45064 (664188), страница 4
Текст из файла (страница 4)
в 0,038 ж 0,007
л 0,035 ю 0,006
к 0,028 ш 0,006
н 0,026 ц 0,003
д 0,025 щ 0,003
п 0,023 э 0,003
у 0,021 ф 0,002
я 0,018 х 0,002
Сами коды рассчитываются на основании частот отдельных символов (в случае таблицы символов) или их комбинаций (в этом случае общая частота рассчитывается как произведение частот отдельных символов, входящих в комбинацию) с помощью методов Шеннона-Фано или Хаффмена (описание методов см. в приложении 1).
Избыточность информации заключается ещё в корреляции между символами (словами). Метод Хаффмена сохраняет эту избыточность. Существуют модификации метода, позволяющие учесть взаимозависимости. Наиболее простая из них используется, когда все символы можно разделить на небольшое число групп с сильной корреляцией внутри групп и слабой - между ними. Это иногда имеет место для числовых и буквенных символов текста.
К другим недостаткам хаффменовских методов относится относительная сложность декодирования - необходимость анализа битовой структуры префиксных кодов, замедляющая процесс декодирования.
Дальнейшим развитием метода Хаффмена являются арифметические коды. Они происходят из так называемых конкатенационных, или блочных, кодов. Суть их заключается в том, что выходной код генерируется для цепочки входных символов фиксированной длины без учета межсимвольных корреляций. В основе метода лежит представление вероятности каждой цепочки К входных символов (А1, А2, ... АК ) в виде числа, получаемого как сумма К слагаемых вида
p(А1)p(А2)..р(АI-1)P(АI), I=1, 2, 3, …… K
где р (S) - вероятность символа S,
Р(S)- куммулятивная вероятность символа S, равная сумме вероятностей всех символов AI, для которых р(АI) больше р(S).
1.5.2.2. Кодирование фрагментов переменной длины
Другой формой словаря может являться словарь фрагментов переменной длины. Словари фрагментов переменной длины строятся из словоформ, которые выделяются в тексте по естественным разделителям – пробелам и знакам пунктуации. Затем рассчитываются частоты каждой словоформы как отношение числа ее повторений к общему количеству словоформ. Используя эти частоты, применяют метод Хаффмена или Шеннона-Фано для кодирования словоформ кодом переменной длины.
Выводы по части 3.
В процессе ускоренной компьютеризации общества объемы данных, хранимых на машинных носителях, быстро растут. Ещё совсем недавно они измерялись килобайтами и мегабайтами, а теперь - гигабайтами и более крупными единицами. Естественно желание хранить эти данные предельно компактно. Причем интересны обратимые методы, устраняющие избыточность информации при сжатии и восстанавливающие её при разжатии. Описанные в реферате методы обратимы.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Методы сжатия данных
Метод Шеннона-Фано
Знаки упорядочиваются по возрастанию их частот и образуют частичные суммы Si = pj (j = 1, 2, 3, ….. i), где рj - частота j-того знака. Далее процесс разбивается на несколько шагов. В первом шаге столбец знаков рассекается на две части так, чтобы частичная сумма сечения была близка к 0,5. Процесс деления подстолбцов повторяется так, чтобы каждый раз частичная сумма в точке сечения оказывалась ближе к среднему арифметическому частичных сумм на нижнем и верхнем краях разделяемого подстолбца. При каждом разбиении элементам верхней части ставится в соответствие 1, нижней - 0. Например: пусть
знаки рi
A 0,11
B 0,15
C 0,20
D 0,24
E 0,30
Тогда процедура разбиения складывается из шагов:
З
наки pi коды
A 0,11 1 1 111
B
0,15 1 0 110
C 0,20 0 10
D
0,24 0 1 01
E 0,30 0 00
шаг1 шаг2 шагЗ
Метод Хаффмена
Знаки упорядочиваются по возрастанию частоты. Два самых редких знака объединяются в один класс, и их частоты складываются. Полученные частоты переупорядочиваются и процесс повторяется до тех пор, пока все знаки ни будут объединены в один класс.
Например,
З
}F
}G

A 0,11 (0) C 0,20 (0)
B 0,15 (1) D 0,24 (1)
C 0,20 F 0,26
D 0,24 E 0,30
E 0,30
}H

F 0,26 (0) G 0,44 (0)
E 0,30 (1) H 0,56 (1)
G 0,44
Тогда коды исходных символов (они «собираются» из частных кодов дополнительных обозначений – F, G, H- в обратном относительно хода кодировки порядке):
Исходные Коды Пояснения
символы
A 100 (А вошел в F с кодом 0; F вошел в H с кодом 0; у H код 1. Тогда обратный порядок - 100)
B 101 (B вошел в F с кодом 1; F вошел в H с кодом 0; у H код 1. Тогда обратный порядок – 101)
С 00 (С вошел в G с кодом 0; у G код 0)
D 01 (D вошел в G с кодом 1; у G код 0. Тогда обратный порядок – 01)
E 11 (E вошел в H с кодом 1, у H код 1)
Заключение.
Я думаю, что эти вопросы, определяющие часть информатики, посвященную обработке информации, помогают профессиональному программисту, с одной стороны, ознакомится с некоторыми практическими задачами информатики, а с другой стороны, закрепить навыки прикладного программирования и составления блок-схем. Эта довольно сложная часть информатики нуждается в более полном освещении, а о пользе улучшения навыков обработке текстовой информации, а также работы с базами данных нечего и говорить. Говоря коротко, и профессионал, и начинающий пользователь может найти для себя много полезного в предоставленной выше информации.
Список литературы
Каган и Каневский “Цифровые вычислительные машины и системы”.
Газета “Компьютер - инфо”.
1 Добавление незначащего нуля обусловлено требованием четности числа цифр