Teoria de codis
La teoria de codis s'ocupa de trobar mètodes, anomenats codis. La seva funció és incrementar l'eficiència i reduir la taxa d'errors en la comunicació de dades[1] sobre canals sorollosos fins al límit teòric del canal. Aquests codis poden classificar-se en tècniques de compressió de dades i tècniques en correcció d'errors. Un altre tipus de codis són els algorismes criptogràfics.
No tots els sistemes de transmissió satisfan la condició de transmetre el senyal sense distorsió, de manera que la resposta no sempre és una rèplica exacta del senyal d'entrada. Les distorsions poden ser lineals, degut a la característica no ideal, sigui de magnitud, de fase o ambdues, o no lineals.[2]
Hi ha quatre tipus de codis, compressió de dades, criptografia, codi en línia i detector i corrector d'errors. El funcionament d'aquests codis consisteix en l'enviament, junt amb la informació original, de redundància amb la que es pot deduir el que realment transmès, per exemple enviant dues còpies iguals: si el bit original o alguna de les còpies es rep malament, es pot corregir a partir dels altres dos. Es millora la qualitat de la informació rebuda, però a base de l'augment del cost d'enviament.[1]
Història[modifica]
El 1948, Claude Shannon va publicar "A Mathematical Theory of Communication", un article en dues parts als números de juliol i octubre del Bell System Technical Journal, que es centra en el problema de la millor manera de codificar la informació que un emissor vol transmetre. En aquest treball fonamental va utilitzar eines en teoria de la probabilitat, desenvolupades per Norbert Wiener, que estaven en les seves etapes naixents d'aplicar-se a la teoria de la comunicació en aquell moment. Shannon va desenvolupar l'entropia de la informació com a mesura de la incertesa d'un missatge alhora que va inventar essencialment el camp de la teoria de la informació.
El codi binari de Golay es va desenvolupar l'any 1949. És un codi de correcció d'errors capaç de corregir fins a tres errors en cada paraula de 24 bits i detectar-ne una quarta.
Richard Hamming va guanyar el premi Turing el 1968 pel seu treball als laboratoris Bell en mètodes numèrics, sistemes de codificació automàtica i codis de detecció i correcció d'errors. Va inventar els conceptes coneguts com a codis de Hamming, finestres de Hamming, números de Hamming i distància de Hamming.
El 1972, Nasir Ahmed va proposar la transformada discreta del cosinus (DCT), que va desenvolupar amb T. Natarajan i K. R. Rao el 1973. El DCT és l'algorisme de compressió amb pèrdues més utilitzat, la base de formats multimèdia com JPEG, MPEG i MP3.
Compressió de dades[modifica]
La compressió de dades [3] que consisteix en el procés de codificació de dades utilitzant el mínim nombre possible de bits, o unitats d'informació gràcies a la utilització d'esquemes de codificat (còdecs) i pot ser oompressió sense pèrdua, si les dades abans i després de comprimir-són exactes a la compressió sense pèrdua, o amb un algorisme de compressió amb pèrdua que pot eliminar dades per reduir més la mida, perdent qualitat.[4]
Criptografia[modifica]
La criptografia son formes de convertir informació des de la seva forma original cap a un codi incomprensible, de forma que sigui incomprensible pels que no coneguin aquesta tècnica. La criptografia clàssica utilitzava substitucions i permutacions relativament senzilles per tal d'amagar els missatges. La criptografia moderna en canvi utilitza àmpliament les disciplines de les matemàtiques, la informàtica i l'electrotècnia. Els xifratges poden ser simètrics o de clau privada, quan es fa servir la mateixa clau per xifrar i desxifrar, o asimètrics quan fa servir claus diferents: una parella composta per una clau pública, que serveix per xifrar, i per una clau privada, que serveix per desxifrar.[5]
Codi en línia[modifica]
El codi en línia o codi de línia (modulació a banda base) consisteix a representar el senyal digital transportat respecte a la seva amplitud respecte del temps. El senyal està perfectament sincronitzat gràcies a les propietats específiques de la capa física. La representació de l'ona se sol fer mitjançant un nombre determinat d'impulsos. Aquests impulsos representen els uns i els zeros digitals. Els tipus més comuns de codificació en línia són unipolar, polar, bipolar i Manchester.[6] Després de la codificació en línia, el senyal s'envia a través de la capa física. De vegades les característiques de dos canals aparentment molt diferents són prou semblants perquè el mateix codi sigui usat per ells.
Detecció i correcció d'errors[modifica]
La detecció i correcció d'errors en informàtica i teoria de la informació és l'ús de mètodes per detectar i corregir errors en la transmissió i emmagatzematge de dades.[7] En el cas de la transmissió, això també inclou la retransmissió selectiva de segments de dades incorrectes. Els mètodes de detecció i correcció d'errors requereixen l'ús de bits redundants. En general, calen més bits redundants per la correcció que per la detecció d'errors. És una tècnica de codificació basada en la redundància. Està destinada a corregir els errors de transmissió d'una informació (anomenada sovint missatge) sobre un canal de comunicació poc fiable. La teoria de codis correctors no es limita només a les comunicacions clàssiques (ràdio, cable coaxial, fibra òptica, etcètera.) sinó també als suports per a l'emmagatzematge com els discs compactes, la memòria RAM i altres aplicacions on la integritat de les dades és important.
Referències[modifica]
- ↑ 1,0 1,1 «Teoria de Codis». grup de recerca CRISES. URV. [Consulta: 13 desembre 2021].
- ↑ Herrera Perez, Enrique. Comunicaciones I. Señales, modulacion y transmision (en castellà). Limusa, 2008, p. 266-268. ISBN 9789681857196.
- ↑ Wade, Graham. Signal coding and processing (en anglès). 2a ed.. Cambridge University Press, 1994, p. 34. ISBN 978-0-521-42336-6.
- ↑ Talukdar, Asoke K. Mobile Computing (en anglès). 2a. Tata McGraw-Hill Education, 2010, p. 509. ISBN 0070144575.
- ↑ Rifà, Josep. Seguretat computacional. Servei de Publicacions de la Universitat Autònoma de Barcelona, 1995, p. 18. ISBN 8449004640.
- ↑ Michael John Ryan, Michael Frater. Communications and Information Systems (en anglès). Argos Press P/L, 2002, p. 317. ISBN 0958023808.
- ↑ G. J. Simmons, "A survey of Information Authentication". Contemporary Cryptology, The science of information integrity, ed. GJ Simmons, IEEE Press, New York, (1992)