Információátviteli séma. Információátviteli csatorna. Információátviteli sebesség.
Három típusa van információs folyamatok: tárolás, átvitel, feldolgozás.
Adattárolás:
· Információhordozók.
memória típusok.
· Információ tárolása.
· Az információtárolók alapvető tulajdonságai.
Az információ tárolásához a következő fogalmak kapcsolódnak: információhordozó (memória), belső memória, külső memória, információtárolás.
A tárolóeszköz olyan fizikai adathordozó, amely közvetlenül tárol információkat. Az emberi memória nevezhető RAM. A tanult tudást az ember azonnal reprodukálja. Nevezhetjük saját emlékünket is belső memória mert hordozója – az agy – bennünk van.
Minden más típusú információhordozót külsőnek nevezhetünk (egy személyhez képest): fa, papirusz, papír stb. Az információtárolás olyan külső adathordozón meghatározott módon szervezett információ, amelyet hosszú távú tárolásra és állandó használatra szántak (például dokumentumarchívumok, könyvtárak, irattárak). A repository fő információs egysége egy bizonyos fizikai dokumentum: egy kérdőív, egy könyv stb. A repository szervezettsége egy bizonyos struktúra jelenlétét jelenti, pl. rendezettség, a tárolt dokumentumok osztályozása a velük való munka kényelmesebbé tétele érdekében. Az információtárolás főbb tulajdonságai: a tárolt információ mennyisége, tárolási megbízhatóság, elérési idő (azaz keresési idő szükséges információ), információvédelem elérhetősége.
A számítógép memóriaeszközein tárolt információkat adatnak nevezzük. Rendszerezett adattárolás az eszközökön külső memória a számítógépeket adatbázisoknak és adatbankoknak nevezzük.
Adatfeldolgozás:
· Az információfeldolgozási folyamat általános sémája.
· Nyilatkozat a feldolgozás feladatáról.
· Feldolgozó végrehajtó.
· Feldolgozó algoritmus.
· Az információfeldolgozás jellemző feladatai.
Információfeldolgozási séma:
Kiinduló információ - feldolgozó előadó - végső információ.
Az információfeldolgozás során valamilyen információs probléma megoldódik, ami előzetesen beállítható hagyományos forma: bizonyos kezdeti adatok alapján bizonyos eredmények eléréséhez szükséges. Maga a forrásadatoktól az eredményig való átmenet folyamata a feldolgozás folyamata. A feldolgozást végző objektumot vagy alanyt feldolgozást végrehajtónak nevezzük.
Az információfeldolgozás sikeres végrehajtásához az előadónak (személynek vagy eszköznek) ismernie kell a feldolgozási algoritmust, pl. a kívánt eredmény elérése érdekében követendő lépések sorozata.
Az információfeldolgozásnak két típusa van. A feldolgozás első típusa: új információ, új tudástartalom megszerzésével kapcsolatos feldolgozás (matematikai feladatok megoldása, helyzetelemzés stb.). A feldolgozás második típusa: a forma megváltoztatásával járó feldolgozás, de a tartalom megváltoztatása nélkül (például szöveg fordítása egyik nyelvről a másikra).
Az információfeldolgozás egyik fontos típusa a kódolás - az információ átalakítása szimbolikus formába, amely kényelmes tárolására, továbbítására, feldolgozására. A kódolást aktívan használják az információval való munkavégzés technikai eszközeiben (távíró, rádió, számítógép). Az információfeldolgozás másik fajtája az adatstrukturálás (bizonyos rend bevezetése az információtárolásba, az adatok osztályozásába, katalogizálásába).
Az információfeldolgozás másik fajtája a szükséges adatok keresése valamilyen információs tárolóban, amely megfelel bizonyos keresési feltételeknek (kérés). A keresési algoritmus az információk rendszerezési módjától függ.
Információ átadás:
· Információforrás és -fogadó.
· Információs csatornák.
Az érzékszervek szerepe az emberi információérzékelés folyamatában.
Szerkezet műszaki rendszerek kapcsolatokat.
· Mi a kódolás és dekódolás?
A zaj fogalma zajvédelmi technikák.
Az információátvitel sebessége és áteresztőképesség csatorna.
Információátviteli séma:
Információforrás - információs csatorna - információ vevő.
Az információkat jelek, szimbólumok sorozata formájában mutatják be és továbbítják. A forrástól a vevőig az üzenet valamilyen anyagi hordozón keresztül kerül továbbításra. Ha az átviteli folyamatban technikai kommunikációs eszközöket használnak, akkor ezeket információátviteli csatornáknak (információs csatornáknak) nevezzük. Ezek közé tartozik a telefon, rádió, TV. Az emberi érzékszervek a biológiai információs csatornák szerepét töltik be.
A technikai kommunikációs csatornákon keresztül történő információtovábbítás a következő séma szerint zajlik (Shannon szerint):
A "zaj" kifejezés különféle interferenciákat jelent, amelyek torzítják az átvitt jelet és információvesztéshez vezetnek. Az ilyen interferenciák mindenekelőtt technikai okokból fakadnak: a kommunikációs vonalak rossz minősége, az ugyanazon a csatornán továbbított különböző információáramlások egymás közötti bizonytalansága. Zajvédelemre használják különböző utak például különféle szűrők használata, amelyek elválasztják a hasznos jelet a zajtól.
Claude Shannon kifejlesztett egy speciális kódolási elméletet, amely módszereket ad a zaj kezelésére. Ennek az elméletnek az egyik fontos gondolata, hogy a kommunikációs vonalon továbbított kódnak redundánsnak kell lennie. Ennek köszönhetően az információ egy részének elvesztése az átvitel során kompenzálható. A redundanciát azonban nem lehet túl nagyra növelni. Ez késésekhez és magasabb kommunikációs költségekhez vezet.
Az információátadás sebességének mérése témakör tárgyalásakor egy analógia használható. Egy analóg a víz szivattyúzása vízcsöveken keresztül. Itt a csövek a vízátvitel csatornái. Ennek a folyamatnak az intenzitását (sebességét) a vízfogyasztás jellemzi, i.e. az időegység alatt kiszivattyúzott literek száma. Az információtovábbítás folyamatában a csatornák technikai kommunikációs vonalak. A vízvezetékkel analóg módon beszélhetünk a csatornákon keresztül továbbított információáramlásról. Az információátviteli sebesség az időegység alatt továbbított üzenet információmennyisége. Ezért az információáramlás sebességének mértékegységei: bit / s, bájt / s stb. információfeldolgozási csatorna
Egy másik fogalom - az információs csatornák sávszélessége - szintén magyarázható a "vízvezeték" analógiával. A nyomás növelésével növelheti a víz áramlását a csövekben. De ez az út nem végtelen. Ha túl nagy nyomást alkalmazunk, a cső szétrepedhet. Ezért a víz maximális áramlási sebessége, amelyet a vízellátás kapacitásának nevezhetünk. A műszaki vonalaknak is hasonló adatsebesség-korlátozásuk van. információs kommunikáció. Ennek fizikai okai is vannak.
1. A kommunikációs csatorna osztályozása és jellemzői
Link
a jelek (üzenetek) továbbítására szolgáló eszközök összessége.
Egy kommunikációs csatorna információs folyamatainak elemzéséhez használhatja annak általánosított sémáját, amely az 1. ábrán látható. egy.
| AI |
| LS |
| P |
| PI |
| P |
 |
ábrán 1 a következő elnevezéseket fogadta el: X, Y, Z, W- jelzések, üzenetek ; f- akadályozás; LS- kommunikációs vonal; AI, PI– az információ forrása és fogadója; P– konverterek (kódolás, moduláció, dekódolás, demoduláció).
Létezik különböző típusok csatornák, amelyek különböző szempontok szerint osztályozhatók:
1. A kommunikációs vonalak típusa szerint:
vezetékes; kábel; optikai szál;
távvezetékek; rádiócsatornák stb.
2. A jelek természete szerint:
folyamatos; diszkrét; diszkrét-folytonos (a rendszer bemenetén a jelek diszkrétek, a kimeneten pedig folyamatosak és fordítva).
3. A zajvédelemhez:
interferencia nélküli csatornák; interferenciával.
A kommunikációs csatornákat a következők jellemzik:
1. Csatorna kapacitása
a csatornahasználati idő szorzataként definiálva T to, a csatorna által továbbított frekvenciák spektrumának szélessége F toés dinamikus hatókörD to. , amely a csatorna különböző szintű jelek átvitelére való képességét jellemzi
V-tól = T-től F-ig D-ig.(1)
A jel csatornával való egyeztetésének feltétele:
V c £ V k ;
T c £ T k ;
F c £ F k ;
V c £ V k ;
D c £ D k .
2.Információátviteli sebesség
- az időegység alatt továbbított információ átlagos mennyisége.
3.
4. Redundancia -
biztosítja a továbbított információ megbízhatóságát ( R= 0¸1).
Az információelmélet egyik feladata az információátviteli sebesség és a kommunikációs csatorna kapacitásának a csatorna paramétereitől, valamint a jelek és az interferencia jellemzőitől való függésének meghatározása.
A kommunikációs csatorna képletesen az utakhoz hasonlítható. Keskeny utak - kis kapacitású, de olcsó. Széles utak - jó közlekedési kapacitás, de drága. Az áteresztőképességet a szűk keresztmetszet határozza meg.
Az adatátviteli sebesség nagymértékben függ az átviteli közegtől a kommunikációs csatornákban, amelyek különböző típusú kommunikációs vonalak.
Vezetékes:
1. Vezetékes– csavart érpár (amely részben elnyomja az egyéb forrásokból származó elektromágneses sugárzást). Átviteli sebesség akár 1 Mbps. Telefonhálózatokban és adatátvitelre használják.
2. Koaxiális kábel.Átviteli sebesség 10-100 Mbps - használt helyi hálózatok, Kábel tv stb.
3. Optikai szál.Átviteli sebesség 1 Gbps.
Az 1-3 környezetben a csillapítás dB-ben lineáris a távolsággal, azaz. a teljesítmény exponenciálisan csökken. Ezért egy bizonyos távolság után regenerátorokat (erősítőket) kell telepíteni.
Rádió linkek:
1. Rádió csatorna.Átviteli sebesség 100-400 Kbps. 1000 MHz-ig használ rádiófrekvenciákat. Az ionoszféráról való visszaverődés miatt 30 MHz-ig lehetséges az elektromágneses hullámok látóvonalon túli terjedése. De ez a tartomány nagyon zajos (például rádióamatőr által). 30-1000 MHz - az ionoszféra átlátszó és rálátás szükséges. Az antennákat magasságban szerelik fel (néha regenerátorokat szerelnek fel). Használt rádióban és televízióban.
2. mikrohullámú vonalak.Átviteli sebesség akár 1 Gbps. Használjon 1000 MHz feletti rádiófrekvenciát. Ez közvetlen rálátást és erősen irányítottságot igényel parabola antennák. A regenerátorok közötti távolság 10-200 km. Használt telefon kapcsolat, televízió és adatátvitel.
3. Műholdas kapcsolat
. Mikrohullámú frekvenciákat használnak, és a műhold regenerátorként szolgál (és sok állomás számára). A jellemzők megegyeznek a mikrohullámú vonalakéval.
2. Egy diszkrét kommunikációs csatorna sávszélessége
A diszkrét csatorna olyan eszközök halmaza, amelyeket diszkrét jelek továbbítására terveztek.
Kommunikációs csatorna kapacitása
- az elméletileg elérhető legnagyobb információátviteli sebesség, feltéve, hogy a hiba nem haladja meg az adott értéket. Információátviteli sebesség
- az időegység alatt továbbított információ átlagos mennyisége. Határozzuk meg kifejezéseket egy diszkrét kommunikációs csatorna információátviteli sebességének és áteresztőképességének kiszámításához.
Az egyes szimbólumok átvitele során átlagosan az információ mennyisége halad át a kommunikációs csatornán, amit a képlet határoz meg
I (Y, X) = I (X, Y) = H(X) - H (X/Y) = H(Y) - H (Y/X), (2)
ahol: én (Y, X) - kölcsönös információ, azaz a benne foglalt információ mennyisége Y viszonylag x;H(X) az üzenetforrás entrópiája; H (X/Y)– feltételes entrópia, amely szimbólumonként határozza meg a zaj és torzítás jelenlétével kapcsolatos információvesztést.
Üzenet küldésekor X T időtartama T, a következőket tartalmazza n elemi szimbólumok esetén a továbbított információ átlagos mennyisége, figyelembe véve a kölcsönös információmennyiség szimmetriáját:
I (Y T, X T) = H(X T) – H(X T /Y T) = H(Y T) – H(Y T /X T) = n . (4)
Az információátviteli sebesség a forrás statisztikai tulajdonságaitól, a kódolási módszertől és a csatorna tulajdonságaitól függ.
Egy diszkrét kommunikációs csatorna sávszélessége 
. (5)
A maximálisan lehetséges érték, pl. a függvény maximumát a valószínűségeloszlási függvények teljes halmazán keressük p (x).
az áteresztőképesség attól függ specifikációk csatorna (a berendezés sebessége, a moduláció típusa, az interferencia és a torzítás szintje stb.). A csatornakapacitás mértékegységei: , , , .
2.1 Diszkrét kommunikációs csatorna interferencia nélkül
Ha a kommunikációs csatornában nincs interferencia, akkor a csatorna bemeneti és kimeneti jelei egyértelmű, funkcionális függéssel kapcsolódnak össze.
Ebben az esetben a feltételes entrópia egyenlő nullával, a forrás és a vevő feltétel nélküli entrópiája pedig egyenlő, azaz. a vett szimbólumban lévő információ átlagos mennyisége a továbbítotthoz viszonyítva
I(X,Y)=H(X)=H(Y); H(X/Y) = 0.
Ha X T- karakterek száma időnként T, akkor az információátviteli sebesség egy diszkrét kommunikációs csatorna esetén interferencia nélkül egyenlő
(6)
ahol V = 1/ egy szimbólum átlagos átviteli sebessége.
Sávszélesség a diszkrét kommunikációs csatornához interferencia nélkül 
(7)
Mivel a maximális entrópia megfelel a kiegyenlíthető szimbólumoknak, akkor a továbbított szimbólumok egyenletes eloszlását és statisztikai függetlenségét biztosító sávszélesség egyenlő: 
. (8)
Shannon első tétele egy csatornára: Ha a forrás által generált információáramlás kellően közel van a kommunikációs csatorna sávszélességéhez, pl.
, ahol egy tetszőlegesen kis érték,
akkor mindig lehet olyan kódolási módszert találni, amely biztosítja az összes forrásüzenet továbbítását, és az információátviteli sebesség nagyon közel lesz a csatorna kapacitásához.
A tétel nem ad választ a kódolás kérdésére.
1. példa A forrás 3 üzenetet generál valószínűségekkel:
p 1 = 0,1; p 2 = 0,2 és p 3 = 0,7.
Az üzenetek függetlenek és egységes bináris kódban kerülnek továbbításra ( m = 2) 1 ms szimbólum időtartammal. Határozza meg az információátvitel sebességét egy kommunikációs csatornán, interferencia nélkül.
Megoldás: A forrás entrópiája az
[bps].
3 egységes kódú üzenet továbbításához két bit szükséges, míg a kódkombináció időtartama 2t.
Átlagos jelátviteli sebesség
V=1/2 t = 500 .
Információátviteli sebesség
C = vH = 500 × 1,16 = 580 [bps].
2.2 Diskrét kommunikációs csatorna zajjal
A memória nélküli diszkrét kommunikációs csatornákat tekintjük.
Csatorna memória nélkül
Csatornának nevezzük azt a csatornát, amelyben minden átvitt jelszimbólum interferencia hatást gyakorol, függetlenül attól, hogy korábban mely jeleket továbbítottuk. Vagyis az interferencia nem hoz létre további korrelatív kapcsolatokat a szimbólumok között. A "memória nélkül" név azt jelenti, hogy a következő adás során a csatorna úgy tűnik, hogy nem emlékszik az előző adások eredményeire.
Interferencia jelenlétében a fogadott üzenetszimbólum átlagos információmennyisége – Y, a továbbított - x egyenlő:
.
Üzenet szimbólumhoz X T időtartama T, a következőket tartalmazza n elemi szimbólumok átlagos információmennyiség az üzenet fogadott szimbólumában - Y T az átutalttal kapcsolatban X T egyenlő:
I(Y T , X T) = H(X T) - H(X T /Y T) = H(Y T) - H(Y T /X T) = n = 2320 bps
A zajos folytonos csatorna kapacitását a képlet határozza meg
=2322 bps.
Bizonyítsuk be, hogy egy folytonos memória nélküli csatorna információs kapacitása additív Gauss-zajjal, csúcsteljesítmény-megszorítással nem nagyobb, mint ugyanazon csatorna információkapacitása azonos átlagos teljesítmény-megszorítással.
Matematikai elvárás szimmetrikus egyenletes eloszlásra
Középnégyzet a szimmetrikus egyenletes eloszlásért
Variancia a szimmetrikus egyenletes eloszlásért
Ugyanakkor az egyenletesen elosztott folyamat érdekében .
Egyenletes eloszlású jel differenciális entrópiája
.
Egy normál és egy egyenletes eloszlású folyamat differenciális entrópiája közötti különbség nem függ a diszperzió értékétől
= 0,3 bit/számlálás
Így a kommunikációs csatorna áteresztőképessége és kapacitása egy normál eloszlású folyamatnál nagyobb, mint egy egységesnél.
Határozza meg a kommunikációs csatorna kapacitását (térfogatát).
V k = T k C k = 10×60×2322 = 1,3932 Mbit.
Határozza meg a csatorna 10 percében továbbítható információ mennyiségét 
10×
60×
2322= 1,3932 Mbit.
Feladatok
Az internetes források segítségével találjon választ a kérdésekre:
1. Feladat
1. Mi az információátadás folyamata?
Információ átadása- az információ átvitelének fizikai folyamata űrben. Felvették az információkat egy lemezre, és átvitték egy másik szobába. Ez a folyamat a következő összetevők jelenléte jellemzi:
2. Általános információátadási séma
3. Sorolja fel az Ön által ismert kommunikációs csatornákat!
A terjesztési médium típusa szerint a kommunikációs csatornákat a következőkre osztják:
4. Mi a távközlés és a számítógépes távközlés?Távközlés(görögül tele - távol, és lat. communicatio - kommunikáció) bármilyen információ (hang, kép, adat, szöveg) távolságon keresztül történő továbbítása és vétele különféle elektromágneses rendszereken (kábel- és optikai csatornákon, rádiócsatornákon és egyéb vezetékes csatornákon) keresztül. és vezeték nélküli csatornakapcsolatok).
távközlési hálózat- technikai eszközök rendszere, amelyen keresztül a távközlés megvalósul.
A távközlési hálózatok közé tartoznak:
1. Számítógépes hálózatok(adatátvitelhez)
2. Telefonhálózatok(hanginformáció továbbítása)
3. Rádióhálózatok (beszédinformáció továbbítása – műsorszórási szolgáltatások)
4. Televíziós hálózatok (hang- és képátvitel – műsorszórási szolgáltatások)
Számítógépes távközlés - távközlés, amelynek végberendezései számítógépek.
Az információ átvitelét számítógépről számítógépre szinkron kommunikációnak nevezik, és egy közbenső számítógépen keresztül, amely lehetővé teszi az üzenetek felhalmozását és továbbítását személyi számítógépek a felhasználó kérésének megfelelően, - aszinkron.
A számítógépes távközlés kezd gyökeret verni az oktatásban. A felsőoktatásban tudományos kutatások koordinálására, a projekt résztvevői közötti gyors információcserére, távoktatásra, konzultációkra használják. Az iskolai oktatás rendszerében - a tanulók különféle alkotómunkához, ezen belül az oktatási tevékenységhez kapcsolódó önálló tevékenységének hatékonyságának növelése a kutatási módszerek széleskörű alkalmazásán, az adatbázisokhoz való szabad hozzáférésen, valamint a partnerekkel való információcserén alapulva mind az intézményen belül. országban és külföldön.
5. Mekkora az információátviteli csatorna sávszélessége?Sávszélesség- metrikus karakterisztika, amely egy csatornán, rendszeren, csomóponton áthaladó egységek (információ, objektumok, kötet) maximális számának arányát mutatja az időegységenként.
A számítástechnikában a sávszélesség definícióját általában egy kommunikációs csatornára alkalmazzák, és az időegység alatt továbbított/fogadott információ maximális mennyiségét jelenti.
A sávszélesség a felhasználó szempontjából az egyik legfontosabb tényező. A becslés az adatmennyiség alapján történik, amelyet a hálózat a korláton belül egységnyi idő alatt képes átvinni az egyik csatlakoztatott eszközről a másikra.
Az információátvitel sebessége nagymértékben függ a létrehozás sebességétől (forrás teljesítményétől), a kódolási és dekódolási módszerektől. Egy adott csatornában a lehető legnagyobb információátviteli sebességet sávszélességnek nevezzük. A csatornakapacitás értelemszerűen az információátviteli sebesség egy adott csatornához a „legjobb” (optimális) forrás, kódoló és dekódoló használatakor, ezért csak a csatornát jellemzi.
Az információátvitel olyan kifejezés, amely az információ térben történő mozgásának számos fizikai folyamatát egyesíti. Ezen folyamatok bármelyike olyan összetevőket foglal magában, mint az adatok forrása és vevője, az információ fizikai hordozója és továbbításának csatornája (médiuma).
Információátviteli folyamat
Az adatok kezdeti befogadói különféle üzenetek, amelyeket forrásaiktól a vevőkhöz továbbítanak. Közöttük vannak információtovábbítási csatornák. A speciális műszaki átalakító eszközök (kódolók) az üzenetek tartalma alapján fizikai adathordozókat - jeleket - képeznek. Ez utóbbiakat számos átalakításnak vetik alá, beleértve a kódolást, a tömörítést, a modulációt, majd elküldik a kommunikációs vonalakra. Miután áthaladtak rajtuk, a jelek inverz transzformáción mennek keresztül, beleértve a demodulációt, a dekompressziót és a dekódolást, aminek eredményeként az eredeti üzenetek kinyerhetők belőlük és a vevők észlelik.
Információs üzenetek
Az üzenet egy jelenség vagy tárgy egyfajta leírása, olyan adathalmazként fejeződik ki, amely a kezdet és a vég jeleivel rendelkezik. Egyes üzenetek, például a beszéd és a zene, a hangnyomás-idő folyamatos függvényei. A távíró kommunikációban az üzenet egy távirat szövege alfanumerikus sorozat formájában. A televíziós üzenet üzenetek-kockák sorozata, amelyet a kamera lencséje „lát” és képkockasebességgel rögzít. Az információátviteli rendszereken keresztül a közelmúltban továbbított üzenetek túlnyomó többsége numerikus tömb, szöveg, grafika, valamint hang- és videofájlok.
Információs jelek
Az információ továbbítása akkor lehetséges, ha van egy fizikai hordozója, amelynek jellemzői a továbbított üzenet tartalmától függően változnak oly módon, hogy minimális torzítással legyőzik az átviteli csatornát és a vevő által felismerhetőek. Ezek a fizikai adathordozón bekövetkezett változások információs jelet képeznek.
Ma az információ továbbítása és feldolgozása elektromos jelek segítségével történik vezetékes és rádiós kommunikációs csatornákon, valamint az optikai jeleknek köszönhetően a FOCL-ben.
Analóg és digitális jelek
Egy jól ismert példa az analóg jelre, pl. Az időben folyamatosan változó feszültség a mikrofonról vett feszültség, amely beszéd- vagy zenei információs üzenetet hordoz. Erősíthető és beköthető a koncertterem hangrendszereibe, amelyek a színpadról a beszédet és a zenét a galériában lévő közönségig továbbítják.
Ha a mikrofon kimenetén lévő feszültség nagyságának megfelelően a rádióadóban a nagyfrekvenciás elektromos rezgések amplitúdója vagy frekvenciája időben folyamatosan változik, akkor analóg rádiójel továbbítható az éterben. Egy analóg televíziós rendszerben lévő TV-adó generál analóg jel a kamera lencséje által érzékelt képelemek aktuális fényerősségével arányos feszültség formájában.
Ha azonban a mikrofonkimenet analóg feszültségét egy digitális-analóg konverteren (DAC) vezetik át, akkor a kimenete már nem az idő folyamatos függvénye, hanem a feszültség szabályos időközönkénti leolvasási sorozata lesz. mintavételi frekvencia. Ezenkívül a DAC kvantálást is végez a kezdeti feszültség szintje szerint, és az értékeinek teljes lehetséges tartományát lecseréli egy véges értékkészletre, amelyet a kimeneti kód bináris számjegyeinek száma határoz meg. Kiderül, hogy egy folyamatos fizikai mennyiség (in ez az eset ez a feszültség) digitális kódok sorozatává alakul (digitalizálódik), majd digitális formában tárolható, feldolgozható és információátviteli hálózatokon keresztül továbbítható. Ez jelentősen növeli az ilyen folyamatok sebességét és zajállóságát.
Információátviteli csatornák
Általában ez a kifejezés az adatoknak a forrástól a vevő felé történő továbbításában részt vevő műszaki eszközök komplexumára, valamint a köztük lévő környezetre vonatkozik. Egy ilyen csatorna szerkezetét, tipikus információátviteli eszközöket használva, a következő transzformációs sorozat képviseli:
II - PS - (KI) - KK - M - LPI - DM - DC - DI - PS
Az AI információforrás: személy vagy más élőlény, könyv, dokumentum, kép nem elektronikus adathordozón (vászon, papír) stb.
A PS egy információs üzenet információs jellé konvertálója, amely az adatátvitel első szakaszát végzi. Mikrofonok, televízió- és videokamerák, szkennerek, faxok, PC-billentyűzetek stb. működhetnek PS-ként.
A CI egy információs kódoló információs jelben, amely csökkenti az információ mennyiségét (tömörítését) az átviteli sebesség növelése vagy az átvitelhez szükséges frekvenciasáv csökkentése érdekében. Ez a hivatkozás nem kötelező, ahogy a zárójelben látható.
KK - csatornakódoló az informális jel zajtűrésének növelésére.
Az M egy jelmodulátor a közbenső vivőjelek jellemzőinek megváltoztatására az információs jel értékétől függően. Tipikus példa egy nagy vivőfrekvenciájú vivőjel amplitúdómodulációja az alacsony frekvenciájú információs jel értékétől függően.
LPI - információs átviteli vonal, amely a fizikai környezet (például egy elektromágneses mező) és annak állapotának megváltoztatására szolgáló műszaki eszközök kombinációját képviseli a vivőjel vevő felé történő továbbítása érdekében.
A DM egy demodulátor az információs jel és a vivőjel elválasztására. Csak M jelenlétében van jelen.
DC - csatornadekódoló az LPI-n fellépő információs jel hibáinak észlelésére és/vagy javítására. Csak CC jelenlétében van jelen.
DI - információs dekódoló. Csak CI jelenlétében van jelen.
PI - információ vevő (számítógép, nyomtató, kijelző stb.).
Ha az információ továbbítása kétirányú (duplex csatorna), akkor az LPI mindkét oldalán vannak modem egységek (MODulator-DEModulator), amelyek kombinálják az M és DM kapcsolatokat, valamint codec egységek (COder-DEcoder), amelyek kódolókat kombinálnak. (KI és KK) és dekóderek (DI és DC).
Az átviteli csatornák jellemzői
A csatornák fő megkülönböztető jellemzői a sávszélesség és a zajvédelem.
A csatornában az információs jel zajnak és interferenciának van kitéve. Okozhatják természetes okok (például légköri a rádiócsatornák esetében), vagy speciálisan az ellenség hozta létre.
Az átviteli csatornák zajtűrését növelik különféle analóg és digitális szűrők az információs jelek és a zaj elkülönítésére, valamint speciális üzenetátviteli módszerek, amelyek minimalizálják a zaj hatását. Az egyik ilyen módszer olyan extra karakterek hozzáadása, amelyek nem hordoznak hasznos tartalmat, de segítik az üzenet helyességének ellenőrzését, valamint a benne lévő hibák kijavítását.
A csatorna sávszélessége megegyezik az általa interferencia hiányában egy másodperc alatt továbbított bináris szimbólumok maximális számával (kbps). A különböző csatornák esetében ez néhány kb/s-tól több száz Mb/s-ig terjed, és a fizikai tulajdonságaik határozzák meg.
Információátviteli elmélet
Claude Shannon a továbbított adatok kódolásának speciális elméletének szerzője, aki a zaj elleni küzdelem módszereit fedezte fel. Ennek az elméletnek az egyik fő gondolata az információátviteli vonalakon továbbított digitális kód redundanciájának szükségessége. Ez lehetővé teszi a veszteség helyreállítását, ha a kód egy része elveszik az átvitel során. Az ilyen kódokat (digitális információs jeleket) zajimmunnak nevezzük. A kódredundanciát azonban nem szabad túl messzire vinni. Ez az információtovábbítás késedelméhez, valamint a kommunikációs rendszerek költségének növekedéséhez vezet.
Digitális jelfeldolgozás
Az információátvitel elméletének másik fontos eleme az átviteli csatornákban történő digitális jelfeldolgozás módszerrendszere. Ezek a módszerek magukban foglalják a kezdeti analóg informatikai jelek digitalizálását célzó algoritmusokat bizonyos mintavételezési gyakorisággal, a Shannon-tétel alapján, valamint eljárásokat ezek alapján zajvédett vivőjelek generálására kommunikációs vonalakon történő továbbításhoz és a vett jelek digitális szűréséhez. hogy elválasszuk őket az interferenciától.
|
Zajvédelem |
Ennek a sémának a működése a telefonos kommunikáció példájával magyarázható. Ebben a rendszerben az információforrás a beszélő személy, a befogadó, illetve a hallgató. A kódoló egy kézibeszélő, amely a hangjeleket elektromágneses jelekké alakítja. A kommunikációs csatorna a telefonhálózat. A dekódoló készülék egyben kézibeszélő is.
Jelkódolás, az információ továbbításakor a forrásból érkező információ bármilyen átalakítása kommunikációs csatornán történő továbbítására alkalmas formába. Jelenleg a legszélesebb körben használt digitális kommunikáció, amely értelemszerűen diszkrét. Ezen kívül van egy analóg kapcsolat is, ez egy olyan kapcsolat, amelyben az információ folyamatos jel formájában kerül továbbításra (régi telefonhálózati szabványok).
alatt " Zaj" különféle interferenciákról van szó, amelyek torzítják az átvitt jelet, vagy annak elvesztéséhez vezetnek. Az ilyen interferencia leggyakrabban technikai okokból következik be: a kommunikációs vonalak rossz minősége, az ugyanazon a kommunikációs csatornán továbbított különböző információáramlások egymás közötti bizonytalansága.
A „zaj” kezelésének módszerei:
1. Jelismétlés
2. Jeldigitalizálás
3. Jelerősítés
4. Mechanikai eszközök (csavart érpár, optikai szál, árnyékolás stb.)
Ezenkívül a kódoláselmélet módszereket dolgozott ki az átvitt információ megjelenítésére annak érdekében, hogy csökkentse annak veszteségét a zaj hatására.
5.2. Számítógépes hálózatok
Számítógép hálózat két vagy több számítógép összekapcsolása egymással megosztás megosztott erőforrásokhoz. Háromféle erőforrás létezik: hardver, szoftver és információ
Alatt hardver erőforrások technikai támogatást jelent nyilvános hozzáférés: nyomtató, nagy kapacitású merevlemez(fájlszerver), gazdagép stb.
Általánosságban elmondható, hogy a számítógépes hálózat jelterjedési közegekkel (átviteli közegekkel, gerinchálózatokkal, kommunikációs vonalakkal) összekapcsolt csomópontok halmazaként ábrázolható. A számítógépes hálózati csomópontok kommunikációs hálózati elemeket és számítógépes rendszereket tartalmaznak.
Kommunikációs hálózatok. A hagyományos kommunikációs hálózatok fő elemei a végberendezések (terminálok), az átviteli és kapcsolórendszerek.
Terminálok az információforrások és -vevők kommunikációs hálózathoz való csatlakoztatására szolgál. Például számítógépek csatlakoztathatók hozzájuk egy dedikált kétvezetékes vonalon vagy modemen keresztül.
átviteli rendszer biztosítja az információ távolsági továbbítását. Jelenleg egyetlen gerinchálózaton keresztül támogatják a többcsatornás jelzést.
Kapcsolórendszer Úgy tervezték, hogy kommunikációt biztosítson több térben elkülönült információforrás és -vevő között. Az összekapcsolt kapcsolórendszereknek köszönhetően kompozit (end-to-end) kommunikációs csatorna jön létre a résztvevők számára
Minden nyilvános hálózatnak megvan a sajátja protokollok, hozzáférés biztosítása bizonyos típusú szolgáltatásokhoz.
protokollok. Alatt jegyzőkönyv megállapodások összességeként értendő, amelyek irányítják az összetevőket interakció közben. A mi esetünkben jegyzőkönyv létezik egy szabványos szabályrendszer, amely meghatározza az adatok megjelenítését (adott esetben a formátumokat) és a cserefolyamatokat
