ترميز

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث
رموز مورس Morse code، نوع مشهور من الترميز

الترميز Coding[عدل]

هو قاعدة لتحويل قطعة من المعلومات (على سبيل المثال، حرف، كلمة، عبارة أو إيماءة) إلى شكل أو تمثيل آخر - عادة مختصر أو سري - (علامة واحدة مقابل علامة أخرى)، وليس بالضرورة من نفس النوع أو الطول . في مجال الاتصالات communications ومعالجة المعلومات Information processing، الترميز encoding، هو العملية التي من خلالها يتم تحويل المعلومات من المصدر Source إلى رموز symbols ليتم إيصالها ألى الهدف Target. فك الترميز Decoding هو عملية عكسية، وهو تحويل هذه الرموز رجوعا إلى معلومات مفهومة من قبل المتلقي. أحد أسباب اللجوء إلى الترميز هو لتمكين الاتصال في الحالات التي يستحيل، أو يصعب، استخدام اللغة العادية الصريحة، منطوقة كانت أم مكتوبة. على سبيل المثال، أعلام الإشارة، Semaphore، حيث ترتيب الأعلام التي بحوزة المشير Signaller، أو مجهز بها برج الإشارة، ترمّز أجزاء من رسالة، عادة حروف وأرقام. يمكن لشخص آخر يقف على مسافة كبيرة بعيدا تفسير الأعلام واستخراج الكلمات المرسلة.

النظرية[عدل]

في نظرية المعلومات Information theory وعلوم الحاسوب Computer science، عادة ما يعد الترميز خوارزمية تعطي رمزا فريدا من أبجدية ما كمصدر ، بوساطة سلسلة String مرمزة، والتي قد تكون في أبجدية أخرى مستهدفة. يتم الحصول على توسيع الترميز، لتمثيل متوالية من الرموز على الأبجدية المصدر بواسطة وصل concatenate السلاسل المرمزة. قبل إعطاء تعريف دقيق رياضيا، نعطي مثالا وجيزة. تطبيق Mapping

C = \{\, a\mapsto 0, b\mapsto 01, c\mapsto 011\,\}

هو ترميز، الابجدية المصدر له، هي المجموعة \{a,b,c\} .و الأبجدية الهدف له، هي المجموعة \{0,1\}. بتوسيع الترميز، السلسلة المرمزة 0011001011 يمكن تجميعها في كلمات مشفرة على شكل 0 011 0 01 011، وهذه بدورها يمكن فك ترميزها لتسلسل رموز المصدر acabc. باستخدام مصطلحات نظرية اللغات الشكلية Formal language theory، يكون التعريف الرياضي الدقيق لهذا المفهوم هو كما يأتي:

لتكن S وT مجموعتين محدودتين، تدعيان المصدر والهدف alphabets، على التوالي. الترميز Code C:\, S \to T^* هو Total function تطبيق تام، كل عنصر في المجال له على الأقل صورة في المجال المقابل Codomain. متتابعة من الرموز على T.

مثال للدالة التامة غير المتباينة.
دالة تباينية وشمولية في آن واحد ( دالة تقابلية)

ويشار إلى توسيع M إلى دالة متقابلة "Homomorphism" من S^* إلى T^* التي تقوم بتعيين كل متتابعة من رموز المصدر إلى متتابعة من رموز الهدف، إلى أنه توسيعها extension.

الترميز وعلم التشفير[عدل]

في تاريخ علم التشفير،(كربتوغرافي)، كان استخدام الترميز، في فترة ما، شائعا لضمان سرية الاتصالات، إلا أن التشفير Encryption يستخدم الآن بدلا من ذلك.

يمكن للرموز السرية Secret code المستخدمة لحجب الرسائل الحقيقية، بدءا من الأمور الهامة الجدية (وخصوصا في التجسس العسكري والدبلوماسي، والأعمال التجارية، الخ) إلى الأمور التافهة (الرومانسية، الألعاب) أن تكون في أي نوع من الترميز المتخيل: الزهور، بطاقات اللعب، الملابس، المراوح اليدوية، القبعات ،الألحان، الطيور، الخ، والأمر الوحيد المطلوب، هو الاتفاق المسبق على معنى كل رمز من قبل كل من المرسل والمتلقي.

رموز متغيرة الطول Variable-length code[عدل]

أنموذج للرقم الدولي المعياري للكتاب، عادةً ما يكون هذا الرقم على الغلاف الخلفي للكتاب

في هذا القسم نلاحظ رموزا، ترمّز كل حرف مصدر (نص صريح) بكلمة رمزية من قاموس ما، وسلسلة من مثل هذه الكلمات الرمزية تعطينا السلسلة المرمزة. الرموز متغيرة الطول مفيدة بشكل خاص عندما يكون لحروف نص صريح احتمالات مختلفة، أنظر أيضا الترميز الانتروبي Eentropy encoding.

ترميز البادئة prefix code هو ترميز يستخدم "خاصية البادئة": ليس هناك كلمة رمزية مقبولة في النظام لها رمز بادئة (بداية) تبدأ بها كلمة رمزية أخرى مقبولة في المجموعة. ترميز هوفمان Huffman code هو الخوارزمية الأكثر شهرة لاشتقاق ترميز البادئة. ويشار إلى أي ترميز البادئة على نطاق واسع باسم " ترميز هوفمان"، حتى لو لم ينتج الترميز بوساطة خوارزمية هوفمان. أمثلة أخرى من ترميز البادئة هي رموز الاتصال للبلدان country calling codes ، وأجزاء البلاد، الرقم الدولي المعياري للكتاب ISBN ، ورموز التزامن الثانوي "Secondary Synchronization Codes " المستخدمة في مواصفات اللاسلكي الجيل الثالث UMTS W-CDMA.

رموز تصحيح الخطأ Error-correcting codes[عدل]

يمكن أيضا أن تستخدم الرموز لتمثيل البيانات بطريقة أكثر قدرة على مقاومة الأخطاء في الإرسال أو التخزين. ويسمى مثل هذا "الرمز" رمز تصحيح الخطأ، إضافة إلى خاصية تصحيح الخطأ، يعمل عن طريق تكرار المعلومات المخزنة أو المرسلة باستخدام خوارزمية مُجهزة سابقًا.

وكمثالٍ بسيط على خاصية تصحيح الخطأ تُرسل كل وحدة بيانات ثلاث مرات، وهو ما يُعرف بـ(3,1) رمز التكرار. حيث يستطيع المُستلم أن يرى ثمانية نسخ من المخرج خلال القناة الصاخبة Noisy-channel، راجع الجدول أدناه.

الثلاثية المُستلمة تم تفسيرها كالتالي
000 0 (خالٍ من الخطأ)
001 0
010 0
100 0
111 1 (خالٍ من الخطأ)
110 1
101 1
011 1

أمثلة[عدل]

الرموز المستخدمة في الاتصال للإيجاز[عدل]

يستبدل ترميز الكابل (cable code) كلمات (على سبيل المثال، شحنة أو فاتورة) بكلمات أقصر، والسماح بإرسال نفس المعلومات بعدد أقل من الأحرف، بسرعة أكبر، والأهم من ذلك، بتكلفة أقل. يمكن استخدام الترميز للإيجاز. فعندما كانت رسائل التلغراف Telegraphers هي الحالة التقنية السائدة في الاتصال السريع لمسافات طويلة،طورت نظم معقدة من الرموز التجارية التي ترمز عبارات كاملة في كلمة واحدة (عادة مجموعة من خمسة حروف)،بحيث أصبحت التلغرافات محتوية على مثل هذه "الكلمات"، كما BYOXO و تعني ("Are you trying to weasel out of our deal ؟") ("هل تحاول ان تراوغ في اتفاقنا؟")، LIOUY وتعني ("Why do you not answer my question?")("لماذا لا تجيب عن سؤالي؟")، BMULD وتعني ("You're a skunk!") ("أنت مقرف! ")، AYYLU وتعني("Not clearly coded, repeat more clearly.") ("غير مرمزة بوضوح، كرر بوضوح أكثر") . يتم اختيار الكلمات الرمزية لأسباب مختلفة: طول length، التلفظ pronounceability،... الخ يتم اختيار المعاني لتناسب الاحتياجات المتصورة: المفاوضات التجارية، المصطلحات العسكرية للرموز العسكرية، مصطلحات الدبلوماسية للرموز الدبلوماسية، أي من، وجميع ما سبق لرموز التجسس. انتشرت كتب الرموز وناشري كتب الرموز ، بضمنهم ما عمل كواجهة لمكتب الترميز الأمريكي الرسمي American Black Chamber هربرت ياردلي Herbert O. Yardley من (1889–1958) يديرها بين الحربين العالميتين الأولى والثانية. كان الغرض من معظم هذه الرموز لتوفير تكاليف الكابل. استخدام ترميز البيانات لضغط البيانات سبق عصر الكمبيوتر؛ مثال مبكرا هو ترميز مورس للتلغراف حيث تكون رموز الحروف الاكثر استخداما أقصر تمثيلا. تستخدم الآن تقنيات مثل ترميز هوفمان من قبل العاملين على الحاسوب، خوارزمية لضغط ملفات البيانات الكبيرة إلى شكل أكثر ضغطا للتخزين أو النقل.

ترميز الحروف Character encoding[عدل]

ربما أكثر ترميز لبيانات الاتصالات معروف على نطاق واسع حتى الآن (تمثيل حرف aka) قيد الاستخدام اليوم هو آسكي ASCII، بإصدار أو آخر (متوافق معه إلى حد ما)، وتستخدمه جميع أجهزة الكمبيوتر الشخصية تقريبا، المحطات، الطابعات، وغيرها من معدات الاتصالات. وهي تمثل (128) حرفا ممثلة بأرقام ثنائية سباعية البت، كسلسلة من سبعة بتات ،آحاد (1s) و أصفار (0s). حرف "a" (حرف صغير) في ASCII هو 1100001، الحرف الكبير "A" 1000001، وهلم جرا. هناك العديد من الترميزات الأخرى، (يشار اليها عادة باسم صفحات الترميز code pages)،والتي تمثل كل حرف ببايت Byte ،بعدد صحيح كنقطة ترميز Codepoint (يونيكود) أو سلسلة بايتات (UTF-8).

Web ASCII- aka Windows-1252 Character Encoding.PNG

الترميز الجيني Genetic code[عدل]

أجناس الكائنات البيولوجية تحتوي على المادة الوراثية التي تستخدم للتحكم في وظيفتها وتطورها.ذلك هو الحمض النووي DNA الذي يحتوي على وحدات تدعى المورثات (الجينات) Gene التي يمكن أن تنتج البروتينات من خلال ترميز الرموز الوراثية(الترميز الوراثي) في ترجمة سلسلة من الثلاثيات (الكودونات) من أربعة نكليوتيدات محتملة في واحد من عشرين من الأحماض الأمينية المحتملة.تنتج سلسلة من الكودونات سلسلة مقابلة من الأحماض الأمينية التي تشكل البروتين.

هيكل لجزء من الحلزون المزدوج للحمض النووي DNA double helix
يوضح الشكل العلاقة بين مورثة وأحد الكروموزومات
سلسلة من (الكودونات) في جزء من جزيء mRNA. كل كودون يتكون من ثلاثة نكليوتيدات ، عادة ما يمثل حمض أميني واحد.

ترميز غودل Gödel code[عدل]

تستعمل الأعداد الطبيعية في العد من الأعلى إلى الأسفل.

في الرياضيات، كان ترميز غودل الأساس لإثبات مبرهنات غودل في عدم الاكتمال incompleteness theorem . كانت الفكرة هي رسم خريطة التدوين الرياضي Mathematical notation لعدد طبيعي (باستخدام ترقيم غودل Gödel numbering).

تراميز أخرى[عدل]

حروف لغة الإشارة الأمريكية
مقاوم كهربي
إشارة تسمح بعبور المشاة في الغردقة
سلم موسيقي Grand staff بسيط.
بطاقة الشطرنج المراسلات تبين التدوين الجبري (تدوينICCF )

هناك تراميز تستخدم الألوان، مثل إشارات المرور Traffic light، رمز اللون color code تستخدم،أيضا ,لوسم علامة تدل على القيمة الاسمية للمقاومات الكهربائية Electrical resistor أو حاويات النفايات Trashcans المكرسة لأنواع معينة من النفايات (الورق والزجاج والبيولوجية، الخ.)

في مجال التسويق Markiting، رموز القسيمة Coupon يمكن استخدامها للحصول على الخصم المالي أو خصم عند شراء المنتج من متاجر التجزئة على الإنترنت.

في البيئات العسكرية، تستخدم أصوات محددة بالبوق Cornet للاستخدامات المختلفة: للاعلان عن بعض الاوقات من اليوم، أو لقيادة المشاة في ساحة المعركة، الخ

وتستند نظم التواصل للإعاقات الحسية، على الحركة لغة إشارة Sign language أو رموز عن طريق اللمس، مثل لغة الإشارة للصم ولغة برايل للمكفوفين.

تدوين النوتات الموسيقية Musical scores هي الطريقة الأكثر شيوعا لترميز الموسيقى.

ألعاب محددة، لعبة الشطرنج مثلا، لديها أنظمتها الرمزية الخاصة لتسجيل مباريات (تدوين الشطرنج)Chess notation.

أنظر أيضا[عدل]