Способы кодирования текста
Информация бывает разного вида, например:
Запах, вкус, звук;
Символы и знаки.
В разных отраслях науки, культуры и техники разработаны специальные формы для записи информации.
Код - это группа обозначений, которую можно использовать для отображения информации.
Процесс преобразования сообщения в комбинацию символов в соответствии с кодом называется кодированием .
Существует три основных способа кодирования информации:
- Числовой способ - с помощью чисел.
- Символьный способ - информация кодируется с помощью символов того же алфавита, что и исходящий текст.
- Графический способ - информация кодируется с помощью рисунков или значков.
Примеры кодирования информации:
Для отображения звуков русского алфавита используют буквы (АБВГДЕЁЖ…ЭЮЯ);
Для отображения чисел используют цифры (0123456789);
Звуки записывают нотами и другими символами ;
Слепые используют азбуку Брайля , где буква состоит из шести элементов: дырочек и бугорков.
Азбука Брайля
Надо учитывать, что не зная принципы кодирования информации, один и тот же код, можно понять по-разному, например, число 300522005 можно посчитать за число, номер телефона или за количество населения.
В компьютере кодируют введённую информацию: текст, изображения и звуки. В закодированном виде компьютер обрабатывает, хранит и пересылает информацию. Чтобы вывести информацию из компьютера в понятной для человека форме, её надо декодировать .
Методами шифрования занимается специальная наука - криптография .
В компьютере для кодирования любой информации используются только два символа: 0 и 1 , так как компьютерной технике проще реализовывать два состояния:
0 - сигнала нет (нету напряжения или не течёт ток);
1 - сигнал есть (есть напряжение или течёт ток).
Создание кода.
Одним битов можно кодировать два состояния: 0 и 1 (да и нет, чёрный и белый). При увеличении количества битов на один получится в два раза больше кодов.
Пример:
Два бита создают 4 разных кода: 00, 01, 10 и 11;
три бита создают 8 разных кодов: 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, и 111.
Кодирование различных видов информации
Кодирование текстов
При кодировании текста каждому символу присваивается какое-то значение, например, порядковый номер.
Первый популярный компьютерный стандарт кодирования текста имеет название ASCII (American Standart Code for Information Interchange), в котором для кодирования каждого символа используются 7 бит.
7-ю битами можно закодировать 128 символов: большие и маленькие латинские буквы, цифры, знаки препинания, а так же специальные символы, например, «§».
Стандарту создавали разные варианты, дополняя код до 8 бит (256 символов), чтобы можно было кодировать национальные символы, например, латышскую букву ā.
Но 256 символов не хватило, чтобы кодировать все символы разных алфавитов, поэтому создали новые стандарты. Один из самых популярных в наше время, это UNICODE . В котором каждый символ кодируют 2-мя байтами, получается в итоге 62536 разных кодов .
Кодирования графических данных
Почти все созданные и обработанные изображения, хранящиеся в компьютере, можно поделить на две группы:
Растровая графика;
Векторная графика.
Любое изображение созданное в растровой графике состоит их цветных точек. Эти точки называют пикселями (pixel) .
Для кодирования не цветных изображений обычно используют 256 оттенков серого , начиная от белого, заканчивая чёрным. Для кодирования всех цветов надо 8 битов (1 байт).
Для кодирования цветных изображений обычно используют три цвета: красный, зелёный и синий . Цветной тон получается при смешивании этих трёх цветов.
Кодирование звуков
Звуки появляются из-за колебаний воздуха. У звука есть две величины:
- амплитуда колебания , которая указывает на громкость звука;
- частота колебания , которая указывает на тональность звука.
Звук можно переделать в электрический сигнал, например, микрофоном.
Звук кодируют, после точного интервала времени измеряя размер сигнала и присваивая ему бинарную величину. Чем чаще проводятся эти измерения, тем лучше качество звука.
Пример:
На одном компакт диске, с объемом 700 Мб, может вместиться 80 минут звука CD качества.
Кодирование видео
Фильм состоит из кадров, которые быстро меняются. Кодированный фильм содержит информацию о размере кадра, используемых цветах, и количество кадров в секунду (обычно 30), как и способ записи звука - каждому кадру отдельно или всему фильму сразу.
22. КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ
22.1. Общие сведения
Кодирование – представление информации в альтернативном виде. По своей сути кодовые системы (или просто коды) аналогичны , в которых элементам кодируемой информации соответствуют кодовые обозначения. Отличие заключается в том, что в шифрах присутствует переменная часть (ключ), которая для определенного исходного сообщения при одном и том же алгоритме шифрования может выдавать разные шифртексты. В кодовых системах переменной части нет. Поэтому одно и то же исходное сообщение при кодировании, как правило, всегда выглядит одинаково 1 . Другой отличительной особенностью кодирования является применение кодовых обозначений (замен) целиком для слов, фраз или чисел (совокупности цифр). Замена элементов кодируемой информации кодовыми обозначениями может быть выполнена на основе соответствующей таблицы (наподобие таблицы шифрозамен) либо определена посредством функции или алгоритма кодирования.
В качестве элементов кодируемой информации могут выступать:
Буквы, слова и фразы естественного языка;
Различные символы, такие как знаки препинания, арифметические и логические операции, операторы сравнения и т.д. Следует отметить, что сами знаки операций и операторы сравнения – это кодовые обозначения;
Аудиовизуальные образы;
Ситуации и явления;
Наследственная информация;
Кодовые обозначения могут представлять собой:
Буквы и сочетания букв естественного языка;
Графические обозначения;
Электромагнитные импульсы;
Световые и звуковые сигналы;
Набор и сочетание химических молекул;
Кодирование может выполняться в целях :
Удобства хранения, обработки и передачи информации (как правило, закодированная информация представляется более компактно, а также пригодна для обработки и передачи автоматическими программно-техническими средствами);
Удобства информационного обмена между субъектами;
Наглядности отображения;
Идентификации объектов и субъектов;
Сокрытия секретной информации;
Кодирование информации бывает одно- и многоуровневым . Примером одноуровневого кодирования служат световые сигналы, подаваемые светофором (красный – стой, желтый – приготовиться, зеленый – вперед). В качестве многоуровневого кодирования можно привести представление визуального (графического) образа в виде файла фотографии. Вначале визуальная картинка разбивается на составляющие элементарные элементы (пикселы), т.е. каждая отдельная часть визуальной картинки кодируется элементарным элементом. Каждый элемент представляется (кодируется) в виде набора элементарных цветов (RGB: англ. red – красный, green – зеленый, blue – синий) соответствующей интенсивностью, которая в свою очередь представляется в виде числового значения. Впоследствии наборы чисел, как правило, преобразуются (кодируются) с целью более компактного представления информации (например, в форматах jpeg, png и т.д.). И наконец, итоговые числа представляются (кодируются) в виде электромагнитных сигналов для передачи по каналам связи или областей на носителе информации. Следует отметить, что сами числа при программной обработке представляются в соответствии с принятой системой кодирования чисел.
Кодирование информации может быть обратимым и необратимым . При обратимом кодировании на основе закодированного сообщения можно однозначно (без потери качества) восстановить кодируемое сообщение (исходный образ). Например, кодирование с помощью азбуки Морзе или штрихкода. При необратимом кодировании однозначное восстановление исходного образа невозможно. Например, кодирование аудиовизуальной информации (форматы jpg, mp3 или avi) или .
Азбука Морзе - способ кодирования символов (букв алфавита, цифр, знаков препинания и др.) с помощью последовательности «точек» и «тире». За единицу времени принимается длительность одной точки. Длительность тире равна трём точкам. Пауза между элементами одного знака - одна точка (около 1/25 доли секунды), между знаками в слове - 3 точки, между словами - 7 точек. Назван в честь американского изобретателя и художника Сэмюэля Морзе.
Русская буква |
Латинская буква |
Код Морзе | Русская буква |
Латинская буква |
Код Морзе | Символ | Код Морзе |
A | A | · - | Р | R | · - · | 1 | · - - - - |
Б | B | - · · · | С | S | · · · | 2 | · · - - - |
В | W | · - - | Т | T | - | 3 | · · · - - |
Г | G | - - · | У | U | · · - | 4 | · · · · - |
Д | D | - · · | Ф | F | · · - · | 5 | · · · · · |
Е (Ё) | E | · | Х | H | · · · · | 6 | - · · · · |
Ж | V | · · · - | Ц | C | - · - · | 7 | - - · · · |
З | Z | - - · · | Ч | O | - - - · | 8 | - - - · · |
И | I | · · | Ш | CH | - - - - | 9 | - - - - · |
Й | J | · - - - | Щ | Q | - - · - | 0 | - - - - - |
К | K | - · - | Ъ | N | - - · - - | Точка | · · · · · · |
Л | L | · - · · | Ы | Y | - · - - | Запятая | · - · - · - |
М | M | - - | Ь (Ъ) | X | - · · - | - | · · - - · · |
Н | N | - · | Э | E | · · - · · | ! | - - · · - - |
О | O | - - - | Ю | U | · · - - | @ | · - - · - · |
П | P | · - - · | Я | A | · - · - | Конец связи (end contact) | · · - · - |
Рис.22.1. Фрагмент азбуки Морзе
Изначально азбука Морзе применялась для передачи сообщений в телеграфе. При этом точки и тире передавались в виде электрических сигналов, проходящих по проводам. В настоящий момент азбуку Морзе, как правило, используют в местах, где другие средства обмена информации недоступны (например, в тюрьмах).
Любопытный факт связан с изобретателем первой лампочки Томасом Альвой Эдисоном (1847-1931 гг.). Он плохо слышал и общался со своей женой, Мэри Стиуэлл, с помощью азбуки Морзе. Во время ухаживания Эдисон сделал предложение, отстучав слова рукой, и она ответила тем же способом. Телеграфный код стал обычным средством общения для супругов. Даже когда они ходили в театр, Эдисон клал руку Мэри себе на колено, чтобы она могла «телеграфировать» ему диалоги актеров .
Код Бодо - цифровой 5-битный код. Был разработан Эмилем Бодо в 1870 г. для своего телеграфа. Код вводился прямо клавиатурой, состоящей из пяти клавиш, нажатие или ненажатие клавиши соответствовало передаче или непередаче одного бита в пятибитном коде. Существует несколько разновидностей (стандартов) данного кода (CCITT-1, CCITT-2, МТК-2 и др.) В частности МТК-2 представляет собой модификацию международного стандарта CCITT-2 с добавление букв кириллицы.
Управляющие символы | ||||
Двоичный код |
Десятичный код |
Назначение | ||
01000 | 8 | Возврат каретки | ||
00010 | 2 | Перевод строки | ||
11111 | 31 | Буквы латинские | ||
11011 | 27 | Цифры | ||
00100 | 4 | Пробел | ||
00000 | 0 | Буквы русские | ||
Двоичный код |
Десятичный код |
Латинская буква |
Русская буква |
Цифры и прочие символы |
00011 | 3 | A | А | - |
11001 | 25 | B | Б | ? |
01110 | 14 | C | Ц | : |
01001 | 9 | D | Д | Кто там? |
00001 | 1 | E | Е | З |
01101 | 13 | F | Ф | Э |
11010 | 26 | G | Г | Ш |
10100 | 20 | H | Х | Щ |
00110 | 6 | I | И | 8 |
01011 | 11 | J | Й | Ю |
01111 | 15 | K | К | ( |
10010 | 18 | L | Л | ) |
11100 | 28 | M | М | . |
01100 | 12 | N | Н | , |
11000 | 24 | O | О | 9 |
10110 | 22 | P | П | 0 |
10111 | 23 | Q | Я | 1 |
01010 | 10 | R | Р | 4 |
00101 | 5 | S | С | " |
10000 | 16 | T | Т | 5 |
00111 | 7 | U | У | 7 |
11110 | 30 | V | Ж | = |
10011 | 19 | W | В | 2 |
11101 | 29 | X | Ь | / |
10101 | 21 | Y | Ы | 6 |
10001 | 17 | Z | З | + |
Рис.22.2. Стандарт кода Бодо МТК-2
На следующем рисунке показана телетайпная перфолента с сообщением, переданным с помощью кода Бодо.
Рис. 22.3. Перфолента с кодом Бодо
Следует отметить два интересных факта, связанных с кодом Бодо.
1. Сотрудники телеграфной компании AT&T Гильберто Вернам и Мейджор Джозеф Моборн в 1917 г. предложили идею автоматического шифрования телеграфных сообщений на основе кода Бодо. Шифрование выполнялось .
2. Соответствие между английским и русским алфавитами, принятое в МТК-2, было использовано при создании компьютерных кодировок КОИ-7 и КОИ-8.
ASCII и Unicode.
ASCII (англ. American Standard Code for Information Interchange) - американская стандартная кодировочная таблица для печатных и управляющих символов. Изначально была разработана как 7-битная для представления 128 символов, при использовании в компьютерах на символ выделялось 8 бит (1 байт), где 8-ой бит служил для контроля целостности (бит четности). Позднее, с задействованием 8 бита для представления дополнительных символов (всего 256 символов), например букв национальных алфавитов, стала восприниматься как половина 8-битной. В частности на основе ASCII были разработаны кодировки, содержащие буквы русского алфавита: для операционной системы MS-DOS - cp866 (англ. code page – кодовая страница), для операционной системы MS Windows – Windows 1251, для различных операционных систем – КОИ-8 (код обмена информацией, 8 битов), ISO 8859-5 и другие.
Кодировка ASCII | Дополнительные символы | ||||||||||
Двоичный код |
Десятичный код |
Символ | Двоичный код |
Десятичный код |
Символ | Двоичный код |
Десятичный код |
Символ | Двоичный код |
Десятичный код |
Символ |
00000000 | 0 | NUL | 01000000 | 64 | @ | 10000000 | 128 | Ђ | 11000000 | 192 | А |
00000001 | 1 | SOH | 01000001 | 65 | A | 10000001 | 129 | Ѓ | 11000001 | 193 | Б |
00000010 | 2 | STX | 01000010 | 66 | B | 10000010 | 130 | ‚ | 11000010 | 194 | В |
00000011 | 3 | ETX | 01000011 | 67 | C | 10000011 | 131 | ѓ | 11000011 | 195 | Г |
00000100 | 4 | EOT | 01000100 | 68 | D | 10000100 | 132 | „ | 11000100 | 196 | Д |
00000101 | 5 | ENQ | 01000101 | 69 | E | 10000101 | 133 | … | 11000101 | 197 | Е |
00000110 | 6 | ACK | 01000110 | 70 | F | 10000110 | 134 | † | 11000110 | 198 | Ж |
00000111 | 7 | BEL | 01000111 | 71 | G | 10000111 | 135 | ‡ | 11000111 | 199 | З |
00001000 | 8 | BS | 01001000 | 72 | H | 10001000 | 136 | € | 11001000 | 200 | И |
00001001 | 9 | HT | 01001001 | 73 | I | 10001001 | 137 | ‰ | 11001001 | 201 | Й |
00001010 | 10 | LF | 01001010 | 74 | J | 10001010 | 138 | Љ | 11001010 | 202 | К |
00001011 | 11 | VT | 01001011 | 75 | K | 10001011 | 139 | ‹ | 11001011 | 203 | Л |
00001100 | 12 | FF | 01001100 | 76 | L | 10001100 | 140 | Њ | 11001100 | 204 | М |
00001101 | 13 | CR | 01001101 | 77 | M | 10001101 | 141 | Ќ | 11001101 | 205 | Н |
00001110 | 14 | SO | 01001110 | 78 | N | 10001110 | 142 | Ћ | 11001110 | 206 | О |
00001111 | 15 | SI | 01001111 | 79 | O | 10001111 | 143 | Џ | 11001111 | 207 | П |
00010000 | 16 | DLE | 01010000 | 80 | P | 10010000 | 144 | ђ | 11010000 | 208 | Р |
00010001 | 17 | DC1 | 01010001 | 81 | Q | 10010001 | 145 | ‘ | 11010001 | 209 | С |
00010010 | 18 | DC2 | 01010010 | 82 | R | 10010010 | 146 | ’ | 11010010 | 210 | Т |
00010011 | 19 | DC3 | 01010011 | 83 | S | 10010011 | 147 | “ | 11010011 | 211 | У |
00010100 | 20 | DC4 | 01010100 | 84 | T | 10010100 | 148 | ” | 11010100 | 212 | Ф |
00010101 | 21 | NAK | 01010101 | 85 | U | 10010101 | 149 | 11010101 | 213 | Х | |
00010110 | 22 | SYN | 01010110 | 86 | V | 10010110 | 150 | – | 11010110 | 214 | Ц |
00010111 | 23 | ETB | 01010111 | 87 | W | 10010111 | 151 | - | 11010111 | 215 | Ч |
00011000 | 24 | CAN | 01011000 | 88 | X | 10011000 | 152 | |
11011000 | 216 | Ш |
00011001 | 25 | EM | 01011001 | 89 | Y | 10011001 | 153 | ™ | 11011001 | 217 | Щ |
00011010 | 26 | SUB | 01011010 | 90 | Z | 10011010 | 154 | љ | 11011010 | 218 | Ъ |
00011011 | 27 | ESC | 01011011 | 91 | [ | 10011011 | 155 | › | 11011011 | 219 | Ы |
00011100 | 28 | FS | 01011100 | 92 | \ | 10011100 | 156 | њ | 11011100 | 220 | Ь |
00011101 | 29 | GS | 01011101 | 93 | ] | 10011101 | 157 | ќ | 11011101 | 221 | Э |
00011110 | 30 | RS | 01011110 | 94 | ^ | 10011110 | 158 | ћ | 11011110 | 222 | Ю |
00011111 | 31 | US | 01011111 | 95 | _ | 10011111 | 159 | џ | 11011111 | 223 | Я |
00100000 | 32 | 01100000 | 96 | ` | 10100000 | 160 | |
11100000 | 224 | а | |
00100001 | 33 | ! | 01100001 | 97 | a | 10100001 | 161 | Ў | 11100001 | 225 | б |
00100010 | 34 | " | 01100010 | 98 | b | 10100010 | 162 | ў | 11100010 | 226 | в |
00100011 | 35 | # | 01100011 | 99 | c | 10100011 | 163 | Ј | 11100011 | 227 | г |
00100100 | 36 | $ | 01100100 | 100 | d | 10100100 | 164 | ¤ | 11100100 | 228 | д |
00100101 | 37 | % | 01100101 | 101 | e | 10100101 | 165 | Ґ | 11100101 | 229 | е |
00100110 | 38 | & | 01100110 | 102 | f | 10100110 | 166 | ¦ | 11100110 | 230 | ж |
00100111 | 39 | " | 01100111 | 103 | g | 10100111 | 167 | § | 11100111 | 231 | з |
00101000 | 40 | ( | 01101000 | 104 | h | 10101000 | 168 | Ё | 11101000 | 232 | и |
00101001 | 41 | ) | 01101001 | 105 | i | 10101001 | 169 | © | 11101001 | 233 | й |
00101010 | 42 | * | 01101010 | 106 | j | 10101010 | 170 | Є | 11101010 | 234 | к |
00101011 | 43 | + | 01101011 | 107 | k | 10101011 | 171 | « | 11101011 | 235 | л |
00101100 | 44 | , | 01101100 | 108 | l | 10101100 | 172 | ¬ | 11101100 | 236 | м |
00101101 | 45 | - | 01101101 | 109 | m | 10101101 | 173 | ¬ | 11101101 | 237 | н |
00101110 | 46 | . | 01101110 | 110 | n | 10101110 | 174 | ® | 11101110 | 238 | о |
00101111 | 47 | / | 01101111 | 111 | o | 10101111 | 175 | Ї | 11101111 | 239 | п |
00110000 | 48 | 0 | 01110000 | 112 | p | 10110000 | 176 | ° | 11110000 | 240 | р |
00110001 | 49 | 1 | 01110001 | 113 | q | 10110001 | 177 | ± | 11110001 | 241 | с |
00110010 | 50 | 2 | 01110010 | 114 | r | 10110010 | 178 | І | 11110010 | 242 | т |
00110011 | 51 | 3 | 01110011 | 115 | s | 10110011 | 179 | і | 11110011 | 243 | у |
00110100 | 52 | 4 | 01110100 | 116 | t | 10110100 | 180 | ґ | 11110100 | 244 | ф |
00110101 | 53 | 5 | 01110101 | 117 | u | 10110101 | 181 | µ | 11110101 | 245 | х |
00110110 | 54 | 6 | 01110110 | 118 | v | 10110110 | 182 | ¶ | 11110110 | 246 | ц |
00110111 | 55 | 7 | 01110111 | 119 | w | 10110111 | 183 | · | 11110111 | 247 | ч |
00111000 | 56 | 8 | 01111000 | 120 | x | 10111000 | 184 | ё | 11111000 | 248 | ш |
00111001 | 57 | 9 | 01111001 | 121 | y | 10111001 | 185 | № | 11111001 | 249 | щ |
00111010 | 58 | : | 01111010 | 122 | z | 10111010 | 186 | є | 11111010 | 250 | ъ |
00111011 | 59 | ; | 01111011 | 123 | { | 10111011 | 187 | » | 11111011 | 251 | ы |
00111100 | 60 | < | 01111100 | 124 | | | 10111100 | 188 | ј | 11111100 | 252 | ь |
00111101 | 61 | = | 01111101 | 125 | } | 10111101 | 189 | Ѕ | 11111101 | 253 | э |
00111110 | 62 | > | 01111110 | 126 | ~ | 10111110 | 190 | ѕ | 11111110 | 254 | ю |
00111111 | 63 | ? | 01111111 | 127 | DEL | 10111111 | 191 | ї | 11111111 | 255 | я |
Рис. 22.4. Кодовая страница Windows 1251
Unicode - стандарт кодирования символов, позволяющий представить знаки почти всех письменных языков. Стандарт был предложен в 1991 г. некоммерческой организацией «Консорциум Юникода» (англ. Unicode Consortium, Unicode Inc.). Применение этого стандарта позволяет закодировать большее число символов (чем в ASCII и прочих кодировках) за счет двухбайтового кодирования символов (всего 65536 символов). В документах Unicode могут соседствовать китайские иероглифы, математические символы, буквы греческого алфавита, латиницы и кириллицы.
Коды в стандарте Unicode разделены на несколько разделов. Первые 128 кодов соответствуют кодировке ASCII. Далее расположены разделы букв различных письменностей, знаки пунктуации и технические символы. В частности прописным и строчным буквам русского алфавита соответствуют коды 1025 (Ё), 1040-1103 (А-я) и 1105 (ё).
Шрифт Брайля - рельефно-точечный тактильный шрифт, предназначенный для письма и чтения незрячими людьми. Был разработан в 1824 г. французом Луи Брайлем (Louis Braille), сыном сапожника. Луи в возрасте трёх лет потерял зрение, в результате воспаления глаз, начавшегося от того, что мальчик поранился шорным ножом (подобие шила) в мастерской отца. В возрасте 15 лет он создал свой рельефно-точечный шрифт, вдохновившись простотой «ночного шрифта» капитана артиллерии Шарля Барбье (Charles Barbier), который использовался военными того времени для чтения донесений в темноте.
Для изображения символов (в основном букв и цифр) в шрифте Брайля используются 6 точек, расположенных в два столбца, по 3 в каждом.
Рис. 22.5. Нумерация точек
Каждому символу соответствует свой уникальный набор выпуклых точек. Т.о. шрифт Брайля представляет собой систему для кодирования 2 6 = 64 символов. Но присутствие в шрифте управляющих символов (например, переход к буквам или цифрам) позволяет увеличить количество кодируемых символов.
Управляющие символы | |||
Символ шрифта Брайля |
Назначение | ||
⠠ | Буквы | ||
⠼ | Цифры | ||
Буквы, цифры и остальные символы | |||
Символ шрифта Брайля |
Латинские буквы |
Русские буквы |
Цифры |
⠁ | A | А | 1 |
⠃ | B | Б | 2 |
⠉ | C | Ц | 3 |
⠙ | D | Д | 4 |
⠑ | E | Е | 5 |
⠋ | F | Ф | 6 |
⠛ | G | Г | 7 |
⠓ | H | Х | 8 |
⠊ | I | И | 9 |
⠚ | J | Ж | 0 |
⠅ | K | К | |
⠇ | L | Л | |
⠍ | M | М | |
⠝ | N | Н | |
⠕ | O | О | |
⠏ | P | П | |
⠟ | Q | Ч | |
⠗ | R | Р | |
⠎ | S | С | |
⠞ | T | Т | |
⠥ | U | У | |
⠧ | V | ||
⠺ | W | В | |
⠭ | X | Щ | |
⠽ | Y | ||
⠵ | Z | З | |
⠡ | Ё | ||
⠯ | Й | ||
⠱ | Ш | ||
⠷ | Ъ | ||
⠮ | Ы | ||
⠾ | Ь | ||
⠪ | Э | ||
⠳ | Ю | ||
⠫ | Я | ||
⠲ | Точка | ||
⠂ | Запятая | ||
⠖ | Восклицательный знак | ||
⠢ | Вопросительный знак | ||
⠆ | Точка с запятой | ||
⠤ | Дефис | ||
Пробел |
Рис. 22.6. Шрифт Брайля
Шрифт Брайля, в последнее время, стал широко применяться в общественной жизни и быту в связи с ростом внимания к людям с ограниченными возможностями.
Рис. 22.7. Надпись "Sochi 2014" шрифтом Брайля на золотой медали Параолимпийских игр 2014г.
Штрихкод - графическая информация, наносимая на поверхность, маркировку или упаковку изделий, представляющая собой последовательность черных и белых полос либо других геометрических фигур в целях ее считывания техническими средствами.
В 1948 г. Бернард Сильвер (Bernard Silver), аспирант Института Технологии Университета Дрекселя в Филадельфии, услышал, как президент местной продовольственной сети просил одного из деканов разработать систему, автоматически считывающую информацию о продукте при его контроле. Сильвер рассказал об этом друзьям - Норману Джозефу Вудланду (Norman Joseph Woodland) и Джордину Джохэнсону (Jordin Johanson). Втроем они начали исследовать различные системы маркировки. Их первая работающая система использовала ультрафиолетовые чернила, но они были довольно дороги, а кроме того, со временем выцветали.
Убежденный в том, что система реализуема, Вудланд покинул Филадельфию и перебрался во Флориду в квартиру своего отца для продолжения работы. 20 октября 1949 г. Вудланд и Сильвер подали заявку на изобретение, которая была удовлетворена 7 октября 1952 г. Вместо привычных нам линий патент содержал описание штрихкодовой системы в виде концентрических кругов.
Рис. 22.8. Патент системы Вудланда и Сильвера с концентрическими кругами, предшественниками современных штрихкодов
Впервые штрихкоды начали официально использоваться в 1974 г. в магазинах г. Трой, штат Огайо . Системы штрихового кодирования нашли широкое применение в общественной жизни: торговля, почтовые отправления, финансовые и судебные уведомления, учет единиц хранения, идентификация личностей, контактная информация (веб-ссылки, адреса электронной почты, телефонные номера) и т.д.
Различают линейные (читаемые в одном направлении) и двумерные штрихкоды. Каждая из разновидностей различается как размерами графического изображения, так и объемами представленной информации. В следующей таблице приведены примеры некоторых разновидностей штрихкода.
Таблица 22.1. Разновидности штрихкодов
Наименование | Пример штрих-кода | Примечания |
Линейные | ||
Universal Product Code, UPC (универсальный код товара) |
(UPC-A) |
Американский стандарт штрихкода, предназначенный для кодирования идентификатора товара и производителя. Имеются разновидности: - UPC-E – кодируются 8 цифр; - UPC-A – кодируется 13 цифр. |
European Article Number, EAN (европейский номер товара) |
(EAN-13) |
Европейский стандарт штрихкода, предназначенный для кодирования идентификатора товара и производителя. Имеются разновидности: - EAN-8 – кодируются 8 цифр; - EAN 13 – кодируется 13 цифр; - EAN-128 – кодируется любое количество букв и цифр, объединенных в регламентированные группы. ГОСТ ИСО/МЭК 15420-2001 «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики EAN/UPC (ЕАН/ЮПиСи)». |
Code 128 (Код 128) |
Включает в себя 107 символов. Из которых 103 символа данных, 3 стартовых, и 1 остановочный символ. Для кодирования всех 128-ми символов ASCII предусмотрено три комплекта символов - A, B и C, которые могут использоваться внутри одного штрихкода. EAN-128 кодирует информацию по алфавиту Code 128 ГОСТ 30743-2001 (ИСО/МЭК 15417-2000) «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики Code 128 (Код 128)». |
|
Двумерные | ||
DataMatrix (матричные данные) |
Максимальное количество символов, которые помещаются в один код - 2048 байт. ГОСТ Р ИСО/МЭК 16022-2008 «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики Data Matrix». |
|
QR-код (англ. quick response - быстрый отклик) |
Квадраты в углах изображения позволяют нормализовать размер изображения и его ориентацию, а также угол, под которым сенсор относится к поверхности изображения. Точки переводятся в двоичные числа с проверкой контрольной суммы. Максимальное количество символов, которые помещаются в один QR-код: - цифры - 7089; - цифры и буквы (латиница) - 4296; - двоичный код - 2953 байт; - иероглифы - 1817. |
|
MaxiCode (максикод) |
Размер - дюйм на дюйм (1 дюйм = 2.54 см). Используется для грузоотправительных и грузоприемных систем. ГОСТ Р 51294.6-2000 «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Спецификация символики MaxiCode (Максикод)». |
|
PDF147 (англ. Portable Data File - переносимый файл данных) |
Применяется при идентификации личности, учете товаров, при сдаче отчетности в контролирующие органы и других областях. Поддерживает кодирование до 2710 символов и может содержать до 90 строк. |
|
Microsoft Tag (метка Microsoft) |
Разработан для распознавания при помощи фотокамер, встроенных в мобильные телефоны. Может вместить в себя столько же символов, что Code128. Предназначен для быстрой идентификации и получения на устройство заранее подготовленной информации (веб-ссылки, произвольного текста длиной до 1000 символов, телефонного номера и т.п.), привязанной к коду и хранящейся на сервере компании Microsoft. Содержит 13 байт плюс один дополнительный бит для контроля четности. |
Представление чисел в двоичном виде (в компьютере) . Как известно, информация, хранящаяся и обрабатываемая в компьютерах, представлена в двоичном виде. Бит (англ. bi nary digit - двоичное число; также игра слов: англ. bit - кусочек, частица) - единица измерения количества информации, равная одному разряду в двоичной системе счисления. С помощью бита можно закодировать (представить, различать) два состояния (0 или 1; да или нет). Увеличивая количество битов (разрядов), можно увеличить количество кодируемых состояний. Например, для байта (англ. byte), состоящего из 8 битов, количество кодируемых состояний составляет 2 8 = 256.
Числа кодируются в т.н. форматах с фиксированной и плавающей запятой.
1. Формат с фиксированной запятой , в основном, применяется для целых чисел, но может применяться и для вещественных чисел, у которых фиксировано количество десятичных знаков после запятой. Для целых чисел подразумевается, что «запятая» находится справа после младшего бита (разряда), т.е. вне разрядной сетки. В данном формате существуют два представления: беззнаковое (для неотрицательных чисел) и со знаком.
Для беззнакового представления все разряды отводятся под представление самого числа. Например, с помощью байта можно представить беззнаковые целые числа от 0 10 до 255 10 (00000000 2 - 11111111 2) или вещественные числа с одним десятичным знаком от 0.0 10 до 25.5 10 (00000000 2 - 11111111 2). Для знакового представления, т.е. положительных и отрицательных чисел, старший разряд отводится под знак (0 – положительное число, 1 – отрицательное).
Различают прямой, обратный и дополнительный коды записи знаковых чисел.
В прямом коде запись положительного и отрицательного числа выполняется так же, как и в беззнаковом представление (за исключение того, что старший разряд отводится под знак). Таким образом, числа 5 10 и -5 10 записываются, как 00000101 2 и 10000101 2 . В прямом коде имеются два кода числа 0: «положительный нуль» 00000000 2 и «отрицательный нуль» 10000000 2 .
При использовании обратного кода отрицательное число записывается в виде инвертированного положительного числа (0 меняются на 1 и наоборот). Например, числа 5 10 и -5 10 записываются, как 00000101 2 и 11111010 2 . Следует отметить, что в обратном коде, как и в прямом, имеются «положительный нуль» 00000000 2 и «отрицательный нуль» 11111111 2 . Применение обратного кода позволяет вычесть одно число из другого, используя операцию сложения, т.е. вычитание двух чисел X – Y заменяется их суммой X + (-Y). При этом используются два дополнительных правила:
Вычитаемое число инвертируется (представляется в виде обратного кода);
Если количество разрядов результата получается больше, чем отведено на представление чисел, то крайний левый разряд (старший) отбрасывается, а к результату добавляется 1 2 .
В следующей таблице приведены примеры вычитания.
Таблица 22.2. Примеры вычитания двух чисел с использованием обратного кода
X – Y | 5 – 5 | 6 – 5 | 5 – 6 | 5 – (-6) |
X 2 | 00000101 | 00000110 | 00000101 | 00000101 |
Y 2 | 00000101 | 00000101 | 00000110 | 11111001 |
Замена сложением | 5 + (-5) | 6 + (-5) | 5 + (-6) | 5 + 6 |
Обратный код для вычитаемого (-Y 2) | 11111010 | 11111010 | 11111001 | 00000110 |
Сложение | 00000101 + 11111010 11111111 |
00000110 + 11111010 100000000 |
00000101 + 11111001 11111110 |
00000101 + 00000110 00001011 |
не требуется | 00000000 + 00000001 00000001 |
не требуется | не требуется | |
Результат | -0 | 1 | -1 | 11 |
Несмотря на то, что обратный код значительно упрощает вычислительные процедуры, а соответственно и быстродействие компьютеров, наличие двух «нулей» и другие условности привели к появлению дополнительного кода. При представлении отрицательного числа его модуль вначале инвертируется, как в обратном коде, а затем к инверсии сразу добавляется 1 2 .
В следующей таблице приведены некоторые числа в различном кодовом представлении.
Таблица 22.3. Представление чисел в различных кодах
Десятичное представление |
Код двоичного представления (8 бит) | ||
прямой | обратный | дополнительный | |
127 | 01111111 | 01111111 | 01111111 |
6 | 00000110 | 00000110 | 00000110 |
5 | 00000101 | 00000101 | 00000101 |
1 | 00000001 | 00000001 | 00000001 |
0 | 00000000 | 00000000 | 00000000 |
-0 | 10000000 | 11111111 | --- |
-1 | 10000001 | 11111110 | 11111111 |
-5 | 10000101 | 11111010 | 11111011 |
-6 | 10000110 | 11111001 | 11111010 |
-127 | 11111111 | 10000000 | 10000001 |
-128 | --- | --- | 10000000 |
При представлении отрицательных чисел в дополнительных кодах второе правило несколько упрощается - если количество разрядов результата получается больше, чем отведено на представление чисел, то только отбрасывается крайний левый разряд (старший).
Таблица 22.4. Примеры вычитания двух чисел с использованием дополнительного кода
X – Y | 5 – 5 | 6 – 5 | 5 – 6 | 5 – (-6) |
X 2 | 00000101 | 00000110 | 00000101 | 00000101 |
Y 2 | 00000101 | 00000101 | 00000110 | 11111010 |
Замена сложением | 5 + (-5) | 6 + (-5) | 5 + (-6) | 5 + 6 |
Дополнительный код для вычитаемого (-Y 2) | 11111011 | 11111011 | 11111010 | 00000110 |
Сложение | 00000101 + 11111011 00000000 |
00000110 + 11111011 100000001 |
00000101 + 11111010 11111111 |
00000101 + 00000110 00001011 |
Отбрасывание старшего разряда и добавление 1 2 | не требуется | 00000001 | не требуется | не требуется |
Результат | -0 | 1 | -1 | 11 |
Можно возразить, что представление чисел в дополнительных кодах требует на одну операцию больше (после инверсии всегда требуется сложение с 1 2), что может и не потребоваться в дальнейшем, как в примерах с обратными кодами. В данном случае срабатывает известный «принцип чайника». Лучше сделать процедуру линейной, чем применять в ней правила «Если A то B» (даже если оно одно). То, что с человеческой точки зрения кажется увеличением трудозатрат (вычислительной и временной сложности), с точки зрения программно-технической реализации может оказаться эффективней.
Еще одно из преимуществ дополнительного кода перед обратным заключается в возможности представления в единице информации на одно число (состояние) больше, за счет исключения «отрицательного нуля». Поэтому, как правило, диапазон представления (хранения) для знаковых целых чисел длиной один байт составляет от +127 до -128.
2. Формат с плавающей запятой , в основном, используется для вещественных чисел. Число в данном формате представляется в экспоненциальном виде
X = e n * m, (22.1)
где e - основание показательной функции;
n - порядок основания;
e n - характеристика числа;
m - мантисса (лат. mantissa - прибавка) – множитель, на который надо умножить характеристику числа, чтобы получить само число.
Например, число десятичное число 350 может быть записано, как 3.5 * 10 2 , 35 * 10 1 , 350 * 10 0 и т.д. В нормализованной научной записи , порядок n выбирается такой, чтобы абсолютная величина m оставалась не меньше единицы, но строго меньше десяти (1 ≤ |m| < 10). Таким образом, в нормализованной научной записи число 350 выглядит, как 3.5 * 10 2 . При отображении чисел в программах, учитывая, что основание равно 10, их записывают в виде m E ± n , где Е означает «*10^» («…умножить на десять в степени…»). Например, число 350 – 3.5Е+2, а число 0.035 – 3.5Е-2.
Так как числа хранится и обрабатывается в компьютерах в двоичном виде, то для этих целей принимается e = 2. Одной из возможных форм двоичного представления чисел с плавающей запятой является следующая.
Рис. 22.9. Двоичный формат представления чисел с плавающей запятой
Биты bn± и bm±, означающие знак порядка и мантиссы, кодируются аналогично числам с фиксированной запятой: для положительных чисел «0», для отрицательных – «1». Значение порядка выбирается таким образом, чтобы величина целой части мантиссы в десятичном (и соответственно в двоичном) представлении равнялась «1», что будет соответствовать нормализованной записи для двоичных чисел. Например, для числа 350 10 порядок n = 8 10 = 001000 2 (350 = 1.3671875 * 2 8), а для 576 10 – n = 9 10 = 001001 2 (576 = 1.125 * 2 9). Битовое представление величины порядка может быть выполнено в прямом, обратном или дополнительном коде (например, для n = 8 10 бинарный вид 001000 2). Величина мантиссы отображает дробную часть. Для ее преобразования в двоичный вид, она последовательно умножается на 2, пока не станет равной 0. Например,
Рис. 22.10. Пример получения дробной части в бинарном виде
Целые части, получаемые в результате последовательного перемножения, и представляют собой двоичный вид дробной части (0.3671875 10 = 0101111 2). Оставшаяся часть разрядов величины мантиссы заполняется 0. Таким образом, итоговый вид числа 350 в формате с плавающей запятой с учетом представления мантиссы в нормализованной записи
Рис. 22.11. Двоичный вид числа 350
В программно-аппаратных реализациях арифметических действий широко распространен стандарт представления чисел с плавающей точкой IEEE 2 754 (последняя редакция «754-2008 - IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic»). Данный стандарт определяет форматы с плавающими запятыми для представления чисел одинарной (англ. single, float) и двойной (англ. double) точности. Общая структура форматов
Рис. 22.12. Общий формат представления двоичных чисел в стандарте IEEE 754
Форматы представления отличаются количеством бит (байт), отводимым для представления чисел, и, соответственно, точностью представления самих чисел.
Таблица 22.5. Характеристики форматов представления двоичных чисел в стандарте IEEE 754
Формат | single | double |
Общий размер, бит (байт) | 32 (4) | 64 (8) |
Число бит для порядка | 8 | 11 |
Число бит для мантиссы (без учета знакового бита) |
23 | 52 |
Величина порядка | 2 128 .. 2 -127 (±3.4 * 10 38 .. 1.7 * 10 -38) |
2 1024 .. 2 -1023 (±1.8 * 10 308 .. 9.0 * 10 -307) |
Смещение порядка | 127 | 1023 |
Диапазон представления чисел (без учета знака) |
±1.4 * 10 -45 .. 3.4 * 10 38 | ±4.9 * 10 -324 .. 1.8 * 10 308 |
Количество значащих цифр числа (не более) |
8 | 16 |
Особенностью представления чисел по стандарту IEEE является отсутствие бита под знак порядка. Несмотря на это, величина порядка может принимать как положительные значения, так и отрицательные. Этот момент учитывается т.н. «смещением порядка». После преобразования двоичного вида порядка (записанного в прямом коде) в десятичный от полученной величины отнимается «смещение порядка». В результате получается «истинное» значения порядка числа. Например, если для числа одинарной точности указан порядок 11111111 2 (= 255 10), то величина порядка на самом деле 128 10 (= 255 10 - 127 10), а если 00000000 2 (= 0 10), то -127 10 (= 0 10 - 127 10).
Величина мантиссы указывается, как и в предыдущем случае, в нормализованном виде.
C учетом вышеизложенного, число 350 10 в формате одинарной точности стандарта IEEE 754 записывается следующим образом.
Рис. 22.13. Двоичный вид числа 350 по стандарту IEEE
К другим особенностям стандарта IEEE относится возможность представления специальных чисел. К ним относятся значения NaN (англ. Not a Number - не число) и +/-INF (англ. Infinity - бесконечность), получающихся в результате операций типа деления на ноль. Также сюда попадают денормализованные числа, у которых мантисса меньше единицы.
В заключение по числам с плавающей запятой несколько слов о пресловутой «ошибке округления ». Т.к. в двоичной форме представления числа хранится только несколько значащих цифр, она не может «покрыть» все многообразие вещественных чисел в заданном диапазоне. В результате, если число невозможно точно представить в двоичной форме, оно представляется ближайшим возможным. Например, если к числу типа double «0.0» последовательно добавлять «1.7», то можно обнаружить следующую «картину» изменения значений.
0.0
1.7
3.4
5.1
6.8
8.5
10.2
11.899999999999999
13.599999999999998
15.299999999999997
16.999999999999996
18.699999999999996
20.399999999999995
22.099999999999994
23.799999999999994
25.499999999999993
27.199999999999992
28.89999999999999
30.59999999999999
32.29999999999999
33.99999999999999
35.699999999999996
37.4
39.1
40.800000000000004
42.50000000000001
44.20000000000001
45.90000000000001
47.600000000000016
…
Рис. 22.14. Результат последовательного добавления числа 1.7 (Java 7)
Другой нюанс обнаруживается при сложении двух чисел, у которых значительно отличается порядок. Например, результатом сложения 10 10 + 10 -10 будет 10 10 . Даже если последовательно триллион (10 12) раз добавлять 10 -10 к 10 10 , то результат останется прежним 10 10 . Если же к 10 10 добавить произведение 10 -10 * 10 12 , что с математической точки зрения одно и то же, результат станет 10000000100 (1.0000000100 * 10 10).
Генетический код - свойственная всем живым организмам кодированная аминокислотная последовательность белков. Кодирование выполняется при помощи нуклеотидов 3 , входящих в состав ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). ДКН - макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Пожалуй, самый главный код в истории человечества.
В ДНК используется четыре азотистых основания - аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (T), которые в русскоязычной литературе обозначаются буквами А, Г, Ц и Т. Эти буквы составляют алфавит генетического кода. В молекулах ДНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности генетических букв.
Белки практически всех живых организмов построены из аминокислот всего 20 видов. Эти аминокислоты называют каноническими. Каждый белок представляет собой цепочку или несколько цепочек аминокислот, соединенных в строго определенной последовательности. Эта последовательность определяет строение белка, а, следовательно, все его биологические свойства. Синтез белков (т.е. реализация генетической информации в живых клетках) осуществляется на основе информации, заложенной в ДНК. Для кодирования каждой из 20 аминокислот, а также сигнала «стоп», означающего конец белковой последовательности, достаточно трех последовательных нуклеотидов (триплета).
Рис. 22.15. Фрагмент ДНК
2 IEEE (англ. Institute of Electrical and Electronics Engineers) - институт инженеров по электротехнике и электронике.
3 Содержит азотистое основание, соединенное с сахаром, и фосфорную кислоту.
22.3. Секретные кодовые системы
Секретные коды, как и шифры, предназначены для обеспечения конфиденциальности информации. Изначально секретные кодовые системы представляли собой систему, в основе которой лежало подобие жаргонного кода. Они возникли в целях сокрытия имен реальных людей, упоминавшихся в переписке. Это были небольшие списки, в которых в были записаны скрываемые имена, а напротив них - кодовые замены (подстановки). Официальные коды для сокрытия содержания донесений, которыми пользовались папские эмиссары и послы средиземноморских городов-государств, найденные в ранних архивах Ватикана, датируются XIV в. По мере возрастания потребности в безопасности переписки, у представителей городов-государств появились более обширные перечни, которые включали в себя не только кодовые замены имен людей, но и стран, городов, видов оружия, провианта и т.д. В целях повышения защищенности информации к перечням были добавлены шифралфавиты для кодирования слов, не вошедших в перечень, а также правила их использования, базирующиеся на различных стеганографических и криптографических методах. Такие сборники получили название «номенклаторы ». С XV и до середины XIX в. они были основной формой обеспечения конфиденциальности информации .
Вплоть до XVII столетия в номенклаторах слова открытого текста и их кодовые замены шли в алфавитном порядке, пока французский криптолог Антуан Россиньоль не предложил использовать более стойкие номенклаторы, состоящие из двух частей. В них существовало два раздела: в одном перечислялись в алфавитном порядке элементы открытого текста, а кодовые элементы были перемешаны. Во второй части в алфавитном порядке шли перечни кодов, а перемешанными были уже элементы открытого текста.
Изобретение телеграфа и азбуки Морзе, а также прокладка трансатлантического кабеля в середине XIX в. значительно расширило сферы применения секретных кодов. Помимо традиционных областей их использования (в дипломатической переписке и в военных целях) они стали широко использоваться в коммерции и на транспорте. Секретные кодовые системы того времени в своем названии содержали слово «код » («Код Госдепартамента (1867 г.)», «Американский код для окопов», «Речные коды: Потомак», «Черный код») или «шифр » («Шифр Госдепартамента (1876 г.)», «Зеленый шифр»). Следует отметить, что, несмотря на наличие в названии слова «шифр», в основу этих систем было положено кодирование.
Рис. 22.16. Фрагмент «Шифра Госдепартамента (1899 г.)»
Разработчики кодов, как и составители шифров, нередко добавляли дополнительные степени защиты, чтобы затруднить взлом своих кодов. Такой процесс называется перешифрованием . В итоге секретные кодовые системы сочетали в себе, как стеганографические, так и криптографические способы обеспечения конфиденциальности информации. Наиболее популярные из них приведены в следующей таблице.
Таблица 22.6. Способы обеспечения конфиденциальности информации в секретных кодовых системах
Способ | Тип | Примечания | Примеры (кодируемое слово – кодовое обозначение) |
Замена слова (словосочетания) другим словом произвольной длины | стеганографический | Аналог - . |
1. Номенклатор города Сиены (XV в.): Cardinales (кардинал) – Florenus; Antonello da Furli (Антолло да Фурли) – Forte. 2. Шифр Госдепартамента 1899 г.: Russia (Россия) – Promotes; Cabinet of Russia (Правительство России) – Promptings. 3. Код руководителя службы связи (1871 г.): 10:30 – Anna, Ida; 13th (тринадцатый) – Charles, Mason. |
Замена слова (словосочетания) символьной строкой фиксированной длины | стеганографический | Аналог - . | 1. Американский код для окопов (1918 г.): Patrol (патруль) – RAL; Attack (атака) – DIT. 2. Код Госдепартамента А-1 (1919 г.): Diplomat (дипломат) – BUJOH; Diplomatic corps (дипломатический корпус) – BEDAC. |
Замена слова (словосочетания) числом | стеганографический | Аналог - . Для одного кодируемого слова могли использоваться несколько кодовых обозначений. |
1. Номенклатор Бенджамина Толмаджа (1779 г.): Defense (оборона) – 143; Attack (атака) – 38. 2. Код вещания для торговых судов союзников во Второй мировой войне (BAMS): остров – 36979; порт – 985. |
Замена слова (словосочетания) набором цифр фиксированной длины | стеганографический | Аналог - . | 1. Американский код для окопов (1918 г.): Patrol (патруль) – 2307; Attack (атака) – 1447. 2. Американский служебный радиокод № 1 (1918 г.): Oil (масло) – 001; Bad (плохой) – 642. |
Замена букв | криптографический | Аналоги – шифр , . В качестве кодового обозначения могли использоваться буквы, числа, графические обозначения. Применялась для слов, отсутствующих в списке кодируемых. |
1. Номенклатор города Сиены (XV в.): q – ; s – . 2. Номенклатор Джеймса Мэдисона (1781 г.): o – 527; p – 941. 3. Американский код для окопов (1918 г.): a – 1332 .. 2795 или CEW .. ZYR. Содержал также 30 алфавитов шифрозамен для перешифрования кодовых обозначений. |
Замена сочетания букв | криптографический | Аналог – . В качестве кодового обозначения могли использоваться буквы, числа, графические обозначения. |
1. Номенклатор города Сиены (XV в.): bb – ; tt – . 2. Номенклатор X-Y-Z (1737 г.): ce – 493; ab – 1194. |
Использование пустых знаков | стеганографический | Аналог – . Ничего назначавшие (лат. nihil importantes) символы использовались для запутывания криптоаналитиков. |
1. Номенклатор города Сиены (XV в.): , . 2. Речные коды: Потомак (1918 г.): ASY. |
Использование аддитивных чисел | криптографический | Аналог – . Аддитивное число, добавляемое к числовому кодовому обозначению, служило в качестве переменной части кода (ключа). |
Шифр Госдепартамента 1876 г.: правило «Horse» (лошадь) в начале сообщения означало, что при кодировании последующих кодовых обозначений использовалось аддитивное число 203; «Hawk» (ястреб) - 100. |
Перестановка букв (цифр) в кодовых обозначениях | криптографический | Аналог – . | Телеграфный код для обеспечения секретности при передаче телеграмм (1870 г.): одно из правил предписывало перестановку последних трех цифр в цифровом кодовом обозначении, состоящем из пяти цифр. |
Перестановка кодовых обозначений | криптографический | Аналог – . | Шифр Госдепартамента 1876 г.: правило «Tiger» (тигр) в начале сообщения означало, что раскодированное сообщение надо читать с последнего слова по первое (задом-наперед); «Tapir» (тапир) – меняя местами каждую пару слов (т.е. первое и второе, третье и четвертое и т.д.). |
Сочетание различных способов кодирования и перешифровки в кодовой системе было обычной практикой у разработчиков кодов и стало применяться практически с самого начала их появления. Так, еще в номенклаторе, использовавшемся в г. Сиена в XV в., помимо кодовых замен слов, применялись для замены букв, их и пустых знаков. Наибольшего расцвета эта практика получила в конце XIX – начале XX вв. В частности в «Шифре Госдепартамента 1876 г.» (англ. Red Book – Красная книга), состоящем из 1200 страниц, и его дополнении «Неподдающийся декодированию код: дополнение к шифру Госдепартамента» применялись:
Кодовые обозначения в виде слов и чисел;
Векторное и фрактальное изображения.
Векторное изображение - это графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг. Базовым элементом изоражения является линия. Как и любой объект, она обладает свойствами: формой (прямая, кривая), толщиной., цветом, начертанием (пунктирная, сплошная). Замкнутые линии имеют свойство заполнения (или другими объектами, или выбранным цветом). Все прочие объекты векторной графики составляются из линий. Так как линия описывается математически как единый объект, то и объем данных для отображения объекта средствами векторной графики значительно меньше, чем в растровой графике. Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.
К программным средствам создания и обработки векторной графики относятся следующие ГР: CorelDraw, Adobe Illustrator, а также векторизаторы (трассировщики) - специализированные пакеты преобразования растровых изображений в векторные.
Фрактальная графика основывается на математических вычислениях, как и векторная. Но в отличии от векторной ее базовым элементом является сама математическая формула. Это приводит к тому, что в памяти компьютера не хранится никаких объектов и изображение строится только по уравнениям. При помощи этого способа можно строить простейшие регулярные структуры, а также сложные иллюстрации, которые иммитируют ландшафты.
Задачи.
Известно, что видеопамять компьютера имеет объем 512 Кбайт. Разрешающая способность экрана 640 на 200. Сколько страниц экрана одновременно разместится в видеопамяти при палитре
а) из 8 цветов;
б) 16 цветов;
в) 256 цветов?
Сколько бит требуется, чтобы закодировать информацию о 130 оттенках? Нетрудно подсчитать, что 8 (то есть 1 байт), поскольку при помощи 7 бит можно сохранить номер оттенка о 0 до 127, а 8 бит хранят от 0 до 255. Легко видеть, что такой способ кодирования неоптимален: 130 заметно меньше 255. Подумайте, как уплотнить информацию о рисунке при его записи в файл, если известно, что
а) в рисунке одновременно содержится только 16 цветовых оттенков из 138 возможных;
б) в рисунке присутствуют все 130 оттенков одновременно, но количество точек, закрашенных разными оттенками, сильно различаются.
А) очевидно, что для хранения информации о 16 оттенках достаточно 4 бита (половина байта). Однако так как эти 16 оттенков выбраны из 130, то они могут иметь номера, не умещающиеся в 4 битах. Поэтому воспользуемся методом палитр. Назначим 16 используемым в нашем рисунке оттенкам свои “локальные” номера от 1 до 15 и закодируем весь рисунок из расчета 2 точки на байт. А затем допишем к этой информации (в конец содержащего ее файла) таблицу соответствия, состоящую из 16 пар байтов с номерами оттенков: 1 байт - наш “локальный” номер в данном рисунке, второй - реальный номер данного оттенка. (когда вместо последнего используется закодированная информация о самом оттенке, например, сведения об яркости свечения “электроннык пушек” Red, Green, Blue электронно-лучевой трубки, то такая таблица и будет представлять собой палитру цветов). Если рисунок достаточно велик, выигрыш в объеме полученного файла будет значительным;
б) попытаемся реализовать простейший алгоритм архивации информации о рисунке. Назначим трем оттенкам, которыми закрашено минимальное количество точек, коды 128 - 130, а остальным оттенкам - коды 1 -127. Будем записывать в файл (котрый в этом случае представлыет собой не последовательность байтов, а сплошной битовый поток) семибитные коды для оттенков с номерами от 1 до 127. Для оставшихся же трех оттенков в битовом потоке будем записывать число-признак - семибитный 0 - и сразу за ним двухбитный “локальный” номер, а в конце файла добавим таблицу соответствия “локальных”и реальных номеров. Так как оттенки с кодами 128 - 130 встречаются редко, то семибитных нулей будет немного.
Заметим, что постановка вопросов в данной задаче не исключает и другие варианты решения, без привязки к цветовому составу изображения - архивацию:
а) на основе выделения последовательности точек, закрашенных одинаковыми оттенками и замены каждой из этих последовательностей на пару чисел (цвет),(количество) (этот принцип лежит в основе графического формата РСХ);
б) путем сравнения пиксельных строк (запись номеров оттенков точек первой страницы целиком, а для последующих строк запись номеров оттенков только тех точек, оттенки которых отличаются от отенков точек, стоящих в той же позиции в предыдущей строке, - это основа формата GIF);
в) с помощью фрактального алгоритма упаковки изображений (формат YPEG).
(ИО 6,1999)
Мир наполнен самыми разнообразными звуками: тиканье часов и гул моторов, завывание ветра и шелест листьев, пение птиц и голоса людей. О том, как рождаются звуки и что они собой представляют люди начали догадываться очень давно. Еще древнегреческий философ и ученый - энциклопедист Аристотель, исходя из наблюдений, объяснял природу звука, полагая, что звучащее тело создает попеременное сжатие и разрежение воздуха. Так, колеблющаяся струна то разряжает, то уплотняет воздух, а из-за упругости воздуха эти чередующиеся воздействия передаются дальше в пространство - от слоя к слою, возникают упругие волны. Достигая нашего уха, они воздействуют на барабанные перепонки и вызывают ощущение звука.
На слух человек воспринимает упругие волны, имеющие частоту где-то в пределах от 16 Гц до 20 кГц (1 Гц - 1 колебание в секунду). В соответствии с этим упругие волны в любой среде, частоты которых лежат в указанных пределах, называют звуковыми волнами или просто звуком. В учении о звуке важны такие понятия как тон и тембр звука. Всякий реальный звук, будь то игра музыкальных инструментов или голос человека, - это своеобразная смесь многих гармонических колебаний с определенным набором частот.
Колебание, которое имеет наиболее низкую частоту, называют основным тоном, другие - обертонами.
Тембр - разное количество обертонов, присущих тому или иному звуку, которое придает ему особую окраску. Отличие одного тембра от другого обусловлено не только числом, но и интенсивностью обертонов, сопровождающих звучание основного тона. Именно по тембру мы легко можем отличить звуки рояля и скрипки, гитары и флейты, узнать голос знакомого человека.
Музыкальный звук можно характеризовать тремя качествами: тембром, т. е. окраской звука, которая зависит от формы колебаний, высотой, определяющейся числом колебаний в секунду (частотой), и громкостью, зависящей от интенсивности колебаний.
Компьютер широко применяют в настоящее время в различных сферах. Не стала исключением и обработка звуковой информации, музыка. До 1983 года все записи музыки выходили на виниловых пластинках и компакт-кассетах. В настоящее время широкое распространение получили компакт-диски. Если имеется компьютер, на котором установлена студийная звуковая плата, с подключенными к ней MIDI-клавиатурой и микрофоном, то можно работать со специализированным музыкальным программным обеспечением.
Условно его можно разбить на несколько видов:
1) всевозможные служебные программы и драйверы, предназначенные для работы с конкретными звуковыми платами и внешними устройствами;
2) аудиоредакторы, которые предназначены для работы со звуковыми файлами, позволяют производить с ними любые операции - от разбиения на части до обработки эффектами;
3) программные синтезаторы, которые появились сравнительно недавно и корректно работают только на мощных компьютерах. Они позволяют экспериментировать с созданием различных звуков;
и другие.
К первой группе относятся все служебные программы операционной системы. Так, например, win 95 и 98 имеют свои собственные программы микшеры и утилиты для воспроизведения/записи звука, проигрывания компакт-дисков и стандартных MIDI - файлов. Установив звуковую плату можно при помощи этих программ проверить ее работоспособность. Например, программа Фонограф предназначена для работы с wave-файлами (файлы звукозаписи в формате Windows). Эти файлы имеют расширение.WAV . Эта программа предоставляет возможность воспроизводить, записывать и редактировать звукозапись приемами, аналогичными приемам работы с магнитофоном. Желательно для работы с Фонографом подключить микрофон к компьютеру. Если необходимо сделать звукозапись, то нужно определиться с качеством звука, так как именно от нее зависит продолжительность звукозаписи. Возможная продолжительность звучания тем меньше, чем выше качество записи. При среднем качестве записи можно удовлетворительно записывать речь, создавая файлы продолжительностью звучания до 60 секунд. Примерно 6 секунд будет продолжительность записи, имеющая качество музыкального компакт - диска.
А как же происходит кодирование звука? С самого детства мы сталкиваемся с записями музыки на разных носителях: грампластинках, кассетах, компакт-дисках и т.д. В настоящее время существует два основных способах записи звука: аналоговый и цифровой. Но для того чтобы записать звук на какой-нибудь носитель его нужно преобразовать в электрический сигнал.
Это делается с помощью микрофона. Самые простые микрофоны имеют мембрану, которая колеблется под воздействием звуковых волн. К мембране присоединена катушка, перемещающаяся синхронно с мембраной в магнитном поле. В катушке возникает переменный электрический ток. Изменения напряжения тока точно отражают звуковые волны.
Переменный электрический ток, который появляется на выходе микрофона, называется аналоговым сигналом. Применительно к электрическому сигналу «аналоговый» обозначает, что этот сигнал непрерывен по времени и амплитуде. Он точно отражает форму звуковой волны, которая распространяется в воздухе.
Звуковую информацию можно представить в дискретной или аналоговой форме. Их отличие в том, что при дискретном представлении информации физическая величина изменяется скачкообразно («лесенкой»), принимая конечное множество значений. Если же информацию представить в аналоговой форме, то физическая величина может принимать бесконечное количество значений, непрерывно изменяющихся.
Виниловая пластинка является примером аналогового хранения звуковой информации, так как звуковая дорожка свою форму изменяет непрерывно. Но у аналоговых записей на магнитную ленту есть большой недостаток - старение носителя. За год фонограмма, которая имела нормальный уровень высоких частот, может их потерять. Виниловые пластинки при проигрывании их несколько раз теряют качество. Поэтому преимущество отдают цифровой записи.
В начале 80-х годов появились компакт-диски. Они являются примером дискретного хранения звуковой информации, так как звуковая дорожка компакт - диска содержит участки с различной отражающей способностью. Теоретически эти цифровые диски могут служить вечно, если их не царапать, т.е. их преимуществами являются долговечность и неподверженность механическому старению. Другое преимущество заключается в том, что при цифровой перезаписи нет потери качества звука.
На мультимедийных звуковых картах можно найти аналоговые микрофонный предусилитель и микшер.
Цифро-аналоговое и аналого-цифровое преобразование звуковой информации.
Кратко рассмотрим процессы преобразования звука из аналоговой формы в цифровую и наоборот. Примерное представление о том, что происходит в звуковой карте, может помочь избежать некоторых ошибок при работе со звуком
Звуковые волны при помощи микрофона превращаются в аналоговый переменный электрический сигнал. Он проходит через звуковой тракт (см. приложения рисунок 1.11, схема 1) и попадает в аналого-цифровой преобразователь (АЦП) - устройство, которое переводит сигнал в цифровую форму.
В упрощенном виде принцип работы АЦП заключается в следующем: он измеряет через определенные промежутки времени амплитуду сигнала и передает дальше, уже по цифровому тракту, последовательность чисел, несущих информацию об изменениях амплитуды (.см. приложения рисунок 1.11, схема 2).
Во время аналого-цифрового преобразования никакого физического преобразования не происходит. С электрического сигнала как бы снимается отпечаток или образец, являющийся цифровой моделью колебаний напряжения в аудиотракте. Если это изобразить в виде схемы, то эта модель представлена в виде последовательности столбиков, каждый из которых соответствует определенному числовому значению. Цифровой сигнал по своей природе дискретен - то есть прерывист, поэтому цифровая модель не совсем точно соответствует форме аналогового сигнала.
Семпл - это промежуток времени между двумя измерениями амплитуды аналогового сигнала.
Дословно Sample переводится с английского как «образец». В мультимедийной и профессиональной звуковой терминологии это слово имеет несколько значений. Кроме промежутка времени семплом называют также любую последовательность цифровых данных, которые получили путем аналого-цифрового преобразования. Сам процесс преобразования называют семплированием. В русском техническом языке называют его дискретизацией.
Вывод цифрового звука происходит при помощи цифро-аналогового преобразователя (ЦАП), который на основании поступающих цифровых данных в соответствующие моменты времени генерирует электрический сигнал необходимой амплитуды (см. приложения рисунок 1.11, схема 3).
Параметры семплирования
Важными параметрами семплирования
являются частота и разрядность.
Частота
- количество измерений амплитуды аналогового сигнала в секунду.
Если частота семплирования не будет более чем в два раза превышать частоту верхней границы звукового диапазона, то на высоких частотах будут происходить потери. Это объясняет то, что стандартная частота для звукового компакт-диска - это частота 44.1 кГц. Так как диапазон колебаний звуковых волн находится в пределах от 20 Гц до 20 кГц, то количество измерений сигнала в секунду должно быть больше, чем количество колебаний за тот же промежуток времени. Если же частота дискретизации значительно ниже частоты звуковой волны, то амплитуда сигнала успевает несколько раз измениться за время между измерениями, а это приводит к тому, что цифровой отпечаток несет хаотичный набор данных. При цифро-аналоговом преобразовании такой семпл не передает основной сигнал, а только выдает шум.
В новом формате компакт-дисков Audio DVD за одну секунду сигнал измеряется 96 000 раз, т.е. применяют частоту семплирования 96 кГц. Для экономии места на жестком диске в мультимедийных приложениях довольно часто применяют меньшие частоты: 11, 22, 32 кГц. Это приводит к уменьшению слышимого диапазона частот, а, значит, происходит сильное искажение того, что слышно.
Если в виде графика представить один и тот же звук высотой 1 кГц (нота до седьмой октавы фортепиано примерно соответствует этой частоте), но семплированный с разной частотой (нижняя часть синусоиды не показана на всех графиках), то будут видны различия. Одно деление на горизонтальной оси, которая показывает время, соответствует 10 семплам. Масштаб взят одинаковый см. приложения рисунок 1.13). Можно видеть, что на частоте 11 кГц примерно пять колебаний звуковой волны приходится на каждые 50 семплов, то есть один период синусоиды отображается всего при помощи 10 значений. Это довольно неточная передача. В то же время, если рассматривать частоту оцифровки 44 кГц, то на каждый период синусоиды приходится уже почти 50 семплов. Это позволяет получить сигнал хорошего качества.
Разрядность указывает с какой точностью происходят изменения амплитуды аналогового сигнала. Точность, с которой при оцифровке передается значение амплитуды сигнала в каждый из моментов времени, определяет качество сигнала после цифро-аналогового преобразования. Именно от разрядности зависит достоверность восстановления формы волны.
Для кодирования значения амплитуды используют принцип двоичного кодирования. Звуковой сигнал должен быть представленным в виде последовательности электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). Обычно используют 8, 16-битное или 20-битное представление значений амплитуды. При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала его заменяют последовательностью дискретных уровней сигнала. От частоты дискретизации (количества измерений уровня сигнала в единицу времени) зависит качество кодирования. С увеличением частоты дискретизации увеличивается точность двоичного представления информации. При частоте 8 кГц (количество измерений в секунду 8000) качество семплированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48 кГц (количество измерений в секунду 48000) - качеству звучания аудио- CD.
Если использовать 8-битное кодирование, то можно достичь точность изменения амплитуды аналогового сигнала до 1/256 от динамического диапазона цифрового устройства (2 8 = 256).
Если использовать 16-битное кодирование для представления значений амплитуды звукового сигнала, то точность измерения возрастет в 256 раз.
В современных преобразователях принято использовать 20-битное кодирование сигнала, что позволяет получать высококачественную оцифровку звука.
Вспомним формулу К = 2 a . Здесь К - количество всевозможных звуков (количество различных уровней сигнала или состояний), которые можно получить при помощи кодирования звука а битами
Сегодня алкоголизм стал огромной проблемой нашего общества, которая угрожает здоровью нации. Масштабы его настолько велики, что решением такой задачи занялось правительство, разработав программу борьбы с алкоголизмом.
Медициной доказано, что алкоголизм - это не вредная привычка, а самая настоящая болезнь, которую можно сравнить с наркотической зависимостью. Поэтому болезнь необходимо лечить. Вопрос лишь в том, какое лечение выбрать: медикаментозное или психологическое кодирование от алкоголизма. По отзывам врачей, лечение будет эффективным только при комплексном подходе к решению проблемы.
Разобрав преимущества и последствия основных из существующих видов кодировки, каждый может решить для себя, какой метод подходит ему для избавления от этой пагубной привычки. Так же при выборе способа лечения необходимо учитывать, что кодировка подходит не каждому, поскольку имеется ряд противопоказаний к применению.
Противопоказания
Кодирование – это довольно радикальный способ лечения, поэтому каждый врач до проведения этой процедуры проводит исследование на предмет безопасности способа для каждого конкретного человека. После беседы с пациентом проводится его медицинское обследование, на основании результатов ранее сданных анализов. В случае обнаружения противопоказаний, пациенту будет предложена другая медицинская процедура. К противопоказаниям относятся:
Если у пациента присутствует хотя бы один из этих признаков, то во избежание неблагоприятных последствий, лечение кодированием можно заменить другими способами. Кроме того, врач оценит, какой метод помогает лучше для каждого индивидуума, так как организм, его возможности и состояние у всех разное.
Как правильно выбрать метод кодирования
При выборе между психологическими и медикаментозными способами необходимо учитывать следующее:
- психологическое подходит больным, имеющим устойчивое желание бросить пить с нацеленностью на положительный результат;
- медикаментозный метод будет эффективной кодировкой для пациентов, имеющих начальную и не способным самостоятельно воздержаться от спиртного на длительный период;
При выборе метода необходимо иметь в виду, что медикаментозное кодирование от алкоголизма ограничено сроком воздействия лекарственных препаратов. Психологическое воздействие имеет более длительный период времени - от 6 до 18 месяцев. Кроме того, психологическое воздействие на человека помогает гораздо эффективнее, ведь проблема решается изнутри.
Что такое кодировка
Жрецами и шаманами уже много столетий использовалось кодирование с помощью заклинаний, амулетов и природных составляющих. Принцип кодировки тогда и сейчас был направлен на к спиртному, выработку рефлекса на неприятие алкоголя. Русский учёный Павлов считал, что человек принадлежит к животному миру, и многие его поступки определяются рефлексами. На таком принципе и построено лечение кодировкой.
Непосредственно термин «кодирование» был введён уже в 80-е годы доктором Довженко, которым он назвал разработанную им методику лечения алкогольной зависимости. С тех пор это стало общим наименованием процедур. Так называют многие другие способы, не имеющие отношения к разработкам Довженко. Сегодня под кодированием подразумевается весь комплекс от принятия таблеток, введения специальных препаратов до воздействия на психику человека.
Медикаментозный способ
Этот метод считается наиболее эффективным, при котором для воздействия на организм используются препараты, содержащие в своей основе дисульфидам, блокирующий ферменты, отвечающие за вывод альдегида из организма. По статистике он помогает в 80 случаях из 100. В результате такой блокады наступает интоксикация организма и впоследствии появляются:
- головокружение;
- тошнота, рвота;
- судороги;
- повышение температуры тела;
- тахикардия, что приводит к отторжению алкоголя.
Медикаментозное кодирование можно разделить на три группы:
- пероральный приём таблеток и капель,
- имплантация «Торпедо»,
- уколы.
Каждый из этих способов имеет свои особенности и должен быть индивидуально подобран пациенту.
Кодировка пероральным приёмом таблеток и капель
Это самое безболезненное кодирование. Оно неплохо помогает от зависимости и может быть назначено всем больным за исключением имеющихся противопоказаний к кодировке. Этот методика будет эффективной блокадой для пациентов с начальной стадией алкоголизма.
Кодировка с помощью имплантации «Торпедо»
Это самый болезненный метод, заключающийся в ведении препарата в полость тела на глубину 3–4 см. Перед тем как сделать разрез на теле, применяется местная анестезия. Рассасываясь под кожей, препарат воздействует на организм в течение нескольких минут, после чего врачом проводится провокация, с помощью которой производится тестирование на то, помогает ли этот способ вызывать отвращение к спиртному.
Суть провокации в том, что больному после имплантации даётся выпить спиртное в любом количестве. У пациента сразу же начинаются все последствия сильного . После введения врачом антидота эти симптомы исчезают, но появляется твёрдое неприятие алкоголя. По отзывам бывших пациентов, появляется страх пережить ещё раз такое состояние.
Способ хотя и не самый безболезненный, но достаточно эффективный, поскольку наступает моментальный результат. Уколы могут быть как внутривенными, так и внутримышечными. Самыя лучшая кодировка - укол в вену.
Процедура имплантации «Торпедо» и инъекции внутривенного укола, при всей своей эффективности - довольно опасные процедуры, поэтому должны проводиться опытным специалистом в условиях медицинского учреждения, оборудованного реанимационным отделением, так как последствия проведения этих процедур могут быть непредсказуемыми.
Преимущества уколов заключаются в моментальном действии препарата и единоразовом проведении. При этом у пациента нет возможности самовольно прервать лечение. При пероральным приёме таблеток и капель пациент должен строго соблюдать курс лечения, не прерывать весь цикл. Кроме того, приём таблеток иногда затягивается на 2–3 месяца.
Лазерный способ
Этот метод по праву считается самым безопасным. Его суть заключается в воздействии лазерных лучей определённого вида на зоны головного мозга, отвечающие за развитие пристрастия к алкоголю. К преимуществам лазерного кодирования, помимо его безопасности, можно отнести отсутствие побочных последствий. Эта процедура не требует длительного времени для проведения курса, эффективность кодировки будет ощутима на 1–2 стадии алкоголизма.
К недостаткам метода можно отнести его неэффективность для пациентов с 3 стадией алкоголизма и невозможность широкого использования из-за отсутствия необходимого специального оборудования во всех клиниках. Поэтому отзывов к этой кодировке встречается крайне мало.
Кодирование иглоукалыванием
Суть данной кодировки кроется в воздействии на биологические активные точки пациента, отвечающие за употребление алкоголя. По отзывам этот метод очень действенный, но проводить его должен только высококвалифицированный специалист.
Психотерапевтическое кодирование
К этой кодировке можно отнести лечение гипнозом, лечение по , разработки авторов других методик.
Это самый известный из всех существующих приёмов, в мировой практике считается самой эффективной кодировкой, которая не имеет побочных последствий.
Суть этого метода состоит в воздействии гипнозом на пациента, во время которого внушается отвращение к спиртному (запаху, вкусу, виду), и устанавливается определённый срок трезвого образа жизни. На некоторых этапах пациент вводится в глубокий гипноз, остальные предусматривают общение с пациентом в ясном уме.
После проведения такого сеанса гипноза делается провокация для закрепления результата лечения. Сеанс проводится в течение 1- 2 часов. Основные требования к пациенту при проведении такого гипноза заключаются в его твёрдом желании и отказаться от спиртного. Перестать употреблять алкоголь необходимо за 3–4 дня до проведения сеанса. Помогает достаточно эффективно. Однако как любое кодирование, этот метод имеет свои противопоказания:
- Нарушение сознания.
- Алкогольное опьянение.
- Тяжёлые сердечно - сосудистые заболевания.
Психотерапия методом реконструкции
Воздействие заключается в том, что врач предлагает пациенту реконструировать воспоминания из своей жизни до того, как он начал пить, а также воспроизвести и сформировать свою жизнь, если бы пациент не страдал алкоголизмом, с планированием желаемых целей и событий. При этом человеку внушается неприятие алкоголя, проводится ассоциативный ряд всех последствий при алкогольном отравлении. Такое кодирование практически не имеет противопоказаний, кроме наличия психического заболевания пациента.
На основе таких методик проводятся и другие психотерапевтические сеансы. Людей, не поддающихся гипнотическому воздействию, такими методами вылечить нельзя, в лучшем случае они излечиваются на очень незначительный срок. К такому гипнозу чаще всего приходят люди, считающие кодирование с помощью медицинских препаратов болезненным и имеющим побочные последствия.
Преимущества и недостатки медикаментозного способа
Для идеального варианта требуется консультация нарколога, психиатра и терапевта. Только тогда будет достигнут желаемый эффект. Этот способ имеет больше всего преимуществ:
Преимуществ у данного приёма достаточно много, однако немало и минусов. К недостаткам можно отнести:
- токсичность лекарственных препаратов при употреблении пациентом спиртного, так как последствия могут привести даже к коме;
- при пероральном приёме наблюдается трудность в надлежащем контроле лечения;
- при имплантации существует риск развития инфекции, вызванной несоблюдением пациентом всех инструкций врача.
Плюсы и минусы психотерапевтического способа
Как показывает статистика, этот приём пользуется не очень большой популярностью. Далеко не каждый человек позволит «копаться» в своей голове. Существует риск негативных последствий при непрофессиональных действиях врача. Преимущества данного метода заключаются в следующем:
- отсутствует необходимость длительный срок принимать таблетки;
- отсутствует токсичность;
- срок действия кодировки очень длительный - может доходить до пожизненного избавления от алкоголизма;
- происходит одновременное избавление от сопутствующих фобий и депрессий.
К недостаткам метода можно отнести всего лишь единственный пункт - это неэффективность метода для пациентов, не поддающихся гипнозу. Кроме того, как уже говорилось выше, если психотерапевт недостаточно квалифицированный, может нарушиться психика пациента.
Возможные последствия кодировки
В основе кодировки лежит страх человека. Она направлена на подавление его воли и активизации инстинкта самосохранения. Вместо положительного алгоритма, в сознании пациента формируется отрицательная программа о том, что если он выпьет, то ему будет плохо.
Больной с неустойчивой психикой такого давления может не выдержать и опять начнёт пить, не опасаясь последствий. Поэтому при выборе лечения алкоголизма кодированием необходимо тщательно обдумать все плюсы и минусы, настроить себя на положительную программу.
По отзывам людей, которые очень противоречивы, можно сделать вывод, что результат лечения, прежде всего, зависит от различной психологической настроенности и восприимчивости каждого отдельного человека. Если у больного есть вера в излечение и присутствует желание вернуться к нормальной, полноценной жизни, если есть вера во врача, помогающего ему побороть болезнь, то результат не заставит себя ждать.
Алкоголизм - это очень тяжёлое хроническое заболевание. Как и любое заболевание, его невозможно вылечить после одной процедуры. Какое бы кодирование не было использовано для лечения, влечение к алкоголю, безусловно, становится значительно ниже, но зависимость, в той или иной мере остаётся. Всё зависит от страха при употреблении спиртного, психологического настроя пациента и от помощи со стороны своих родных и близких.
Злоупотребление спиртными напитками, приводящее к хроническому алкоголизму – глобальная проблема нашего времени. К счастью, ученые нашли способ бороться с ней. Кодирование позволяет избавиться от психоэмоциональной зависимости от спиртных напитков и навсегда отказаться от их употребления. Современные методики кодировки делают настоящие чудеса, помогая даже тем, кто уже отчаялся излечиться от алкоголизма.
После лечения у человека вырабатывается стойкий условный рефлекс, благодаря которому он больше не получает удовольствия от распития алкогольных напитков. Наоборот, бывший алкоголик испытывает отвращение к ним. Естественно, смысл употребления алкоголя пропадает, а человек возвращается к нормальному, полноценному образу жизни.
На сегодняшний день многие клиники и наркодиспансеры предлагают разные методы кодирования от алкоголизма. Какой лучше выбрать – вопрос довольно сложный, ведь каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. В данной статье будут подробно описаны все современные способы борьбы с алкоголизмом, а также будет рассказано, какая кодировка самая эффективная и почему.
Узнав, какие способы кодирования существуют, многие люди попросту теряются и не могут сделать выбор. Какой из методов подойдет конкретному человеку – сможет определить квалифицированный нарколог после сбора анамнеза и полноценного обследования. Если в одном случае будет достаточно сеанса психотерапии, то в другом понадобиться пройти целый курс медикаментозного лечения, а в третьем – и вовсе подшиться.
На сегодняшний день существуют такие методы кодирования:
- медикаментозный;
- психотерапевтический;
- аппаратный.
Каждый из методов имеет многочисленные способы кодировки. Например, при медикаментозном кодировании лекарственный препарат можно принимать перорально (внутрь), вводить парентерально (через кожные покровы), подшивать под лопатку или в большую ягодичную мышцу. Уколы от хронического алкоголизма подразумевают введение лекарства внутримышечно или в вену.
Прежде чем закодироваться, нужно правильно подобрать метод и способ кодировки. Какой из них лучше использовать – должен решать нарколог совместно с пациентом. Следует отметить, что принудительное кодирование запрещено законом, поэтому врач не имеет права вшить торпеду от алкоголизма без согласия человека. Также наркологи и родственники не имеют права оказывать гипнотическое воздействие или подсыпать какой-либо препарат в еду алкоголика без его ведома и согласия.
Медикаментозное кодирование
Лечение алкоголизма с помощью фармакологических средств является наиболее распространенным в наше время. Для такого кодирования используется препарат-алкоблокатор, способный вызывать у человека формирование стойкого отвращения к спиртным напиткам.
Как правило, медикаментозное кодирование осуществляется путем применения средств на основе дисульфирама или налтрексона. Первое вещество является блокатором ацетальдегида – фермента, участвующего в расщеплении этилового спирта. Одновременное употребление дисульфирама и этанола вызывает сильное ухудшение общего самочувствия. У человека снижается давление, учащается сердцебиение, появляется головная боль и тошнота. Очень скоро алкоголик начинает испытывать отвращение при одном лишь упоминании об алкоголе. Естественно, вскоре он бросает пить.
Любой препарат на основе налтрексона является ингибитором опиоидных рецепторов, которые отвечают за ощущение эйфории. Лекарство связывается с этими рецепторами, из-за чего они становятся нечувствительными к воздействию алкоголя. Благодаря этому человек прекращает получать удовольствие от выпивки и отказывается от нее.
Основные виды кодирования с помощью фармакологических средств:
- кодирование от алкоголизма уколом;
- таблетки для приема внутрь;
- подшивание от алкоголизма.
Каждая методика действует неодинаковое время, что необходимо учитывать перед тем, как начинать лечение. Например, таблетки оказывают кратковременный эффект, который пропадает уже спустя один-два дня. А вот вшивание Торпеды от алкоголизма способно вызывать дисульфирам-этаноловые реакции на протяжении целого года.
Уколы
Одним из наиболее эффективных и быстродействующих методов кодирования является укол от алкоголизма. Процедура обеспечивает введение лекарства непосредственно в вену (SIT-методика) или мышечные ткани, минуя желудок и кишечник. Существуют такие способы кодирования с помощью уколов:
- Внутривенный укол против алкоголизма. Данная психо-фармакологическая методика носит название SIT-кодировка. Лекарственный препарат на основе дисульфирама вводится в вену, после чего проводится показательная провокационная проба;
- Внутримышечные уколы от хронического алкоголизма. Этот способ подразумевает введение дисульфирамсодержащего геля. Сразу после попадания в ткани гель кристаллизуется и образует своеобразное депо. Лекарственный препарат постепенно высвобождается оттуда и оказывает лечебное действие на протяжении длительного периода времени. Куда лучше вводить гель – решается индивидуально. Как правило, укол от алкоголизма делается в области ягодиц, подмышечных впадин или же препарат вводится под лопатку.
SIT-методика обрела широкую популярность в последние 5-7 лет. Лекарственный препарат вводят в вену после полноценного обследования и получения осведомленного согласия пациента. На протяжении некоторого времени до проведения процедуры SIT-кодировки человеку запрещено употреблять спиртные напитки – его кровь должна полностью очиститься от этанола.
В самом начале пациенту в вену вводят лекарственный препарат. Спустя какое-то время ему на язык капают каплю чистого этилового спирта, вместе с этим вводя антидот. Через пару минут человеку становится плохо. Вкус алкоголя начинает ассоциироваться с неприятными ощущениями, благодаря чему алкоголику больше не хочется пить. Именно в этом и заключается суть методики SIT.
Следует уточнить, что для внутримышечных уколов всегда используются дисульфирамсодержащие гели, а для SIT-кодировки – растворы для инъекций в вену. Ни в коем случае нельзя путать эти два способа лечения алкогольной зависимости. Препарат в форме геля ни в коем случае нельзя вводить в вену – это может привести к тяжелым последствиям.
Вшивание
Подшивка от алкоголя помогает закодироваться очень быстро и надолго. После процедуры формируется химическая защита, вызывающая ухудшение самочувствия при употреблении этанола. Подобный способ кодировки очень эффективен: человек прекращает пить уже на следующий день после проведения процедуры, и его не тянет к спиртному как минимум год.
Подшивка от алкоголизма проводится только после комплексного обследования пациента и исключения всех возможных противопоказаний. Имплант можно зашить под лопатку или в ягодицу. Существуют и менее популярные варианты, такие как вшивание ампулы от алкоголизма в подмышечную область или подкожно-жировую клетчатку в другой части тела.
Подшивка от алкоголизма проводится с применением таких препаратов:
- Эспераль;
- Тетлонг-250;
- Торпедо;
- Налтрексон;
- Вивитрол.
Тетлонг, Эспераль и Торпеда от алкоголизма являются дисульфирамсодержащими средствами. Для того чтобы успешно закодироваться, недостаточно просто подшить их под кожу. Лечение обязательно должно включать провокационную пробу. Отвращение к алкоголю формируется только после нескольких подобных процедур.
Ампула от хронического алкоголизма на основе налтрексона (препараты Вивитрол и Налтрексон) действует совершенно иначе. После ее подшивания нет необходимости в проведении провокационной пробы. Человеку не будет плохо после употребления спиртных напитков. Все, что он будет чувствовать после подшивания – отсутствие эйфории и неприятные симптомы похмелья.
Как правило, в тяжелых случаях химическая защита не оказывает должного эффекта, поэтому лечение проводят с помощью методики «Двойной блок». Она включает в себя кодирование гипнозом с параллельным применением лекарственных препаратов. Пациенту предлагают зашиться и поддаться гипнотическому воздействию.
Специалисты утверждают, что одновременная кодировка гипнозом и подшиванием оказывает более длительное действие, чем каждый из этих методов по отдельности. Правильно поставленный двойной блок действует на протяжении пяти-семи лет. Человек может полностью забыть о спиртных напитках на весь этот период. Двойной блок показан при тяжелом алкоголизме, когда остальные методы бессильны.
Пероральные средства
Блокада алкогольной зависимости с помощью таблеток является одним из наиболее простых и удобных методов кодировки. Подобное лечение не требует пребывания под гипнозом, выполнения малоинвазивной операции или введения препаратов в вену. Чтобы удачно закодироваться, требуется всего лишь ежедневно принимать таблетки и вовремя выполнять дисульфирам-этаноловые пробы.
Химическая защита, полученная с помощью дисульфирамсодержащих препаратов, довольно эффективна. Если во время лечения человек выпьет спиртное – у него начнет болеть голова, появится тошнота и рвота, участится сердцебиение. Довольно быстро у алкоголика выработается отвращение к этиловому спирту и он бросит пить. Следует отметить, что химическая защита действует лишь пока пациент принимает таблетки.
Помимо средств, вызывающих отвращение к алкоголю, существуют таблетки, устраняющие патологическую тягу к спиртным напиткам. Они имеют разный состав и механизм действия, однако все эти таблетки довольно эффективны. Лекарства помогают человеку побороть зависимость и вернуться к нормальному образу жизни.
Таблетки, устраняющие тягу к алкоголю:
- Метадоксил;
- ПроПроТен-100;
- Акампросат.
Дисульфирам- и налтрексонсодержащие таблетки продаются только по рецепту, а принимать их необходимо под контролем врача. Первые дисульфирам-этаноловые пробы нужно проводить в стационаре, совместно с наркологом. Заниматься самолечением в этом случае крайне опасно.
Психологическое кодирование
Существуют различные психотерапевтические методы кодирования, однако наиболее известным и действенным является метод Довженко. Он был изобретен в средине восьмидесятых годов прошлого века известным советским наркологом и психотерапевтом Довженко Александром Романовичем.
Данная методика является чем-то средним между психотерапией и гипнозом. Во время сеанса, который длится около двух часов, пациент сидит с открытыми глазами, а врач проводит внушение. Следует отметить, что метод Довженко эффективен лишь в том случае, если человек искренне желает излечиться от алкоголизма.
Преимущества метода Довженко:
- простота, безопасность и надежность, проверенная временем;
- высокая эффективность (метод Довженко помогает около 90% пациентов);
- отсутствие побочных эффектов, которые вызывает медикаментозное лечение;
- быстрое действие (для получения нужного эффекта хватает одного сеанса).
Данный способ психотерапевтического воздействия требует осознанного согласия пациента. Принудительное кодирование в этом случае категорически запрещено. Оказавшись под гипнозом, человек может получить серьезную психоэмоциональную травму. На протяжении как минимум недели до кодирования алкоголик должен воздерживаться от употребления спиртных напитков. Чтобы закрепить результат, сеанс можно повторить, но обязательно у того же специалиста.
Аппаратное кодирование
Наиболее современными методами кодирования являются те, в основе которых лежит применение лазерного излучения или электрического тока слабой силы и интенсивности. Обе процедуры совершенно безопасны, однако выполнять их следует после десятидневного (или более длительного) воздержания от пьянства.
Кодировка электрическим током не вызывает у пациента отвращения к алкоголю, как, к примеру, медикаментозные методы. Она снижает влечение к алкоголю путем воздействия на участки головного мозга, отвечающие за патологическую зависимость. Кодировку электрическим током зачастую используют как дополнение к другим методам лечения.
Виды кодировки электрическим током:
- электростимуляция;
- электросудорожная терапия;
- биоэлектроблокирование.
Последний метод был разработан профессором Шустовым Д.И. Он является научно обоснованным и очень эффективным. Успешность кодировки током по данной методике составляет свыше 90%. Биоэлектроблокирование помогает закодироваться на срок длительностью в один год, после чего требуется проведение поддерживающих сеансов.
Следует отметить, что электроимпульсное и лазерное кодирование применяются не только для борьбы с алкоголизмом. Эти способы отлично подходят для лечения наркотической, никотиновой, игровой зависимости. К тому же, их нередко применяют для подавления аппетита с целью похудения.
Лазерное кодирование
Согласно данным Всемирной Организации Здравоохранения, лазерное кодирование от алкоголизма считается наиболее эффективным и безопасным методом лечения алкоголизма в современном мире. Он помогает блокировать участки мозга, отвечающие за патологическую тягу к алкоголю. На сегодня закодироваться с помощью лазера можно во многих частных клиниках.
Лазерное кодирование имеет такие преимущества перед остальными методами:
- минимальное количество противопоказаний;
- полная безболезненность и безопасность;
- блокирование тяги к алкоголю без неприятных ощущений;
- быстрый эффект – для выздоровления хватает нескольких сеансов.
В ходе процедуры световые волны определенной длины воздействуют на клетки, меняя в них обмен веществ. Благодаря этому человек больше не получает удовольствия от употребления спиртных напитков. К сожалению, лазерное кодирование стоит немало, из-за чего многие люди отдают предпочтении более дешевым методикам.
Какое кодирование самое эффективное
На сегодняшний день наиболее эффективной, научно обоснованной и проверенной является медикаментозная кодировка. Естественно, она должно быть добровольной и полностью осознанной. Принудительное кодирование в нашей стране является противозаконным. Его можно делать только в двух случаях:
- По решению суда. Для этого нужны показания нескольких свидетелей. Суд должен получить доказательства того, что алкоголик ведет вредящий ему и окружающим образ жизни. Врач согласится выполнить принудительное кодирование лишь имея на руках постановление суда;
- При вызове скорой помощи. Принудительное лечение алкоголизма показано при развитии у алкоголика белой горячки или другого алкогольного психоза. В этом случае человека помещают в психиатрическую клинику, где его лечат наркологи и психиатры.
Бывают ситуации, когда родственники алкоголика решают закодировать его без его же ведома. Как правило, подобные попытки заканчиваются неудачно. Специалисты не рекомендуют тайно добавлять капли или таблетки в пищу пьющего человека, ведь это может повлечь за собой тяжелые осложнения. Лечить алкоголика можно только с его ведома и согласия.
Таблетки, подшивка или уколы от хронического алкоголизма действуют одинаково на всех людей. Применение медикаментозного метода сводит к минимуму риск стать жертвой шарлатанов. Кодирование выполняется врачами в клиниках и наркодиспансерах, имеющих соответствующую лицензию.
Преимущества медикаментозного кодирования:
- безопасность для физического и психического здоровья;
- научно доказанная эффективность и вполне понятный механизм кодирования;
- стойкий эффект, сохраняющийся и после полного выведения препарата из организма;
- возможность выбрать наиболее удобный способ кодировки (укол, прием таблеток, подшивание импланта);
- эффективность при любой стадии и форме алкоголизма.
Более эффективным является методика двойного блока. В первую фазу врач проводит сеанс гипноза, в ходе которого внушает человеку чувство отвращения к алкоголю. Гипнотическое внушение можно делать лишь после недельного воздержания от употребления спиртных напитков.
Во вторую фазу алкоголику вводят дисульфирамсодержащий препарат и выполняют провокационную пробу. У человека возникает состояние, схожее с сильным отравлением. На фоне предварительного внушения у него формируется очень сильное отвращение к спиртному. Благодаря этому двойной блок оказывает более выраженный и длительный эффект.