Duke përdorur burimet e Internetit, gjeni përgjigje për pyetjet:

Ushtrimi 1

1. Cili është procesi i transferimit të informacionit?

Transferimi i informacionit- procesi fizik me të cilin kryhet lëvizja e informacionit në hapësirë. Ne e shënuam informacionin në disk dhe e transferuam në një dhomë tjetër. Ky proces karakterizohet nga prania e përbërësve të mëposhtëm:

2. Skema e përgjithshme transmetimin e informacionit

3. Rendisni kanalet e komunikimit të njohura për ju

Lidhje(eng. kanali, linja e të dhënave) - sistem mjete teknike dhe një mjet sinjalizimi për transmetimin e mesazheve (jo vetëm të dhënave) nga burimi në destinacion (dhe anasjelltas). Kanali i komunikimit, i kuptuar në kuptimin e ngushtë ( rrugën e komunikimit), përfaqëson vetëm mjedisi fizik përhapja e sinjalit, për shembull linjë fizike komunikimi.

Sipas llojit të mediumit të shpërndarjes, kanalet e komunikimit ndahen në:

4. Çfarë është telekomunikacioni dhe telekomunikacioni kompjuterik?

Telekomunikacioni(greqisht tele - në distancë, larg dhe latinisht communicatio - komunikim) është transmetimi dhe marrja e çdo informacioni (tingulli, imazhi, të dhënat, teksti) në një distancë përmes sistemeve të ndryshme elektromagnetike (kanale kabllore dhe fibra optike, kanale radio. dhe të tjera me tela dhe kanalet pa tela komunikimi).

Rrjeti i telekomunikacionitështë një sistem i mjeteve teknike përmes të cilave kryhen telekomunikimet.

Rrjetet e telekomunikacionit përfshijnë:
1. Rrjetet kompjuterike (për transmetimin e të dhënave)
2. Rrjetet telefonike (transmetimi informacion zanor)
3. Rrjetet radio (transmetimi i informacionit zanor - shërbimet e transmetimit)
4. Rrjetet televizive(transmetimi i zërit dhe imazhit - shërbimet e transmetimit)

Telekomunikacioni Kompjuterik- telekomunikacionet, pajisjet terminale të të cilave janë kompjuterët.

Transferimi i informacionit nga një kompjuter në një kompjuter quhet komunikim sinkron dhe përmes një kompjuteri të ndërmjetëm, i cili lejon që mesazhet të grumbullohen dhe të transmetohen në kompjuterët personalë siç kërkohet nga përdoruesi, quhet asinkron.

Telekomunikacioni kompjuterik ka filluar të zërë rrënjë në arsim. Në arsimin e lartë, ato përdoren për të koordinuar kërkimin shkencor, shkëmbimin operacional të informacionit ndërmjet pjesëmarrësve të projektit, mësimin në distancë dhe konsultimet. Në sistemin e arsimit shkollor - për të rritur efektivitetin e aktiviteteve të pavarura të studentëve të lidhur me lloje të ndryshme të punës krijuese, përfshirë aktivitetet edukative, bazuar në përdorimin e gjerë të metodave kërkimore; akses falas në bazat e të dhënave, shkëmbimin e informacionit me partnerët brenda dhe jashtë vendit.

5. Sa është gjerësia e brezit të kanalit të transmetimit të informacionit?
Gjerësia e brezit - karakteristikë metrike që tregon raportin e numrit kufizues të njësive kaluese (informacione, objekte, vëllim) për njësi të kohës përmes një kanali, sistemi, nyje.
Në shkencën kompjuterike, përkufizimi i gjerësisë së brezit zakonisht zbatohet në një kanal komunikimi dhe përcaktohet numri maksimal informacioni i transmetuar / marrë për njësi të kohës.
Gjerësia e brezit është një nga faktorët më të rëndësishëm nga pikëpamja e përdoruesve. Është vlerësuar nga sasia e të dhënave që rrjeti mund të transferojë në kufirin për njësi të kohës nga një pajisje e lidhur me të në tjetrën.

Shpejtësia e transferimit të informacionit varet në një masë të madhe nga shpejtësia e krijimit të tij (performanca e burimit), metodat e kodimit dhe dekodimit. Shpejtësia më e lartë e mundshme e transferimit të informacionit në një kanal të caktuar quhet gjerësia e brezit të tij. Gjerësia e brezit të kanalit, sipas përkufizimit, është shkalla e transferimit të informacionit kur përdoret burimi, koduesi dhe dekoderi "më i mirë" (optimal) për një kanal të caktuar, prandaj karakterizon vetëm kanalin.

Transferimi i informacionit të kanalit me reagime vendimtare

tezë

1.2.1 Metodat e transmetimit të informacionit përmes kanaleve të komunikimit

Transferimi i informacionit me përsëritje (akumulim). Kjo metodë transmetimi përdoret për të rritur besueshmërinë në mungesë të një kanali të kundërt, megjithëse nuk ka kufizime themelore në përdorimin e tij edhe në prani të reagime... Kjo ndonjëherë klasifikohet si marrja e mesazheve të grumbulluara. Thelbi i metodës konsiston në transmetimin e të njëjtit mesazh disa herë, ruajtjen e mesazheve të marra, krahasimin e tyre element pas elementi dhe kompozimin e një mesazhi, duke përfshirë elementët e përzgjedhur "nga shumica". Supozoni se e njëjta fjalë e koduar 1010101 transmetohet tre herë. Në të tre transmetimet, ajo u ndërhy dhe u korruptua:

Marrësi i krahason tre simbole të marra pak nga pak dhe i vendos ato simbole (nën vijë), numri i të cilave mbizotëron në shifrën e dhënë.

Ekziston një metodë tjetër e transferimit të informacionit me akumulim, në të cilën nuk bëhet një krahasim simbol për simbol, por një krahasim i të gjithë kombinimit në tërësi. Kjo metodë është më e lehtë për t'u zbatuar, por jep rezultate më të dobëta.

Kështu, imuniteti i lartë i zhurmës i metodës së transmetimit të informacionit me përsëritje (akumulim) bazohet në faktin se sinjali dhe ndërhyrja në kanal nuk varen nga njëri-tjetri dhe ndryshojnë sipas ligjeve të ndryshme (sinjali është periodik dhe ndërhyrja është e rastësishme), prandaj, kombinimi i përsëritur në çdo transmetim, si në përgjithësi do të shtrembërohet në mënyra të ndryshme. Si rezultat, në pritje, akumulimi, domethënë përmbledhja e sinjalit, rritet në përpjesëtim me numrin e përsëritjeve, ndërsa sasia e ndërhyrjes rritet sipas një ligji tjetër. Nëse supozojmë se ndërhyrja dhe sinjali janë të pavarura, atëherë katrorët mesatarë përmblidhen dhe katrori mesatar i shumës rritet në raport me shkallën e parë. Prandaj, me n përsëritje, raporti sinjal-zhurmë rritet me një faktor n, dhe kjo ndodh pa rritur fuqinë e sinjalit. Megjithatë, kjo arrihet në kurriz të komplikimit të pajisjeve dhe rritjes së kohës së transmetimit ose gjerësisë së brezit në rast se sinjali transmetohet në disa frekuenca njëkohësisht në kohë. Përveç kësaj, me gabime të varura dhe shpërthime gabimesh, imuniteti i zhurmës i sistemit zvogëlohet.

Transferimi i informacionit me reagime. Sigurohet imuniteti i ndërhyrjes së transmetimit pa reagime (PBOS). në mënyrat e mëposhtme: kodimi kundër bllokimit, transmetimi i përsëritjes, transmetimi i njëkohshëm mbi disa kanale paralele. Në PBOS, zakonisht përdoren kodet e korrigjimit të gabimeve, gjë që shoqërohet me tepricë të lartë dhe kompleksitet të pajisjeve. Transmetimi i reagimeve (PIC) eliminon në masë të madhe këto disavantazhe, pasi lejon përdorimin e kodeve më pak të imunitetit të zhurmës, të cilat, si rregull, kanë më pak tepricë. Në veçanti, mund të përdoren kodet e zbulimit të gabimeve. Avantazhi i kanalit të kthimit është gjithashtu aftësia për të monitoruar performancën e objektit që merr informacion.

Me PIC, prezantohet koncepti i një kanali të drejtpërdrejtë, d.m.th. kanali nga transmetuesi në marrës, për shembull, një sinjal komandimi transmetohet nga pika e kontrollit (CP) në pikën e kontrolluar (CP). Në këtë rast, kanali i kthimit do të jetë transmetimi i një mesazhi nga CP në CP në lidhje me marrjen e sinjalit të komandës, dhe në kanalin e kthimit mund të transmetohet një mesazh vetëm se sinjali është marrë në hyrjen CP. (në këtë rast monitorohet vetëm kalimi i sinjalit përmes kanalit të komunikimit) dhe informacioni për ekzekutimin e plotë të komandës. Reagimi është gjithashtu i mundur, duke dhënë informacion në lidhje me kalimin në faza të sinjalit të komandës përgjatë rrugës së marrjes.

Merrni parasysh lloje të caktuara transmetim me reagime.

Transferimi me reagime informacioni (IOS). Nëse mesazhi transmetohet në formën e një kodi pa ndërhyrje, atëherë në kodues kodi i dhënë mund të shndërrohet në anti-bllokues. Megjithatë, duke qenë se kjo zakonisht nuk është e nevojshme, koduesi është një regjistër për konvertimin e kodit të thjeshtë paralel në serial. Njëkohësisht me transmetimin e kanal i drejtpërdrejtë mesazhi ruhet në një pajisje ruajtëse në transmetues (Fig. 1.1a). Në pikën e kontrolluar, mesazhi i marrë deshifrohet dhe ruhet gjithashtu në pajisjen e ruajtjes. Sidoqoftë, mesazhi nuk i transmetohet menjëherë marrësit: së pari, ai arrin përmes kanalit të kthimit në pikën e kontrollit. Në skemën e krahasimit të PU, bëhet një krahasim mesazh i marrë me të transmetuarit. Nëse mesazhet përputhen, atëherë gjenerohet sinjali "Konfirmimi" dhe mesazhet pasuese transmetohen (ndonjëherë, përpara se mesazhi tjetër të dërgohet në qendrën e kontrollit, sinjali "Konfirmimi" dërgohet fillimisht se mesazhi i mëparshëm është marrë saktë dhe informacioni mund të të transmetohet nga pajisja e ruajtjes te marrësi). Nëse mesazhet nuk përputhen, gjë që tregon një gabim, gjenerohet sinjali "Erase". Ky sinjal bllokon çelësin për të ndaluar transmetimin e mesazhit të ardhshëm dhe dërgohet në panelin e kontrollit për të shkatërruar mesazhin e regjistruar në disk. Pas kësaj, paneli i kontrollit përsërit transmetimin e mesazhit të regjistruar në disk.

Figura 1.1a. Mënyra e transferimit të informacionit nga IOS.

Në sistemet me ITS, roli kryesor i takon pjesës transmetuese, pasi ajo përcakton praninë e një gabimi, marrësi vetëm informon transmetuesin se cilin mesazh ka marrë. Atje jane opsione të ndryshme transmetim nga IOS. Pra, ka sisteme me IOS, në të cilat transmetimi i sinjaleve ndodh vazhdimisht dhe ndalon vetëm kur zbulohet një gabim: transmetuesi dërgon sinjalin "Erase" dhe përsërit transmetimin. Sistemet me ITS, në të cilat i gjithë informacioni i transmetuar në panelin e kontrollit transmetohet përmes kanalit të kundërt, quhen sisteme me reagime rele. Në disa sisteme me IOS, nuk transmetohen të gjitha informacionet, por vetëm disa informacione karakteristike rreth tij (pranimet). Për shembull, simbolet informative transmetohen mbi kanalin përpara dhe simbolet e kontrollit transmetohen mbi kanalin e kundërt, të cilat do të krahasohen në transmetues me simbolet e kontrollit të regjistruar paraprakisht. Ekziston një opsion në të cilin, pas kontrollit të mesazhit të marrë në kanalin e kthimit dhe zbulimit të një gabimi, transmetuesi mund ta përsërisë atë (të kopjojë mesazhin) ose të dërgojë Informacion shtese kërkohet për korrigjim (informacion korrigjues). Numri i përsëritjeve mund të jetë i kufizuar ose i pakufizuar.

Kanali i kthimit përdoret për të përcaktuar nëse është i nevojshëm ritransmetimi i informacionit. Në sistemet me ITS, një rritje e besueshmërisë së transmetimit arrihet duke përsëritur informacionin vetëm në prani të një gabimi, ndërsa në sistemet pa reagime (gjatë transmetimit me akumulim), përsëritja kryhet pavarësisht nga shtrembërimi i mesazhit. Prandaj, në sistemet me IOS, teprica e informacionit është shumë më pak se në sistemet me PBOS: është minimale në mungesë të shtrembërimeve dhe rritet në rast gabimesh. Në sistemet me ITS, cilësia e kanalit të kthimit nuk duhet të jetë cilësi më të keqe direkt për të shmangur shtrembërimin, i cili mund të rrisë numrin e përsëritjeve.

Transmetimi vendimtar i reagimeve (POC). Mesazhi i transmetuar nga transmetuesi nëpërmjet kanalit të drejtpërdrejtë merret në marrës (Fig. 1.1b), ku ruhet dhe kontrollohet në pajisjen dekoduese (dekoder). Nëse nuk ka gabime, atëherë mesazhi dërgohet nga pajisja e ruajtjes te marrësi i informacionit, dhe përmes kanalit të kthimit i dërgohet një sinjal transmetuesit për të vazhduar transmetimin e mëtejshëm (sinjali i vazhdimit). Nëse zbulohet një gabim, dekoderi lëshon një sinjal që fshin informacionin në disk. Marrësi nuk e merr mesazhin, por përmes kanalit të kthimit, transmetuesi merr një sinjal për të rikërkuar ose ritransmetuar transmetimin (një sinjal për të përsëritur ose ri-kërkuar). Në transmetues, sinjali i përsëritjes (ndonjëherë i quajtur sinjali vendimtar) nxirret nga marrësi i sinjaleve të vendimit dhe pajisja komutuese shkëput hyrjen e koduesit nga burimi i informacionit dhe e lidh atë me një pajisje ruajtëse, e cila lejon mesazhin e transmetuar në të përsëritet. Përsëritja e mesazhit mund të ndodhë disa herë përpara se të merret saktë.

Fig.1.1b. Metoda e transferimit të informacionit nga ROS.

Kur transmetohet nga POC, gabimi përcaktohet nga marrësi. Për këtë mesazhi i transmetuar duhet të jetë i koduar me një kod të detyrueshëm kundër bllokimit, i cili i lejon marrësit të zgjedhë kombinimin (mesazhin) të lejuar nga ato të pazgjidhura. Kjo do të thotë që transmetimi nga POC kryhet me tepricë. Besnikëria e transmetimit në sistemet POC përcaktohet nga zgjedhja e kodit dhe mbrojtja e sinjaleve të vendimit të përsëritjes dhe vazhdimit. Kjo e fundit nuk paraqet ndonjë vështirësi të veçantë, pasi këto sinjale mbajnë një njësi binare informacioni dhe mund të transmetohen nga një kod mjaftueshëm rezistent ndaj zhurmës.

Sistemet me POC, ose sistemet me kërkesë të përsëritur, ndahen në sisteme me pritje për një sinjal vendimi dhe sisteme me transferim të vazhdueshëm informacioni.

Në sistemet me pritje, transmetimi i një fjale kode të re ose përsëritja e asaj të transmetuar ndodh vetëm pasi sinjali i kërkesës të arrijë në transmetues.

Në sistemet me transmetim të vazhdueshëm, informacioni transmetohet vazhdimisht pa pritur një sinjal kërkese. Në të njëjtën kohë, shpejtësia e transmetimit është më e lartë se në sistemet me pritje. Megjithatë, pasi zbulohet një gabim, një sinjal i rikërkesës dërgohet në kanalin e kundërt dhe gjatë kohës së mbërritjes në transmetues, një mesazh i ri tashmë do të transmetohet nga ky i fundit. Prandaj, sistemet me transmetim të vazhdueshëm duhet të ndërlikohen nga bllokimi i duhur i marrësit në mënyrë që ai të mos marrë informacion pas zbulimit të një gabimi.

Për të krahasuar efikasitetin e një sistemi me qark të hapur, i cili përdor kodin Hamming me një korrigjim gabimi dhe një sistemi me POC, duke përdorur një kod të thjeshtë, prezantohet koncepti i një faktori efikasiteti. Ky faktor merr parasysh zvogëlimin e probabilitetit të marrjes së gabuar dhe koston e arritjes së tij, fitimin në mbrojtjen nga gabimet (nëse përdoren këto kode), reduktimin relativ në shkallën e transmetimit dhe tepricën e qarkut të lidhur me përdorimin e kodeve të ndryshme. . Krahasimi përfundimtar tregoi se, ndryshe nga sistemi pa reagime, i cili përdor një kod kompleks, sistemi me POC jep një fitim prej 5.1 herë. Efikasiteti i lartë i sistemeve POC ka siguruar përdorimin e tyre të gjerë.

Analiza krahasuese e besueshmërisë së transmetimit të sistemeve me IOS dhe ROS tregoi se:

1) sistemet me IOS dhe ROS sigurojnë të njëjtën besueshmëri transmetimi me të njëjtin konsum total të energjisë së sinjalit në para dhe kanalet e kthimit me kusht që këto kanale të jenë të balancuara dhe të kenë të njëjtin nivel ndërhyrjeje;

2) sistemet me ITS sigurojnë besnikëri më të lartë të transmetimit sesa Sistemet me ROS me ndërhyrje relativisht të dobët në kanalin e kthimit në krahasim me atë përpara. Në mungesë të interferencës në kanalin e kthimit, sistemet me IOS ofrojnë transmetim të mesazheve pa gabime në kanalin kryesor;

3) në ndërhyrje e fortë në kanalin e kthimit, besueshmëri më e lartë sigurohet nga sistemet me POC;

4) me shpërthime gabimesh në kanalet e përparme dhe të kundërta, sistemet me IOS ofrojnë një besueshmëri më të lartë.

1.1 Informacion akustik Informacioni i mbrojtur i të folurit (akustik) përfshin informacione që janë pronësore dhe i nënshtrohen mbrojtjes në përputhje me kërkesat e dokumenteve ligjore ose kërkesat ...

Mbrojtja e informacionit akustik (të folurit) nga rrjedhja nga kanalet teknike

Mbrojtja e informacionit akustik (të folurit) nga rrjedhja përmes kanaleve teknike

Gjeneruesit e zhurmës hapësinore Gjeneratori i zhurmës GROM-ZI-4 është projektuar për të mbrojtur ambientet nga rrjedhja e informacionit dhe për të parandaluar heqjen e informacionit nga kompjuterët personalë dhe lokale rrjetet kompjuterike I bazuar në PC...

Metodat e sigurisë së informacionit

Metodat për mbrojtjen e informacionit në rrjetet e telekomunikacionit

Një kërcënim zakonisht identifikohet ose me natyrën (llojin, metodën) e një efekti destabilizues në informacion, ose me pasojat (rezultatet) e një ndikimi të tillë. Megjithatë, këto lloj termash mund të kenë shumë interpretime ...

Metodat e grumbullimit dhe përpunimit sinjale dixhitale

Transmetimi i të dhënave - transferimi fizik i të dhënave (bitstream dixhital) në formën e sinjaleve nga pika në pikë ose nga pika në disa pika me anë të telekomunikacionit përmes një kanali të transmetimit të të dhënave, zakonisht ...

Modelimi i objektit të mbrojtjes

3.1 Rrjedhja e informacionit përmes ndërtim ndërtimi dhe sistemet inxhinierike Për të siguruar mbrojtjen e ambienteve nga ky kërcënim, mund të përdoret si një metodë e mbrojtjes pasive (materiale që thithin zërin) ...

Përcaktimi i përbërjes së sistemit të transmetimit të informacionit

Sinjali në daljen e pajisjes PTI është, si rregull, një sinjal i formës së kodit të pulsit, spektri i frekuencës së të cilit në rast i përgjithshëm pafund...

Organizimi i punës për ndërtimin e një linje komunikimi me fibër optike (FOCL)

Mundësia e transmetimit të informacionit mbi linjat e fibrave optike u shfaq për shkak të transferimit të teorisë kuantike të dritës në përhapjen e saj në media homogjene transparente ...

3.1 Analiza e fizibilitetit të transferimit informacion konfidencial përmes kanaleve kuantike të komunikimit Kur kaloni nga sinjalet, ku informacioni kodohet nga impulse që përmbajnë mijëra fotone, në sinjale, ku numri mesatar i fotoneve është ...

Transferimi i informacionit përmes kanaleve kuantike të komunikimit

Një shembull i një protokolli për korrigjimin e gabimeve është një teknikë e korrigjimit të gabimit në të cilën një bllok i të dhënave që duhet të bihet dakord ndërmjet përdoruesve trajtohet si bllok informacioni disa kode...

Dizajn dhe implementimi i softuerit sistemi i integruar daljet në votime

Një rrugë komunikimi është një rrugë komunikimi që fillon me burim informacioni, kalon në të gjitha fazat e kodimit dhe modulimit, transmetuesit, kanalit fizik ...

Dizajnimi i një sistemi transmetimi me fibra optike me gjerësi bande të rritur

Zhvillimi i telekomunikacionit po ecën me ritme të përshpejtuara. Moderne teknologjive dixhitale transmetimet e të dhënave, të cilat përfshijnë ATM, Rele kornizë, IP, ISDN, PCM, PDH, SDH dhe WDM. Për më tepër, teknologji të tilla si ATM, ISDN, PCM, PDH ...

Llogaritja e besueshmërisë së linjës së komunikimit optik atmosferik

Ky kapitull diskuton teknologjinë e rrjetit të komunikimit lazer, si dhe avantazhet e tij, si kosto-efektiviteti; kosto të ulëta operative; kapacitet dhe cilësi të lartë komunikimi dixhital...

Kanali i komunikimit quhet një grup mjetesh teknike dhe një mjet fizik i aftë për të transmetuar sinjale të dërguara, i cili siguron transferimin e mesazheve nga burimi i informacionit te marrësi.

Kanalet zakonisht ndahen në të vazhdueshme dhe diskrete.

Në rastin më të përgjithshëm, çdo kanal diskret përfshin një të vazhdueshëm si komponent. Nëse ndikimi i faktorëve ndërhyrës në transmetimin e mesazheve në kanal mund të neglizhohet, atëherë një kanal i tillë i idealizuar quhet kanal pa ndërhyrje ... Në një kanal të tillë, çdo mesazh hyrës shoqërohej në mënyrë unike me një mesazh specifik dalës dhe anasjelltas. Nëse ndikimi i ndërhyrjes në kanal nuk mund të neglizhohet, atëherë kur analizoni veçoritë e mesazheve të transmetuara në një kanal të tillë, modelet që karakterizojnë funksionimin e kanalit në prani të ndërhyrjeve.

Nën modeli i kanalit përshkrimi matematikor i kanalit kuptohet, duke lejuar që dikush të llogarisë ose vlerësojë karakteristikat e tij, në bazë të të cilave hetohen metodat e ndërtimit të sistemeve të komunikimit pa kryer kërkime eksperimentale.

Kanali në të cilin probabilitetet për të identifikuar sinjalin e parë me të dytin dhe të dytin me të parën janë të njëjta quhet simetrike .

Kanali, alfabeti i sinjaleve në hyrjen e të cilit ndryshon nga alfabeti i sinjaleve në daljen e tij quhet kanal me fshirje.

Kanali i transmetimit të mesazhit nga burimi në marrës, i plotësuar nga një kanal i kundërt, shërben për të rritur besueshmërinë e transmetimit quhet kanal me reagime.

Një kanal komunikimi konsiderohet i specifikuar nëse dihen të dhënat për mesazhin në hyrjen e tij, si dhe kufizimet që vendosen në mesazhet hyrëse nga karakteristikat fizike të kanaleve.

Për të karakterizuar kanalet e komunikimit, përdoren dy koncepte të shpejtësisë së transmetimit:

1 – shpejtësia teknike e transmetimit, e cila karakterizohet nga numri i sinjaleve elementare të transmetuara në kanalin e komunikimit për njësi të kohës, varet nga vetitë e linjave të komunikimit dhe nga shpejtësia e pajisjeve të kanalit:

2 – shpejtësia e informacionit, e cila përcaktohet nga sasia mesatare e informacionit të transmetuar në kanalin e komunikimit për njësi të kohës:

Gjerësia e brezit të kanalit quhet shpejtësia maksimale e transmetimit të informacionit mbi këtë kanal, e arritur me metodat më të përsosura të transmetimit dhe marrjes.

Leksioni numër 8

Koordinimi i karakteristikave fizike të kanalit të komunikimit dhe sinjalit

Çdo kanal specifik komunikimi ka parametra fizikë që përcaktojnë aftësinë për të transmetuar sinjale të caktuara përmes këtij kanali. Pavarësisht nga lloji dhe qëllimi specifik, çdo kanal mund të karakterizohet nga tre parametra kryesorë:

Т К - koha e hyrjes në kanal [s];

F K - gjerësia e brezit të kanalit [Hz];

Н К - teprica e lejueshme e sinjalit mbi zhurmën në kanal.

Bazuar në këto karakteristika, përdoret një karakteristikë integrale - vëllimi i kanalit.

Merrni parasysh rastet e mëposhtme:

a)

Për të vlerësuar mundësinë e transmetimit të një sinjali të caktuar në një kanal specifik, është e nevojshme të lidhen karakteristikat e kanalit me karakteristikat përkatëse të sinjalit:

T C - kohëzgjatja e sinjalit [s];

F C - brezi i frekuencës (gjerësia e spektrit) të sinjalit [Hz];

H C - niveli i tepricës së sinjalit mbi ndërhyrjen.

Atëherë mund të prezantojmë konceptin vëllimi i sinjalit .

Transferimi i informacionit ndodh nga burimi tek marrësi (marrësi) i informacionit. Burimi informacioni mund të jetë çdo gjë: çdo objekt ose fenomen i natyrës së gjallë ose të pajetë. Procesi i transferimit të informacionit zhvillohet në një mjedis të caktuar material që ndan burimin dhe marrësin e informacionit, i cili quhet kanal transmetimin e informacionit. Informacioni transmetohet përmes kanalit në formën e një sekuence sinjalesh, simbolesh, shenjash, të cilat quhen mesazh. Marrësi informacioni është një objekt që merr një mesazh, si rezultat i të cilit ndodhin ndryshime të caktuara në gjendjen e tij. Të gjitha sa më sipër janë paraqitur në mënyrë skematike në figurë.

Transferimi i informacionit

Një person merr informacion nga gjithçka që e rrethon përmes shqisave: dëgjimi, shikimi, nuhatja, prekja, shija. Një person merr sasinë më të madhe të informacionit përmes dëgjimit dhe shikimit. E perceptuar nga veshi mesazhe audio- sinjale akustike në një medium të vazhdueshëm (më shpesh në ajër). Vizioni percepton sinjalet e dritës transferimi i imazhit të objekteve.

Jo çdo mesazh është informues për një person. Për shembull, megjithëse një mesazh në një gjuhë të pakuptueshme i transmetohet një personi, ai nuk përmban informacion për të dhe nuk mund të shkaktojë ndryshime adekuate në gjendjen e tij.

Kanali i informacionit mund të jetë ose natyral (ajri atmosferik përmes të cilit transportohen valët e zërit, rrezet e diellit të reflektuara nga objektet e vëzhguara), ose të krijohen artificialisht. V rastin e fundit vjen për mjetet teknike të komunikimit.

Sistemet e transmetimit të informacionit teknik

Mjeti i parë teknik për transmetimin e informacionit në distancë ishte telegrafi, i shpikur në 1837 nga amerikani Samuel Morse. Në 1876, amerikani A. Bell shpik telefonin. Bazuar në zbulimin e fizikanit gjerman Heinrich Hertz valët elektromagnetike(1886), A.S. Popov në Rusi në 1895 dhe pothuajse njëkohësisht me të në 1896 nga G. Marconi në Itali, u shpik radioja. Televizioni dhe interneti u shfaqën në shekullin e 20-të.

Të gjitha të listuara mënyra teknike komunikimi i informacionit bazohen në transmetimin e një sinjali fizik (elektrik ose elektromagnetik) në një distancë dhe i binden disa ligjet e përgjithshme... Studimi i këtyre ligjeve është i angazhuar në teoria e komunikimit, e cila u ngrit në vitet 1920. Aparati matematikor i teorisë së komunikimit - teoria e komunikimit matematik, u zhvillua nga shkencëtari amerikan Claude Shannon.

Claude Elwood Shannon (1916-2001), SHBA

Claude Shannon propozoi një model të procesit të transferimit të informacionit përmes kanaleve teknike të komunikimit, të paraqitur nga diagrami.

Sistemi i transmetimit të informacionit teknik

Kodimi këtu nënkupton çdo transformim të informacionit që vjen nga një burim në një formë të përshtatshme për transmetimin e tij përmes një kanali komunikimi. Dekodimi - transformimi i kundërt i sekuencës së sinjalit.

Funksionimi i një skeme të tillë mund të shpjegohet duke përdorur procesin e njohur të të folurit në telefon. Burimi i informacionit është njeri që flet... Enkoderi është një mikrofon i celularit telefonik, me ndihmën e të cilit valët e zërit (të folurit) shndërrohen në sinjale elektrike. Kanali i komunikimit është rrjeti telefonik(tela, ndërprerës të nyjeve telefonike nëpër të cilat kalon sinjali). Pajisja e dekodimit është një marrës telefonik (dëgjues) i personit që dëgjon - marrësi i informacionit. Këtu ejani sinjal elektrik shndërrohet në zë.

Moderne sistemet kompjuterike transmetimi i informacionit - rrjetet kompjuterike punojnë në të njëjtin parim. Ekziston një proces kodimi që konverton binarin kodi kompjuterik v sinjal fizik të llojit që transmetohet përmes kanalit të komunikimit. Dekodimi është transformim i kundërt sinjali i transmetuar në një kod kompjuterik. Për shembull, kur përdorni linjat telefonike v rrjetet kompjuterike funksionet e kodimit-dekodimit kryhen nga një pajisje e quajtur modem.

Gjerësia e brezit të kanalit dhe shpejtësia e transferimit të informacionit

Për zhvilluesit sistemet teknike transmetimi i informacionit duhet të zgjidhë dy detyra të ndërlidhura: si të sigurohet shpejtësia më e lartë transmetimi i informacionit dhe si të reduktohet humbja e informacionit gjatë transmetimit. Claude Shannon ishte shkencëtari i parë që trajtoi këto probleme dhe krijoi një shkencë të re për atë kohë - teoria e informacionit.

K. Shannon përcaktoi një metodë për matjen e sasisë së informacionit të transmetuar përmes kanaleve të komunikimit. Ai prezantoi konceptin gjerësia e brezit të kanalit,si shpejtësia maksimale e mundshme e transferimit të informacionit. Kjo shpejtësi matet në bit për sekondë (si dhe kilobit për sekondë, megabit për sekondë).

Gjerësia e brezit të një kanali komunikimi varet nga zbatimi teknik i tij. Për shembull, mjetet e mëposhtme të komunikimit përdoren në rrjetet kompjuterike:

Linjat telefonike,

Komunikimi me kabllo elektrike,

Komunikimi me kabllo me fibër optike,

Komunikimi me radio.

Qarkullimi i linjave telefonike është dhjetëra, qindra Kbit/s; xhiroja e linjave me fibër optike dhe linjave të komunikimit radio matet në dhjetëra e qindra Mbit / s.

Zhurma, mbrojtje nga zhurma

Termi "zhurmë" i referohet lloje te ndryshme ndërhyrje shtrembëruese sinjali i transmetuar dhe çon në humbjen e informacionit. Një ndërhyrje e tillë është kryesisht për shkak të arsyeve teknike: cilësi të dobët linjat e komunikimit, pasiguria nga njëra-tjetra e rrymave të ndryshme informacioni të transmetuara në të njëjtat kanale. Ndonjëherë, duke folur në telefon, dëgjojmë zhurmë, kërcitje, ndërhyrje në të kuptuarit e bashkëbiseduesit ose biseda e njerëzve krejtësisht të ndryshëm mbivendoset në bisedën tonë.

Zhurma çon në humbje informacionin e transmetuar... Në raste të tilla, kërkohet mbrojtje nga zhurma.

Para së gjithash, përdoren metoda teknike për mbrojtjen e kanaleve të komunikimit nga efektet e zhurmës. Për shembull, duke përdorur kabllo të mbrojtur në vend të telit të zhveshur; përdorimi i llojeve të ndryshme të filtrave që ndajnë sinjalin e dobishëm nga zhurma, etj.

Claude Shannon ishte projektuar teoria e kodimit duke dhënë metoda për trajtimin e zhurmës. Një nga idetë e rëndësishme të kësaj teorie është se kodi i transmetuar përmes linjës së komunikimit duhet të jetë të tepërta... Për shkak të kësaj, humbja e një pjese të informacionit gjatë transmetimit mund të kompensohet. Për shembull, nëse jeni të vështirë të dëgjoni kur flisni në telefon, atëherë duke përsëritur çdo fjalë dy herë, keni një shans më të mirë që personi tjetër t'ju kuptojë saktë.

Megjithatë, nuk mund ta bëni tepricën shumë të madhe. Kjo do të çojë në vonesa dhe kosto më të larta komunikimi. Teoria e kodimit ju lejon të merrni një kod që është optimal. Në këtë rast, teprica e informacionit të transmetuar do të jetë minimumi i mundshëm, dhe besueshmëria e informacionit të marrë do të jetë maksimale.

V sistemet moderne komunikimi dixhital për të luftuar humbjen e informacionit gjatë transmetimit, shpesh përdoret teknika e mëposhtme. I gjithë mesazhi është i ndarë në copa - paketat... Për çdo paketë, ajo llogarit shuma e kontrollit(shuma shifra binare) që dërgohet së bashku me këtë paketë. Shuma e kontrollit rillogaritet në pikën e marrjes paketa e pranuar dhe nëse nuk përputhet me shumën origjinale, transferta këtë paketë përsëritet. Kjo do të vazhdojë deri në fillim dhe final shumat e kontrollit nuk do të përputhet.

Duke marrë parasysh transmetimin e informacionit në propedeutik dhe kurset bazë shkenca kompjuterike, para së gjithash, kjo temë duhet të diskutohet nga këndvështrimi i një personi si marrës i informacionit. Aftësia për të marrë informacion nga bota e jashtme - kusht thelbësor ekzistencës njerëzore. Shqisat njerëzore janë kanalet e informacionit trupi i njeriut, me të cilin komunikon një person mjedisi i jashtëm... Mbi këtë bazë, informacioni ndahet në vizual, të shëndoshë, nuhatës, të prekshëm, shijues. Arsyetimi për faktin se shija, aroma dhe prekja bartin informacion tek një person është si vijon: ne kujtojmë erërat e objekteve të njohura, shijen e ushqimit të njohur dhe i njohim objektet e njohura me prekje. Dhe përmbajtja e kujtesës sonë është informacion i ruajtur.

Nxënësve u duhet thënë se në botën e kafshëve rol informues organet shqisore janë të ndryshme nga ato të njeriut. Një e rëndësishme funksionin e informacionit për kafshët kryen shqisën e nuhatjes. Përdoret ndjesia e rritur e nuhatjes së qenve të shërbimit zbatimi i ligjit për kërkimin e kriminelëve, zbulimin e drogës, etj. Perceptimi vizual dhe zanor i kafshëve është i ndryshëm nga ai i njeriut. Për shembull, lakuriqët e natës dihet se dëgjojnë ultratinguj, ndërsa macet shohin në errësirë ​​(nga perspektiva njerëzore).

Në kuadër të kësaj teme nxënësit duhet të jenë në gjendje të udhëheqin shembuj specifikë procesi i transmetimit të informacionit, për të përcaktuar për këta shembuj burimin, marrësin e informacionit, kanalet e përdorura të transmetimit të informacionit.

Kur studiojnë shkenca kompjuterike në shkollën e mesme, studentët duhet të njihen me dispozitat themelore të teorisë së komunikimit teknik: konceptet e kodimit, dekodimit, shpejtësisë së transferimit të informacionit, gjerësisë së brezit të kanalit, zhurmës, mbrojtjes nga zhurma. Këto pyetje mund të shqyrtohen në kuadër të temës “Mjetet teknike të rrjeteve kompjuterike”.

Një kanal komunikimi është një koleksion mjetesh teknike për transmetimin e mesazheve nga një pikë e hapësirës në tjetrën. Nga pikëpamja e teorisë së informacionit, struktura fizike e kanalit është e parëndësishme. Burimi i mesazhit (IS) ka një alfabet dalës me karaktere A={a i },i =1.. n - sasia e informacionit për simbolin e burimit mesatarisht:

ku fq i, është probabiliteti i shfaqjes së simbolit a i, në daljen e burimit, simbolet e burimit konsiderohen të pavarura. Kanali i komunikimit ka një alfabet të simboleve B = ( b j },j =1.. m, sasia mesatare e informacionit në simbolin e një kanali

ku q j - probabiliteti i shfaqjes së simbolit b i , në kanal.

Karakteristikat teknike të kanalit të komunikimit janë:

burimi i performancës teknike  A - numri mesatar i karaktereve të lëshuara nga burimi për njësi të kohës;

gjerësia e brezit teknik të kanalit të komunikimit  B - numri mesatar i simboleve të transmetuara në kanal për njësi të kohës.

Karakteristika informative e një burimi është produktiviteti i informacionit. Sipas përkufizimit, performanca e informacionit është sasia mesatare e informacionit të prodhuar nga një burim për njësi të kohës.

Në një kanal pa ndërhyrje, karakteristikat e informacionit janë:

1) shpejtësia e transferimit të informacionit përmes kanalit

2) gjerësia e brezit të kanalit

ku ( P) është bashkësia e të gjitha shpërndarjeve të mundshme të probabilitetit të simboleve të alfabetit V kanal. Duke marrë parasysh vetitë e entropisë

C K =  B. log 2 m.

Në një kanal me zhurmë, në rastin e përgjithshëm, alfabetet hyrëse dhe dalëse nuk përkojnë. Le

B IN = X = (x 1, x 2, ..., x n);

B OUT = Y = (y 1, y 2, ..., y m).

Nëse karakteri i dërguar në kanalin hyrës është X për të njihet në marrës si y i dhe i K, më pas ndodhi një gabim gjatë transmetimit. Karakteristikat e kanalit përshkruhen nga një matricë e probabiliteteve të tranzicionit (probabiliteti i marrjes së një simboli në i , me kusht që të dërgohet X k):

|| P (yi | xk) ||, k = 1..n, i = 1..m.

Raporti është i drejtë:

Sasia mesatare e informacionit për një simbol të kanalit hyrës:

fq i = p (x i ) .

Sasia mesatare e informacionit për simbolin e kanalit dalës:

Informacioni i transmetuar nga dalja e kanalit në lidhje me hyrjen:

I (Y, X) = H (X) -H Y (X) = H (Y) -H X (Y).

Këtu mirë(X) - entropia e kushtëzuar e simbolit të kanalit të hyrjes kur vëzhgohet simboli i daljes (mosbesueshmëria e kanalit), N X (Y) - entropia e kushtëzuar e simbolit të kanalit dalës gjatë vëzhgimit të simboleve hyrëse (entropia e zhurmës).

Shkalla e transferimit të informacionit përmes një kanali të zhurmshëm:

dI (B) / dt = B I (X, Y).

Gjerësia e brezit të një kanali të zhurmshëm:

ku (R) - grupi i të gjitha shpërndarjeve të mundshme të probabilitetit të alfabetit të kanalit hyrës.

Le të shqyrtojmë një shembull

N Gjeni gjerësinë e brezit të një kanali simetrik binar (një kanal me alfabete hyrëse dhe dalëse me dy karaktere) dhe të njëjtat probabilitete gabimi (Fig. 1), nëse probabilitetet e mëparshme të shfaqjes së karaktereve hyrëse janë: P (x 1 ) = P 1 = P, P (x 2 ) = P 2 = 1-P.

Zgjidhje. Sipas modelit të kanalit, probabilitetet e kushtëzuara

P (y 1 | x 2 ) = P (y 2 | x 1 ) = P i ,

P (y 1 | x 1 ) = P (y 2 | x 2 ) = 1-P i .

Gjerësia e brezit të kanalit - C K =  B . max (H (Y) -H (X | Y)). Le të gjejmë entropinë e zhurmës:

Nga teorema e shumëzimit: P(y j x i)=P(x i)P(y j | x i), prandaj,

P(x 1 y 1 )=P(1-P i), P(x 2 y 1 )=(1- P)P i ,P(x 1 y 2 )=PP i ,P(x 2 y 2 )=(1-P)(1-P i).

Duke zëvendësuar në formulë, marrim:

Në këtë mënyrë, H ( Y| X ) nuk varet nga shpërndarja e alfabetit të hyrjes, prandaj:

Le të përcaktojmë entropinë e daljes:

Probabilitetet P(y 1 ) dhe P(y 2 ) marrim si më poshtë:

P(y 1 )=P(y 1 x 1 )+P(y 1 x 2 )=P(1-P i)+(1-P i)P i , P(y2)=P(y 2 x 1 )+P(y 2 x 2 )=PP i +(1-P)(1-P i).

Duke ndryshuar P, ne sigurohemi që vlera maksimale H(Y) e barabartë me 1 fitohet për simbolet e hyrjes ekuiprobabile P(y 1 ) dhe P(y 2 ). Prandaj,

Detyrë... Gjeni gjerësinë e brezit të një kanali me alfabete hyrëse dhe dalëse me tre karaktere ( x 1 ,x 2 ,x 3 dhe y 1 ,y 2 ,y 3 përkatësisht). Intensiteti i paraqitjes së simboleve në hyrjen e kanalit k = V... 10 karaktere / sek.

Probabilitetet e shfaqjes së simboleve:

,
, .

Mundësitë e transmetimit të simboleve përmes kanalit të komunikimit:

,
,,

,
,,

,
,.

4. KODIMI I INFORMACIONIT

4.1. Informacion i përgjithshëm Kodi quhet:

Një rregull që përshkruan hartëzimin nga një grup karakteresh në një grup tjetër karakteresh ose në një grup fjalësh pa karaktere;

Grupi i imazheve që rezultojnë nga një hartë e tillë.

Në kodet teknike, shkronjat, numrat dhe karakteret e tjera janë pothuajse gjithmonë të koduara në sekuenca binare të quajtura fjalë kodike binare. Shumë kode kanë fjalë me të njëjtën gjatësi (kode uniforme).

Zgjedhja e kodeve për kodimin e llojeve specifike të mesazheve përcaktohet nga shumë faktorë:

Lehtësia e marrjes së mesazheve origjinale nga burimi;

Shpejtësia e transmetimit të mesazheve përmes kanalit të komunikimit;

Sasia e memories që kërkohet për ditën e ruajtjes së mesazheve;

Lehtësia e përpunimit të të dhënave;

Lehtësia e dekodimit të mesazhit nga marrësi.

Mesazhet e koduara transmetohen nëpërmjet kanaleve të komunikimit, të ruajtura në memorie, të përpunuara nga procesori. Vëllimet e të dhënave të koduara janë të mëdha, dhe prandaj, në shumë raste është e rëndësishme të sigurohet një shkallë e kodimit të të dhënave: "., e cila karakterizohet nga gjatësia minimale e mesazheve të marra, Ky është një problem i kompresimit të të dhënave. Ekzistojnë dy qasje për kompresimin e të dhënave:

Kompresimi i bazuar në analizën e vetive statistikore të mesazheve të koduara.

Kompresimi i bazuar në vetitë statistikore të të dhënave quhet edhe teoria e kodimit e dobët ose efikase. Kodimi i kursyer bazohet në përdorimin e kodeve me gjatësi të ndryshueshme të fjalëve të kodit, për shembull, kodi Shannon-Fano, kodi Huffman /31. Ideja e përdorimit të kodeve me gjatësi të ndryshueshme për kompresimin e të dhënave është se mesazhet kanë më shumë gjasa të duken se përputhen me fjalë kodesh më të shkurtra dhe, anasjelltas, mesazhet kanë më pak gjasa të kodohen në fjalë me gjatësi më të madhe. Gjatësia mesatare fjalë kodike përcaktuar nga s.o .:

ku /, është gjatësia e fjalës së koduar për kodimin e mesazhit i-të; fq t - probabiliteti i shfaqjes së mesazhit i-të.

4.2. Detyrat

4.2.1. Nga tabela 4, zgjidhni ditën e kodimit të mëpasshëm të alfabetit origjinal që përmban 10 karaktere, duke filluar me N-ro (N - numrin serial të studentit në ditarin e grupit). Normalizoni probabilitetet e simboleve.

4.2.2. Normalizoni atë të përzgjedhur në f.4.2.1. alfabet origjinal me kod binar uniform, kod Shannon-Fano, kod Huffman. Për çdo opsion kodimi, llogaritni vlerën minimale, maksimale, mesatare të gjatësisë së fjalës së koduar. Analizoni rezultatet.

4.2.3. Plotësoni detyrën 4.2.2. për kodin tresh.

Tabela 4

4.3. Udhëzime për kryerjen e detyrave individuale Tek detyra 4.2.1. Probabilitetet normalizohen sipas formulës:

/ KUSH / * Pk " JC = AT

ku Pi - probabilitetet e shfaqjes së simboleve janë dhënë në tabelën 4.

Për detyrën 4.2.2. Rregullat për ndërtimin e kodeve binare janë përshkruar në / 4,6 /.

Për detyrën 4.2.3. Kur ndërtohet një kod tresh, fjalët e shkruara në një sistem numrash tresh merren si fjalë kodike. Një kod tresh optimal ndërtohet duke përdorur procedurën Huffman (një kod nënoptimal ndërtohet duke përdorur procedurën Shannon-Fano). Në këtë rast, alfabeti ndahet në tre grupe, grupit të parë i caktohet "O", i dyti - "1", i treti - "2".