Θεωρία κωδικοποίησης
From Wikipedia, the free encyclopedia
Η θεωρία κωδικοποίησης είναι η μελέτη των ιδιοτήτων των κωδίκων και της καταλληλότητάς τους για συγκεκριμένες εφαρμογές. Οι κώδικες χρησιμοποιούνται για συμπίεση δεδομένων, κρυπτογραφία, ανίχνευση και διόρθωση σφαλμάτων, μετάδοση και αποθήκευση δεδομένων. Οι κώδικες μελετώνται από διάφορους επιστημονικούς κλάδους, όπως η θεωρία της πληροφορίας, η ηλεκτρολογία, τα μαθηματικά, η γλωσσολογία και η επιστήμη των υπολογιστών, με στόχο τον σχεδιασμό αποδοτικών και αξιόπιστων μεθόδων μετάδοσης δεδομένων. Αυτό περιλαμβάνει συνήθως την εξάλειψη του πλεονασμού και τη διόρθωση ή την ανίχνευση σφαλμάτων στα μεταδιδόμενα δεδομένα.
Υπάρχουν τέσσερις τύποι κωδικοποίησης:[1]
- Συμπίεση δεδομένων (ή κωδικοποίηση πηγής)
- Ελεγχος σφαλμάτων (ή κωδικοποίηση καναλιού)
- Κρυπτογραφική κωδικοποίηση
- Κωδικοποίηση γραμμής
Ο στόχος της συμπίεσης δεδομένων είναι να αφαιρεθεί ο ανεπιθύμητος πλεονασμός στα δεδομένα μιας πηγής, ώστε να μπορούν να μεταδοθούν αποτελεσματικότερα. Για παράδειγμα, η συμπίεση δεδομένων ZIP μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση του μεγέθους των αρχείων δεδομένων, ιδίως για τη μείωση της κίνησης στο Διαδίκτυο. Η συμπίεση δεδομένων και η διόρθωση σφαλμάτων μπορούν να μελετηθούν μαζί.
Η διόρθωση σφαλμάτων προσθέτει χρήσιμο πλεονασμό στα δεδομένα από μια πηγή για να κάνει τη μετάδοση πιο ανθεκτική στις διαταραχές του καναλιού μετάδοσης. Ο απλός χρήστης μπορεί να μην γνωρίζει τις πολλές εφαρμογές που χρησιμοποιούν τη διόρθωση σφαλμάτων. Ένα τυπικό μουσικό CD χρησιμοποιεί κώδικα Ριντ-Σόλομον για τη διόρθωση των γρατζουνιών και της σκόνης. Σε αυτή την εφαρμογή, το κανάλι μετάδοσης είναι το ίδιο το CD. Τα κινητά τηλέφωνα χρησιμοποιούν επίσης τεχνικές κωδικοποίησης για τη διόρθωση της εξασθένισης και του θορύβου των ραδιοφωνικών μεταδόσεων υψηλής συχνότητας. Τα μόντεμ δεδομένων, οι τηλεφωνικές μεταδόσεις και το βαθύ διαστημικό δίκτυο της NASA χρησιμοποιούν τεχνικές κωδικοποίησης καναλιού για τη μετάδοση των bits, για παράδειγμα turbo-code και κώδικες LDPC.