1.4.2.2 Коди з фіксованими обмеженнями
Інша група кодів, про яку ми згадали вище, включає коди зфіксованимиобмеженнями. Про ймовірні обмеження ми тут поговорили дуже докладно і тому багато. З ними все ясно: повних заборон немає, а ось ймовірності для різних символів можуть бути різними. Далі поговоримо трохи про коди з фіксованими обмеженнями.
Фіксовані обмеження називаються фіксованими, саме тому, що ймовірно там місця немає, там просто: одне заборонено, інше дозволено. Такий характер обмежень пов'язаний з тим, що фіксовані коди - це коди штучні і «працюють» вони технічні пристрої, які роблять тільки те, для чого призначені, тобто мають цілком певний репертуар станів і жорсткі програми поведінки.
Як приклад коду з фіксованими обмеженнями розглянемо абетку Морзе.
«Листами» цієї абетки (алфавіту) – символами, з яких, зрештою, виявляються складеними повідомлення, є:
короткий (малий) проміжок між їх поєднаннями, що утворюють справжню букву, і більше,
довгийпроміжок, яким позначають кінець слова в переданому азбукоюМорзетексті.
На час нашої з Вами розмови, для більшої його переконливості, умовно позначимо: точку– символом А,тире– символом В,малийпроміжок, що розділяє букви – символом С івеликийпроміжок, що розділяє слова символом D.
Аналізуючи процес формування повідомлень джерелом, що використовує абетку Морзе, можна виявити, що (див. рисунок 2), у тому випадку, коли у складі повідомлення щойно з'явився символ А або В (позначимо стан джерела, що відповідає цьому моменту) повідомлень символом S1), наступним може бутибудь-якийз наявного в цьому алфавіті символів (А, В, С або D)
Точка
Великий проміжок
Точка
Тіре
Тіре
Рис.2 Граф станів джерела повідомлень,
використовує абетку Морзе
У тому випадку, коли у складі повідомлення щойно з'явився символ С або D (позначимо стан джерела повідомлень символом S2, що відповідає цьому моменту), наступним може бути тільки А або В.
Можливі варіанти поведінки джерела повідомлень (способи його переходів з одного стану до іншого) можна у вигляді графа станів цього джерела, який і показаний малюнку.
Тут стани джерела відображені прямокутниками, а переходи з одного стану до іншого – стрілками, кількість та позначення яких відповідають «дозволеним» у цьому стані символам.
Таким чином, абетка Морзе -код з фіксованими обмеженнями, які обумовлені особливостями самої абетки (вторинного алфавіту). Але це – не все, що можна сказати про вторинні коди, взагалі, і про абетку Морзе, зокрема.
Тому, – продовжимо розмову про абетку Морзе.
Цей вторинний штучний код має єдину форму подання (реалізації) його алфавіту. Крапки та тире – це тільки при написанні. Існує ще акустична форма його уявлення. Досвідчені телеграфісти в минулі часи сприймали складені абеткою Морзе повідомлення «на слух», сприймали, якмелодії,і, автоматично, не замислюючись, які символи окремо вони чують, сприймали відразутекст.
Між акустичною та письмовоюформами уявленняазбуки Морзенеминучеподання її символів уформі електричних імпульсів у телеграфному апараті. Тут«точка»відображається коротким (тривалістю τ0) електричним імпульсом (у нашому тексті позначимо це«+–», де«–»такий самий за тривалістю порожній проміжок часу, що означає, що за ним буде інший символ цієї абетки, далі: «тире» –«+++–», «малий проміжок» –«– – –»та «великий проміжок» -«– – – – – – »).
Зі сказаного видно, що формі такоготехнічного кодуна алфавіт азбуки Морзе накладаютьсяновіобмеження.
По-перше, для реалізаціїрізнихсимволів потрібнорізнийчас:
По-друге, на самому початку τ0 вибиралося в розрахунку на прийом повідомлень «на слух» (обмеження з боку фізіології людини).
Закінчуючи розмову про абетку Морзе, наголосимо, що з погляду статистичної теорії зв'язку, різні форми уявлення (існування) абетки Морзе – це коди з різними фіксованими обмеженнями,різнікоди.
Закінчуючи параграф загалом, зазначимо, що у статистичній теорії зв'язку коди з ймовірнісними обмеженнями часто називають «мовамиі», а назву «коди» зберігають для позначення технічних кодів – кодів з фіксованими обмеженнями. Строго кажучи, і ті, й інші – вторинні коди. Більше того, природна мова залишається кодом з ймовірнісними обмеженнями (мовою в уточненому вище значенні цього слова) лише на рівні абетки цієї мови, бо структура мови в цілому визначається ще й «розширеними» алфавітами: дво-, трьох- і більш- літерними поєднаннями з властивими даної мови ймовірностями їхньої появи в текстах. А на рівнях таких поєднаньпочинають даватися взнаки ще й фіксовані обмеження: заборони для тих і таких поєднань, які не є осмисленими словами в цій мові.
Такі фіксовані обмеження «працюють» у мовах лише на рівні слів і досить довгих словосполучень, становлячи суть різноманітних мовних правил (про словотворі, про порядок слів у реченнях, про пунктуації, тощо. буд. тощо. аж до стилістики).
Ця теза підтверджує правомірність зробленого нами вище твердження у тому, щоприродний первинний код– це лише зручна у статистичної теорії зв'язку знакова система, зручний спосіб формалізованого уявлення джерела інформації.
А тепер – така ж важлива теза про вторинні коди.
При формуванні повідомлень джерело цих повідомлень вперше здійснює замінуприродного первинного коду, переписуючи інформаціюсвоїмпервинним кодом – першим із усіхвторинних кодів, якими це повідомлення надалі може бути представлене, і які можуть бути природними та штучними. Це перше в історії повідомлення, що з'являється таким способом, кодування називаєтьсякодуванням джерелаінформації. Така назва ще раз наголошує на правильності нашої думки про відсутність природних первинних кодів у формі об'єктивної реальності. Тому немає повідомлень, поданих у природному первинному коді. Повідомлення вперше з'являється, як результат кодування джерела та записується в первинному кодіджерела повідомлень. Пізніше, як ми вже говорили, цей код із різних причин може бути замінений.
Зміна коду –не перекладз однієї мови на іншу (якраз тому, що мови – це лише природні коди – коди з ймовірнісними обмеженнями). Такапроцедура теорії статистичного зв'язку називаєтьсяперекодуваннямповідомлень і, у зв'язку з цією процедурою, важливо зрозуміти, що вторинні коди – теж коди з обмеженнями, а обмеження тому так і називаються, що>не завжди дозволяютьвідобразити те, що було «записано» у повідомленні попереднім кодом.
З наведених вище двох тез випливає, що
перший, що підвернувся під руку, кодне обов'язково годитьсядля формування повідомлень про поведінку певної матеріальної системи.
Звідси – перше з кількох основних завдань статистичної теорії зв'язку:
задачаузгодження кодівджерела інформації та джерела повідомлень, узгодження природного первинного коду з першим вторинним кодом та взаємне узгодження всіх наступних вторинних кодів один з одним.
Мета такого узгодження - збереження згаданих вище специфічних структурних особливостей (статистичних параметрів) повідомлення, особливостей обумовленихтільки статистикою репертуару джерела, бо тільки вона визначає семантику повідомлень.