Кодирование
Кодирование
(от франц. code - свод законов, правил) - отображение (преобразование) нек-рых объектов (событий, состояний) в систему конструктивных объектов (называемых кодовыми образами), совершаемое по определ. правилам, совокупность к-рых наз. шифром К., или кодом; каждый конструктивный объект (а также каждый набор таких объектов и вся система конструктивных объектов и их наборов в целом), сопоставляемый при К. к.-л. исходному объекту (объектам, системе объектов), также при этом обычно наз. кодом этого объекта (объектов). Совокупность конструктивных объектов - т.н. "букв", из к-рых состоят наборы, кодирующие исходные объекты К. (кодовые прообразы), наз. алфавитом К.; само К. при этом можно определить как фиксацию ("запись") событий (из нек-рого класса событий) в определ. алфавите; при этом под "буквой" понимается не обязательно к.-л. графич. образ или звук (фонема), - алфавит может состоять из любых четко фиксируемых состояний к.-л. физич. системы. Исходя из вышеуказанного, К. можно кратко охарактеризовать как "языковое" моделирование. Термин "К.", применявшийся первоначально в криптографии (теории засекречивания сообщений), перешел из нее в теорию информации, составной частью к-рой является теория К.
В процессе познания и практич. деятельности людей, в технике и обществ. отношениях каждое сообщение обычно проходит через цепь посредствующих звеньев передачи, называемых каналами связи. Поэтому в теории информации К. и характеризуют обычно как преобразование сообщения для передачи его по нек-рому каналу связи. Однако содержание понятия К. не укладывается полностью в рамки совр. теории информации. Понятие К. носит общенауч. характер и имеет широкий филос. аспект.к. - необходимая составная часть процессов управления, процессов преобразования и передачи информации в любых областях действительности; оно в той или иной форме всегда присутствует в процессах познания. Примерами К. могут быть: пользование (естественным) языком (исходными объектами являются представления, мысли и переживания, возникающие в мозгу говорящего; алфавитом К. - алфавит данного языка); телеграфное К. (исходные объекты - выражения языка, использованные для записи текста; алфавит - напр., азбука Морзе); военное и др. К., преследующее цель засекречивания сообщений (алфавит и правила К. и декодирования, т.е. восстановления закодированных образов по их кодам - определяются принятым шифром); преобразование конечных последовательностей цифр, слов, электрич. импульсов, дырочек на перфорированных картах и т.п. в др. последовательности цифр, в др. слова, последовательности импульсов, в элементы к.-л. др. систем и т.д., применяемое в технич. кибернетике (в автоматич. системах управления, при работе на вычислит. машинах и т.п.); употребление символич. обозначений в науке; перевод с одного (естественного или искусственного) языка на др. язык, осуществляемый человеком или машиной; индексирование документов или отд. терминов при составлении различных каталогов (справочников, описаний) в библиотечной, архивной и др. информац. службе; пользование любой системой сокращ. обозначений; использование нотных знаков для записи музыкальных фраз (наборов акустич. колебаний определ. частоты; декодирование происходит при исполнении музыкальных произведений или при чтении партитуры "про себя"); запись (в т.ч. с помощью автоматич. регистрирующих приборов) данных физич. и др. экспериментов (декодирование состоит в обработке этих данных, а на более высоком уровне - в истолковании эксперимент. результатов и в открытии законов природы). Понятие К. не связано с обязат. наличием лица, осуществляющего К. Кодирование наследств. информации в живой клетке происходит, напр., независимо от деятельности к.-л. "кодировщика".
Антропоморфная окраска, присущая распространенной характеристике К. как акта преобразования сообщения, восходит ко времени, когда термин "К." связывался непременно с зашифровкой секретных сведений. Эта окраска сохраняется и поныне в тех разделах кибернетики, где К. производится человеком (напр., при программировании на вычислит. машинах). Но теория информации как таковая, а тем более материалистич. философия не нуждаются в связывании понятия К. с деятельностью "творца" кода или "дирижера" К.
Совокупность кодируемых объектов можно рассматривать в качестве интерпретации полученной в результате К. системы кодовых образов. Последняя может иметь и др. интерпретации (так, восприятия музыканта, читающего партитуру симфонии, отличны от переживаний слушателя, находящегося в концертном зале). О К. говорят, что оно, преобразуя форму сообщения, должно сохранять его содержание; это требование можно уточнить след. образом: К. сохраняет содержание, если различные интерпретации системы кодовых образов изоморфны (в к.-л. смысле, см. Изоморфизм) друг другу; этот изоморфизм достигается, прежде всего, удачным выбором правил К. Проблемы, относящиеся к содержанию (смыслу) сообщений, находятся вне пределов совр. статистич. теории информации. Их рассмотрение проводится на основе понятия о семантической информации. Существенно, что К. может осуществляться независимо от знания или понимания содержания сообщения (так, машинный перевод с одного языка на другой не предполагает, что машина "понимает" переводимый текст). Поэтому к вопросу о сохранении содержания, об инвариантах К. можно подойти, не предполагая к.-л. истолкования кодовых прообразов и образов, а лишь оперируя понятиями однозначности и неоднозначности К. и декодирования.
Применяемые обычно (в технике связи, кибернетике и т.д.) правила К. определяют однозначное отображение исходных объектов в кодовые образы, обусловливая тем самым отношение гомоморфизма между системой прообразов и системой образов К. Однозначное декодирование (не требуя однозначности К.) предполагает однозначность обратного перехода от образов к прообразам (т.е. отношение гомоморфизма между системой кодов-образов и системой кодируемых объектов). Как видно из определения К., результат последоват. выполнения неск. операций К. может быть получен при помощи однократного К. (называемого произведением, или суперпозицией, промежуточных К.). В случае взаимной однозначности всех промежуточных К. декодирование может быть в принципе также осуществлено в один этап. Однако на практике такое декодирование всегда осложняется накоплением случайных ошибок, возникающих на промежуточных стадиях К. Однозначность К. и декодирования достигается не во всех кодовых преобразованиях. Она может быть полностью осуществлена (и обычно осуществляется) в технич. К., но является лишь идеальным случаем при переводах с одного естеств. языка на др. естеств. язык. Отображение, осуществляемое при таком переводе, не является даже гомоморфным (не говоря уже об изоморфизме). С др. стороны, естественные и особенно формализованные языки обладают свойством, в общем случае не присущим коду, - свойством "внутренней организации", к-рое обеспечивается синтаксич. правилами языка. При всей неоднозначности перевода с одного языка на другой естеств. языки позволяют людям с большой точностью выражать свои мысли и общаться друг с другом. Это открывает перед технич. К. принципиальную возможность отказа (в нек-рых случаях) от требования однозначности. На этом пути за последнее время разрабатываются статистич. методы К., учитывающие различную частоту появлений кодируемых событий. Важнейшей задачей теории К., решение к-рой весьма важно для техники, является оптимизация К., состоящая в нахождении наилучших (наиболее экономичных в к.-л. смысле) кодов. Критерием экономичности может быть количество информации, к-рое может быть передано в единицу времени, число букв алфавита К. и др. факторы. Установлено, напр., что любое сообщение может быть закодировано в двубуквенном алфавите (двоичный код - самый распространенный в прикладной кибернетике).
Др. важным требованием, предъявляемым к К., является надежность. Надежность К. достигается в технике применением т.н. самокор- ректирующихся кодов, позволяющих восстанавливать сообщение, искаженное в процессе К. и передачи по каналу связи из-за наличия помех. Для этого на употребляемые при К. комбинации кодовых знаков накладываются дополнит. ограничения (поэтому такой код, неизбежно неся т.н. избыточную информацию, не может быть оптимальным в указанном выше смысле). Надежность - отличительная черта механизмов К., существующих в живой природе. Изучение способов К., естественно возникших в ходе развития органич. мира, является важной задачей науки. Новейшим фундаментальным результатом в этой области являются успехи в раскрытии механизма К. наследственной информации, см. Наследственность.
Лит.: Полетаев И. Α., Сигнал, М., 1958; Эшби У. Р., Введение в кибернетику, пер. с англ., М., 1959; Бриллюен Л., Наука и теория информации, пер. с англ., М., 1960; Яглом А. М. и Яглом И. М., Вероятность и информация, 2 изд., М., 1960; Гнеденко Б. В., Королюк Β. С., Ющенко Е. Л., Элементы программирования, М., 1961; Реймон Ф., Автоматика переработки информации, пер. с франц., М., 1961; Ахманова О. С., Мельчук И. Α., Падучева Е. В., Фрумкина Р. М., О точных методах исследования языка, М., 1961, гл. 6; Дворкин Г. Α., Кодирование наследственной информации в нуклеиновых кислотах, "Журнал общей биологии", 1962, т. 23, No 3, с. 216-26; Энгельгардт В. Α., Расшифровка кода рибонуклеиновой кислоты..., "Наука и жизнь", 1962, No 4, с. 19-20; Bar-Hillel Y., Саrnаp R., Semantic information, "Brit. J. Philos. Sci.", 1953, v. 4, No 14; Crick F. H. С., Barnett L., Brenner S., Watts-Tobin R. J., General nature of the genetic code for proteins, "Nature", 1961, v. 192, No 4809, p. 1227-32.
Философская Энциклопедия. В 5-х т. - М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Ф. В. Константинова. 1960-1970.
------------
Синонимы: гаммирование, гипнотизирование, закодирование, зашифрование, зашифровка, зашифровывание, кодировка, криптование, психокодирование, транскодирование, шифрование, шифровка
Оригинал статьи