почему в коде морзе необходим символ разделитель пауза
Содержание урока
§5. Язык и алфавит
§6. Кодирование
Вопросы и задания
§6. Кодирование
Вопросы и задания
1. Что такое кодирование?
2. Зачем кодируют информацию?
3. Что такое код?
4. Какой алфавит используется в коде Морзе?
5. Какие буквы в коде Морзе имеют самые короткие коды? Почему?
6. Предложите, как можно изменить азбуку Морзе, чтобы сообщения на русском языке стали более короткими.
7. Запишите своё имя с помощью кода Морзе.
8. Почему в коде Морзе необходим символ-разделитель (пауза)?
9. В каком случае применяется транслитерация?
10. Где сейчас используются числа, записанные в римской системе счисления?
11. Как вы думаете, зачем в финансовых документах денежные суммы пишут прописью?
12. Какое кодирование называют двоичным?
13. Можно ли при двоичном кодировании использовать не 0 и 1, а другие знаки (например, буквы А и Б)?
14. Объясните, как при двоичном кодировании связаны длина сообщения и количество информации в нём.
Подготовьте сообщение
а) «Код Морзе»
б) «История двоичного кодирования»
в) «Код Грея»
г) «Шрифт Брайля»
Следующая страница 
Задачи
Cкачать материалы урока
Про азбуку Морзе
В предыдущей статье мы говорили про развитие бумажной почты — её появление сыграло в истории немаловажную роль, но до изобретения электронной почты письма ходили очень уж долго. А ведь скорость передачи информации порой имеет первостепенное значение — ну, например, во время войны. Наращивали лошадиные силы у ямщиков? Не-не, однажды были придуманы технологии и без использования лошадей. Например, телеграфы — устройства для передачи сигнала по проводам, радио и другим каналам электросвязи. Но о телеграфах — в следующий раз, а пока — про используемый в них «язык», азбуку Морзе.
Верно ли утверждение, что изобретателем азбуки, да и телеграфа в целом, является американский художник Сэмюил Финли Бриз Морзе (1791-1872)? Вообще, да, но на самом деле — вроде как нет. По одной из версий, сам Морзе не разработал ни того, ни другого — мол, он гуманитарий и свободного времени на подобные вещи у него попросту не было.
Зато были два коллеги-инженера (Джозеф Генри и Альфред Вейл), рассказавшие однажды о придуманном в Европе устройстве, в котором катушка медной проволоки управляется дистанционными сигналами и передаёт возникающие электроимпульсы. Морзе поручил технарям реализовать идею — так в 1835 году появился самописец, работавший от дистанционно передаваемых импульсов. Дальше больше — несколько лет усовершенствований, и вот в 1837 году появляется первый электромеханический телеграфный аппарат для передачи и приёма сообщений (к конструкции которого Морзе также имел лишь косвенное отношение), а годом позже Альфред Вейл предлагает идею точек и тире.
Вторая легенда более длинная, но и более красивая — в ней чувствуется атмосфера стартапа, а Морзе всё же стал изобретателем. Выбирайте сами, что вам больше нравится.
Итак, где-то 1830-ый год, Сэмюил возвращается из Европы на пароходе «Салли». У группы людей он подслушивает обсуждение экспериментов с электромагнетизмом, мол, электрический импульс можно мгновенно обнаружить в любой точке даже самого длинного провода. В голове гения сразу родилась мыслишка о передаче таким образом информации, и якобы уже на пароходе он набросал схему (а то и не одну) примитивной телеграфной системы. Более того, сходя с корабля, он сказал капитану: «Однажды вы услышите о таком чуде, как «телеграф» — знайте, оно родилось на вашем прекрасном корабле».
На деле, как и в случае со многими стартапами, оптимизма поубавилось — у Морзе не получилось толком сделать даже электромагнит, хотя позже ему подсказали, как изолировать провод и как аккуратно намотать его на подковообразный сердечник. В итоге получился примитивный аппарат, в котором электромагнит притягивал карандаш к движущейся ленте, нанося на нее точки и тире.
Работа (по прокладыванию проводов по деревьям, так как под землёй не получилось) кипела вплоть до 24 мая 1844 года — утром этого дня в одной из комнат Капитолия (Вашингтон) Морзе сел перед телеграфным аппаратом. В Балтиморе перед таким же аппаратом сидел его помощник Альфред Вейл.
Незадолго до этого Морзе попросил Анну Элсворт (дочь главы патентного ведомства США) подобрать какую-нибудь прикольную фразу для первого телеграфного сообщения, а та не придумала ничего лучше, как взять фразу из Библии: «What hath God wrought!» (что-то вроде «Вот что творит Бог!», хотя чаще приводят перевод «Чудны дела твои, Господи!»). Отстучав эти слова, Сэмюил Морзе публично обозначил начало телеграфного века, а вся Америка вскоре покрылась сетью телеграфных линий. Стартап выстрелил: красный порш, шубохранилища — да-да, вот это всё )
Впрочем, если верить другим источникам, то самая-самая первая телеграмма (без помпы и фанфар) вроде как была отправлена 6-ого января 1838 на расстояние в 2 мили (по проводам на сталеплавильне Спидвел, недалеко от Морристауна, Нью Джерси) и была фразой «A patient waiter is no loser» («Терпеливо ждущий – не лузер»).
Аналогично, если говорить про телеграфы, то самый-самый первый электромагнитный телеграф вроде как изобрёл и создал (в Петербурге, между Зимним дворцом и зданием министерства путей сообщения) несколькими годами ранее (в 1830-32) барон Павел Львович Шиллинг фон-Канштатт, просто у него обстоятельства не сложились. Впоследствии электромагнитный телеграф был построен в Германии (Карлом Гауссом и Вильгельмом Вебером, 1833) и Великобритании (Куком и Уитстоном, 1837), хотя все три упомянутых телеграфных аппарата относятся к электромагнитным аппаратам стрелочного типа, в то время как аппарат Морзе являлся электромеханическим. Были и другие попытки создания подобных систем (чуть ли не с 16 века), но они интересны лишь с исторической точки зрения.
В общем, как всё было на самом деле, мы уже вряд ли узнаем. Тем не менее, в 1854 году после многочисленных слушаний, Верховный суд признал Морзе единственным изобретателем системы, а потому и устройство/азбука названы только его именем.
Телеграф Морзе
Конструкция устройства очень проста. Передатчиком аппарата Морзе является телеграфный ключ, приёмником — электромагнит, управляющий работой пишущего механизма.
Передатчик служит для замыкания/размыкания электрической цепи и представляет собой металлический рычаг, ось которого находится в сообщении с линейным проводом. Рычаг одним своим концом прижимается пружиной к металлическому выступу с зажимным винтом, посредством которого он соединяется проволокой с приёмным аппаратом станции и с землёю. Если нажать рукой на другой конец рычага, то он коснётся другого выступа, соединённого с батареей, при этом, понятно, ток пойдёт в линию на другую станцию.
Главными частями приёмника являются: вертикальный электромагнит, рычаг в виде коромысла и часовой механизм для протягивания бумажной ленты, на которой рычагом оставляются условные знаки. Электромагнит при пропускании через него тока притягивает к себе железный стерженёк, находящийся на конце рычага; другое плечо рычага при этом поднимается и придавливает стальное острие на его конце к бумажной ленте, которая непрерывно передвигается над ним посредством часового механизма. Когда ток прерывается, рычаг оттягивается пружиной в прежнее положение. В зависимости от продолжительности тока на ленте, острие рычага оставляет следы или в виде точек, или чёрточек — различные комбинации этих знаков и составляют азбуку Морзе.
Азбука Морзе
Все телеграфы используют так называемый телеграфный код — принятую условную систему обозначений, в которой каждой букве (или знаку) соответствует своя комбинация элементарных посылок электрического тока. Элементарная посылка (элемент кода) — наикратчайшая, из них составляются все остальные. Количество элементарных посылок для обозначения каждого знака в коде может быть различным (неравномерные коды, например, код Морзе) или одинаковым (равномерные коды, например, код Бодо). Число значений, которое может приобретать элементарная посылка в процессе передачи, называется основанием кода — по этому признаку коды делятся на бинарные (двоичные), троичные и какие-то ещё. В зависимости от числа элементарных посылок для передачи знаков различают равномерные коды 5-элементные, 6-элементные и так далее.
«Код Морзе» (он же «Морзянка») — ни что иное, как неравномерный телеграфный код, в котором знаки обозначаются комбинациями из посылок тока различной продолжительности. За единицу длительности принимается длительность точки, а длительность «тире» равняется длительности трёх точек. Пауза между знаками в букве — одна точка, а между буквами в слове — 3 точки. Пауза между словами составляет 7 точек. Все знаки в коде Морзе образуют так называемую азбуку Морзе:
Как это всё запомнить? Ну, как известно, Москва не сразу строилась… по буковке в день — и всё получится 🙂 К слову, на бескрайних просторах интернета полно радиолюбительских сайтов и форумов, на которых есть не только информация и дельные советы по запоминанию, но и всевозможные приложения (в том числе под Android/iOS) для тренировки.
Примечательно, что исходная таблица «кода Морзе» ощутимо отличалась от тех кодов, что сегодня звучат на любительских диапазонах. Во-первых, в ней использовались посылки трех разных длительностей (точка, тире и длинное тире). Во-вторых, некоторые символы внутри своих кодов имели паузы. Кодировки современной и исходной таблиц совпадают только для половины букв (A, B, D, E, G, H, I, K, M, N, S, T, U, V и W) и не совпадают ни для одной цифры. Более того, для построения кода некоторых символов в оригинальной «морзянке» вообще использовались иные принципы. Так, помимо «точек» и «тире», были сочетания «двойное тире» (буква L) и даже «тройное тире» (цифра 0), а некоторые символы включали в себя паузу. Латинская буква С, например, передавалась раньше как «две точки-пауза-точка», то есть как переданные последовательно буквы И и Е — подобные нюансы заметно осложняли приём радиограмм. В том числе по этой причине вскоре появились различные варианты телеграфной азбуки, не содержавшие кодов с паузами между посылками (Филлипса, Бална, «морской», «континентальный» и т.д.).
О телеграфах поговорим в следующей статьей
Современный вариант международного «кода Морзе» (International Morse) появился относительно недавно — в 1939 году, когда была проведена последняя корректировка (так называемого «континентального» варианта), коснувшаяся в основном знаков препинания. В современной телеграфии код Морзе применяется в основном радиолюбителями, так как был практически вытеснен равномерным телеграфным кодом буквопечатающими телеграфными аппаратами (о которых поговорим в следующей статье).
Сегодня пользователи, как сыр в масле: им не нужно ни телеграфов, ни магнитов, ни знания тайных языков и кодов. Вводишь текст, жмёшь кнопку «Отправить» и за мгновение он долетает до любой точки мира. Круто? Несомненно.
Остальные посты читайте на странице спец-проекта.
!important: Статья не претендует на полноту и достоверность всех данных.
Презентация по информатике на тему «Кодирование информации»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Что такое кодирование и код Кодирование – это представление информации в форме, удобной для ее хранения, передачи и обработки. Код – это набор знаков закодированного сообщения.
Транслитерация Транслитерация представляет собой русский текст, записанный латинскими буквами. Пример: Фраза «Привет, Вася!» может быть закодирована транслитом, как: «Privet, Vasya!»
Шифрование Это один из способов кодирования, при котором нужно скрыть смысл сообщения от посторонних. Рсйгжу-!Гбта” – текст, зашифрованный с помощью шифра Цезаря
Кодирование числовой информации Для вычислений: 25 Прописью: двадцать пять Римская система счисления: XXV
Код Морзе Код Морзе был предложен американским художником и изобретателем Самюэлем Морзе. В этом коде все буквы и цифры кодируются в виде различных последовательностей точек и тире.
Код Морзе для русских букв и цифр •— — •— ••• •—•— ВАСЯ •— —•— ВА, АК, ПТ, ЕМЕТ
Двоичное кодирование Это кодирование информации с помощью двух знаков 0 и 1.
История двоичного кодирования Впервые кодирование чисел с помощью нулей и единиц применил в своей (механической) вычислительной машине немецкий мыслитель Готфрид Вильгельм Лейбниц в конце XVII века.
Длина двоичного кода N=2i Мощность алфавита Информационная ёмкость символа
Задание 1 Запишите с помощью римской системы счисления: 673; 34; 1243. DCLXXIII XXXIV MCCXLIII
Задание 2 Используя Азбуку Морзе, закодируйте сообщение «Сегодня 5 мая». Ответ:
Задание 3 Используя представленную ниже кодовую таблицу, закодируйте сообщение «ГАВВАБ»: Ответ: 010010100001 А Б В Г 00 01 10 11
Задание 4 На хранение целого числа отвели 12 битов. Сколько различных чисел можно закодировать таким образом? Решение: N=2i => N=212 = 4096 чисел.
Задание 5 Шахматная доска состоит из 8 столбцов и 8 строк. Какое минимальное количество битов потребуется для кодирования координат одной шахматной фигуры? Решение: N =8•8=64 N=2i => 64=2i => i=6 бит.
Задание 6 В некоторой стране автомобильный номер длиной 6 символов составляется из заглавных букв (всего используется 12 букв) и десятичных цифр в любом порядке. Каждый символ кодируется одинаковым и минимально возможным количеством битов, а каждый номер – одинаковым и минимально возможным количеством байтов. Определите объем памяти, необходимый для хранения 32 автомобильных номеров. Решение: N =12+10=22 N=2i => 22=2i => i=5 бит.
Вопросы Что такое кодирование? Зачем кодируют информацию? Что такое код? Какой алфавит используется в коде Морзе? Почему в коде Морзе необходим символ-разделитель (пауза)? Какое кодирование называют двоичным? Объясните, как при двоичном кодировании связаны длина сообщения и количество информации в нем?
Спасибо за внимание!
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Курс профессиональной переподготовки
Математика и информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Онлайн-конференция для учителей, репетиторов и родителей
Формирование математических способностей у детей с разными образовательными потребностями с помощью ментальной арифметики и других современных методик
Номер материала: ДБ-1439116
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Путин поручил провести экспертизы учебников для бакалавриата
Время чтения: 1 минута
Рособрнадзор проведет исследование качества образования в школах
Время чтения: 2 минуты
В России пройдет эксперимент с электронными аттестатами
Время чтения: 1 минута
В Москве подписан Меморандум о развитии и поддержке классного руководства
Время чтения: 1 минута
Стартовал Всероссийский конкурс «Лучшая столовая школы»
Время чтения: 1 минута
Минпросвещения дополнит цифровым модулем каждую профессию в СПО
Время чтения: 2 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Морзе, Брайль, Фано
Смотреть на youtube || на ИНТУИТ в качестве: низком | среднем | высоком
В компьютерах, как мы видели, символы алфавита кодируются словами одинаковой длины. В кодировке Unicode исходный текст, состоящий из n символов, будет представлен двоичным словом длины 16n. Такой способ представления информации удобен при работе с компьютерами, память которых огромна по человеческим меркам (10000 книг можно хранить в 8 Гб), скорость обработки информации превосходит пределы понимания. По этой причине при работе с компьютером удобство работы с произвольными текстами гораздо важнее избыточности кода и не самого экономичного способа хранения информации.
Совсем другое дело, когда кодированием и декодированием должен заниматься человек. В этом случае следует выбирать экономичный способ кодирования, стараясь уменьшить длину закодированного текста. Естественным решением этой проблемы является:
Эти принципы используются в коде Морзе. Приведу кодировку нескольких символов латиницы и кириллицы в коде Морзе:
В английском символы E и T – наиболее часто используемые символы, поэтому они кодируются словами длины 1. Для русских текстов используется стандартное соответствие символов кириллицы и латиницы.
Задача: Закодируйте слово SOS кодом Морзе.
Задача: Закодируйте слово «мама» кодом Морзе
Конечно, текст в коде Морзе существенно короче того же текста в кодировке Unicode. Слово «мама» в кодировке Unicode будет иметь длину 64, а в коде Морзе – 12.
Можно ли обойтись без разделителей при кодировании символов словами разной длины?
Декодирование однозначно, если код удовлетворяет условию Фано.
Сформулируем это условие. Код называется префиксным, если существует пара символов, такая, что код одного символа является префиксом кода другого символа.
В нашем примере код является префиксным, поскольку для символов М и П код символа М является префиксом (началом) кода символа П.
Если код не является префиксным, то условие Фано выполняется,. Условие Фано является достаточным условием для однозначного декодирования. Оно не является необходимым условием.
Рассмотрим несколько задач, решение которых предполагает использование условия Фано.
Для трехбуквенного алфавита <А, М, П>используется кодировка А – 01, М – 10, П – 001. Какой код минимальной длины следует задать для кодировки буквы Т, добавляемой в алфавит?
Решение: В двоичной системе текст выглядит так: 100001101100010, в шестнадцатеричной системе: 4362
Дан закодированный текст, записанный цифрами шестнадцатеричной системы АВ12:
Декодируйте текст, используя кодировку, предложенную в предыдущей задаче
АВ12 = 1010101100010010 = БББДАБВ
Рассмотрим алфавит, состоящий из 4-х символов <А, Б, В, Г>. Рассмотрим код, удовлетворяющий условию Фано: А – 00, Б – 10, В – 010, Г – 011. Можно ли, сохранив условие Фано, улучшить кодировку, уменьшив длину слова некоторых символов.
Морзе, Брайль, Фано
Смотреть на youtube || на ИНТУИТ в качестве: низком | среднем | высоком
В компьютерах, как мы видели, символы алфавита кодируются словами одинаковой длины. В кодировке Unicode исходный текст, состоящий из n символов, будет представлен двоичным словом длины 16n. Такой способ представления информации удобен при работе с компьютерами, память которых огромна по человеческим меркам (10000 книг можно хранить в 8 Гб), скорость обработки информации превосходит пределы понимания. По этой причине при работе с компьютером удобство работы с произвольными текстами гораздо важнее избыточности кода и не самого экономичного способа хранения информации.
Совсем другое дело, когда кодированием и декодированием должен заниматься человек. В этом случае следует выбирать экономичный способ кодирования, стараясь уменьшить длину закодированного текста. Естественным решением этой проблемы является:
Эти принципы используются в коде Морзе. Приведу кодировку нескольких символов латиницы и кириллицы в коде Морзе:
В английском символы E и T – наиболее часто используемые символы, поэтому они кодируются словами длины 1. Для русских текстов используется стандартное соответствие символов кириллицы и латиницы.
Задача: Закодируйте слово SOS кодом Морзе.
Задача: Закодируйте слово «мама» кодом Морзе
Конечно, текст в коде Морзе существенно короче того же текста в кодировке Unicode. Слово «мама» в кодировке Unicode будет иметь длину 64, а в коде Морзе – 12.
Можно ли обойтись без разделителей при кодировании символов словами разной длины?
Декодирование однозначно, если код удовлетворяет условию Фано.
Сформулируем это условие. Код называется префиксным, если существует пара символов, такая, что код одного символа является префиксом кода другого символа.
В нашем примере код является префиксным, поскольку для символов М и П код символа М является префиксом (началом) кода символа П.
Если код не является префиксным, то условие Фано выполняется,. Условие Фано является достаточным условием для однозначного декодирования. Оно не является необходимым условием.
Рассмотрим несколько задач, решение которых предполагает использование условия Фано.
Для трехбуквенного алфавита <А, М, П>используется кодировка А – 01, М – 10, П – 001. Какой код минимальной длины следует задать для кодировки буквы Т, добавляемой в алфавит?
Решение: В двоичной системе текст выглядит так: 100001101100010, в шестнадцатеричной системе: 4362
Дан закодированный текст, записанный цифрами шестнадцатеричной системы АВ12:
Декодируйте текст, используя кодировку, предложенную в предыдущей задаче
АВ12 = 1010101100010010 = БББДАБВ
Рассмотрим алфавит, состоящий из 4-х символов <А, Б, В, Г>. Рассмотрим код, удовлетворяющий условию Фано: А – 00, Б – 10, В – 010, Г – 011. Можно ли, сохранив условие Фано, улучшить кодировку, уменьшив длину слова некоторых символов.