5 класс информатика 1.3

1.3. ШИФРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ

ВЫ НАУЧИТЕСЬ:
кодировать и декодировать текстовую информацию.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
Кодирование | Кодтау | Coding
Декодирование | Кері | кодтау Decoding

Примените шифр Цезаря (I век до н.э.). Для этого замените каждую букву шифруемого слова «байт» на другую путем смещения в алфавите от исходной буквы на 2 буквы вправо.

К процессам обработки информации относятся шифрование и кодирование. В компьютере вся информация кодируется в двоичной системе счисления с помощью цифр 0 и 1.
0 означает отсутствие электрического сигнала, 1 – наличие электрического сигнала.
Для представления информации применяется код – набор символов (или условных обозначений). Техническая система передачи информации состоит из источника, приёмника, устройств кодирования и декодирования, а также канала связи.

Под кодированием понимается процесс преобразования сигнала, идущего от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи, хранения и автоматической переработки. Декодирование – это обратное преобразование.

При кодировании происходит процесс преобразования входной информации в машинную форму, то есть в двоичный код. А при декодировании, наоборот, двоичный код преобразуется в форму, понятную человеку. Кодирование обеспечивается устройствами ввода, а декодирование – устройствами вывода. Любую текстовую информацию можно кодировать и обрабатывать по-разному. Например, записывая числа, текст, мы кодируем их с помощью знаков – натуральных чисел и букв. Коды всех символов записаны в компьютере в кодовой таблице.

Кодовая таблица – это таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены
в соответствие порядковые номера.

Например, прописная латинская буква «С» представлена числом 67, а строчная латинская буква «с» – числом 99, знак «:» – 58 и т.д.
Заботится ли пользователь о кодировании и декодировании информации? Для этого существуют специальные программы – конверторы, которые встроены в приложения, обрабатывающие текстовую информацию. Поэтому пользователь не заботится о том, как происходит процесс обработки информации.
От вида информации (числа, текст, графические изображения или звук) зависят способы кодирования и декодирования. Для разных типов ЭВМ используются различные кодировки.
Наибольшее распространение получила кодировка для персональных компьютеров типа IBM. Она стала международным стандартом кодировки ASCII – American Standard Code for Information Interchange (табл. 1.6).

Таблица 1.6

Таблица ASCII – Американский стандартный код для информационного обмена

Стандартной в этой таблице является только первая половина – символы с номерами от 0 до 127. Коды от 0 до 32 отводятся под функциональные клавиши. Коды от 33 до 127 – буквы латинского алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие символы. Остальные 128 кодов используются в разных вариантах для кодирования национальных алфавитов. В русских кодировках размещаются символы русского алфавита. В настоящее время существуют 5 разных кодовых таблиц для русских букв (КОИ8, СР1251, СР866, Mac, ISO). Причем тексты, закодированные при помощи одной таблицы, не будут правильно отображаться в другой кодировке. Для примера приведена таблица кодировки CP866 (см. табл. 1.7).

Таблица 1.7

Таблица кодировки CP866 (для русских букв)

В таблице 1.8 представлена официальная кодировка KZ1048 (казахский стандарт).

Таблица 1.8

Таблица кодировки KZ-1048 (казахский стандарт)

Текстовая информация кодируется по стандарту ASCII в двух случаях: при вводе-выводе и в тексте. Чтобы закодировать один символ, используют количество информации, равное 1 байт (1 байт = 8 бит).
В настоящее время получил большое распространение международный стандарт Unicode. В нем на каждый символ отводится 2 байт (рис. 1.14). С его помощью можно закодировать 65 536 различных символов. Этих символов достаточно для общения на всех известных языках мира, кодирования алфавитов, цифр, знаков и математических символов.

Рис. 1.14. Кодирование текстовой информации в разных международных стандартах

Знание. Понимание

1. Какой принцип кодирования текстовой информации используется в компьютере? Произнесите ключевые слова на разных языках.
2. Как называется международная таблица кодировки символов?
3. Перечислите названия таблиц кодировок для русскоязычных символов.
4. Какой стандарт получил широкое распространение в настоящее время? Сколько байт отводится в нем на каждый символ?

Применение

5. Запустите текстовый процессор Word. Удерживая клавишу Alt, наберите коды на дополнительной цифровой клавиатуре:
129 168 226. Какое слово получили?
6. Создайте текстовый документ в редакторе Блокнот и напечатайте в нем казахскую пословицу:
Еңбек етпесең елге өкпелеме, егін екпесең жерге өкпелеме.
Не работал – на людей не обижайся, не сеял – на землю не сердись.
Каков информационный объем файла?

Анализ

7. Пользуясь таблицей 1.9 «Азбука Морзе», закодируйте сообщения.

Таблица 1.9

8. Закодируйте свои имя и фамилию.

Синтез

9. Разгадайте анаграммы, относящиеся к информатике и выполните задания.
Примечание. Анаграмма – слово или словосочетание, образованное путем перестановки букв, составляющих другое слово.
Например, нос – сон, липа – пила.

Оценивание

10. Придумайте свой шифр кодирования. Закодируйте им текст. Попросите одноклассника декодировать ваш текст.
Рекомендации для выполнения домашнего задания
Прежде чем придумать свой шифр кодирования, найдите в Интернете и прочитайте информацию на сайте «Как придумать свой шифр?» (http://hd01.ru/info/kak-pridumat-svoj-shifr).
Для образца можно использовать системы шифрования: акростих, литорею, ROT1 (шифр для детей), «от перестановки слагаемых» и другие.

Код используется для передачи информации в более удобном виде, а шифр – для засекречивания.
Кодирование изменяет форму, но оставляет прежним содержание. Для прочтения нужно знать алгоритм и таблицу кодирования. Шифрование может оставлять прежней форму, но изменяет, маскирует содержание. Для прочтения недостаточно знать только алгоритм шифрования, нужно знать ключ.
Правила шифрования должны быть выбраны так, чтобы зашифрованное сообщение можно было расшифровать. Шифрование может быть очень простым. Например, замена букв алфавита числами или все шифры типа шифра Цезаря. В шифре Цезаря каждый символ алфавита кодируется символом, отстоящим от него на k позиций. Параметр (числовой, символьный и т.д.), позволяющий перебирать все правила, называется шифровальным ключом.
Своеобразный метод существовал во времена правления египетских фараонов – передача тайного письма. Для этого выбирали раба, брили его наголо и наносили на голову текст сообщения водостойкой краской. Когда волосы отрастали, раба отправляли к адресату.

Электронное задание