Аттестационная работа (ВАР/ВКР) на тему Кодирование и декодирование данных

Содержание:

Введение. 2

1. Теоретическая часть. 3

1.1. Кодирование и
декодирование данных. 3

1.2. Современные
способы кодирования данных. 6

1.3. Описание средств
разработки. 10

2. Практическая часть. 13

2.1. Постановка задачи. 13

2.2. Алгоритмизация
программы.. 15

2.3. Описание порядка
работы с программой. 17

Заключение. 20

Список использованных
источников. 21

Введение:

Актуальность выполнения
данной работы обусловлена тем, что современное информационное пространство
характеризуется большим количеством угроз информационной безопасности.
Использование программно-технических средств для защиты информации является
одной из ключевых и необходимых мер организации защиты данных в информационных
системах. В тоже время, перед пользователем или компанией возникает сложная
задача по выбору подходящей антивирусной программы или технического средства,
удовлетворяющих всем потребностям в обеспечении информационной безопасности
экономических систем.

Информационная
безопасность представляет собой многомерную область деятельности, в которой
успех может принести только систематический, комплексный подход к процессам
информатизации. Спектр интересов субъектов, которые непосредственно связаны с
использованием различных информационных систем, можно разделить на следующие
категории: обеспечение непосредственной доступности, целостности и
конфиденциальности информационных ресурсов и поддерживающей инфраструктуры
предприятия.

Объект исследования –
современные информационные технологии.

Предмет исследования –
методы кодирования и декодирования данных.

Целью данной работы
является изучение кодирования и декодирования информации.

В соответствии с целью была определена необходимость постановки и
решения следующих задач: изучить
теоретические основы кодирования и декодирования информации; описать
современные способы кодирования данных; описать средства разработки;
разработать программную систему кодирования и декодирования данных.

Заключение:

В процессе выполнения
данной работы были получены следующие результаты. Было установлено, что
кодирование это способ представления информации в удобном для хранения и
передачи виде. По своей сути кодовые системы (или просто коды) аналогичны
шифрам однозначной замены, в которых элементам кодируемой информации
соответствуют кодовые обозначения. Отличие заключается в том, что в шифрах
присутствует переменная часть (ключ), которая для определенного исходного
сообщения при одном и том же алгоритме шифрования может выдавать разные
шифртексты.

Декодирование – процесс
преобразования (восстановления) информации из закодированного вида в исходный
вид. После декодирования информация будет представлена в понятной для человека
форме. Существуют несколько классических
методов эффективного кодирования, среди которых выделяются: метод Шеннона-Фано
и метод Хаффмена.

В качестве средств
разработки был выбран язык программирования С++, который в полной мере
поддерживает такие парадигмы программирования, как объектно-ориентированное
программирование, процедурное программирование, обобщённое программирование.
Язык программирования С++ имеет достаточно богатую стандартную библиотеку,
включающая в себя специализированные алгоритмы и распространённые контейнеры,
функции ввода-вывода, регулярные выражения, есть поддержка многопоточности и
другие уникальные возможности.

В рамках выполнения практической части данной работы
была разработана программа, реализующая шифр Цезаря. Шифр Цезаря представляет собой определенный
вид шифра подстановки, при использовании которого каждый отдельный символ в
открытом тексте будет заменен соответствующим символом, который находится на
постоянном числе позиций левее или правее него в используемом алфавите.

Фрагмент текста работы:

1. Теоретическая
часть

1.1. Кодирование и декодирование данных

Кодирование – способ
представления информации в удобном для хранения и передачи виде. По своей сути
кодовые системы (или просто коды) аналогичны шифрам однозначной замены, в
которых элементам кодируемой информации соответствуют кодовые обозначения.
Отличие заключается в том, что в шифрах присутствует переменная часть (ключ),
которая для определенного исходного сообщения при одном и том же алгоритме
шифрования может выдавать разные шифртексты.

Другой отличительной
особенностью кодирования является применение кодовых обозначений (замен)
целиком для слов, фраз или чисел (совокупности цифр). Замена элементов
кодируемой информации кодовыми обозначениями может быть выполнена на основе
соответствующей таблицы (наподобие таблицы шифрозамен) либо определена
посредством функции или алгоритма кодирования.

В связи с развитием
информационных технологий кодирование является центральным вопросом при решении
самых разных задач программирования, таких как:

– представление
данных произвольной структуры (числа, текст, графика) в памяти компьютера;

– обеспечение
помехоустойчивости при передаче данных по каналам связи;

– сжатие информации
в базах данных [6].

Декодирование – процесс
преобразования (восстановления) информации из закодированного вида в исходный
вид. После декодирования информация будет представлена в понятной для человека
форме.

Основной моделью, которую
изучает теория информации, является модель системы передачи сигналов, рис. 1.

Начальным звеном в
приведенной модели является источник информации. Здесь рассматриваются
дискретные источники без памяти, в которых выходом является последовательность
символов некоторого фиксированного алфавита.

Рисунок 1 – Модель системы передачи сигналов

Множество всех различных
символов, порождаемых некоторым источником, называется алфавитом источника, а
количество символов в этом множестве – размером алфавита источника. Например,
можно считать, что текст на русском языке порождается источником с алфавитом из
33 русских букв, пробела и знаков препинания.