شفرة

هذه المقالة تحتاج إلى مصادر إضافية للتحقق . الرجاء المساعدة في تحسين هذه المقالة عن طريق إضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "Code" – الأخبار  · الصحف  · الكتب  · العلماء  · JSTOR ( مارس 2010 ) ( تعرف على كيفية ووقت إزالة هذه الرسالة )

في مجال الاتصالات ومعالجة المعلومات ، يُعد الكود نظامًا من القواعد لتحويل المعلومات - مثل الحرف أو الكلمة أو الصوت أو الصورة أو الإشارة - إلى شكل آخر، وأحيانًا يكون مختصرًا أو سريًا ، للتواصل من خلال قناة اتصال أو تخزين في وسيط تخزين . ومن الأمثلة المبكرة على ذلك اختراع اللغة ، والتي مكنت الشخص، من خلال الكلام ، من توصيل ما يعتقده أو يراه أو يسمعه أو يشعر به للآخرين. لكن الكلام يحد من نطاق الاتصال إلى المسافة التي يمكن أن يحملها الصوت ويحد من الجمهور إلى الحاضرين عند نطق الكلام. أدى اختراع الكتابة ، الذي حول اللغة المنطوقة إلى رموز بصرية ، إلى توسيع نطاق الاتصال عبر المكان والزمان .

إن عملية التشفير تحول المعلومات من مصدر إلى رموز للتواصل أو التخزين. أما فك التشفير فهو العملية العكسية، حيث يتم تحويل رموز التعليمات البرمجية مرة أخرى إلى شكل يفهمه المتلقي، مثل اللغة الإنجليزية و/أو الإسبانية.

أحد أسباب الترميز هو تمكين الاتصال في الأماكن التي يصعب فيها استخدام اللغة العادية المنطوقة أو المكتوبة أو يستحيل استخدامها. على سبيل المثال، إشارات المرور ، حيث يقوم تكوين الأعلام التي يحملها المرسل أو أذرع برج إشارات المرور بتشفير أجزاء من الرسالة، وعادةً ما تكون أحرفًا فردية وأرقامًا. يمكن لشخص آخر يقف على مسافة كبيرة تفسير الأعلام وإعادة إنتاج الكلمات المرسلة.

في نظرية المعلومات وعلوم الكمبيوتر ، عادة ما يُعتبر الكود بمثابة خوارزمية تمثل بشكل فريد رموزًا من أبجدية مصدر ما ، من خلال سلاسل مشفرة ، والتي قد تكون في أبجدية هدف أخرى. يتم الحصول على امتداد للكود لتمثيل تسلسلات الرموز على أبجدية المصدر من خلال ربط السلاسل المشفرة.

قبل تقديم تعريف دقيق رياضيًا، هذا مثال موجز.

${\displaystyle C=\{\,a\mapsto 0,b\mapsto 01,c\mapsto 011\,\}}$

هو رمز، أبجديته المصدرية هي المجموعة وأبجديته المستهدفة هي المجموعة . باستخدام امتداد الرمز، يمكن تجميع السلسلة المشفرة 0011001 في كلمات مشفرة مثل 0 011 0 01، ويمكن فك تشفيرها بدورها إلى تسلسل رموز المصدر acab . ${\displaystyle \{a,b,c\}}$${\displaystyle \{0,1\}}$

باستخدام مصطلحات من نظرية اللغة الرسمية ، يكون التعريف الرياضي الدقيق لهذا المفهوم كما يلي: دع S و T تكونان مجموعتين منتهيتين، تسمى أبجديات المصدر والهدف ، على التوالي. الرمز هو دالة إجمالية تقوم بتعيين كل رمز من S إلى تسلسل من الرموز على T. امتداد ، هو تماثل في إلى ، والذي يقوم بشكل طبيعي بتعيين كل تسلسل من رموز المصدر إلى تسلسل من رموز الهدف. ${\displaystyle C:\,S\to T^{*}}$ ${\displaystyle C'}$${\displaystyle C}$${\displaystyle S^{*}}$${\displaystyle T^{*}}$

في هذا القسم، ندرس الرموز التي تشفر كل حرف من حروف المصدر (النص الواضح) بكلمة رمزية من بعض القواميس، وتسلسل هذه الكلمات الرمزية يعطينا سلسلة مشفرة. تكون الرموز ذات الطول المتغير مفيدة بشكل خاص عندما تكون احتمالات حروف النص الواضح مختلفة؛ انظر أيضًا تشفير الإنتروبيا .

رمز البادئة هو رمز له "خاصية البادئة": لا توجد كلمة رمز صالحة في النظام تكون بادئة (بداية) لأي كلمة رمز صالحة أخرى في المجموعة. ترميز هوفمان هو الخوارزمية الأكثر شهرة لاستخلاص رموز البادئة. يشار إلى رموز البادئة على نطاق واسع باسم "رموز هوفمان" حتى عندما لم يتم إنتاج الرمز بواسطة خوارزمية هوفمان. ومن الأمثلة الأخرى على رموز البادئة رموز الاتصال بالدولة وأجزاء الدولة والناشر من أرقام ISBN ورموز المزامنة الثانوية المستخدمة في معيار UMTS WCDMA 3G اللاسلكي.

تميز متباينة كرافت مجموعات أطوال الكلمات المشفرة التي يمكن استخدامها في شفرة بادئة. يجب أن تلبي أي شفرة فك تشفير فريدة من نوعها من واحد إلى كثير، وليس بالضرورة شفرة بادئة، متباينة كرافت.

يمكن أيضًا استخدام الرموز لتمثيل البيانات بطريقة أكثر مقاومة للأخطاء في النقل أو التخزين. يعمل ما يسمى برمز تصحيح الأخطاء عن طريق تضمين التكرار المصمم بعناية مع البيانات المخزنة (أو المنقولة). تشمل الأمثلة رموز هامينج ، وريد-سولومون ، وريد-مولر ، ووالش-هادامارد ، وبوز-تشودوري-هوتشكينغهيم ، وتوربو ، وجولاي ، ورموز الهندسة الجبرية ، ورموز التحقق من التكافؤ منخفض الكثافة ، ورموز الزمان والمكان . يمكن تحسين رموز اكتشاف الأخطاء للكشف عن أخطاء الانفجار ، أو الأخطاء العشوائية .

يستبدل رمز الكابل الكلمات (مثل السفينة أو الفاتورة ) بكلمات أقصر، مما يسمح بإرسال نفس المعلومات بأحرف أقل ، وبسرعة أكبر، وبتكلفة أقل.

يمكن استخدام الرموز للاختصار. عندما كانت رسائل التلغراف هي أحدث التقنيات في الاتصالات السريعة لمسافات طويلة، تم تطوير أنظمة معقدة من الرموز التجارية التي تشفر العبارات الكاملة في فم واحد (عادة مجموعات مدتها خمس دقائق)، بحيث أصبح عمال التلغراف على دراية بكلمات مثل BYOXO ("هل تحاول التهرب من صفقتنا؟")، LIOUY ("لماذا لا تجيب على سؤالي؟")، BMULD ("أنت ظربان!")، أو AYYLU ("غير مشفرة بوضوح، كرر بوضوح أكبر"). تم اختيار الكلمات المشفرة لأسباب مختلفة: الطول ، والقدرة على النطق ، وما إلى ذلك. تم اختيار المعاني لتناسب الاحتياجات المتصورة: المفاوضات التجارية، والمصطلحات العسكرية للرموز العسكرية، والمصطلحات الدبلوماسية للرموز الدبلوماسية، وأي وكل ما سبق لرموز التجسس. انتشرت كتب الرموز وناشرو كتب الرموز، بما في ذلك كتاب تم تشغيله كواجهة للغرفة السوداء الأمريكية التي أدارها هربرت ياردلي بين الحربين العالميتين الأولى والثانية. كان الغرض من أغلب هذه الرموز هو توفير تكاليف الكابلات. إن استخدام ترميز البيانات لضغط البيانات يعود إلى ما قبل عصر الكمبيوتر؛ ومن الأمثلة المبكرة على ذلك شفرة مورس التلغرافية حيث تكون الأحرف الأكثر استخدامًا ذات تمثيلات أقصر. تستخدم الآن خوارزميات تعتمد على الكمبيوتر تقنيات مثل ترميز هوفمان لضغط ملفات البيانات الكبيرة إلى شكل أكثر إحكامًا للتخزين أو النقل.

ترميزات الأحرف هي تمثيلات لبيانات نصية. قد يرتبط ترميز أحرف معين بمجموعة أحرف محددة (مجموعة الأحرف التي يمكنه تمثيلها)، على الرغم من أن بعض مجموعات الأحرف لها ترميزات أحرف متعددة والعكس صحيح. يمكن تجميع ترميزات الأحرف على نطاق واسع وفقًا لعدد البايتات المطلوبة لتمثيل حرف واحد: هناك ترميزات أحادية البايت، وترميزات متعددة البايتات (وتسمى أيضًا واسعة)، وترميزات متغيرة العرض (وتسمى أيضًا متغيرة الطول). كانت أقدم ترميزات الأحرف أحادية البايت، وأشهر مثال على ذلك هو ASCII . لا يزال ASCII قيد الاستخدام اليوم، على سبيل المثال في رؤوس HTTP . ومع ذلك، لا يمكن للترميزات أحادية البايت نمذجة مجموعات الأحرف التي تحتوي على أكثر من 256 حرفًا. يجب تمثيل البرامج النصية التي تتطلب مجموعات أحرف كبيرة مثل الصينية واليابانية والكورية بترميزات متعددة البايتات. كانت ترميزات البايتات المتعددة المبكرة ذات طول ثابت، مما يعني أنه على الرغم من تمثيل كل حرف بأكثر من بايت واحد، فإن جميع الأحرف تستخدم نفس عدد البايتات ("طول الكلمة")، مما يجعلها مناسبة للفك باستخدام جدول بحث. المجموعة الأخيرة، الترميزات ذات العرض المتغير، هي مجموعة فرعية من الترميزات متعددة البايتات. تستخدم هذه الترميزات منطق تشفير وفك تشفير أكثر تعقيدًا لتمثيل مجموعات الأحرف الكبيرة بكفاءة مع الحفاظ على تمثيلات الأحرف الأكثر استخدامًا بشكل أقصر أو الحفاظ على خصائص التوافق مع الإصدارات السابقة. تتضمن هذه المجموعة UTF-8 ، وهو ترميز لمجموعة أحرف Unicode ؛ UTF-8 هو الترميز الأكثر شيوعًا لوسائط النصوص على الإنترنت.

تحتوي الكائنات الحية على مادة وراثية تستخدم للتحكم في وظائفها وتطورها. هذا هو الحمض النووي DNA ، الذي يحتوي على وحدات تسمى الجينات التي يشتق منها الحمض النووي الريبي الرسول . وهذا بدوره ينتج البروتينات من خلال شفرة وراثية يمكن من خلالها ترجمة سلسلة من الثلاثيات ( الكودونات ) من أربعة نيوكليوتيدات محتملة إلى واحد من عشرين حمضًا أمينيًا محتملًا . ينتج عن تسلسل الكودونات تسلسل مماثل من الأحماض الأمينية التي تشكل جزيء البروتين؛ يشير نوع من الكودونات يسمى كودون التوقف إلى نهاية التسلسل.

في الرياضيات ، كان رمز جودل هو الأساس لإثبات نظرية عدم اكتمال جودل . هنا، كانت الفكرة هي ربط الترميز الرياضي بعدد طبيعي (باستخدام ترقيم جودل ).

هناك أكواد تستخدم الألوان، مثل إشارات المرور ، وهو رمز اللون المستخدم لتمييز القيمة الاسمية للمقاومات الكهربائية أو تلك الخاصة بصناديق القمامة المخصصة لأنواع معينة من القمامة (الورق، والزجاج، والمواد العضوية، وما إلى ذلك).

في التسويق ، يمكن استخدام أكواد القسيمة للحصول على خصم مالي أو استرداد نقدي عند شراء منتج من بائع التجزئة (عادةً عبر الإنترنت).

في البيئات العسكرية، يتم استخدام أصوات محددة بالبوق لأغراض مختلفة: لتحديد بعض لحظات اليوم، أو لقيادة المشاة في ساحة المعركة، وما إلى ذلك.

تعتمد أنظمة الاتصالات الخاصة بالإعاقات الحسية، مثل لغة الإشارة للصم ولغة برايل للمكفوفين، على رموز الحركة أو اللمس.

تعتبر النوتات الموسيقية الطريقة الأكثر شيوعًا لترميز الموسيقى .

تحتوي الألعاب المحددة على أنظمة تشفير خاصة بها لتسجيل المباريات، على سبيل المثال تدوين الشطرنج .

في تاريخ التشفير ، كانت الرموز شائعة الاستخدام لضمان سرية الاتصالات، على الرغم من استخدام التشفير الآن بدلاً من ذلك.

يمكن أن تكون الرموز السرية المقصود منها إخفاء الرسائل الحقيقية، والتي تتراوح من الرسائل الخطيرة (خاصة التجسس في المجال العسكري والدبلوماسي والأعمال التجارية وما إلى ذلك) إلى الرسائل التافهة (الرومانسية والألعاب)، أي نوع من التشفير الخيالي: الزهور ، وبطاقات الألعاب، والملابس، والمراوح، والقبعات، والألحان، والطيور، وما إلى ذلك، حيث يكون المتطلب الوحيد هو الاتفاق المسبق على المعنى من قبل كل من المرسل والمستقبل.

تتضمن الأمثلة الأخرى للترميز ما يلي:

• التشفير (في الإدراك ) - عملية إدراكية أساسية لتفسير المحفزات الواردة؛ من الناحية الفنية، إنها عملية معقدة ومتعددة المراحل لتحويل المدخلات الحسية الموضوعية نسبيًا (مثل الضوء والصوت) إلى تجربة ذات معنى ذاتي.
• تنسيق المحتوى - تنسيق ترميز محدد لتحويل نوع معين من البيانات إلى معلومات .
• يستخدم ترميز النص لغة ترميز لوضع علامات على بنية النص وميزاته الأخرى لتسهيل معالجته بواسطة أجهزة الكمبيوتر. (انظر أيضًا مبادرة ترميز النص .)
• الترميز الدلالي للغة الرسمية أ. اللغة غير الرسمية ب هي طريقة لتمثيل جميع المصطلحات (مثل البرامج أو الأوصاف) للغة أ باستخدام اللغة ب.
• تقوم عملية ضغط البيانات بتحويل الإشارة إلى رمز مُحسَّن للنقل أو التخزين ، ويتم ذلك عادةً باستخدام برنامج ترميز .
• الترميز العصبي - الطريقة التي يتم بها تمثيل المعلومات في الخلايا العصبية .
• ترميز الذاكرة - عملية تحويل الأحاسيس إلى ذكريات.
• ترميز التلفزيون : NTSC و PAL و SECAM

وتشمل الأمثلة الأخرى للفك ما يلي:

• فك التشفير (علوم الكمبيوتر)
• طرق فك التشفير ، طرق في نظرية الاتصالات لفك تشفير الكلمات المشفرة المرسلة عبر قناة مشوشة
• معالجة الإشارات الرقمية ، دراسة الإشارات في التمثيل الرقمي وطرق معالجة هذه الإشارات
• محول من رقمي إلى تناظري ، استخدام الدائرة التناظرية لعمليات فك التشفير
• فك تشفير الكلمات، استخدام الصوتيات لفك رموز أنماط الطباعة وترجمتها إلى أصوات اللغة

يمكن اعتبار الاختصارات والكلمات المختصرة بمثابة رموز، وبمعنى ما، فإن جميع اللغات وأنظمة الكتابة هي رموز للفكر البشري.

رموز المطارات التابعة لاتحاد النقل الجوي الدولي هي رموز مكونة من ثلاثة أحرف تستخدم لتعيين المطارات وتستخدم لعلامات الأمتعة . تُستخدم رموز المحطات بشكل مماثل في السكك الحديدية ولكنها عادةً ما تكون وطنية، لذا يمكن استخدام نفس الرمز لمحطات مختلفة إذا كانت في بلدان مختلفة.

في بعض الأحيان، تحقق كلمة السر وجودًا مستقلاً (ومعنى) بينما تُنسى العبارة المكافئة الأصلية أو على الأقل لم تعد تحمل المعنى الدقيق المنسوب إلى كلمة السر. على سبيل المثال، استُخدمت كلمة "30" على نطاق واسع في الصحافة لتعني "نهاية القصة"، واستُخدمت في سياقات أخرى للإشارة إلى "النهاية". ^{[1] [2]}

• إضافة
• الكتابة الأسيميائية
• شيفرة
• الكود (السيميائية)
• أكواد المعدات
• تصحيح الخطأ الكمي
• علم العلامات
• لغة عالمية

• شيفانس، فابيان (2017). "حالة الشفرة الوراثية باعتبارها ثلاثية من الثلاثيات". وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 114 (18): 4745-4750. Bibcode :2017PNAS..114.4745C. doi : 10.1073/pnas.1614896114 . PMC  5422812. PMID  28416671 .

• الرموز والاختصارات لاستخدام خدمات الاتصالات الدولية (الطبعة الثانية). جنيف، سويسرا: الاتحاد الدولي للاتصالات. 1963. OCLC  13677884.