67618

Устройства и системы ввода-вывода текстовой и графической информации. Принцип кодирования текстовой информации. Кодирование текстовой информации в ЭВМ

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Текстовая информация представляется последовательностью алфавитно-цифровых символов каждый из которых определённым образом кодируется. Существуют четыре основных принципа кодирования символов. 1 где S множество всех символов используемых для кодирования текста...

Русский

2014-09-12

147 KB

1 чел.

Устройства и системы ввода-вывода

текстовой и графической информации

Принцип кодирования текстовой информации

1. Кодирование текстовой информации в ЭВМ

Текстовая информация представляется последовательностью алфавитно-цифровых символов, каждый из которых определённым образом кодируется. Существуют четыре основных принципа кодирования символов.

1. Символы кодируются в виде последовательности двоичных цифр. Количество разрядов на один символ определяется по формуле

,                                  (17.1)

где S - множество всех символов, используемых для кодирования текста; HХ(S) - энтропия по Хартли (мера неопределённости). Эта величина характеризует количество информации в каком-либо сообщении.

;                    (17.2)

.

Эта энтропия обладает свойством адитивности, т.е. . Например, код символа складывается из буквенного обозначения и цифрового X={A, B, C, D}, Y={1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, …, 16}; тогда

,  .

Большинство кодировок используют один байт для кодирования символов.

2. Символы, относящиеся к одной группе по каким-либо признакам желательно кодировать в виде односвязного множества в одномерном пространстве кодов (рис. 17.1).

Рис. 17.1. Одномерное пространство кодов символов

3. Коды символов должны отражать порядок следования букв в алфавите.

4. Желательно, чтобы преобразование строчных букв в прописные и обратно сводилось к прибавлению или вычитанию некоторой константы или к гашению/записи некоторых бит.

Принцип 2 и 4 не всегда соблюдаются.

Для кодирования символов в качестве внутреннего кода ЭВМ наиболее часто используется двоичный код обработки информации (ДКОИ), построенный на основе международного кода EBCDIC.

Наиболее часто символы в тексте в пределах информационных блоков встречаются с различной вероятностью, что позволяет сократить затраты разрядов на кодирование. Для этого количество информации рассчитывается при помощи энтропии по Шеннону HS(X), и в общем случае HS(S)< HX(S).

,     (17.3)

где N – мощность множества X(N=|X|); Pi – вероятность поступления событий (встречаемость символов в тексте); .

Если события равновероятны, то Pi = 1/N =>

.   (17.4)

Свойства энтропии по Шеннону:

а) она всегда положительна;

б) она максимальна, т.е. равна энтропии по Хартли, когда события равновероятны;

в) для независимых событий из множеств X и Y, энтропия произведения X и Y равна сумме отдельных энтропий

HS(XY)=HS(X)+ HS(Y).

Энтропия по Шеннону и энтропия по Хартли также используются для теоретического анализа каналов передачи информации.

Разобьем множество символов S на m подмножеств (), в которых символы встречаются с равной вероятностью.

,     (17.5)

где рi – вероятность встретить символ, принадлежащий подмножеству Si.

Количество бит для кодирования одного символа определяется как

.        (17.6)

Экономия в разрядах на один символ проявляется, когда n1<nbit, тогда для кодирования используют n1 разряд, а для переключения с одной группы символов на другие используют специальные коды, которые включаются в каждую группу. Таким кодом является международный телеграфный код (МТК-2, МТК-5), который используется в системах связи и телеобработки.

Если условие

  ,                                 (12.7)

где <N> - средняя длина информационного блока, содержащего символы из одной группы; выполняется, то кодирование считается эффективным.

2. Ручной ввод текстовой информации с клавиатуры

Клавиатуры могут характеризоваться:

1) эксплуатационными характеристиками:

а) количество типов клавиш;

б) количество клавиш каждого типа;

в) расположение клавиш. По расположению клавиш наибольшее распространение получила клавиатура QWERTY, однако, возможны и другие варианты расположения символов клавиатуры (Дворака и Делея);

2) механическими характеристиками, основной из которых является функция упругости клавиш.

По способу обнаружения нажатия клавиш выделяют три типа клавиатур:

1) с гальваническим контактом или с открытым (не герметичным контактом). Для них характерна низкая стоимость и малое время наработки на отказ;

2) с магнитным принципом обнаружения (на основе магниточувствительных и проводниковых структур). Для них характерна большая стоимость, но очень высокая надёжность;

3) с ёмкостным принципом обнаружения нажатия. Для них характерна высокая износостойкость, низкая надёжность и сложность настройки.

Принцип кодирования клавиш клавиатуры не зависит от кодирования символов. В системное устройство ПЭВМ посылается не код символа, которому соответствует данная клавиша, а позиционный код клавиши. Переход к коду символа осуществляется специальной схемой управления клавиатурой, которую можно перепрограммировать.

Клавиатура включает в себя совокупность ключей клавиш и схемы управления для формирования кода при замыкании ключа, исключения неоднозначности кодирования из-за “дребезга” контактов и выполнения других управляющих функций. Клавиатура проектируется как конечный автомат (рис. 17.2)

Дешифратор последовательно опрашивает состояние ключей, расположенных с столбцах X матрицы клавиатуры. Если какая-либо клавиша нажата, то сигнал через замкнутый контакт поступает на соответствующую горизонтальную шину Y и через селектор (регистр) поступает на вход ПЛМ. Сигналы с дешифратора и селектора образуют адресный вход ПЛМ, в ячейках которой записаны коды символов (их младшие разряды). Код символа записывается в выходной регистр. Старшие разряды кода определяются содержимым специального регистра, изменяющего своё значение только при нажатии клавиши изменения регистров (Shift, Alt и др.).

Проблема “дребезгов” клавиатуры решается использованием вместо ПЛМ микропроцессора. Вертикальные и горизонтальные шины матрицы контактов подключаются, соответственно, к портам вывода и ввода (Пвыв) и (Пвв), для передачи в ЭВМ сформированного кода символа используется второй порт вывода микропроцессора (см. рис. 17.3).

Для устранения “дребезгов” используется накопление веса нажатой клавиши за несколько циклов опроса, образующих период опроса. Если в период опроса координаты клавиши не совпали, то инициируется сброс счётчика веса и начинается новый период опроса.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

15448. Совершенствование практики раскрытия информации 47 KB
  С.В. Лосев Совершенствование практики раскрытия информации При приобретении ценных бумаг на первичном рынке основной задачей инвестора и эмитента является объективная оценка ценности предмета сделки. Однако данная задача решается участниками не одинаково и с разн...
15449. Производные инструменты в коммерческом банке 1.02 MB
  Роль рынка производных инструментов в экономике Сущность и функции срочного рынка Рынок производных инструментов России Коммерческий банк как участник срочного рынка 2 Направления деятельности банков на рынке д
15450. Состояние и перспективы развития закрытых паевых инвестиционных фондов недвижимости 816.5 KB
  Введение Индустрия инвестиционных фондов в нашей стране в последнее десятилетие развивалась в большей степени экстенсивными темпами нежели по пути качественного роста. Практически ежегодно увеличивался объём средств в доверительном управлении российских управляющ
15451. Управление рисками инвестиционных проектов в пищевой промышленности 2.78 MB
  Управление рисками инвестиционных проектов в пищевой промышленности ВВЕДЕНИЕ Актуальность исследования. Опыт развития рыночных отношений показал что инвестирование является важнейшим источником экономического роста финансовой основой прогресса. Объективный...
15452. Східні слов’яни: походження, розселення, соціально-економічний розвиток і культура. Виникнення назви „Русь” 37.5 KB
  Східні словяни: походження розселення соціальноекономічний розвиток і культура. Виникнення назви Русь. Витоки словян вчені відносять до кінця бронзового початку залізного віку. За своїм походженням словяни. автохтонне не прийшле а таке що сформувалося на ц...
15453. Утворення Київської Русі. Основні етапи її розвитку 73.5 KB
  Утворення Київської Русі. Основні етапи її розвитку. Протягом VIII IX ст. словяни розселилися на території Східної Європи. Найбільшими словянськими племенами були: поляни що жили на Середній Наддніпрянщині сіверяни на р. Десна вятичі на Оці на заході від полян дрегов
15454. Соціально-економічний ї політичний устрій Київської Русі 29.5 KB
  Соціально-економічний ї політичний устрій Київської Русі Київська Русь започаткувала феодальний період в історії народів Східної Європи які не знали рабовласницької формації. Феодалізм зароджувався у них на основі первіснообщинного ладу. Головною особливістю ран...
15455. Причини та наслідки занепаду Київської Руcі 32 KB
  Причини та наслідки занепаду Київської Руcі. XIIXIII століття на Русі увійшли в історію як період феодальної роздробленості. По смерті великого князя київського Мстислава сина Володимира Мономаха Київська Русь розпадається на багато князівств і земель. Поза сум...
15456. Формування Галицько-Волинського князівства. Суспільні відносини в державі 39.5 KB
  Формування ГалицькоВолинського князівства. Суспільні відносини в державі. Серед руських князівств найбільшими були РостовоСуздальське ПолоцькоМінське і ГалицькоВолинське князівство. Київ став стольним містом Київської землі яка займала територію Середнього...