№ 1 LABORATORIYA ISHI
AXBOROTNI KODLASHTIRISHNING SAMARALI USULLARINI TADQIQ QILISH (SHENNONA-FANO VA XAFFMEN ALGORITMLARI)
QISQACHA NAZARIY MA’LUMOT
Axborot – bu uzatish, qabul qilish, saqlash va qayta ishlash uchun mo‘ljallangan ma’lumotlar to‘plami. Axborotni ifoda qilish ko‘rinishiga xabar deyiladi. Xabarlar uzluksiz va diskret signallar ko‘rinishida bo‘lishi mumkin.
1.1 - rasmda elektraloqa tarmog‘ining umumlashgan tuzilish chizmasi keltirilgan. Ma’lumotlarni uzatish tarmoqlari elektraloqa tarmog‘ining bir turi hisoblanadi va bunday tarmoqlarda ikkita foydalanuvchi o‘rtasida axborat almashinishda diskret signallarda foydalaniladi. Bunday tarmoqlarda oxirgi qurilmalar hisoblanadigan xabar manbai va xabar oluvchilar tarkibiga telegraf apparati, faks terminali, ma’lumotlar uzatish qurilmasi ya’ni shaxsiy kompyuterlar kiradi. Elektr aloqa tarmoqlarida axborot hajmini hisoblash juda muxim ahamiyatga ega. Chunki, axborot hajmini bilgan holda elektraloqa tarmoqlarining quyidagi ko‘rsatkichlarini aniqlash mumkin: kanalning o‘tkazuvchanlik qobilyati va axborotning uzatish tezligini.
1.1-rasm. Elektraloqa tarmog‘ining umumlashgan ko‘rinishi
Diskret xabar tarkibidagi axborot hajmini o‘lchash birligi bit hisoblanadi. U yoki bu xabar paydo bo‘lish ehtimolligi qanchalik kam bo‘lsa, uning qabulidagi olinadigan axborot shunchalik ko‘p bo‘ladi.
Axborotdagi belgilarning paydo bo‘lishi ehtimolligi bilan axborot hajmi o‘rtasidagi bog‘liq Klod Shennon teoremasida o‘z ifodasini topgan, ya’ni axborotdagi har bir belgiga mos keluvchi axborotni o‘rtacha hajmi (soniga) entropiya deb yuritiladi va quyidagicha aniqlanadi.
bit/ element (1.1)
Entropiya – bu xabarlar manbaining holatidagi noaniqligining o‘lchovi ham hisoblanadi. Agar manba tomonidan 1 ga teng ehtimoli bilan faqat bitta belgi uzatilayotgan bo‘lsa, u xolda entropiya nolga tengdir. Agar xabar manbaidan uzatilayotgan belgilar bir xil ehtimolli bilan paydo bo‘lsa, entropiya maksimal bo‘ladi. Xabar manbai entropiyasini aniqlaymiz. Agar N = 2 va p(x1) = p(x2)=0,5 bo‘lsa, u holda:
=-0,5 log2 0,5 – 0,5 log2 0,5=1 bit
Uzatilayotgan axborotdagi ortiqcha razryadlarni bartaraf qilish maqsadida axborotni kodlashtirishning samarali usularidan foydalaniladi. Bunday kodlarni axborotni hajmini kamaytiruvchi, arxivlovchi, axborotni siqib beruvchi kodlar deb ham yuritiladi. Axborotni kodlashtirishning samarali usularidan foydalanilganda axborotni uzatish tezligini oshirilishiga va kanalning o‘tkazuvchanlik qobiliyatidan samarali foydalanishga erishish mumkin. Mavjud bo‘lgan axborotni kodlashtirishning samarali usularining ya’ni, axborotni hajmini kamaytiruvchi, arxivlovchi kodlarning yo‘qotishsiz va yo‘qotishli turlari mavjud. Multimedia ko‘rinishdagi axborotlarni kodlashtirish uchun yo‘qotishli algoritmlar ishlatiladi. Matn ko‘rinishdagi axborotlarni kodlashtirish uchun yo‘qotishsiz algoritmlari ishlatiladi. Bunday algoritmlarga Shennona – Fano va Xaffman algoritmlari misol bo‘la oladi.
|
