Codierung und Decodierung

Was ist Codierung und Decodierung?

Codierung und Decodierung werden in vielen Formen der Kommunikation eingesetzt, beispielsweise in der Datenverarbeitung, der Datenkommunikation, der Programmierung, der digitalen Elektronik und der menschlichen Kommunikation. Bei diesen beiden Prozessen wird das Format von Inhalten für eine optimale Übertragung oder Speicherung geändert.

Bei Computern ist die Codierung der Vorgang, bei dem eine Folge von Zeichen (Buchstaben, Zahlen, Satzzeichen und bestimmte Symbole) in ein spezielles Format für eine effiziente Übertragung oder Speicherung gebracht wird. Die Decodierung ist der umgekehrte Prozess - die Umwandlung eines codierten Formats zurück in die ursprüngliche Zeichenfolge.

Diese Begriffe sollten nicht mit Ver- und Entschlüsselung verwechselt werden, bei denen es um das Verbergen und Sichern von Daten geht. Man kann Daten verschlüsseln, ohne den Code zu verändern, oder Daten verschlüsseln, ohne den Inhalt absichtlich zu verbergen).

Was bedeutet Codierung und Decodierung in der Datenkommunikation?

Codierungs- und Decodierungsverfahren für die Datenkommunikation haben interessante Ursprünge. Der Morsecode beispielsweise entstand 1838, als Samuel Morse standardisierte Sequenzen von zwei Signaldauern, genannt Punkte und Striche, für die Verwendung mit dem Telegrafen entwickelte. Heutige Funkamateure verwenden immer noch Q-Signale, die sich aus Codes entwickelt haben, die der britische Postmaster General in den frühen 1900er Jahren entwickelte, um die Kommunikation zwischen britischen Schiffen und Küstenstationen zu erleichtern.

Die Manchester-Codierung wurde für die Speicherung von Daten auf Magnettrommeln des 1949 gebauten Manchester Mark 1 Computers entwickelt. Bei diesem Codierungsmodell wird jede Binärziffer oder jedes Bit gleich lang niedrig und dann hoch oder hoch und dann niedrig codiert. Das Manchester-Verfahren, das auch als Phasenkodierung bekannt ist, wird in Infrarotprotokollen für Verbraucher, in der Radiofrequenz-Identifikation und in der Nahfeldkommunikation verwendet.

Was bedeutet Codierung und Decodierung in der Programmierung?

Der Internetzugang beruht auf einer Kodierung. Ein Uniform Resource Locator (URL), die Adresse einer Webseite, kann über das Internet nur mit dem American Standard Code for Information Interchange (ASCII) gesendet werden, dem Code, der für Textdateien in der Computertechnik verwendet wird.

In einer ASCII-Datei steht eine 7-Bit-Binärzahl für jedes Zeichen, das aus Groß- und Kleinbuchstaben, Zahlen, Satzzeichen und anderen gängigen Symbolen bestehen kann. URLs können jedoch keine Leerzeichen enthalten und haben oft Zeichen, die nicht im ASCII-Zeichensatz enthalten sind. Die URL-Kodierung, auch Prozentkodierung genannt, behebt dieses Problem durch die Umwandlung von Leerzeichen - in ein +-Zeichen oder mit %20 - und Nicht-ASCII-Zeichen in ein gültiges ASCII-Format.

Andere in der Programmierung häufig verwendete Codes sind BinHex, Multipurpose Internet Mail Extensions (MIME), Unicode und UUencode.

Codierung und Decodierung werden in verschiedenen Programmiersprachen unter anderem auf folgende Weise verwendet.

In Java

Die Codierung und Decodierung in Java ist eine Methode zur Darstellung von Daten in einem anderen Format zur effizienten Übertragung von Informationen über ein Netzwerk oder das Web. Der Encoder konvertiert Daten in eine Webdarstellung. Nach dem Empfang konvertiert der Decoder die Daten der Webdarstellung in ihr ursprüngliches Format.

In Python

In der Programmiersprache Python stellt die Codierung eine Unicode-Zeichenkette als eine Kette von Bytes dar. Dies geschieht in der Regel, wenn Sie eine Instanz über ein Netzwerk übertragen oder sie in einer Datei auf der Festplatte speichern. Die Decodierung wandelt eine Zeichenkette aus Bytes in eine Unicode-Zeichenkette um. Dies geschieht, wenn Sie eine Byte-Zeichenkette von einer Festplattendatei oder aus dem Netz erhalten.

In Swift

In der Programmiersprache Apple Swift stellen Codierungs- und Decodierungsmodelle typischerweise eine Serialisierung von Objektdaten aus einem JSON String-Format dar. In diesem Fall steht die Codierung für die Serialisierung, während die Decodierung die Deserialisierung darstellt. Wenn Sie Daten serialisieren, wandeln Sie sie in ein leicht zu transportierendes Format um. Nach dem Transport werden sie wieder in ihr ursprüngliches Format konvertiert. Dieser Ansatz standardisiert das Protokoll und ermöglicht die Interoperabilität zwischen verschiedenen Programmiersprachen und Plattformen.

Was bedeutet Codierung und Decodierung in der digitalen Elektronik?

In der Elektronik beziehen sich die Begriffe Codierung und Decodierung auf die Analog-Digital-Wandlung und die Digital-Analog-Wandlung. Diese Begriffe können auf jede Form von Daten angewandt werden, einschließlich Text, Bilder, Audio, Video, Multimedia und Software, sowie auf Signale in Sensoren, Telemetrie- und Kontrollsystemen.

Was bedeutet Codierung und Decodierung in der menschlichen Kommunikation?

Die Menschen denken nicht daran, dass es sich um einen Codierungs- oder Decodierungsprozess handelt, aber die menschliche Kommunikation beginnt mit der Formulierung (Codierung) einer Nachricht durch den Absender. Er wählt die Nachricht, die er übermitteln will, und einen Kommunikationskanal. Die Menschen tun dies jeden Tag, ohne sich Gedanken über den Codierungsprozess zu machen.

Der Empfänger muss die Nachricht verstehen (entschlüsseln), indem er die Bedeutung von Wörtern und Sätzen ableitet, um die Nachricht richtig zu interpretieren. Dann kann er dem Absender eine Rückmeldung geben.

Sowohl der Sender als auch der Empfänger müssen in jedem Kommunikationsprozess mit Störungen umgehen, die den Kommunikationsprozess beeinträchtigen können. Unter Rauschen versteht man die verschiedenen Möglichkeiten, wie Nachrichten gestört, verzerrt oder verzögert werden können. Dazu können tatsächliche physiologische Störungen, technische Probleme oder semantische, psychologische und kulturelle Probleme gehören, die sich der Kommunikation in den Weg stellen.

Diese Vorgänge laufen in jedem dieser Modelle fast verzögerungsfrei ab:

• Übertragungsmodell. Bei diesem Kommunikationsmodell handelt es sich um einen linearen Prozess, bei dem ein Sender eine Nachricht an einen Empfänger sendet.
• Interaktionsmodell. In diesem Modell wechseln sich die Teilnehmer in der Rolle des Senders und des Empfängers ab.
• Transaktionsmodell. Hier schaffen Kommunikatoren soziale Realitäten in kulturellen, relationalen und sozialen Kontexten. Sie kommunizieren, um eine Beziehung herzustellen, sich mit Gemeinschaften zu engagieren und interkulturelle Allianzen zu bilden. In diesem Modell werden die Teilnehmer als Kommunikatoren bezeichnet, nicht als Absender und Empfänger.

Das Entschlüsseln von Nachrichten in der eigenen Muttersprache fühlt sich mühelos an. Wenn die Sprache jedoch unbekannt ist, benötigt der Empfänger möglicherweise einen Übersetzer oder Tools um die Nachricht zu entziffern.