Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей. Лабораторная работа 2. ЭФФЕКТИВНОЕ КОДИРОВАНИЕ НА ПРИМЕРЕ КОДА ХАФФМЕНА. Вариант 4. 2020 год

Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей

Лабораторная работа 2. Вариант 4

ЭФФЕКТИВНОЕ КОДИРОВАНИЕ НА ПРИМЕРЕ КОДА ХАФФМЕНА

ОГЛАВЛЕНИЕ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
КРАТКАЯ ТЕОРИЯ
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение принципа эффективного кодирования источника дискретных сообщений.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Изучить принцип эффективного кодирования источника дискретных сообщений (метод Хаффмена).
Осуществить кодирование каждого сообщения алфавита (см. таблицу 1), используя двоичный код:
равномерный;
код Хаффмена, в соответствии с заданным вариантом.
Таблица 1 Вероятности появления сообщений алфавита

Определить значения и .
Рассчитать значения и
Вариант для построения кода определяется по последней цифре пароля. При N>7 номер варианта равен N-7. Если N=0, то вариант 3.



КРАТКАЯ ТЕОРИЯ
К числу основных информационных характеристик источника сообщений относятся: количество информации в отдельных сообщениях, энтропия и производительность источника сообщений.

Количество информации. Единицей измерения количества информации является бит. Чем меньше вероятность появления того или иного сообщения, тем большее количество информации извлекается при его получении и наоборот. Если источник может выдавать одно из двух независимых сообщений и первое из них выдается с вероятностью , то интуитивно понятно, что сообщение не несет информации, ибо оно заранее известно получателю....................................................................

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Проверка результатов расчетов домашнего задания.

В окне “Контроль домашних расчетов” ввести номер варианта домашнего задания, двоичные последовательности для каждого сообщения источника, значения и . Внимание! При вводе расчетных значений следует обеспечить точность расчетов до второго знака после запятой.

2. Определение средней длины сообщения при передаче последовательностей, составленных из сообщений, имеющих разную вероятность появления.

2.1 Открыть окно блока ввода сообщения щелчком мыши.

2.2 В раскрывающемся списке верхней строки выбрать “алфавит из домашнего задания”.

2.3 Составить три последовательности по 16 сообщений исходного алфавита (см. таблицу 1), полученные:

чередованием двух наиболее вероятных сообщений
(например, для варианта 1 );

повторением сообщения алфавита, вероятность появления которого равна или наиболее близка к , где – объем алфавита источника (например, для варианта 1 );
повторением сообщения алфавита, вероятность появления которого минимальна (например, для варианта 1 ).
2.4 Ввести соответствующую последовательность в нижнюю строку блока ввода сообщений. Для этого поместить курсор в нижнюю строку и последовательно ввести цифры, соответствующие номерам сообщений.

Например: для последовательности , следует ввести 4545…45

2.5 В блоке определения длины кодовой комбинации посмотреть для каждой последовательности сообщений среднюю длину кодовой комбинации на сообщение алфавита при равномерном и эффективном кодировании;

3. Исследование влияния одиночной ошибки на результаты декодирования

3.1 Составить и ввести произвольную комбинацию из 16 сообщений.

3.2 В окне блока ввода ошибки изменить один из элементов последовательности на противоположный. В данном окне необходимо указать номер элемента, в который нужно ввести ошибку и нажать кнопку “инвертировать”. В соответствующем разряде маски ошибки появится единица.

3.3 Переписать в отчет принятую двоичную последовательность из нижнего поля блока определения ошибочных сообщений и декодировать ее в соответствии с кодовыми комбинациями Вашего варианта. Определить количество неверно принятых сообщений.

3.4 Проверить правильность декодирования, используя данные из блока отображения.

3.5 Установить в блоке ввода сообщения “русский алфавит”.

3.6 Ввести последовательность слов, состоящую из букв русского алфавита, где .

3.7 Посчитать и сравнить количество двоичных символов необходимых для передачи введенного текста при кодировании равномерным кодом и кодом Хаффмена.

3.8 Ввести ошибку в единичный элемент, соответствующий k-ой букве, где k номер варианта домашнего задания.

3.9 Посмотреть как расшифровывается последовательность, содержащая ошибку. Сделать выводы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Принцип формирования кодовых комбинаций при кодировании методом Хаффмена.
2. Как рассчитывается средняя длина кодовой комбинации кода Хаффмена и каково ее минимальное значение?
3. В чем состоит свойство префиксности эффективных кодов?
4. Количественные показатели эффективности неравномерного кодирования.
5. Принцип декодирования последовательности префиксного кода.
6. Принципы возникновения трека ошибок при декодировании последовательности кодовых комбинаций префиксного кода.

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Результаты выполнения домашнего задания.
2. Результаты выполнения моделирования.
3. Выводы по работе.
4. Ответы на контрольные вопросы.

Уважаемый студент дистанционного обучения,
Оценена Ваша работа по предмету: Основы построения инфокоммуникационных систем и сетей
Вид работы: Лабораторная работа 2
Оценка: Зачет
Дата оценки: 02.04.2020
Рецензия: Уважаемый ...............................................,

Мелентьев Олег Геннадьевич