Резюме на урока по темата „Прехвърляне на информация. Технически системи за предаване на информация Модел на предаване на информация по технически канали

Цели на урока

Образователни:

Изучаване и затвърдяване на знанията;

Актуализиране на водещи знания;

Въвеждане на понятия начини предаване на информация, канали за предаване на информация, пропускателна способностканал.

Обмислитехнически системи за предаване на информация.

Развиващи се:

да развиват познавателен интерес, творческа активност на учениците;

развиват приятелска и бизнес комуникация сред учениците в екипна работа.

Образователни:

насърчаване на интерес към темата, внимание, дисциплина.

Тип на урока: изучаване на нов материал и първично затвърдяване на знанията.
Оборудване: Компютър, проектор, екран, презентация "Предаване на информация".
Видове работа: евристичен разговор, лекция-демонстрация, самостоятелна работа на студентите.

Стъпки на урока:

Организиране на времето.

Актуализация на знанията:

Поставяне на целта на урока.

Изучаване на нов материал.

Обобщаване на урока.

Настройка на домашната работа.

По време на часовете

– Здравейте момчета, седнете. Много се радвам да те видя. Днес продължаваме да изучаваме главата „ Информационни процесив системите "

II. Актуализация на знанията

Знаете от основния курс:

И така темата на нашия урок„Прехвърляне на информация“ (Слайд 1)

III. Поставяне на целта на урока

Нека започнем да изучаваме нов материал. Запишете темата на урока в тетрадка.
Днес в урока ще се срещнем с васс системи за предаване на техническа информация как се извършва процесът на предаване на информация, ще решим практически проблеми.

Аз V. Изучаване на нов материал.

Първото техническо средство за предаване на информация от разстояние е телеграфът, изобретен през 1837 г. от американеца Самюъл Морс. През 1876 г. американецът А. Бел изобретява телефона. Въз основа на откритието на електромагнитни вълни от немския физик Хайнрих Херц (1886), А.С. Попов в Русия през 1895 г. и почти едновременно с него през 1896 г. от Г. Маркони в Италия е изобретено радио. Телевизията и интернет се появяват през 20 век.(Слайд 2)

Модел на трансфер на информация на К. Шанън

Всички тези методи за информационна комуникация се основават на предаването на физически (електрически или електромагнитен) сигнал на разстояние и се подчиняват на някои общи закони. Комуникационната теория, възникнала през 20 -те години на миналия век, изследва тези закони. Математическият апарат на теорията на комуникацията - математическата теория на комуникацията, е разработен от американския учен Клод Шанън. (Слайд 3)

Модел на предаване на информация по технически комуникационни канали

Работата на такава схема може да се обясни с помощта на познатия процес на разговор по телефона. Източникът на информация е говорещ човек... Енкодерът е микрофон на телефонна слушалка, с помощта на който звуковите вълни (реч) се преобразуват в електрически сигнали. Комуникационният канал е телефонна мрежа(проводници, превключватели на телефонни възли, през които преминава сигналът). Декодиращото устройство е слушалката (слушалката) на слушащия човек - приемникът на информация. Тук входящият електрически сигнал се превръща в звук.

Пропускателна способност на канала и скорост на предаване на информация

Разработчиците на системи за предаване на техническа информация трябва да решат два взаимосвързани проблема: как да се гарантира най -високата скорост на предаване на информация и как да се намали загубата на информация по време на предаването. К. Шанън е първият учен, който се е заел с решаването на тези проблеми и е създал нова наука за онова време -теория на информацията ... Шанън идентифицираначин за измерване на количеството информация предавани по комуникационни канали. Той въведе концепцията за честотна лентаканал като максималната възможна скорост на пренос на данни. Тази скорост се измерва в битове в секунда (както и килобита в секунда, мегабита в секунда).

Пропускателната способност на комуникационен канал зависи от техническото му изпълнение. Например в компютърните мрежи се използват следните комуникационни средства:

телефонни линии;

комуникация с електрически кабел;

комуникация с оптичен кабел;

радиовръзка.

Пропускателната способност на телефонните линии е десетки и стотици Kbit / s; пропускателната способност на оптични линии и радиокомуникационни линии се измерва в десетки и стотици Mbit / s.

Съществува обаче проблем, който в диаграмата, предложена от К. Шанън, е маркиран с думата"шум".

Шум, защита от шум

Терминът "шум" се отнася до всички видове смущения, които изкривяват предавания сигнал и водят до загуба на информация. Такава намеса се дължи преди всичко на технически причини католошо качество на комуникационните линии , несигурност един от друг на различни потоци информация, предавани по едни и същи канали. Понякога, когато говорим по телефона, чуваме шум, пращене, пречи на разбирането на събеседника или разговорът на други хора се наслагва върху нашия разговор.

Наличието на шум води до загуба на предавана информация ... В такива случаи е необходима защита от шум. За това на първо място се използват технически методи за защита на комуникационните канали от въздействието на шума. Такива методи са много различни, понякога прости, понякога много сложни. Например: използване на екраниран кабел вместо гола жица; използването на различни видове филтри, които отделят полезния сигнал от шума и др.

Шанън разработи специална теория за кодиране, която предоставя методи за справяне с шума. Една от важните идеи на тази теория е, че кодът, предаван по комуникационната линия, трябва да бъдеизлишен. Поради това загубата на част от информацията по време на предаването може да бъде компенсирана. Например, ако ви се чува трудно, докато говорите по телефона, тогава като повторите всяка дума два пъти, имате по -голям шанс другият човек да ви разбере правилно.

Излишността на кода е многократното повторение на предаваните данни.

Не можете обаче да направите резервирането твърде голямо. Това ще доведе до забавяне и по -високи разходи за комуникация. Теорията за кодирането дава възможност да се получи такъв код, който да бъде оптимален: излишъкът на предаваната информация ще бъде възможно най -малък, а надеждността на получената информация ще бъде максимална.

Голям принос към наукатакомуникационна теория принос от известния съветски учен Владимир Александрович Котелников. През 1940-те и 1950-те години той получава фундаментални научни резултати по проблема за устойчивостта на шум на системите за предаване на информация.

V съвременни системицифрова комуникация за борба със загубата на информация по време на предаване, често се използва следната техника. Цялото съобщение е разделено на парчета - блокове. За всеки блоксе изчислява контролната сума (сумата от двоични цифри), която се предава заедно с този блок. На мястото на приемане контролната сума на получения блок се преизчислява и, ако не съвпада с първоначалната сума, предаването на този блок се повтаря. Това се случва, докато първоначалната и последната контролна сума съвпадат.

Независима работа. Учениците имат карти със задачи, които трябва да изпълнят.

Задания за самостоятелна работа

Пропускателната способност на комуникационния канал е 100 Mbit / s. Каналът не се влияе от шум (напр. Оптична линия). Определете колко време ще отнеме да бъде предаден текст по канала, чийто информационен обем е 100 Kb.

Пропускателната способност на комуникационния канал е 10 Mbit / s. Каналът е засегнат от шум, така че излишъкът на кода за предаване е 20%. Определете колко време ще отнеме през канала за предаване на текст, чийто информационен обем е 100 Kb.

V. Обобщение на урока

Нашият урок приключи. Какво ново научихте в урока и какво научихте?

Ви. Отражение

Предлагам да се оценя сам (казвам верните отговори). Оценки на урока.

Вии. Настройка на домашната работа

Прехвърлянето на информация става от източника до получателя (получателя) на информацията. Източникинформацията може да бъде всичко: всеки обект или явление от жива или нежива природа. Процесът на предаване на информация протича в определена материална среда, която разделя източника и получателя на информация, която се нарича канал предаване на информация. Информацията се предава по канала под формата на последователност от сигнали, символи, знаци, които се извикват съобщение. Получателинформацията е обект, който получава съобщение, в резултат на което настъпват определени промени в нейното състояние. Всичко по -горе е схематично показано на фигурата.

Прехвърляне на информация

Човек получава информация от всичко, което го заобикаля чрез сетивата: слух, зрение, обоняние, допир, вкус. Човек получава най -голямо количество информация чрез зрение и зрение. Звуковите съобщения се възприемат от ухо - акустични сигнали в непрекъсната среда (най -често във въздуха). Зрението възприема светлинни сигнали, които прехвърлят изображението на обекти.

Не всяко съобщение е информативно за човек. Например, въпреки че съобщение на неразбираем език се предава на човек, то не съдържа информация за него и не може да причини адекватни промени в състоянието му.

Информационният канал може да бъде или естествен (атмосферен въздух, през който се транспортират звукови вълни, слънчева светлина, отразена от наблюдаваните обекти), или да бъде създаден изкуствено. В последния случай говорим за технически средстваах комуникация.

Системи за предаване на техническа информация

Първото техническо средство за предаване на информация от разстояние е телеграфът, изобретен през 1837 г. от американеца Самюъл Морс. През 1876 г. американецът А. Бел изобретява телефона. Въз основа на откритието на електромагнитни вълни от немския физик Хайнрих Херц (1886), А.С. Попов в Русия през 1895 г. и почти едновременно с него през 1896 г. от Г. Маркони в Италия е изобретено радио. Телевизията и интернет се появяват през 20 век.

Всички изброени технически методи за информационна комуникация се основават на предаване на физически (електрически или електромагнитен) сигнал на разстояние и подлежат на някои общи закони. Изследването на тези закони се занимава с комуникационна теория, възникнали през 20 -те години на миналия век. Математическият апарат на теорията на комуникацията - математическа теория на комуникацията, разработен от американския учен Клод Шанън.

Клод Елууд Шанън (1916-2001), САЩ

Клод Шанън предлага модел на процеса на предаване на информация по технически комуникационни канали, представен с диаграма.

Система за предаване на техническа информация

Кодирането тук означава всяко преобразуване на информация, идваща от източник, във форма, подходяща за нейното предаване по комуникационен канал. Декодиране - обратно преобразуване на сигналната последователност.

Работата на такава схема може да се обясни с помощта на познатия процес на разговор по телефона. Източникът на информация е говорещият човек. Енкодерът е микрофон на телефонна слушалка, с помощта на който звуковите вълни (реч) се преобразуват в електрически сигнали. Комуникационният канал е телефонната мрежа (проводници, превключватели на телефонни възли, през които преминава сигналът). Декодиращото устройство е слушалката (слушалката) на слушащия човек - приемникът на информация. Тук входящият електрически сигнал се превръща в звук.

Съвременните компютърни системи за предаване на информация - компютърни мрежи, работят на същия принцип. Има процес на кодиране, който преобразува двоичен компютърен код във физически сигнал от типа, който се предава по комуникационен канал. Декодирането се състои в преобразуване на предавания сигнал обратно в компютърен код. Например, когато се използват телефонни линии в компютърни мрежи, функциите за кодиране-декодиране се изпълняват от устройство, наречено модем.

Пропускателна способност на канала и скорост на предаване на информация

Разработчиците на системи за предаване на техническа информация трябва да решат два взаимосвързани проблема: как да се осигури най -високата скорост на предаване на информация и как да се намали загубата на информация по време на предаването. Клод Шанън беше първият учен, който се справи с тези проблеми и създаде нова наука за онова време - теория на информацията.

К. Шанън дефинира метод за измерване на количеството информация, предавана по комуникационни канали. Той въведе концепцията честотна лента на канала,като максимално възможна скорост на предаване на информация.Тази скорост се измерва в битове в секунда (както и килобита в секунда, мегабита в секунда).

Пропускателната способност на комуникационен канал зависи от техническата му реализация. Например в компютърните мрежи се използват следните комуникационни средства:

Телефонни линии,

Електрическа кабелна комуникация,

Комуникация с оптичен кабел,

Радио комуникация.

Пропускателната способност на телефонните линии е десетки, стотици Kbit / s; пропускателната способност на оптични линии и радиокомуникационни линии се измерва в десетки и стотици Mbps.

Шум, защита от шум

Терминът „шум“ се отнася до всички видове смущения, които изкривяват предавания сигнал и водят до загуба на информация. Подобни смущения възникват преди всичко по технически причини: лошо качество на комуникационните линии, несигурност един от друг на различни потоци информация, предавани по едни и същи канали. Понякога, говорейки по телефона, чуваме шум, пращене, пречи на разбирането на събеседника или разговорът на напълно различни хора се наслагва върху нашия разговор.

Наличието на шум води до загуба на предаваната информация. В такива случаи е необходима защита от шум.

На първо място се използват технически методи за защита на комуникационните канали от въздействието на шума. Например, използвайки екраниран кабел вместо гола жица; използването на различни видове филтри, които отделят полезния сигнал от шума и др.

Клод Шанън е проектиран теория на кодиранетодавайки методи за справяне с шума. Една от важните идеи на тази теория е, че кодът, предаван по комуникационната линия, трябва да бъде излишен... Поради това загубата на част от информацията по време на предаването може да бъде компенсирана. Например, ако ви се чува трудно, докато говорите по телефона, тогава като повторите всяка дума два пъти, имате по -голям шанс другият човек да ви разбере правилно.

Не можете обаче да направите резервирането твърде голямо. Това ще доведе до забавяне и по -високи разходи за комуникация. Теорията на кодирането ви позволява да получите код, който е оптимален. В този случай излишъкът на предаваната информация ще бъде минимално възможен, а надеждността на получената информация ще бъде максимална.

В съвременните цифрови комуникационни системи следната техника често се използва за борба със загубата на информация по време на предаването. Цялото съобщение е разделено на парчета - пакети... За всеки пакет се изчислява чекова сума(сумата от двоични цифри), която се изпраща с този пакет. В точката на приемане контролната сума на получения пакет се преизчислява и ако не съвпада с първоначалната сума, предаването на този пакет се повтаря. Това ще продължи, докато първоначалната и последната контролна сума съвпадат.

Като се има предвид предаването на информация в пропедевтичните и основни курсовекомпютърните науки, на първо място, тази тема трябва да се обсъжда от гледна точка на човек като получател на информация. Способността да се получава информация от околния свят е най -важното условие за съществуването на човека. Човешките сетива са информационните канали на човешкото тяло, които свързват човек с външната среда. На тази основа информацията се разделя на визуална, звукова, обонятелна, тактилна и вкусова. Обосновката за факта, че вкусът, миризмата и докосването носят информация на човек, е следната: помним миризмите на познати предмети, вкуса на позната храна, разпознаваме познати предмети чрез докосване. А съдържанието на нашата памет е съхранена информация.

На учениците трябва да се каже, че в животинския свят информационната роля на сетивата е различна от тази на човека. Важна информационна функция за животните се осъществява от обонянието. Повишеното обоняние на служебните кучета се използва от правоохранителните органи за търсене на престъпници, откриване на наркотици и пр. Визуалното и звуковото възприятие на животните се различава от това на хората. Например, за прилепите е известно, че чуват ултразвук, докато котките виждат на тъмно (от човешка гледна точка).

В рамките на тази тема учениците трябва да могат да дават конкретни примери за процеса на предаване на информация, да определят за тези примери източника, получателя на информация, каналите, използвани за предаване на информация.

При изучаване на компютърни науки в гимназията учениците трябва да бъдат запознати с основните разпоредби на теорията на техническата комуникация: концепциите за кодиране, декодиране, скорост на предаване на информация, капацитет на канала, шум, защита от шум. Тези въпроси могат да бъдат разгледани в рамките на темата „Технически средства на компютърните мрежи“.

Работата на тази верига може да се обясни с пример телефонна връзка... Източникът на информация в тази система е говорещият човек, съответно приемникът, слушателят. Енкодерът е телефонна слушалка, с помощта на която звуковите сигнали се преобразуват в електромагнитни сигнали. Комуникационният канал е телефонната мрежа. Декодерът също е слушалка.

Кодиране на сигнала, при предаване на информация, е всяко преобразуване на информация, идваща от източник във форма, подходяща за нейното предаване по комуникационен канал. Понастоящем най -широко използваната цифрова комуникация, която по своето определение е дискретна. Освен това има и аналогова комуникация, това е комуникация, при която информацията се предава под формата на непрекъснат сигнал (стари стандарти на телефонните мрежи).

Под " Шум "се имат предвид всякакви смущения, които изкривяват предавания сигнал или водят до неговата загуба. Подобни смущения най -често възникват по технически причини: лошо качество на комуникационните линии, несигурност един от друг на различни потоци информация, предавани по един и същ комуникационен канал.

Методи за справяне с "шума":

1. Повторение на сигнала

2. Цифровизация на сигнала

3. Усилване на сигнала

4. Механични средства ( усукана двойка, оптични влакна, екраниране и др.)

Освен това теорията на кодирането е разработила методи за представяне на предаваната информация с цел намаляване на нейните загуби под влияние на шума.

5.2. Компютърни мрежи

Компютърна мрежаПредставлява връзка между два или повече компютъра помежду си за споделяне на достъп до споделени ресурси. Ресурсите са три вида: хардуер, софтуер и информация

Под хардуерни ресурсиозначава техническа поддръжка общ достъп: принтер, увеличен капацитет твърд диск(файлов сървър), хост машина и др.

По принцип компютърната мрежа може да бъде представена от набор от възли, свързани помежду си чрез носители за разпространение на сигнал (носители за предаване, магистрали, комуникационни линии). На възли компютърна мрежаса разположени елементи на комуникационната мрежа и компютърни системи.

Комуникационни мрежи. Основните елементи на традиционните комуникационни мрежи са терминални устройства (терминали), предавателни и комутационни системи.

Терминали са предназначени за свързване на източници и приемници на информация към комуникационната мрежа. Например, компютрите могат да бъдат свързани към тях чрез специална двупроводна линия или чрез модем.

Предавателна система осигурява транспортиране на информация на разстояние. Понастоящем те поддържат многоканална сигнализация през един ствол.

Система за превключване е проектиран да осигурява комуникация между множество пространствено разделени източници и приемници на информация. Благодарение на взаимосвързаните комутационни системи се формира композитен (от край до край) комуникационен канал за участниците

Всяка от публичните мрежи има своя собствена протоколи, предоставяне на достъп до определен вид услуга.

Протоколи. Под протоколсе разбира като набор от споразумения, които управляват компонентите при взаимодействие. В нашия случай протоколсъществува стандартен набор от правила, регулиращи представянето (по -специално форматите) на данни и процедурите за обмен

Днес информацията се разпространява толкова бързо, че не винаги има достатъчно време за нейното разбиране. Повечето хора рядко се замислят как и с какви средства се предава и още повече не си представят схемата на предаване на информация.

Основни понятия

Предаването на информация се счита за физически процес на преместване на данни (знаци и символи) в пространството. От гледна точка на предаването на данни, това е предварително планирано, технически оборудвано събитие за движение на информационни единици за зададено времеот така наречения източник към приемника посредством информационен канал или канал за предаване на данни.

Каналът за предаване на данни е съвкупност от средства или носител за разпространение на данни. С други думи, това е частта от схемата за предаване на информация, която осигурява движението на информация от източника до получателя и при определени условия и обратно.

Има много класификации на каналите за предаване на данни. Ако подчертаем основните, тогава можем да изброим следното: радиоканали, оптични, акустични или безжични, кабелни.

Технически канали за предаване на информация

Директно към каналите за предаване на технически данни са радиоканали, оптични канали и кабел. Кабелът може да бъде коаксиален или усукана двойка. Първият е електрически кабел с меден проводник вътре, а вторият е усукани двойкимедни проводници, изолирани по двойки, в диелектрична обвивка. Тези кабели са доста гъвкави и лесни за използване. Оптичното влакно се състои от оптични влакна, които предават светлинни сигнали чрез отражение.

Основните характеристики са пропускливост и устойчивост на шум. Пропускателната способност обикновено се разбира като количество информация, която може да бъде предадена по канала за определено време. И устойчивостта на шум е параметърът на устойчивостта на канала към външни смущения (шум).

Разбиране на трансфера на данни

Ако не посочите областта на приложение, общата схема на предаване на информация изглежда проста, включва три компонента: „източник“, „приемник“ и „канал за предаване“.

Схемата на Шанън

Клод Шанън, американски математик и инженер, беше в челните редици на теорията на информацията. Те предложиха схема за предаване на информация по технически комуникационни канали.

Тази схема не е трудна за разбиране. Особено ако си представите неговите елементи под формата на познати предмети и явления. Например източникът на информация е човек по телефона. Слушалката ще бъде енкодер, който преобразува речта или звуковите вълни в електрически сигнали. Каналът за предаване на данни в този случай са комуникационните възли, като цяло, цялата телефонна мрежа, водеща от един телефон към друг. Слушалката на абоната действа като декодер. Той преобразува електрическия сигнал обратно в звук, тоест в реч.

В тази диаграма на процеса на предаване на информация данните се представят като непрекъснат електрически сигнал. Тази връзка се нарича аналогова.

Концепция за кодиране

Кодирането се счита за трансформиране на информация, изпратена от източник, във форма, подходяща за предаване по използвания комуникационен канал. Най -яркият пример за кодиране е азбуката на Морз. В него информацията се преобразува в поредица от точки и тирета, тоест къси и дълги сигнали. Получаващата страна трябва да декодира тази последователност.

V съвременни технологииизползва се цифрова комуникация. В него информацията се преобразува (кодира) в двоични данни, тоест 0 и 1. Има дори двоична азбука. Тази връзка се нарича дискретна.

Намеса в информационните канали

В схемата за предаване на данни също има шум. Понятието "шум" в този случай означава смущения, поради които има изкривяване на сигнала и в резултат на това неговата загуба. Има различни причини за намеса. Например информационните канали могат да бъдат лошо защитени един от друг. За предотвратяване на смущения се използват различни методи за техническа защита, филтри, екраниране и т.н.

К. Шанън разработи и предложи да се използва теорията на кодирането за борба с шума. Идеята е, че тъй като шумът възниква при загуба на информация, тогава предадените данни трябва да бъдат излишни, но в същото време не толкова, че да намалят скоростта на предаване.

V цифрови каналикомуникационната информация е разделена на части - пакети, за всяка от които се изчислява контролна сума. Тази сума се изпраща с всеки пакет. Получателят на информация преизчислява тази сума и приема пакета само ако съвпада с оригиналния. В противен случай пакетът се изпраща отново. И така докато изпратените и получените контролни суми съвпаднат.

Предаването на информация е термин, който обединява много физически процеси на движение на информация в космоса. Във всеки от тези процеси участват компоненти като източник и приемник на данни, физически носител на информация и канал (носител) на нейното предаване.

Процес на трансфер на информация

Оригиналните хранилища на данни са различни съобщения, предавани от техните източници до приемници. Между тях са разположени канали за предаване на информация. Специални технически устройства -преобразуватели (енкодери) образуват физически носители на данни - сигнали - въз основа на съдържанието на съобщенията. Последните претърпяват редица трансформации, включително кодиране, компресиране, модулация и след това изпратени до комуникационните линии. След като преминат през тях, сигналите претърпяват обратни трансформации, включително демодулация, разопаковане и декодиране, в резултат на което оригиналните съобщения, възприети от приемниците, се извличат от тях.

Информационни съобщения

Съобщението е вид описание на явление или обект, изразено като сбор от данни, които имат признаци на начало и край. Някои съобщения, като реч и музика, са непрекъснати функции на времето за звуково налягане. В телеграфната комуникация съобщението е текстът на телеграма под формата на буквено -цифрова последователност. Телевизионното съобщение е поредица от рамкови съобщения, които се „виждат“ от обектива на телевизионната камера и ги улавят с честота на кадрите. По -голямата част от съобщенията, предавани наскоро чрез системи за предаване на информация, са числови масиви, текстови, графични, както и аудио и видео файлове.

Информационни сигнали

Предаването на информация е възможно, ако има физическа среда, чиито характеристики се променят в зависимост от съдържанието на изпратеното съобщение, така че да преодолеят канала за предаване с минимални изкривявания и да могат да бъдат разпознати от приемника. Тези промени във физическия носител на информация образуват информационен сигнал.

Днес информацията се предава и обработва с помощта на електрически сигнали по кабелни и радиокомуникационни канали, както и благодарение на оптичните сигнали в оптичните комуникационни линии.

Аналогови и цифрови сигнали

Добре известен пример за аналогов сигнал, т.е. E. непрекъснато променящо се във времето напрежение се отстранява от микрофона, който носи речево или музикално информационно съобщение. Може да се усилва и предава по кабелни канали към системи за възпроизвеждане на звук концертна залакойто ще носи реч и музика от сцената до публиката в галерията.

Ако в съответствие с величината на напрежението на изхода на микрофона, амплитудата или честотата на високочестотните електрически трептения в радиопредавателя се променя непрекъснато във времето, тогава аналогов радиосигнал може да се предава по въздуха. Телевизионен предавател в аналогова телевизионна система генерира аналогов сигнал под формата на напрежение, пропорционално на текущата яркост на елементите на изображението, възприемани от обектива на камерата.

Ако обаче аналоговото напрежение от изхода на микрофона се предава през цифрово-аналогов преобразувател (DAC), тогава неговият изход вече няма да бъде непрекъсната функция на времето, а поредица от отчитания на това напрежение, взети на редовни интервали с честота на вземане на проби. В допълнение, DAC също извършва квантоване според нивото на първоначалното напрежение, като замества целия възможен диапазон от неговите стойности с краен набор от стойности, определени от броя на двоичните цифри на неговия изходен код. Оказва се, че непрекъснато физическо количество (в този случай това напрежение) се превръща в поредица от цифрови кодове (се дигитализира) и след това вече в цифров вид може да се съхранява, обработва и предава чрез мрежи за предаване на информация. Това значително увеличава скоростта и шумоустойчивостта на такива процеси.

Комуникационни канали

Обикновено този термин се отнася до комплекси от технически средства, участващи в прехвърлянето на данни от източника към приемника, както и до средата между тях. Структурата на такъв канал, използващ типични средства за предаване на информация, е представена от следната последователност от трансформации:

AI - PS - (CI) - CC - M - LPI - DM - DK - CI - PS

AI е източник на информация: човек или друго живо същество, книга, документ, изображение на неелектронен носител (платно, хартия) и т.н.

PS - конвертор на информационно съобщение в информационен сигнал, изпълняващ първия етап на предаване на данни. Като PS могат да се използват микрофони, телевизионни и видеокамери, скенери, факсове, клавиатури на компютри и др.

KI е информационен енкодер в информационен сигнал за намаляване на обема (компресията) на информацията с цел увеличаване на нейната скорост на предаване или намаляване на честотната лента, необходима за предаване. Тази връзка не е задължителна, както е показано в скоби.

KK - канален енкодер за подобряване на имунитета на информационния сигнал.

М - модулатор на сигнала за промяна на характеристиките на междинните носещи сигнали, в зависимост от размера на информационния сигнал. Типичен пример е амплитудната модулация на носещ сигнал с висока носеща честота, в зависимост от величината на нискочестотния информационен сигнал.

LPI е линия за предаване на информация, представляваща комбинация от физическа среда (например електромагнитно поле) и технически средства за промяна на нейното състояние с цел предаване на носещ сигнал към приемник.

DM - демодулатор за отделяне на информационния сигнал от носещия сигнал. Представя се само ако М.

DC е канален декодер за откриване и / или коригиране на грешки в информационния сигнал, възникнали върху LPI. Представя се само ако има QC.

CI - информационен декодер. Представя се само ако има CI.

PI - приемник на информация (компютър, принтер, дисплей и др.).

Ако предаването на информация е двупосочно (дуплексен канал), тогава от двете страни на LPI има модемни модули (Modulator-DEModulator), които комбинират връзките M и DM, както и блокове кодек (COder-DECoder), които комбинират енкодери (KI и KK) и декодери (DI и DK).

Характеристики на каналите за предаване

Основните отличителни черти на каналите са пропускателната способност и устойчивостта на шум.

В канала информационният сигнал е изложен на шум и смущения. Те могат да бъдат причинени от естествени причини (например атмосферни за радиоканали) или да бъдат специално създадени от врага.

Устойчивостта на шум на каналите за предаване се увеличава чрез използване на различни видове аналогови и цифрови филтри за разделяне на информационните сигнали от шума, както и специални методи за предаване на съобщения, които свеждат до минимум ефекта от шума. Един от тези методи е да добавите допълнителни символи, които не носят полезно съдържание, но помагат за контролиране на правилността на съобщението, както и за коригиране на грешки в него.

Капацитетът на канала е равен на максималния брой предавани от него двоични символи (kbits) при липса на смущения за една секунда. За различни канали тя варира от няколко kbps до стотици Mbps и се определя от техните физически свойства.

Теория за трансфер на информация

Клод Шанън е автор на специална теория за кодиране на предавани данни, който е открил методи за справяне с шума. Една от основните идеи на тази теория е необходимостта от излишък на цифровия код, предаван по линии за предаване на информация. Това дава възможност да се възстанови загубата, ако част от кода се загуби по време на предаването му. Такива кодове (цифрови информационни сигнали) се наричат ​​кодове против заглушаване. Излишността на кода обаче не може да бъде прекалено голяма. Това води до факта, че предаването на информация се забавя, както и до покачване на цената на комуникационните системи.

Цифрова обработка на сигнал

Друг важен компонент на теорията за предаване на информация е система от методи за цифрова обработка на сигнала в каналите за предаване. Тези методи включват алгоритми за дигитализиране на оригиналните аналогови информационни сигнали с определена честота на дискретизация, определена въз основа на теоремата на Шанън, както и методи за генериране на сигнали на носител на имунитет срещу шум на тяхна основа за предаване по комуникационни линии и цифрово филтриране на приетите сигнали в за да ги отдели от намесата.