Е. А. Симановский введение в информатику учебное пособие

Глава 1.Основные понятия теории информации и кодирования

1. Понятие сообщения и кода

Человек и (или) устройство, для которого предназначено сообщение данных, называется получателем сообщения данных. В зависимости от режима обмена данными абоненты системы обмена данными(СОД) являются поочередно или одновременно отправителями и получателями данных.

Важной особенностью СОД является то, что обмен осуществляется сообщениями данных установленной длины.

Для автоматизации процессов обработки, хранения, передачи и коммутации вводятся стандартные структуры сообщений – формата.

Формат сообщения данных включает в себя заголовок, собственно данные и признак конца сообщения. В формате определяется порядок расположения данных, позволяющий распознавать их при приеме.

Все исходные сигналы, поступающие от объекта, можно разделить на две большие группы:

сигналы статические, которые отображают устойчивые состояния некоторых объектов и могут быть представлены, например, в виде определенного положения элемента системы, текста в документе, определенного состояния электронного устройства и т. д.,

сигналы динамические, для которых характерно быстрое изменение во времени, отображающее, например, изменение электрических параметров системы.

Динамические и статические сигналы имеют свои области использования. Статические сигналы существенное место занимают при подготовке, регистрации и хранении информации. Динамические используются в основном для передачи информации.

По характеру изменения сигналов во времени различают сигналы непрерывные и дискретные. Непрерывный сигнал отображается некоторой непрерывной функцией и физически представляет собой непрерывно изменяющиеся значения колебаний. Дискретный сигнал характеризуется конечным множеством значений и в зависимости от исходного состояния принимает значения, связанные с определенным состоянием системы. Исходя из физической сущности процесса, свойственного объекту управления, можно выделить некоторые разновидности непрерывных и дискретных функций, отображающих реальные сигналы [10]:

• 
  непрерывную функцию непрерывного аргумента. Функция имеет вид f(t), непрерывна на всем отрезке и может описать реальный сигнал в любой момент времени. При этом не накладывается никаких ограничений на выбор момента времени и на выбор значения самой функции;
  
• 
  непрерывную функцию дискретного аргумента. Обычно такие сигналы возникают при квантовании непрерывных величин по времени. В этом случае задаются некоторые фиксированные моменты времени ∆t, отсчитываемые через интервал М, который обычно определяется спектральными свойствами исходного физического процесса. Функция f(t_i) может принимать любые мгновенные значения, но она определяется лишь для дискретных значений времени. Этот вид сигналов и связанных с ним функций имеет место при формировании исходных сообщений из непрерывных величин;
  
• 
  дискретную функцию непрерывного аргумента f_j(t). В этом случае функция имеет ряд конечных дискретных значений, однако определена на всем отрезке времени t для любого мгновенного значения времени. Дискретизация самой функции связана с созданием шкалы квантования по уровню, что свойственно различным датчикам, при этом шаг квантования определяется требуемой точностью воспроизведения исходной величины;
  
• 
  дискретную функцию дискретного аргумента f_j(t_i). В этом случае функция принимает одно из возможных дискретных значений, общее число которых является конечным, и определяется для конечного набора дискретных значений времени. Имеем дискретизацию, как по уровням, так и по моментам времени.
  

С помощью кодирования сообщение представляется в форме, которая позволяет осуществить передачу его по каналам связи. Дискретное сообщение можно изобразить в виде некоторой последовательности цифр или букв, при этом каждая цифра или буква представляет собой одно сообщение. С помощью кода каждая цифра или буква отображаются некоторым набором импульсов, которые составляют кодовую комбинацию. Основное требование, предъявляемое к кодовым комбинациям, состоит в возможности различения их на приемной стороне при определенных воздействиях помех в каналах связи. Общее число кодовых комбинаций равно числу возможных сообщений М.

При построении кода учитывается ряд особенностей, связанных с возможностями передачи информации по каналу связи, кроме того, вопрос реализации технических средств преобразования сообщений в код, т. е. построение кодирующих устройств и соответствующих им средств обратного преобразования — декодирующих устройств. В настоящее время в различных системах передачи информации и в том числе в информационных сетях получило распространение большое число кодов. Рассмотрим, например, построение кодов по основанию системы счисления, где коды делятся на двоичные, троичные, четверичные и т. д. В каждой системе счисления используется определенная совокупность символов, при этом число возможных символов для К-ичной системы счисления равно К. Двоичные коды строятся с помощью символов 0,1; троичные – 0, 1, 2, …. При этом нуль означает отсутствие передачи информации по каналу, т.е. отсутствие импульса; единица означает символ с одним значением сигнального признака; двойка – с другим. Под сигнальным признаком понимается некоторое значение тока или напряжения, позволяющее отличить один символ от другого.

2. 
   
   жүктеу/скачать 0.8 Mb.
   
   Достарыңызбен бөлісу: