Кодирование информации

Криптология – наука, занимающаяся методами шифрования и дешифрования. Одна из старейших наук, которая зародилась несколько тысяч лет назад и продолжает активно развиваться сейчас. В книге подробно рассказано об истории зарождения и эволюции криптологии и специальной («закрытой») связи в Советском Союзе и современной России. Герои и предатели в этих сферах. История разработки и создания шифраторов и другого специального оборудования для защиты от «прослушки» различных видов связи. Как советская разведка охотилась за шифрами и кодами врага и каких успехов достигла.

Учебное пособие представляет собой конспект одного раздела курса лекций, разработанного и читаемого авторами в течение ряда лет студентам 1 курса специальности «Компьютерная безопасность» в рамках дисциплины «Информатика». Раздел посвящен трансляции программ, а именно методу трансляции, основанному на переводе программы на промежуточный язык – в Польскую инверсную запись (ПОЛИЗ), В пособии рассматриваются этапы перевода в ПОЛИЗ и трансляции ПОЛИЗа на язык Ассемблера как для выражений (в том числе содержащих операции присваивания и переменные с индексами), так и для операторов языка С. Теоретический материал иллюстрируется многочисленными примерами; приведены задачи для самостоятельного решения. Авторы выражают надежду, что пособие будет полезно студентам и всем, интересующимся задачей трансляции программ.

В учебном пособии изложено кодирование источников информации; формирование различных канальных кодов; описаны разнообразные цифровые сигналы; рассмотрены коды и сигналы, используемые, в цифровых системах связи и телевидения. В приложении приводятся элементы теории конечных полей, применяемые при кодировании и декодировании информации. В каждом разделе даны контрольные вопросы и задачи. Учебное пособие предназначено для студентов и практикующих инженеров, специализирующихся по направлению 210300 – Радиотехника.

Книга содержит необходимые сведения из универсальных и классических алгебр, системы аксиом для основных алгебраических структур (группоид, моноид, полугруппы, группы, частичные порядки, кольца, поля). Описываются основные криптографические алгоритмы. Рассматриваются ставшие классическими помехоустойчивые коды – линейные, циклические, БЧХ. Приводятся алгоритмы проектирования таких кодов. В основу книги положен многолетний опыт преподавания авторами дисциплины «Дискретная математика» на факультете бизнес-информатики, на факультете компьютерных наук Национального исследовательского университета Высшая школа экономики и на факультете автоматики и вычислительной техники Национального исследовательского университета Московский энергетический институт. Издание предназначено для студентов бакалавриата, обучающихся по направлениям 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», 09.03.02 «Информационные системы и технологии», 09.03.03 «Прикладная информатика», 09.03.04 «Программная инженерия», а также для ИТ-специалистов и разработчиков программных продуктов.

Книга содержит основные сведения из формально-логических систем. Это функции алгебры логики (булевы функции), теорема Поста о функциональной полноте, k-значные логики, производные булевых функций, аксиоматические исчисления высказываний, предикатов, секвенций, резолюций и язык программирования Пролог. Рассматриваются монадическая логика, конечные автоматы и представимые ими языки, темпоральная логика, аксиоматический язык программирования OBJ3. В основу книги положен многолетний опыт преподавания авторами дисциплины «Дискретная математика» на факультете бизнес-информатики, на факультете компьютерных наук Национального исследовательского университета Высшая школа экономики и на факультете автоматики и вычислительной техники Национального исследовательского университета Московский энергетический институт. Книга предназначена для студентов бакалавриата, обучающихся по направлениям 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», 09.03.02 «Информационные системы и технологии», 09.03.03 «Прикладная информатика», 09.03.04 «Программная инженерия», а также для ИТ-специалистов и разработчиков программных продуктов.

Учебник состоит из двух частей. В первой части рассматриваются основы первичной обработки радиолокационной информации, изучаемой в рамках подготовки курсантов (студентов) военных учебных центров (военных кафедр) высших учебных заведений. Предназначен для курсантов (студентов) военных учебных центров (военных кафедр) высших учебных заведений, обучающихся по специальностям 11.05.01 «Радиоэлектронные системы и комплексы», 11.05.02 «Специальные радиотехнические системы», 11.05.03 «Применение и эксплуатация средств и систем специального мониторинга».

Материал учебного пособия представляет собой теоретическую предпрофилирующую подготовку специалистов по проектированию информационных систем и цифровых комплексов обработки данных. Первые пять разделов посвящены исследованию математических моделей непрерывных сигналов, следующие пять – исследованию информационных моделей дискретных сигналов. Каждый раздел сопровождается задачами с методическими указаниями по их решению и ответами. Учебное пособие предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Применение и эксплуатация автоматизированных систем специального назначения» и направлению подготовки магистров «Информатика и вычислительная техника».

Учебное пособие содержит алгебраическую основу и ее применение в теории кодирования. Сначала приводятся основные сведения по таким ал- гебраическим структурам, как группы, кольца, кольца многочленов, кольца матриц, системы линейных алгебраических уравнений, векторные пространства, пространства линейных операторов, билинейные и квадратичные формы, поля, конечные поля. Далее излагаются базовые разделы алгебраической теории кодирования: линейные коды, циклические коды, коды Боуза – Чоудхури – Хоквингема, коды Рида – Соломона, обобщенные коды Рида – Соломона, альтернативные коды, коды Гоппы, кодовые криптосистемы Мак-Элиса и Нидеррайтера. Особое внимание уделено алгоритмам декодирования, которые математически обосновываются и сопровождаются численными примерами. Также рассматриваются оптимальные алфавитные коды. Книга ориентирована на преподавателей, аспирантов, студентов математических специальностей, студентов специальностей по информационной безопасности.

Предлагаемая книга – это одновременно учебник и оригинальная монография по теории информации. Две независимые друг от друга части, составляющие книгу, написаны авторами на основе собственных лекций, читающихся в Школе анализа данных Яндекса. Автор первой части, Е. В. Щепин, рассматривает понятия теории информации как базу для решения задач машинного обучения, и прежде всего – задач построения классификатора по эмпирическим данным. Специальное внимание автор уделяет изучению случаев многомерных ограниченных данных, когда прямые методы оценки функций распределения вероятностей неприменимы. Обсуждение этих вопросов редко встречается в работах по теории информации. В предлагаемой книге изложение доведено до описания практических методов. Во второй части, написанной Н. К. Верещагиным, исследуются задачи о поиске на базе понятия информации по Хартли. В этой части описаны различные применения теории колмогоровской сложности (сложности описаний), даны основы логики знаний и теории коммуникационной сложности. К теоретическому материалу прилагается множество задач для самостоятельного решения. В обеих частях отводится много места основам классической теории информации Шеннона и её применению к кодированию информации. В первой части это изложение ведется с позиций конструирования алгоритмов решения проблем, во второй части большое внимание уделено концептуальным аспектам классической теории Шеннона. Книга завершается дополнением, взятым из выдающейся книги М.М. Бонгарда «Проблема узнавания» (1967), где с позиций теории информации изучается вопрос об оценке степени истинности описания. Эта важная тема, непосредственно примыкающая к рассматриваемым в книге проблемам, служит подтверждением перспективности теории информации для развития новых методов анализа данных.

В предлагаемом учебном пособии рассматриваются проблемы экономного кодирования информации, представленной тремя видами комбинаторных объектов: текстами, функциями алгебры логики и графами. В рамках этих направлений объектами изучения являются соответственно дискретные математические модели алфавитного кодирования, формульного представления функций алгебры логики в классе ДНФ и кодирования графов на основе их конструктивных описаний. Основной целью пособия является ознакомление с подходами и методами, используемыми при решении трех указанных классов задач. На это направлены многочисленные примеры и упражнения, включенные в текст пособия. Пособие предназначено для студентов классических и педагогических университетов, обучающихся по образовательным программам подготовки бакалавров и магистров по математике и информатике. Оно может быть использовано преподавателями и студентами при изучении таких дисциплин, как «Дискретная математика» и «Теоретические основы информатики», а также учителями и учащимися классов с углубленным изучением математики и информатики общеобразовательных учреждений.

Монография посвящена разработке методов обеспечения помехоустойчивости информационных коммуникаций для целей передачи и хранения информации. Получены результаты, связанные с дифференцированием и интегрированием полиномов нескольких переменных, заданных над полями Галуа. Эти результаты используются для построения новых алгоритмов декодирования некоторых кодов Рида-Маллера. Один из предложенных декодеров кодов Рида-Маллера второго порядка может быть применен для произвольных полей Галуа нечетной мощности или мощности 2. Два других построенных декодера кодов, заданных над полями мощности 2 и 3, превосходят многие известные декодеры по уровню корректирующей способности. Показано одно возможное практическое применение таких декодеров. Предназначена тем, кто работает в области проектирования надежных систем хранения и передачи данных, преподает и изучает эти дисциплины, а также интересующимся приложениями теории кодирования, а именно кодов Рида-Маллера.

Задумывались ли вы, что каждый день сталкиваетесь с чем-то супрематическим? QR code стал «вторым паспортом» со 100-летней историей. Откройте для себя увлекательные факты о достоянии человечества ‒ творениях супрематизма ‒ и отыщите скрытые аллюзии: выставка «0,10» ‒ двоичность всех экранов ЭВМ. Четыре квадрата ‒ четыре кодировки. Квадрат – и матрица экрана, и пиксели. Интернет ‒ отражение беспредметного мира К. Малевича. Читая книгу, Вы осознаёте, что каждый из нас ‒ это творец открытых плодов синтеза искусства и науки.

Все сказки повествуют о делах прошлого. Каковы будут сказки в будущем о нашем настоящем? А может быть они уже написаны?

Учебное пособие содержит алгебраическую основу и ее применение в теории кодирования. Сначала приводятся основные сведения по таким алгебраическим структурам, как группы, кольца, кольца многочленов, кольца матриц, системы линейных алгебраических уравнений, векторные пространства, пространства линейных операторов, билинейные и квадратичные формы, поля, конечные поля. Далее излагаются базовые разделы алгебраической теории кодирования: линейные коды, циклические коды, коды Боуза – Чоудхури – Хоквингема, коды Рида – Соломона, обобщенные коды Рида – Соломона, альтернативные коды, коды Гоппы, кодовые криптосистемы Мак-Элиса и Нидеррайтера. Особое внимание уделено алгоритмам декодирования, которые математически обосновываются и сопровождаются численными примерами. Также рассматриваются оптимальные алфавитные коды. Книга ориентирована на преподавателей, аспирантов, студентов математических специальностей, студентов специальностей по информационной безопасности.

Материал учебного пособия представляет собой теоретическую предпрофилирующую подготовку специалистов по проектированию информационных систем и цифровых комплексов обработки данных. Первые пять разделов посвящены исследованию математических моделей непрерывных сигналов, следующие пять – исследованию информационных моделей дискретных сигналов. Каждый раздел сопровождается задачами с методическими указаниями по их решению и ответами. Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по специальности «Применение и эксплуатация автоматизированных систем специального назначения» и направлению подготовки магистров «Информатика и вычислительная техника».

Предлагаемая вниманию читателей книга посвящена вопросам, касающимся истории появления и развития шифров и кодов, а также основам криптографии, криптоанализа и криптологии. Особое внимание уделено особенностям использования кодов и шифров различной степени сложности, которые каждый человек при необходимости может применять в повседневной жизни. В первой главе в простой и доступной форме разъясняется значение понятий «код» и «шифр», а также приводятся краткие сведения об основных терминах и определениях, используемых при работе с кодами и шифрами. Во второй и третьей главах коротко изложены наиболее знаменательные и интересные события из истории появления различных кодов, а также из истории криптографии. Советы по использованию наиболее известных кодов даны в четвертой главе. Разделы пятой главы предлагаемой книги посвящены вопросам практического применения простых шифров в повседневной жизни. В приложениях приводятся некоторые наиболее часто применяемые в различных областях жизнедеятельности человека коды. Это в первую очередь азбука Морзе и азбука Брайля, а также семафорная азбука и флажный код. Причем даны не только русские, но и международные варианты этих кодов. Все главы и разделы сопровождаются поясняющими рисунками и таблицами, благодаря которым восприятие и усвоение изложенной информации происходит значительно эффективнее.

В статье рассматриваются особенности применения параллельных вычислений для решения задачи помехоустойчивого кодирования информации. Проводится анализ алгоритмов обработки информации в системах передачи данных. Авторы приводят результаты экспериментов решения задачи кодирования и декодирования информации кодом Рида-Соломона и подтверждают эффективность реализации алгоритмов обработки данных параллельными вычислительными системами кластерного типа. Высказывается предположение о существовании оптимального, с точки зрения времени выполнения прикладной программы, количества процессорных элементов для решения задачи ограниченного объема. Для проверки гипотезы приводятся результаты экспериментов по решению задачи декодирования информации на кластере. Подтверждается существование оптимального числа вычислителей совмещением расчетов и полученных экспериментальных данных.

Интенсивный рост производительности процессоров, сводящий на нет многие традиционные криптографические решения, стимулирует разработку новых принципов кодирования. Одним из альтернативных подходов здесь является применение теории динамического детерминированного хаоса. В статье разработаны и исследованы два алгоритма кодирования информации на основе детерминированного хаоса. В качестве генератора хаоса использован аттрактор Лоренца. Найдены оптимальные параметры кодирования.

В статье рассматривается применение методов анализа качественных данных для построения концептуального каркаса исследования, уточнения его целей, задач и вопросов, на которые оно должно ответить. Подобный подход применим для широкого круга исследований, хорошо показывает себя в условиях неопределенности, способен помочь в общении исполнителей с заказчиками, наметить цели дальнейших исследований.

Книга посвящена теоретическим основам и практической реализации цифровых видеоинформациониых систем. Материал содержит девять частей, состоящих из 23 глав. В Части I изложены проблемы цифрового преобразования статических и динамических изображений, оцениваются объемы информации при преобразовании изображений в цифровую форму. Часть II посвящена исследованиям проблем статистической и визуальной избыточности изображений, излагаются методы эффективного энтропийного кодирования, оцениваются возможности использования визуальной избыточности статических и динамических изображений. В Части III рассматриваются непосредственное кодирование, кодирование с предсказанием и групповое кодирование изображений, методы блочного и фрактального кодирования, кратномасштабная обработка изображений. В Части IV излагаются методы повышения качества внутрикадрового кодирования статических изображений, принципы анализа движения в динамических изображениях, идеология обработки изображений при кратномасштабном анализе. Часть V посвящена анализу методов и стандартов кодирования статических и динамических изображений, рассмотрены некоторые проблемы реализации кодирующих устройств и визуализации их параметров. В Части VI анализируются основные характеристики и цифровое представление речевой и звуковой информации, приводится описание основных стандартов кодирования речи и звука. Часть VII посвящена анализу основных методов канального кодирования и модуляции цифровой информации. В Части VIII приводится описание основных стандартов цифрового ТВ-вещания. Часть IX посвящена изложению стандарте мультимедийного телерадиовещания, а также проблемам реализации систем видеоконференцсвязи на базе использования рекомендаций ITU-T. Книга адресована студентам и специалистам телекоммуникационной отрасли, работающим в области обработки и передачи видео– и звуковой информации.