Информационная цепь и роль канала в ней
Реферат выполнил к-т С-561 Гладышевский М.А.
Мурманский государственный технический университет
Кафедра судовождения
Мурманск
2001
Понятие информации относится к основным понятиям науки об управлении и тесно связано с такими понятиями как "информационная система" и "информационный процесс".
Информационным называют процесс, возникающий в результате установления связи между двумя объектами материального мира: источником. или генератором информации и ее приемником, или получателем. При этом информацию связывают с существованием способности отражать внешний мир.
Информацию передают в виде сообщений. Сообщением называют информацию, выраженную в определенной форме и предназначенную для передачи от источника к приемнику. Сообщения передают с помощью сигналов - материальных носителей информации.
Любой сигнал неразрывно связан с определенной материальной системой, назовем ее информационной цепью.
Структурную схему информационной цепи можно представить в виде:
Источник информации вырабатывает информацию в форме сообщений. Передатчик преобразует сообщение в сигнал по строго установленному правилу. Правила, по которым осуществляется это преобразование называются по-разному (модуляция, манипуляция, кодирование) в зависимости от типов сообщений и сигналов. Физическая среда, по которой передаются сигналы называется каналом. В любом канале кроме сигнала действуют и другие сигналы и родственные по своей физической природе случайные процессы. Эти посторонние сигналы и процессы накладываются на полезный сигнал и искажают его. Поэтому принимаемый сигнал на выходе канала отличается от входного передаваемого сигнала. Приемник осуществляет восстановление переданного источником информации сообщения по принятому сигналу. Естественно, что данная операция возможна, если известно правило преобразования сообщения в сигнал. На основании этого вырабатывается правило обратного преобразования сигнала в сообщение (демодуляция, декодирование). Потребитель в такой информационной цепи - это либо непосредственно человек, либо технические средства.
По выходу из канала сигнал должен быть преобразован и представлен в той форме, в которой требует потребитель. Потребитель информации поймет переданное сообщение тогда, когда К×К-1 = 1, М×М-1 = 1
В качестве показателя работы канала используют отношение полезного сигнала к шумовой компоненте:
Канал является самым динамическим звеном в информационной цепи. В практике динамические свойства канала описываются, опираясь на :
-аддитивность: - выходной сигнал размывается за счет
наложения случайного процесса.
-мультипликативность: - выходной сигнал умножается на
случайный процесс, порождаются нелинейные элементы.
-смесь первых двух: - наиболее сложный процесс.
Для сохранения исходного сообщения применяется операция кодирования. Такое кодирование, обеспечивающее заданную достоверность при передаче или хранении называют избыточным или помехоустойчивым.
Для устранения избыточности информации источника применяют эффективное кодирование, которое снижает среднее число символов на единицу сообщения.
Целесообразность устранения избыточности сообщения методами эффективного кодирования с последующим перекодированием помехоустойчивым кодом обусловлена тем, что избыточность источника сообщения в большинстве случаев не согласована со статическими закономерностями помехи в канале связи и поэтому не может быть полностью использована для повышения достоверности принимаемого сообщения. Кроме того, избыточность источника сообщений иногда является следствием ряда причин.
Помехозащищенность и эффективность не равноценны, их разделяет понятие избыточность: ПКÇЭК=Æ
Основой для разработки помехозащитных кодов и эффективных кодов является первая и вторая теоремы К.Шеннона:
1. В канале без помех всегда можно создать систему эффективного кодирования, когда искажение сообщения определяется лишь энтропией самого источника информации.
2. В канале с помехами всегда можно построить систему кодов, при которой сообщение будет передаваться со сколь угодно большой степенью вероятности, но только если производительность по информации ее источника меньше, чем пропускная способность самого канала.
Если через канал передается последовательность дискретных сообщений длительностью Т, то скорость передачи информации по каналу (бит.с),
Предельное значение скорости передачи информации называется пропускной способностью канала. Скорость передачи информации в общем случае зависит от статистических свойств сообщений и параметров канала.
Для наиболее эффективного использования канала необходимо, чтобы скорость передачи информации была как можно ближе к пропускной способности канала. Если скорость поступления информации на вход канала превышает пропускную способность, то по каналу будет передана не вся информация. Согласование осуществляется путем соответствующего кодирования.
Если ко входу канала подключен источник с энтропией, равной пропускной способности канала, то считается что источник согласован с каналом. Если энтропия источника меньше пропускной способности канала, значит они не согласованы, т.е. канал используется не полностью.
Список литературы
1.Игнатов В.А.Теория информации и передачи сигналов: -М.:Сов.радио, 1979.
2.Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов: - .:Высш.шк.,1987
3.Куликовский Л.Ф., Мотов В.В. Теоретические основы информационных процессов: -М.:Высш.шк.,1987