Реферат на тему: Современные способы кодирования информации в вычислительной технике

Цель работы

Систематизировать современные методы кодирования информации в вычислительной технике, провести анализ актуальных алгоритмов сжатия данных и криптографического кодирования, оценить их эффективность на конкретных примерах применения для хранения, передачи и защиты информации в условиях растущих объемов данных и киберугроз.

Основная идея

Эволюция методов кодирования информации от базовых бинарных представлений и стандартов (ASCII, Unicode) к современным сложным алгоритмам сжатия и шифрования как ключевой фактор, позволивший решить проблемы эффективной обработки больших данных (Big Data), обеспечения информационной безопасности и развития высокоскоростных коммуникаций в вычислительных системах.

Проблема

Современная вычислительная техника сталкивается с тремя взаимосвязанными проблемами, коренящимися в способах представления и обработки информации: 1) **Экспоненциальный рост объемов данных (Big Data)**, требующий эффективных методов сжатия для экономии ресурсов хранения и пропускной способности сетей; 2) **Растущая изощренность киберугроз**, делающая устаревшие или слабые методы шифрования информации неэффективными для обеспечения конфиденциальности и целостности данных; 3) **Необходимость обработки разнородной информации** (текст, мультимедиа, структурированные данные) в реальном времени, что осложняется несовместимостью форматов и кодировок, а также вычислительной сложностью преобразований.

Актуальность

Актуальность исследования современных способов кодирования обусловлена их критической ролью в развитии ключевых технологий XXI века: 1) **Фундамент цифровизации**: Кодирование является базисом для функционирования Интернета Вещей (IoT), облачных вычислений, мобильной связи и искусственного интеллекта, где эффективность и надежность передачи/хранения данных определяют производительность систем. 2) **Обеспечение цифровой безопасности**: В условиях глобализации угроз (кибератаки, утечки данных) современное криптографическое кодирование — неотъемлемый элемент защиты персональных, корпоративных и государственных информационных ресурсов. 3) **Развитие инновационных направлений**: Прорывы в квантовых вычислениях, обработке больших данных и высокоскоростных коммуникациях (5G/6G) напрямую зависят от совершенствования алгоритмов сжатия и представления информации.

Задачи

1. 1. 1. Исследовать **эволюцию принципов цифрового представления данных**: проанализировать основы бинарного кодирования, эволюцию стандартов символьного кодирования (от ASCII к Unicode), выявить их достоинства, ограничения и области применения.
2. 2. 2. Провести **сравнительный анализ современных алгоритмов сжатия информации**: изучить и систематизировать методы без потерь (Huffman, LZW, RLE) и с потерями (JPEG, MPEG, MP3), оценить их эффективность на примерах обработки текстовых, графических и аудиовизуальных данных.
3. 3. 3. Изучить **роль кодирования в обеспечении информационной безопасности**: проанализировать принципы и применение современных криптографических алгоритмов (симметричных, асимметричных, хеширования) для защиты данных при хранении и передаче.
4. 4. 4. Оценить **влияние современных способов кодирования на развитие вычислительных технологий**: рассмотреть конкретные примеры повышения эффективности систем хранения (базы данных, облака), передачи данных (сети) и обработки информации (Big Data, AI) благодаря новым методам кодирования и сжатия.