Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований
ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,593

АЛГОРИТМ ОПТИМИЗАЦИИ КОДИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ВИРТУАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ

Котенко В.В. 1 Румянцев К.Е. 1 Поляков А.И. 1 Ежов А.И. 1 Хмелев И.С. 1
1 Южный Федеральный университет
1. Котенко В.В. Теоретические основы виртуализации представления объектов, явлений и процессов // Информационное противодействие угрозам терроризма: Науч.-практ. журн., 2011. № 17. С. 32-48.
2. Котенко В.В. Оптимизация стратегии шифрования на основе виртуализации информационных потоков // Информационное противодействие угрозам терроризма: Науч.-практ. журн., 2005. № 5. С. 57-58.
3. Котенко В.В. Принципы кодирования для канала с позиций виртуального представления выборочных пространств ансамблей сообщений и кодовых комбинаций // Информационное противодействие угрозам терроризма: Науч.-практ. журн., 2004. № 3. С.65-71.
4. Котенко В.В. Новый взгляд на условия обеспечения абсолютной недешифруемости с позиции теории информации // Информационное противодействие угрозам терроризма: Науч.-практ. журн., 2004. № 2. С. 36-43.

Передачу информации от источника к получателю можно представить в виде информационного потока, изначально представляющего поток сообщений. Согласно принятой общей модели передачи информации [1], форма этого потока в ходе передачи подвергается изменениям. Эти изменения вызываются предусмотренными преобразованиями кодирования источника или кодирования для канала. В общем виде форма информационного потока на выходе источника информации характеризуется средним количеством информации kotenko001.wmf ансамбля сообщений источника, который в зависимости от вида источника может быть дискретным или непрерывным. В ходе преобразования кодирования kotenko002.wmf ансамбль источника преобразуется к форме ансамбля кодограмм Y. Таким образом, процесс изменения формы информационного потока характеризуется выражением

kotenko004.wmf (1)

где kotenko005.wmf однозначно характеризует преобразование kotenko006.wmf описываемое как инъективное отображение элементов ансамбля X в элементы ансамбля Y:

kotenko009.wmf (2)

Преобразование (2) считается прямым преобразованием. Тогда преобразование элементов ансамбля кодограмм в элементы ансамбля сообщений определяется как обратное преобразование:

kotenko010.wmf

Учитывая свойство симметричности средней взаимной информации в (1), обратное преобразование kotenko011.wmf однозначно характеризуется средней условной информацией kotenko012.wmf.

Пусть ставится задача оптимизации изменения формы информационного потока относительно некоторого известного условия

kotenko013.wmf (3)

С позиций теории виртуализации условие (3) определяет условие виртуализации 1.

Условие 1. Форма информационного потока оптимальна при kotenko014.wmf

Тогда виртуализация, определяемая условием 1, состоит в инъективном отображении совместного ансамбля XY в совместный ансамбль kotenko016.wmf:

kotenko017.wmf (4)

где общий вид процесса виртуализации характеризуется как

kotenko018.wmf (5)

Из (5) следует, что выполнение условия (3) требует изменения характеристики преобразования формы информационного потока (1) на величину kotenko019.wmf, определяемую как функционал виртуализации. Функционал виртуализации, обеспечивающий оптимизацию информационного потока относительно данного условия, определяется как

kotenko020.wmf (6)

Функционал виртуализации в (5) на основании формирует проекцию на область абсолютно оптимальных решений, заданную условием виртуализации 1.

Учитывая, что ансамбль является ансамблем источника, задача оптимизации информационного потока сводится к оптимизации формы представления информационного потока на выходе преобразования кодирования kotenko021.wmf, т.е. к определению kotenko022.wmf. Подставив в (5) выражение для функционала виртуализации и преобразовав kotenko023.wmf на основании свойства симметричности взаимной информации, получим:

kotenko024.wmf (8)

откуда

kotenko025.wmf (9)

Выражение (9) отражает общий вид решения задачи оптимизации формы преобразования информационного потока относительно условия 1. С этих позиций kotenko026.wmf можно рассматривать как проекцию формы представления информационного потока на выходе преобразования кодирования на область абсолютно оптимальных решений, заданную условием 1. Переход от общего решения (9) к конкретным решениям обеспечивается введением следующих условий виртуализации.

Условие 2. Средняя условная взаимная информация kotenko027.wmf однозначно характеризует прямое преобразование кодирования kotenko028.wmf элементов ансамбля X в элементы ансамбля Y.

Условие 3. Средняя условная взаимная информация kotenko031.wmf однозначно характеризует обратное преобразование кодирования kotenko032.wmf элементов ансамбля Y в элементы ансамбля X.

Условие 4. Сумма условных взаимных информаций kotenko035.wmf характеризует прямое преобразование кодирования kotenko036.wmf от обратного преобразования кодирования kotenko037.wmf.

Условия виртуализации 1–4 открывают возможность проекции общего решения (9) на выборочное пространство совместного ансамбля kotenko038.wmf. Осуществив привязку этой проекции ко времени, окончательно получаем:

kotenko039.wmf (10)

Выражение (10) представляет общий алгоритм кодирования, обеспечивающий оптимизацию информационного потока относительно общего вида условия оптимизации (3).

Конкретизация условия оптимизации осуществляется путем конкретизации Q в (3). Так, пусть kotenko041.wmf. Тогда выражение (13) приводится к виду

kotenko042.wmf

Полученное выражение представляет алгоритм кодирования, обеспечивающий оптимизацию информационного потока относительно условия kotenko043.wmf.


Библиографическая ссылка

Котенко В.В., Румянцев К.Е., Поляков А.И., Ежов А.И., Хмелев И.С. АЛГОРИТМ ОПТИМИЗАЦИИ КОДИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ ВИРТУАЛИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2013. – № 8-3. – С. 90-91;
URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=3892 (дата обращения: 29.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674