МегаПредмет

ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение


Как определить диапазон голоса - ваш вокал


Игровые автоматы с быстрым выводом


Как цель узнает о ваших желаниях прежде, чем вы начнете действовать. Как компании прогнозируют привычки и манипулируют ими


Целительная привычка


Как самому избавиться от обидчивости


Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам


Тренинг уверенности в себе


Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком"


Натюрморт и его изобразительные возможности


Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д.


Как научиться брать на себя ответственность


Зачем нужны границы в отношениях с детьми?


Световозвращающие элементы на детской одежде


Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия


Как слышать голос Бога


Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ)


Глава 3. Завет мужчины с женщиной


Оси и плоскости тела человека


Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.


Отёска стен и прирубка косяков Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.


Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

а карл украл у клары кораллы (8 символов)





Лабораторная работа №4

Исследование возможностей сжатия дискретной информации с использованием унарного кода и кода

Шеннона-Фано

Цель работы:Приобрести навыки кодирования и сжатия дискретной (текстовой) информации с использованием неравномерных кодов (и оценки количества информации).

Время занятия: 4 час

Аппаратура и материалы

Для выполнения лабораторной работы необходимо наличие:

– ПК Pentium III и выше;

– диска (100 Гбайт и выше);

– операционной системы Windows XP (Windows Vista);

– табличного процессора Microsoft Excel;

– исходных данных (представлены в приложении).

Техника безопасности

1. Соблюдать установленный в компьютерной аудитории порядок работы.

2. При возникновении нестандартной ситуации не предпринимать самостоятельных действий. Незамедлительно сообщить преподавателю и воспользоваться его помощью.

В ходе занятия:

– студенты выполняют задания в основном самостоятельно под контролем преподавателя.

– студенты анализируют результаты и делают выводы, записывая их в отчет о ЛР.

– студентам выставляются индивидуальные оценки.

– по результатам выполнения каждого пункта заданий студенты должны сформулировать выводы, которые заносятся в отчет о лабораторной работе (ЛР) и оцениваются преподавателем при её защите.

Содержание отчета о лабораторной работе и его форма

Отчет составляется в письменной форме в тетради по «ТИ», где указывается: дата, порядковый номер, тема лабораторной работы и её цель, а также краткое содержание выполненной работы и выводы по каждому пункту исследований.

Отчет представлять преподавателю на проверку, подготовив ответы на следующие предлагаемые контрольные вопросы:

Контрольные вопросы к защите работы

1. Принципыэкономногокодирования дискретной информации.

2. Алгоритм создания унарного кода.

3. Алгоритм создания кода Шеннона-Фано.

4. Понятие кодового дерева.

5. Структура кодового дерева.

6. Коэффициент сжатия кода.

7. Скорость сжатия кода.

8. Недостатки и достоинства унарного кода.

9. Недостатки и достоинства кода Шеннона-Фано.

10. В каких случаях статистические сжимающие коды наиболее эффективны?

 

Содержание и методические указания для выполнения работы:

1. Проверка готовности группы к занятию, выборочный опрос студентов.

2. Объявление темы занятия.

3. Акцентирование актуальности и практической значимости занятия.

4. Объявление цели занятия и порядка его проведения.

 

При выполнении заданий пользуйтесь материалами лекций, приложений и результатами самостоятельной работы

ЗАДАЧА. В коде МТК-2 представлен текст

Для нечетных номеров рабочих мест:

А на дворе трава а на траве дрова (9 символов)

Для четных номеров рабочих мест:

а карл украл у клары кораллы (8 символов)

ЗАДАНИЕ 1: Разработать эффективный унарный код для указанного текста с целью его максимального сжатия для передачи и хранения.(Воспользуйтесь конспектом лекций). При практическом выполнении задания воспользуйтесь возможностями ЭТ Microsoft Excel, не забывайте о пробелах в приведенном выше тексте. На начальном этапе целесообразно для учета статистики букв в тексте использовать ЭТ следующего вида:

Здесь, например, необходимо использовать формулы вида ЕСЛИ(С$3=”а”;1;” ”), их размножение путём протягивания, функцию СУММ, сортировку полученных данных в соответствии с алгоритмом сжатия данных и другие операции.



ЗАДАНИЕ 2: Изобразить кодовое дерево для разработанного кода, рассчитать его характеристики (приведены ниже в таблице 1, записать эти характеристики в эту таблицу). Затем оформить результаты задания в тетради, сделать выводы и предъявить их преподавателю.

ЗАДАНИЕ 3: Разработать эффективный код Шеннона-Фано для указанного текста с целью его максимального сжатия для передачи и хранения.(Сначала изучите и законспектируйте материал приложения 1). При практическом выполнении задания также воспользуйтесь возможностями ЭТ Microsoft Excel, не забывайте о пробелах в приведенном выше тексте. Для автоматизации разработки эффективного кода скопируйте на свой лист Microsoft Excel таблицуприложения 1.

ЗАДАНИЕ 4: Изобразить кодовое дерево для разработанного кода, рассчитать его характеристики (приведены в таблице 1 ниже, записать эти характеристики в эту таблицу). Затем оформить результаты задания в тетради, сделать выводы и предъявить тетрадь преподавателю.

ЗАДАНИЕ 5: Основываясь на результатах выполнения заданий 1–4, окончательно оформить в тетради таблицу 1(См. Приложение 2. Коэффициент сжатия рассчитывайте относительно МТК-2, для КМ используйте результаты предыдущих работ) и предъявить её преподавателю на проверку.

Таблица1

МТК-2 Равномерный код Унарный код Код Шеннона-Фано Код Хаффмана Код Морзе для автоматич. передачи
Vд, бит
nср, бит/букву
Коэффициент сжатия
Скорость сжатия
Избыточность кода

ЗАДАНИЕ 6: Оформите отчет о лабораторной работе (не забудьте сформулировать выводы по каждому заданию), Подготовьтесь к ответам на контрольные вопросы, затем представьте отчет к защите.

 

Заключительная часть:

Подведение итогов занятия, объявление оценок.

Выдача задания на самостоятельную работу.

  доцент   Ю. Крутаков

Приложения

Приложение 1

Процедура кодирования по методу Шеннона-Фано иллюстрируется на следующем примере:

Буква хi Р(хi ) I II III IV V VI Kод Длина кода ni ni × Pi
А 0.6           0.6
Б 0.2       0.6
В 0.1       0.3
Г 0.04       0.12
Д 0.025     0.1
Е 0.015   0.075
Ж 0.01 0.06
З 0.01 0.06
Для равномерного кода n(ср)=3 бит/букву (23=8)       nср= 1,9 бит/букву

Для полученного таким образом кода среднее число двоичных символов, приходящихся на одну букву, равно ,

а избыточность кода составит χ= то есть также существенно меньшую величину, нежели для равномерного кода. Н(мах)=

 

Приложение 1а

Альтернатива

Буква хi Р(хi ) I II III IV V VI Kод Длина Кода ni ni × Pi Kод унарный Длина унарного кода ni ni × Pi
А 0,600           0,600 0,600
Б 0,200       0,600 0,400
В 0,100       0,300 0,200
Г 0,040       0,120 0,120
Д 0,025     0,100 0,100
Е 0,015   0,075 0,075
Ж 0,010 0,060 0,060
З 0,010 0,060 0,070
    nср= 1,915   nср= 1,625
Для равномерного кода n(ср)=3 бит/букву         бит/букву     бит/букву

 

 

 

Приложение 2

Показатель Определение
nср, бит/букву Матожидание количества информации, приходящейся на одну букву (символ хi) источника информации (c алфавитом Х)
Коэффициент сжатия r r=n/k, где n – размер данных источника (в битах), k – размер сжатых данных (в битах) (Макс. энтропия источника с алфавитом Х: Нмах(Х)=(по формуле Хартли)=logN= logmn=n, так как m =2 (рассматриваем только двоичные коды). Причем N– общее число возможных сообщений (кодовых комбинации источника), а n – длина одной кодовой комбинации источника (в данном случае n – число двоичных символов)) Чем большеr, тем лучше
Скорость сжатия R= k / n – количество кодовых бит k на выходе кодера, приходящихся на отсчет данных длиной n источника
Избыточность кода (источника) χ =(Нмах(Х)– Н (Х))/ Нмах(Х)= … = (n- nmin)/ n




©2015 www.megapredmet.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.