Вышел нолик погулять: как кодируют информацию

В прошлый раз мы обсуждали хеш-функции. Полезная штука, не правда ли, если надо проверить, в сохранности ли файл, не пострадала ли нужная информация из-за чужого вмешательства, а может, из-за помех при пересылке. Но, конечно, хешированием дело не ограничивается.

Компьютеры – наука точная, всё всегда должно быть предельно выверено, каждый бит на счету. Кстати, о битах – напомнить, что это? Я зайду издалека.

Представим, что вы с другом отправились в поход – как в старину, лишь рюкзаки с припасами на плечах и без мобильной связи и прочих удобств. И так случилось, что вы – на берегу моря, а он на лодке. Вроде и в прямой видимости друг друга, но довольно далеко. Шумит прибой, ничего не слышно, телефонов нет, а поговорить хочется. Можно помигать фонариком. Но сначала придётся договориться, какой сигнал что будет означать, – допустим, занумеровать буквы алфавита и мигать номер каждой буквы в слове по очереди. «А» – одно мигание, «Б» – два и так далее. Но так мигать замучаешься. Вот, к примеру, сообщение – «Пошли ужинать»! Пока до «Ш» доберёшься, уже и на боковую пора, не говоря о мягком знаке. Можно закодировать буквы и короче. Такой код есть, это азбука Морзе – слышали, наверное? Международный код – буквы латинские, но есть и русские варианты. До изобретения телефона и компьютера именно он и был в ходу, когда главным средством быстрой коммуникации был телеграф. Да и сейчас, вы удивитесь, услуга доставки телеграмм доступна на почте. Так вот, передача информации в компьютерных сетях очень похожа на телеграф, даже основной принцип похож – чередование двух сигналов.

Только вместо длинных и коротких постукиваний в радиосвязи или прожекторных миганий между кораблями в световой в цифровом мире сигналы – нули и единицы. Вот мы и добрались до бита. Бит – это самая маленькая единица информации, одна самая малюсенькая запись. Значение у неё, как я уже сказал, может быть только 1 или 0 – да или нет, верно или неверно, включено или выключено. Восемь таких битов – байт, 1024 байта – килобайт, 1024 килобайта – мегабайт и так далее. Из миллиардов битов, из бесконечных цепочек нулей и единиц, состоят все наши чаты, картинки, аудиофайлы, фильмы…

Так вот, при передаче или записи на диск иногда возникают ошибки. Для их выявления в середине прошлого века придумали дополнительный бит – бит чётности. С его помощью общее количество единиц в данных становилось либо чётным, либо нечётным. Если в скопированном файле чётность не совпадала – ясно, что что-то пропало по дороге. Да, такой способ проверки не идеален: где сбой – непонятно, потерю не восстановить, да и чётность может совпасть случайно. Но в системах, где современные сложные алгоритмы необязательны, такой метод применяется и сейчас. Да и вообще, согласитесь, идея зачётная!

Текст: Мирослав АНДРУЩЕНКО