - 31	00000000 - 00011111	Символы с номерами от 0 до 31 принято называть управляющими. Их функция – управление процессом  вывода текста на экран или печать, подача звукового сигнала, разметка текста и т.п.
32 - 127	0100000 - 01111111	Стандартная часть таблицы (английский). Сюда входят строчные и прописные буквы латинского алфавита, десятичные цифры, знаки препинания, всевозможные скобки, коммерческие и другие символы. Символ 32 - пробел, т.е. пустая позиция  в тексте. Все остальные отражаются определенными  знаками.
128 - 255	10000000 - 11111111	Альтернативная  часть таблицы (русская). Вторая половина кодовой таблицы ASCII, называемая кодовой страницей (128 кодов, начиная с 10000000 и кончая 11111111), может иметь различные варианты, каждый вариант имеет свой номер. Кодовая страница в первую очередь  используется для размещения национальных алфавитов, отличных от латинского. В  русских национальных кодировках в этой части таблицы размещаются символы русского алфавита.

 

1964 год - Язык BASIC (Beginners all-parpouse sumbolic instraction code - многоцелевой язык символических инструкций для начинающих) был разработан профессорами Дартмутского колледжа Томом Куртцем (Tom Kurtz) и Джоном Кемени (John Kemeny) для обучения студентов, незнакомых с вычислительной техникой. У языка со временем появилось множество диалектов: Basica (IBM), GW-Basic, MSX-Basic, Turbo-Basic (Borland), Quick-Basic (Microsoft), XYBasic, QBasic, CBasic, Basic-80, 86 и 87Basic/387Basic (MicroWay) и т.д.

Впервые BASIC был  применен в компьютере IBM 704, но широкое распространение получил в начале 1980-х, после того как в 1975 г. Билл Гейтс и Пол Аллен написали интерпретатор Бейсика для первого ПК Altair 8800. Со временем язык породил множество диалектов.

В 1968-1970 годах профессор Никлаус Вирт (нем. Niklaus Wirth, род. 15 февраля 1934) создал в Цюрихском политехническом университете язык PASCAL, названный в честь Блеза Паскаля - первого конструктора устройства, которое теперь относится к классу цифровых вычислительных машин. Он создавался как язык, который, с одной стороны, был бы хорошо приспособлен для обучения программирования, а с другой - давал бы возможность эффективно решать самые разнообразные задачи на современных ЭВМ.

При создании этого языка Вирт большое  внимание уделял хорошему стилю программирования - структурному программированию, благодаря  которому конструкции PASCAL позволяют  писать надежные, легко проверяемые  программы с ясной и четкой структурой.

1969 - Профессор математики МТИ  (Массачусетского технологического  института)  Сеймур Пейперт и его коллеги создали новый язык на основе Лиспа, назвав его Лого (что по-гречески означает слово). По инициативе Пейперта в языке стала использоваться так называемая черепашка, обеспечивающая связь "объект - мысль" (сначала употреблялась механическая черепашка, ползающая по полу, а затем - ее условное изображение на экране). Как отмечал Пейперт, "компьютер обычно шаг за шагом ведет ребенка за собой", а Лого, наоборот, "убеждает ребенка в том, что он способен управлять машиной, позволяет ребенку сказать: "Здесь я хозяин". Сначала Лого предназначался для больших компьютеров и мини-компьютеров, имеющихся в МТИ, но потом проник в тысячи классов начальных школ.

Язык программирования - лого

К сожалению, в настоящее время  существуют пять различных кодировок  кириллицы (КОИ8-Р, Windows, MS-DOS, Macintosh и ISO). Из-за этого часто возникают проблемы с переносом русского текста с одного компьютера на другой, из одной программной системы в другую.

Хронологически одним из первых стандартов кодирования русских  букв на компьютерах был КОИ8 ("Код обмена информацией, 8-битный"). Эта кодировка применялась еще в 70-ые годы на компьютерах серии ЕС ЭВМ, а с середины 80-х стала использоваться в первых русифицированных версиях операционной системы UNIX.

MS-DOS расшифровывается как дисковая операционная система. Операционная система - это программа, координирующая действия вычислительной машины; под ее управлением осуществляется выполнение программ. MS-DOS - операционная система, расположенная на дисках. Разработчиком MS-DOS является Корпорация Microsoft.

Первой разработкой MS-DOS можно считать  операционную систему для персональных ЭВМ, созданную фирмой Seattle Computer Products в 1980 г. В конце 1980 г. система, первоначально названная QDOS, была модифицирована и переименована в 86-DOS.

Право на использование операционной системы 86-DOS было куплено Корпорацией Microsoft, заключившей контракт с фирмой IBM, обязуясь разработать операционную систему для новой модели персональных компьютеров, выпускаемых фирмой. Когда в конце 1981 г. новый компьютер IBM PC приобрел широкую популярность, его операционная система представляла собой модифицированную версию системы 86-DOS, названную PC-DOS, версия 1.0.

Вскоре после выпуска IBM-PC на рынке  стали появляться персональные компьютеры "схожие с РС". Операционная система  этих компьютеров называлась MS-DOS, версия 1.0. Корпорация Microsoft предоставила в  распоряжение фирм, производящих эти  машины, точную копию операционной системы PC-DOS - широко теперь применяемую MS-DOS.

Единственным серьезным различием  этих систем было то, что называется "уровнем системы". То есть для  каждой машины необходимо было по- купать свою операционную систему. Отличительные особенности каждой системы мог выявить только системный программист, в чьи обязанности входила работа по "подгонке" операционной системы к конкретной машине. Пользователь, работающий на разных машинах, не ощущал никакой разницы между ними.

С момента выпуска операционные системы PC-DOS и MS-DOS усовершенствовались параллельно и аналогичным образом. в 1982 году появились версии 1.1. Главным преимуществом новой версии была возможность использования двухсторонних дискет (версия 1.0 позволяла работать только с односторонними дискетами), а также возможность пересылки принтеровского вывода на другие устройства.

В 1983 году были разработаны версии 2.0. По сравнению с предыдущими  они давали возможность использовать жесткий диск, обеспечивали усложненный  иерархический каталог диска, включали встроенные устройства для дискет и систему управления файлами.

MS-DOS версии 3.0, выпущенная в 1984 году, предоставляла улучшенный вариант  обслуживания жесткого диска  и подсоединенных к компьютеру  микрокомпьютеров. Последующие версии, включая 3.3 (появившуюся в 1987 году), развивались в том же направлении.

MS-DOS версии 5.0 предоставляет возможность  использования памяти расположенной  выше 1M.

В MS-DOS версии 6.0 расширены возможности  изпользования памяти расположенной  выше 1M, добавлена утилита оптимизации использования памяти Memmaker. Добавлено средство увеличения эффективного дискового пространства DoubleSpace. В комплект поставки включены утилиты проверки и оптимизации жесткого диска ScanDisk и Defrag.

После судебных разбирательств с компанией Stack по поводу авторского права на DoubleSpace, последний в версии MS DOS 6.22 заменен на DriveSpace. 

 

 

От начала 90-х годов, времени  господства операционной системы MS DOS, остается кодировка CP866 ("CP" означает "Code Page", "кодовая страница").

 

 

Macintosh или Mac —линейка персональных компьютеров, спроектированных, разработанных, производимых и продаваемых фирмой Apple. Работают под управлением операционной системы Mac OS. Своё название получили от сорта яблок «Макинтош».

Компьютеры фирмы Apple, работающие под  управлением операционной системы Mac OS, используют свою собственную кодировку Mac.