Результаты исследования обучающихся в проекте Искусство кодирования

Авторы и участники проекта

Участник:Белова Мария

Участники группы "Историки"

Тема исследования группы

История теории кодирования и возникновения современных методов кодирования

Проблемный вопрос (вопрос для исследования)

Какова история теории кодирования?

Гипотеза исследования

Методы кодирования информации и защиты данных при их передаче развиваются параллельно с человечеством.

Цели исследования

1. Познакомится с понятиями "кодирование" и "декодирование".

2. Изучить литературу и интернет-источники по истории теории кодирования и представить их в яндекс-таблице.

3. Узнать историю возникновения простейших и современных способов кодирования информации.

4. Создать ленту времени по развитию методов кодирования и информации с древних времен до наших дней.

5. Сделать вывод и оформить результаты в виде вики-статьи

6. Защитить проект на занятии.

Результаты проведённого исследования

Кодирование информации – это процесс преобразования информации из одной формы в другую, чтобы информацию было удобно передавать и хранить. Декодирование является обратным процессом – полученную информацию преобразовывают в ее первоначальный вид. Важно, чтобы во время процессов кодирования и декодирования информация не подверглась искажению. Для начала исследования были изучены интернет-источники по теории кодирования информации в виде статей на платформах Хабр, Skillbox, и т.п. С помощью яндекс-таблицы мы составили каталог интернет-источников по истории теории кодирования.

В древние времена представители разных культур передавали информацию с помощью дыма сигнальных костров и залпов оружия. В основном, передавались предупреждения о надвигающейся опасности. Например, коренные американцы с помощью костров сообщали о приближении чужаков и врагов. Над источником огня ставили и убирали препятствие, тем самым создавая дымовые сигналы (похожие на сигналы «включено» и «выключено») в разной частоте. В Древнем Китае кроме дыма использовали сигнальные факелы в темное время суток и артиллерийские залпы для сообщения о приближении вооруженной армии. В те времена набор сообщений был ограничен, и передавать произвольные слова и предложения было невозможно(1) (2).

В 1791 году во Франции братья-инженеры Клод и Игнатий Шапп создали семафор, который стал первой системой визуальной связи. Семафор представлял собой систему вращающихся рычагов, и каждое положение рычагов относительно друг друга означало букву алфавита. К 1794 году между Парижем и городом Лиллем была построена цепочка из 15 семафоров. Каждое сообщение передавалось последовательно от одного семафора к другому. Средняя скорость передачи данных составляла 500 км/ч, это было в 50 раз быстрее лошадей почтовых гонцов. Впоследствии линии семафоров охватили все крупные города Франции, а потом вышли за пределы страны. В 1795 году английский инженер Джордж Мюррей представил проект более дешевого телеграфа, состоящий из шести заслонок на крыше деревянной станции. Положения заслонок относительно друг другу означали буквы алфавита, а менялось положение заслонок с помощью веревок. В 1796 году была построена линия из 15 станций, соединяющая Лондон с городами Дил и Ширнесс. Станции находились на расстоянии от 8 до 16 км друг от друга(2).

С развитием электричества и появлением электромагнитов появились электромагнитный телеграф Шиллинга и телеграф Морзе. В 1832 году российский ученый Павел Львович Шиллинг представил первый электромагнитный телеграф. Сообщения кодировались с помощью комбинаций шести стрелок, положение которых менялось с помощью электромагнита. Сообщение вводилось с помощью клавиш, похожие на клавиши пианино(2). Через три года, в 1835 году Сэмюэл Морзе разработал систему кодирования данных с помощью комбинаций коротких и длинных сигналов, которые печатались в виде комбинаций точек и тире соответственно. Текст сообщения вводился с помощью кнопки, которая замыкала электрическую цепь в одном аппарате, а на втором аппарате печаталась последовательность точек и тире. Телеграфы использовались, в основном, в военной области, в торговле и для международной связи(2). В 1874 году французский инженер Жан Мори Эмиль Бодо представил модель печатающего телеграфа общего назначения. Для кодирования данных Бодо разработал пятибитный код, в котором каждый символ обозначался в виде последовательности из пяти сигналов. Код Бодо позволял передавать прописные и строчные буквы, цифры и некоторые специальные символы(2).

Идея представление информации с помощью нулей и единиц начала активно развиваться в 20-м веке, с появлением электронных вычислительных машин. Появлялись различные методы и теории кодирования и сжатия данных: код Хаффмана, код Хэмминга, код Шэннона-Фано и т.д. В 1961 году Боб Бемер, разработчик и технический специалист компании IBM, представил стандартную систему кодирования символов для компьютеров. В основу его идеи лежал 6-битный бинарный код, который использовался в компьютере IBM 704. Система Боба предусматривала прописные и строчные буквы, цифры и специальные символы. Идея Бемера легла в основу системы кодирования ASCII (American Standard Code for Information Interchange), год рождения которой принято считать 1963-м. Стандартом был определен набор из 97 символов, включающих буквы, цифры, знаки препинания и управляющие символы, каждый из которых представлен 7-битным двоичным числом (5). Таким образом, ASCII является первым стандартом кодирования информации. С увеличением количества компьютеров, развитием интернета и удешевлением памяти возникла проблема в виде путаницы в кодировках. Особенно ярко это проявлялось в интернете, когда текст написанный на одном компьютере должен был корректно отображаться на многих других устройствах(6). Поэтому, в октябре 1991 года появилась первая версия таблицы символов под названием Unicode. Она включала в себя на тот момент 7161 различный символ из 24 письменностей мира. Постепенно добавлялись новые языки и символы. На основе стандарта Unicode начали появляться стандарты UTF (Unicode Transformation Format).

С помощью онлайн-инструмента Visme мы создали ленту времени "Развитие методов кодирования информации".

Вывод

Что мы узнали в итоге? В древние времена для кодирования информации использовались дым или огонь, и последовательность и частота их сигналов напоминает современные сигналы ноль (нет сигнала) и единицу (есть сигнал). В конце 18-го века начали передавать целые сообщения с помощью комбинаций положений рычагов, заслонок и стрелок, подобно тому, как в современных компьютерах кодируются алфавитные и числовые символы. В 19-м веке с появлением и развития электрических приборов начали появляться телеграфы, передающие сообщения в виде комбинаций сигналов (код Морзе и код Бодо). Возникла потребность в создании таких систем кодирования, чтобы избежать избыточности сообщений. С появлением компьютеров и развитием интернета вся информация передавалась от одного компьютера к другому в виде нулей и единиц. Появились стандарты кодировки ASCII и Unicode.

Мы смогли подтвердить гипотезу о том, что методы кодирования информации развивались параллельно с человечеством.

Полезные ресурсы

1.Кодирование для чайников

2.История телеграфа: от сигнальных костров до кабелей через Атлантику

3.Кодирование информации

4.Кодирование и декодирование данных

5.ASCII: от кодировки до бренда — необычные сценарии использования символов

6.Что такое кодировки

Другие документы

Учебный проект Искусство кодирования