Исследовательская работа по информатике на тему: «Загадочный мир кодов»

М униципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

Гимназия №1 им. Н.Т. Антошкина городского округа город Кумертау Республики Башкортостан

Исследовательская работа

по информатике на тему:

«Загадочный мир кодов»

Выполнил: Кашников Илья

Куратор: Музюкина Е.М.

г. Кумертау

2021 год

Содержание

Введение

Цели и задачи

I.Основная часть

Виды кодирования информации

1.1.2 Виды кодирования информации

1.1.2 Виды кодирования, применявшиеся во время Великой Отечественной Войны

1.1.3 Как кодировали информацию Советские войска

1.1.4 Как кодировали информацию Немецкие войска

1.1.5 Советские шифровальные машины К-37 «Кристалл» и М-101 «Изумруд»

1.1.6 Советская радиошифровальная машина «Соболь-П»

1.1.7 Немецкие шифровальные машины «Enigma» и «Лоренс»

1.2. Ценность кодирования во время Великой Отечественной войны

1.3. Опрос среди учащихся нашего класса

1.3.1 Опрос 1

1.3.2 Опрос 2

1.4. Достоинства и недостатки Азбуки Морзе

II Практическая часть

Введение

Кодирование — это преобразование информации из одной ее формы представления в другую, наиболее удобную для её хранения, передачи или обработки. Кодирование информации на сегодняшний день является одним из главных ведущих направлений в информатике. В связи с тем, что в этом году страна отмечает 75 лет победы в Великой Отечественной войне, я решил написать научно-исследовательскую работу на эту тему, и выяснить, кодировали информацию в 1941-1945 годах, если кодировали, то выяснить, с помощью какой аппаратуры шифровали документы, и понять помогло ли кодирование выиграть решающие битвы и войну в целом.

Цели и задачи

Понять, помогло ли кодирование информации победить немецких захватчиков в Великой Отечественной войне

Изучить литературы по данной теме

Рассмотреть виды кодирования(если таковые имеются)

Понять, какой из видов кодирования самый удобный

Изучить основы самого легкого способа кодирования

Подобрать необходимую информацию и материал по данной теме

Гипотезы

Большую роль во время Великой Отечественной Войны сыграло кодирование информации

Создание программного средства для кодирования информации на уровне школьной программы возможно на основании Азбуки Морзе

Объект исследования: способы кодирования, которые применяли во время Великой Отечественной войны.

Предмет исследования: наиболее распространенный код в военное время.

I Основная часть

Виды кодирования информации

На компьютере используется код, для определенного вида файлов. Всего можно закодировать 6 типов файлов:

Кодирование текстовой информации

Кодирование цвета

Кодирование графической информации

Кодирование числовой информации

Кодирование звуковой информации

Кодирование видеозаписи

1.1.2 На Великой Отечественной войне применялось достаточно много кодирующих и шифровальных устройств, ведь кодирование помогало передавать информацию, и надеяться больше чем 75% что она дойдет до адресата. На войне применялись такие шифровальные устройства и шифры такие как:

Шифрование с помощью шифровальной машинки «Enigma»

Шифровальная машинка К-37 «Кристалл»

Шифровальная машинка М-101 Изумруд

С помощью древних индейских языков

C-1 «Соболь-П»

Шифровальная машинка «Лоренц»

Азбука Морзе (морзянка)

1.1.3 Как шифровали информацию Советские войска?

Азбука Морзе

Шифровальная машинка К-37 «Кристалл»

Шифровальная машинка М-101 Изумруд

С помощью древних индейских языков

C-1 «Соболь-П»

Данные шифровальные машины широко применялись во время Великой Отечественной войны советскими войсками. Они производились в очень засекреченных заводах под присмотром охраны.

1.1.4 Как шифровали информацию Немецкие войска?

Шифрование с помощью шифровальной машинки «Enigma»

Шифровальная машинка «Лоренц»

1.1.5 Подробнее о советских шифровальных машинах (К-37 «Кристалл» и М-101 «Изумруд»)

К-37 «Кристалл» — малогабаритная дисковая кодировочная машина, использовавшаяся советскими войсками во время  Второй мировой войны на оперативно-тактическом уровне.

Рисунок 1 - малогабаритная дисковая кодировочная машина

М-101 «Изумруд» считались одними из самых криптографически стойких шифровальных устройств своего времени и использовались для обеспечения связи высшего звена управления стратегического уровня. Кроме того, «Изумруды» применялись в дальней бомбардировочной авиации. Известно, что в 1943 году в советские войска поставили 90 комплектов машин М-101.

Рисунок 2 - М-101 «Изумруд»

1.1.6 Радиошифровальная машина «Соболь-П»

«Соболь-П» использовал временные и частотные перестановки, а в качестве шифратора использовалась упоминаемая в других статьях цикла телеграфная лента со случайными нанесенными перфорациями. Команда Котельникова уже спустя три месяца после начал войны приступила к первичным испытаниям отдельных компонентов «Соболя-П»

Рисунок 3 - Радиошифровальная машина «Соболь-П»

1.1.7 Немецкие шифровальные машины

Немецкая военная разведка (Абвер) использовала «Enigma-G» (известна как «Энигма абвера»). Эта была четырёхроторная модель «Энигмы» без контактной панели, но с бо́льшим количеством выемок на роторах. Эта модель была оснащена счётчиком нажатий клавиш, поэтому она также известна как «счётная машина»

Рисунок 4 - четырёхроторная модель «Энигмы»

«Ло́ренц» (нем. Lorenz-Chiffre, Schlüsselzusatz; Lorenz SZ 40 и SZ 42) — немецкая шифровальная машина, использовавшаяся во время Второй мировой войны для передачи информации по телетайпу

Рисунок 5 - «Ло́ренц» 

Многие страны пытались отгадать шифр к «Энигме» Работа по взлому «Энигмы» проходила в секретном центре британской разведки «Station X», известном впоследствии как Блетчли-парк.

1.2. Ценность кодирования во время Великой Отечественной войны

"... тот, кто захватит русского шифровальщика или завладеет российским криптографическим оборудованием, будет награжден Железным крестом и отпуском на родину, обеспеченным работой в Берлине, а после войны-поместьем в Крыму” – Было издано в одном из приказов от имени Адольфа Гитлера

Согласно инструкции, советские шифровальщики были обеспечены надежной охраной, кроме того, они обычно ставили рядом канистру с бензином и держали под рукой гранату, чтобы при приближении противника они могли уничтожить документы, оборудование и самих себя

Советский военачальник Георгий Жуков, известный как "Маршал Победы", писал, что отличная работа шифровальщиков помогла ему выиграть не одно сражение.

Рисунок 6 – Шифрование во время военных действий

1.3. Опросы

Рисунок 7 – опрос №1

Рисунок 8 – опрос №2

1.4. Достоинства и недостатки Азбуки Морзе

Достоинства:

Высокая помехозащищённость при приёме на слух в условиях сильных радиопомех;

Возможность кодирования вручную;

Узкая полоса занимаемых частот;

Запись и воспроизведение сигналов простейшими устройствами.

Недостатки:

Неэкономичность, на передачу одного знака кода требуется в среднем 9.5 элементарных посылок;

Малая пригодность для буквопечатающего приёма (из-за переменной длины кода);

Низкая скорость телеграфирования (из-за переменной длины кода необходимость длинных пауз между передаваемыми символами.

II Практическая часть

Исходя из опроса, проведенного в гимназии, мной была выбрана для создания программы Азбука Морзе. Для реализации данной задачи существует большое количество программных пролуктов. Изучив несколько из них, я остановил свой выбор на одном из редакторов флеш-анимации. Это программа Sothink SWF Quicker - создание мультипликации в формате Flash - флэш-игр, роликов, анимированных баннеров для ваших сайтов, текстовых эффектов, веб-альбомов, слайдшоу, презентаций, Flash-сайтов и другое.

Среди всех программ по созданию Flash Sothink SWF Quicker занимает среднее положение по всем показателям - по цене, по весу (в Мб) и по простоте работы в программе.

Можно сказать, что по набору функций Flash Sothink SWF - это упрощенная программа Adobe Flash Professional. Во Flash Sothink SWF имеется тот же набор функций, что и в Adobe Flash, но все проще, меньше кнопок, настроек и как результат - меньше времени для освоения программы.

Программа создает покадровую мультипликацию, мультипликацию плавных изменений (движение, вращение), мультипликацию изменен6ия формы, мультипликацию превращение одной фотографии в другую.

Приложение

Рисунок 9 - Окно редактора Sothink SWF

Рисунок 10 – Окно редактора Sothink SWF (открытый проект)

Рисунок 10 – Окно программы «Переводчик для азбуки Морзе»

Рисунок 11 – Пример работы программы «Переводчик для азбуки Морзе»

Заключение

Существует огромное количество способов кодирования информации. На Великой Отечественной войне применялось достаточно много кодирующих и шифровальных устройств, ведь кодирование помогало передавать информацию, и надеяться больше чем 75%, что она дойдет до адресата.

Самым распространенным способом кодирования считалось шифрование с помощью Азбуки Морзе. Так как данный код является простым и запоминающимся. Также благодаря небольшому объему сообщений, зашифрованных с помощью этой азбуки, возможность и скорость передачи сообщений возрастала. Высокая помехозащищённость при приёме на слух в условиях сильных радиопомех помогала русским войскам в ходе военных действий, для этого также большим достоинством служила возможность кодирования вручную.

В результате изучения различных способов кодирования, стало понятно, что для реализации кодирования с помощью программных средств более разумным будет выбор Азбуки Морзе.

Результатом исследования стало создание собственного переводчика с русского (и английского) на морзянку.

Список используемых источников

1. Ященко В. В. Введение в криптографию. СПб.: Питер, 2001.

2 https://pedsovet.org/publikatsii/informatika-i-ikt/shifrovanie-v-gody-velikoy-otechestvennoy-voyny

3. https://www.rgo.ru/ru/article/geografiya-sekretnoe-oruzhie-velikoy-otechestvennoy-voyny

4. http://www.lookatme.ru/flow/posts/internet/117583-20-sposobovispolzovaniya-

qr-kodov

5. https://ru.wikipedia.org/wiki/Азбука_Морзе

6. http://www.agentura.ru/press/about/jointprojects/confident/napoleon/?prin

t=Y