Ы., Баймұсаева А. Б. Информатиканың теориялық негіздері

2.4 Ақпаратты жеткізу

Қазіргі кездегі есептеуіш құралдар (дербес ЭЕМ-лар, микро-, мини- және макси- ЭЕМ-лар) есептеуіш жүйелер мен желілер құрамында қолданылады. Бұл жағдайда ақпаратты өрнектеудің тиімділігін ғана емес, бұрмалаусыз байланыс арнасы арқылы ақпаратты жеткізу сұрақтарын да шешу керек. Байланыс арналар негізінде мыналар қолданылуы мүмкін: пайдаланушының есептеуіш құралдарымен тікелей байланысы, телефон арнасы, телеграф арнасы, радиоарнасы, теледидарлық арна және басқа да байланыс арналары.

Арна түрі бұл кезде пайда болатын кедергінің сипаты мен шамасын анықтайды. Сондықтан, ЭЕМ-ның инженер - жобалаушысы техникалық, математикалық және программалық құралдарды өңдеу кезінде бұл жағдайларды ескеруі қажет.

Кедергілерсіз арна арқылы ақпаратты жіберу. Егер кедергілерсіз байланыс арнасы арқылы Т ұзақтылығымен дискретті хабарлардың тізбегі берілсе, онда байланыс арнасы арқылы ақпаратты жіберу жылдамдығы (бит/с):

(9)
мұнда I – хабарлама тізбегінде бар ақпарат саны.

Ақпаратты жіберу жылдамдығының шекті мәні кедергілерсіз байланыс арнасының өткізу мүмкіндігі деп аталады.

(10)
Жалпы жағдай да, ақпаратты жіберу жылдамдығы хабардың статистикалық қасиеттері мен байланыс арналардың параметрлерінен байланысты.

Ақпарат көзі мен байланыс арнаның негізгі келісім шарты

(11)
Келісім хабарды сәйкес кодтау жолымен іске асырылады.
Егер арна кірісіне байланыс арнаның өткізу мүмкіндігіне тең энтропиясы бар хабар көзі қосылса, онда көз арнамен келісілді деп есептелінеді.
Егер көздің энтропиясы арнаның өткізу мүмкіндігінен аз болса, онда көз арнамен келісілмеген, яғни арна толық пайдаланылмайды.

Статистикалық мағынада келісім статистикалық кодтау көмегімен жетеді. Ол жіберілетін хабардың энтропиясын жаңа тізбектегі символдар тең ықтималды болатын кездегі шамаға дейін көтеруге мүмкіндік береді. Бұл кезде тізбектегі символдар саны қысқартылады. Нәтижесінде ақпарат көзі байланыс арнасымен келісіледі.

Кедергілермен арна арқылы ақпаратты жіберу. Кедергілермен арна арқылы ақпаратты жіберу кезінде хабарлар бұрмаланады және қабылдайтын жақта сол жіберілген хабарды алғанына сенім болмайды. Демек, хабар анық емес, оны қабылдап алғаннан кейін дұрыстық ықтималдығы бірге тең болмайды. Бұл жағдайда алынған ақпараттар саны кедергілерімен енгізілген анықсыздық шамасына дейін азаяды, яғни хабарды алуға дейін және одан кейінгі энтропияның айырмасы ретінде есептелінеді: , мұнда Н(і) — хабар көзінің энтропиясы; —қабылдағыш жақтың хабар энтропиясы.

Сөйтіп, кедергілермен байланыс арналары арқылы жіберу жылдамдығы

(12)

Шуы бар арнаның өткізу мүмкіндігі дегеніміз кедергісіз байланыс арнасы ақпарат көзімен келісілген жағдайда ақпаратты жіберудің максималды жылдамдылығы:
Егер ақпарат көзінің энтропиясы арнаның өткізу мүмкіндігінен (H<с) аспаса, онда кедергілермен арна арқылы ақпаратты жіберуді қамтамасыз ететін код бар.

Аналогтық сигналдың шектелген орташа қуаты кезінде байланыс арнасының өткізу мүмкіндігі

(13)

мұнда F_т — арнаның жиілік жолағы (Гц); — сигналдың орташа қуаты; — байланыс арнасының жиілік жолағында амплитуданы таратудың қалыпты заңымен кедергінің орташа қуаты.