"정보 전송" 주제에 대한 수업 요약. 정보 전송의 기술 시스템 기술 채널을 통한 정보 전송 모델

수업 목표

교육적인:

지식의 연구 및 통합;

주요 지식 업데이트;

개념 방법 소개 정보 전달, 정보 전송 채널, 처리량채널.

고려하다기술 정보 전송 시스템.

개발 중:

인지적 관심, 학생들의 창의적 활동 개발;

공동 작업에서 학생들의 친절하고 비즈니스 커뮤니케이션을 개발합니다.

교육적인:

주제, 주의력, 규율에 대한 관심을 키우기 위해.

수업 유형: 새로운 자료를 배우고 지식의 기본 통합.
장비: PC, 프로젝터, 스크린, 프레젠테이션 "정보 전송".
작업 유형: 발견적 대화, 강의-시연, 학생들의 독립적인 작업.

수업 단계:

조직 시간.

지식 업데이트:

수업의 목표를 설정합니다.

새로운 자료를 학습합니다.

수업을 요약합니다.

숙제를 설정합니다.

수업 중

– 안녕 얘들아, 앉아. 만나서 정말 반가워요. 오늘 우리는 "챕터를 계속 공부합니다. 정보 처리시스템에서"

Ⅱ. 지식 업데이트

당신이 알고 있는 기본 과정에서:

그래서 우리 수업의 주제"정보 이전" (슬라이드 1)

III. 수업의 목표 설정

새로운 자료를 배우기 시작합시다. 공과의 주제를 공책에 적습니다.
오늘 수업에서 우리는 서로에 대해 알게 될 것입니다와 함께 기술 정보 전송 시스템 정보 전송 프로세스가 수행되는 방식에 따라 실제 문제를 해결할 것입니다.

나 V. 새로운 자료 학습.

정보를 원거리로 전송하는 최초의 기술적 수단은 1837년 미국의 새뮤얼 모스(Samuel Morse)가 발명한 전신이었습니다. 1876년 미국의 A. Bell이 전화기를 발명했습니다. 독일 물리학자 하인리히 헤르츠(Heinrich Hertz, 1886)의 전자기파 발견에 기초한 A.S. 1895년 러시아의 Popov와 1896년 이탈리아의 G. Marconi와 거의 동시에 라디오가 발명되었습니다. 텔레비전과 인터넷은 20세기에 등장했습니다.(슬라이드 2)

K. Shannon의 정보 전달 모델

위의 모든 정보 통신 방법은 물리적(전기적 또는 전자기적) 신호를 멀리서 전송하는 것을 기반으로 하며 특정 일반 법칙의 적용을 받습니다. 1920년대에 등장한 커뮤니케이션 이론은 이러한 법칙에 대한 연구를 다룬다. 의사 소통 이론의 수학적 장치 - 의사 소통의 수학적 이론은 미국 과학자 Claude Shannon이 개발했습니다. (슬라이드 3)

기술 커뮤니케이션 채널을 통한 정보 전달 모델

이러한 체계의 작동은 전화 통화의 친숙한 과정으로 설명할 수 있습니다. 정보 출처는 말하는 남자. 인코더는 음파(말)를 전기 신호로 변환하는 핸드셋 마이크입니다. 커뮤니케이션 채널은 전화망(신호가 통과하는 전화 노드의 전선, 스위치). 디코딩 장치는 정보 수신자인 청취자의 핸드셋(헤드폰)입니다. 여기에서 들어오는 전기 신호는 소리로 변환됩니다.

채널 용량 및 정보 전송률

기술 정보 전송 시스템의 개발자는 두 가지 상호 관련된 작업을 해결해야 합니다. 최고 속도정보 전송 및 전송 중 정보 손실을 줄이는 방법. K. Shannon은 이러한 문제를 해결하고 당시 새로운 과학을 창조한 최초의 과학자였습니다.정보 이론 . 섀넌 식별정보의 양을 측정하는 방법 통신 채널을 통해 전송됩니다. 그들은 처리량의 개념을 도입했습니다.가능한 최대 정보 전송률로 채널. 이 속도는 초당 비트(초당 킬로비트, 초당 메가비트)로 측정됩니다.

통신 채널의 처리량은 기술 구현에 따라 다릅니다. 예를 들어, 컴퓨터 네트워크는 다음과 같은 통신 수단을 사용합니다.

전화선;

전기 케이블 연결;

광섬유 케이블 통신;

무선 통신.

전화선 처리량 - 수십 및 수백 Kbps; 광섬유 회선 및 무선 통신 회선의 처리량은 수십 및 수백 Mbps로 측정됩니다.

그러나 K. Shannon이 제안한 다이어그램에서 다음과 같이 표시되는 문제가 있습니다."소음".

소음, 소음 보호

"노이즈"라는 용어는 전송된 신호를 왜곡하고 정보의 손실을 초래하는 다양한 종류의 간섭을 나타냅니다. 이러한 간섭은 주로 다음과 같은 기술적인 이유로 인해 발생합니다.열악한 라인 품질 , 동일한 채널을 통해 전송되는 다양한 정보 흐름의 서로에 대한 불안. 가끔 전화통화를 하다 보면 상대방의 말을 알아듣기 어렵게 하는 소음, 딱딱거리는 소리가 들리거나, 우리 대화에 다른 사람의 대화가 겹쳐지는 경우가 있습니다.

노이즈가 있으면 전송된 정보가 손실됩니다. . 이러한 경우 소음 방지가 필요합니다. 이를 위해 우선 노이즈의 영향으로부터 통신 채널을 보호하기 위한 기술적 방법이 사용됩니다. 이러한 방법은 매우 다르며 때로는 간단하고 때로는 매우 복잡합니다. 예: 베어 와이어 대신 차폐 케이블 사용; 유용한 신호와 노이즈 등을 분리하는 다양한 종류의 필터 사용

Shannon은 노이즈 처리 방법을 제공하는 특수 코딩 이론을 개발했습니다. 이 이론의 중요한 아이디어 중 하나는 통신 회선을 통해 전송되는 코드가 다음과 같아야 한다는 것입니다.불필요한. 이로 인해 전송 중 정보의 일부 손실을 보상할 수 있습니다. 예를 들어, 전화로 이야기할 때 잘 들리지 않는 경우 각 단어를 두 번 반복하면 대화 상대가 당신을 올바르게 이해할 가능성이 더 높아집니다.

코드 중복은 전송된 데이터의 다중 반복입니다.

그러나 중복성을 너무 크게 만들 수는 없습니다. 이것은 지연과 더 높은 통신 비용으로 이어질 것입니다. 코딩 이론은 최적의 코드를 얻는 것을 가능하게 합니다. 전송된 정보의 중복성은 가능한 최소가 될 것이고 수신된 정보의 신뢰성은 최대가 될 것입니다.

과학에 큰 공헌커뮤니케이션 이론 유명한 소련 과학자 Vladimir Aleksandrovich Kotelnikov가 소개했습니다. 1940-1950년대에 그는 정보 전송 시스템의 노이즈 내성 문제에 대한 근본적인 과학적 결과를 얻었습니다.

에 현대 시스템디지털 통신에서 다음 기술은 전송 중 정보 손실을 방지하기 위해 자주 사용됩니다. 전체 메시지는 부분-블록으로 나뉩니다. 각 블록에 대해체크섬이 계산됩니다 (2진수의 합) 이 블록과 함께 전송됩니다. 수신 사이트에서 수신된 블록의 체크섬을 다시 계산하고 원래 합계와 일치하지 않으면 이 블록의 전송을 반복합니다. 이것은 초기 및 최종 체크섬이 일치할 때까지 발생합니다.

독립적 인 일. 학생들은 반드시 완료해야 하는 과제가 적힌 카드를 가지고 있습니다.

에 대한 작업 독립적 인 일

통신 채널의 대역폭은 100Mbps입니다. 채널은 노이즈(예: 광섬유 라인)의 영향을 받지 않습니다. 정보 볼륨이 100Kb인 채널을 통해 텍스트가 전송되는 데 걸리는 시간을 결정합니다.

통신 채널의 대역폭은 10Mbps입니다. 채널은 노이즈의 영향을 받기 때문에 전송 코드 중복성은 20%입니다. 정보 볼륨이 100Kb인 채널을 통해 텍스트가 전송되는 데 걸리는 시간을 결정합니다.

V. 수업 요약

우리의 수업이 끝났습니다. 오늘 수업에서 새로 배운 것은 무엇이며 무엇을 배웠습니까?

VI. 반사.

나는 스스로 자신을 평가할 것을 제안합니다 (나는 정답을 말합니다). 수업 성적.

VII. 숙제 설정하기

정보의 전송은 정보의 출처에서 정보의 수신자(수신자)로 발생합니다. 원천정보는 무엇이든 될 수 있습니다. 생물 또는 무생물의 모든 대상 또는 현상. 정보 전달 과정은 정보의 출처와 수신자를 구분하는 어떤 물질적 환경에서 발생합니다. 채널 정보 이전. 정보는 신호, 기호, 기호의 특정 시퀀스 형태로 채널을 통해 전송됩니다. 메시지. 받는 사람정보는 메시지를 수신하는 객체로, 그 결과 해당 상태의 특정 변경이 발생합니다. 위의 모든 것이 그림에 개략적으로 표시됩니다.

정보 이전

사람은 청각, 시각, 후각, 촉각, 미각 등 감각을 통해 자신을 둘러싼 모든 것에서 정보를 받습니다. 사람은 청각과 시각을 통해 가장 많은 정보를 받습니다. 소리 메시지는 연속 매체(대부분 공기 중)의 청각 신호로 감지됩니다. 시각은 물체의 이미지를 전달하는 빛 신호를 감지합니다.

모든 메시지가 사람에게 유익한 것은 아닙니다. 예를 들어, 이해할 수 없는 언어로 된 메시지는 사람에게 전송되지만 그에 대한 정보를 포함하지 않으며 그의 상태에 적절한 변화를 일으킬 수 없습니다.

정보 채널은 자연적 특성(음파가 전달되는 대기 공기, 관측 대상에서 반사되는 햇빛)이거나 인위적으로 생성될 수 있습니다. 후자의 경우는 기술적 수단아 연결.

기술 정보 전송 시스템

정보를 원거리로 전송하는 최초의 기술적 수단은 1837년 미국의 새뮤얼 모스(Samuel Morse)가 발명한 전신이었습니다. 1876년 미국의 A. Bell이 전화기를 발명했습니다. 독일 물리학자 하인리히 헤르츠(Heinrich Hertz, 1886)의 전자기파 발견에 기초한 A.S. 1895년 러시아의 Popov와 1896년 이탈리아의 G. Marconi와 거의 동시에 라디오가 발명되었습니다. 텔레비전과 인터넷은 20세기에 등장했습니다.

나열된 모든 기술 정보 통신 방법은 물리적(전기적 또는 전자기적) 신호를 원거리로 전송하는 것을 기반으로 하며 특정 일반법의 적용을 받습니다. 이러한 법칙에 대한 연구는 커뮤니케이션 이론 1920년대에 등장한 것. 통신 이론의 수학적 장치 - 의사 소통의 수학적 이론, 미국 과학자 Claude Shannon이 개발했습니다.

클로드 엘우드 섀넌(1916–2001), 미국

Claude Shannon은 다이어그램으로 표시된 기술 커뮤니케이션 채널을 통해 정보를 전송하는 프로세스에 대한 모델을 제안했습니다.

기술정보 전달체계

여기서 인코딩은 소스에서 오는 정보를 통신 채널을 통한 전송에 적합한 형식으로 변환하는 것을 의미합니다. 디코딩 - 신호 시퀀스의 역변환.

이러한 체계의 작동은 전화 통화의 친숙한 과정으로 설명할 수 있습니다. 정보의 출처는 말하는 사람입니다. 인코더는 음파(말)를 전기 신호로 변환하는 핸드셋 마이크입니다. 통신 채널은 전화 네트워크(신호가 통과하는 전화 노드의 전선, 스위치)입니다. 디코딩 장치는 정보 수신자인 청취자의 핸드셋(헤드폰)입니다. 여기에서 들어오는 전기 신호는 소리로 변환됩니다.

정보 전송을 위한 최신 컴퓨터 시스템(컴퓨터 네트워크)은 동일한 원리로 작동합니다. 이진 컴퓨터 코드를 통신 채널을 통해 전송되는 유형의 물리적 신호로 변환하는 인코딩 프로세스가 있습니다. 디코딩은 전송된 신호를 컴퓨터 코드로 역변환하는 것입니다. 예를 들어, 컴퓨터 네트워크에서 전화선을 사용할 때 인코딩 및 디코딩 기능은 모뎀이라는 장치에 의해 수행됩니다.

채널 용량 및 정보 전송률

기술 정보 전송 시스템의 개발자는 정보 전송의 최고 속도를 보장하는 방법과 전송 중 정보 손실을 줄이는 방법이라는 두 가지 상호 관련된 작업을 해결해야 합니다. Claude Shannon은 이러한 문제를 해결하고 당시 새로운 과학을 창조한 최초의 과학자였습니다. 정보 이론.

K.Shannon은 통신 채널을 통해 전송되는 정보의 양을 측정하는 방법을 결정했습니다. 그들은 개념을 도입했습니다. 채널 대역폭,가능한 최대 정보 전송 속도로.이 속도는 초당 비트(초당 킬로비트, 초당 메가비트)로 측정됩니다.

통신 채널의 처리량은 기술 구현에 따라 다릅니다. 예를 들어, 컴퓨터 네트워크는 다음과 같은 통신 수단을 사용합니다.

전화선,

전기 케이블 연결,

광섬유 케이블링,

무선 통신.

전화선 처리량 - 수십, 수백 Kbps; 광섬유 회선 및 무선 통신 회선의 처리량은 수십 및 수백 Mbps로 측정됩니다.

소음, 소음 보호

"노이즈"라는 용어는 전송된 신호를 왜곡하고 정보의 손실을 초래하는 다양한 종류의 간섭을 나타냅니다. 이러한 간섭은 주로 기술적인 이유로 인해 발생합니다. 통신 회선의 품질 저하, 동일한 채널을 통해 전송되는 다양한 정보 흐름의 서로에 대한 불안정성. 때때로 전화로 이야기하는 동안 우리는 대화 상대를 이해하기 어렵게 만드는 소음, 딱딱거리는 소리를 듣거나 완전히 다른 사람들의 대화가 우리 대화에 겹쳐집니다.

노이즈가 있으면 전송된 정보가 손실됩니다. 이러한 경우 소음 방지가 필요합니다.

우선, 기술적인 방법은 노이즈의 영향으로부터 통신 채널을 보호하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 베어 와이어 대신 차폐 케이블을 사용합니다. 유용한 신호와 노이즈 등을 분리하는 다양한 종류의 필터 사용

클로드 섀넌 개발 코딩 이론, 노이즈 처리 방법을 제공합니다. 이 이론의 중요한 아이디어 중 하나는 통신 회선을 통해 전송되는 코드가 다음과 같아야 한다는 것입니다. 불필요한. 이로 인해 전송 중 정보의 일부 손실을 보상할 수 있습니다. 예를 들어, 전화로 이야기할 때 잘 들리지 않는 경우 각 단어를 두 번 반복하면 대화 상대가 당신을 올바르게 이해할 가능성이 더 높아집니다.

그러나 중복성을 너무 크게 만들 수는 없습니다. 이것은 지연과 더 높은 통신 비용으로 이어질 것입니다. 코딩 이론을 사용하면 최적의 코드를 얻을 수 있습니다. 이 경우 전송된 정보의 중복성은 가능한 최소가 될 것이며 수신된 정보의 신뢰성은 최대가 될 것입니다.

현대 디지털 통신 시스템에서 다음 기술은 전송 중 정보 손실을 방지하기 위해 자주 사용됩니다. 전체 메시지는 부분으로 나뉩니다 - 패키지. 각 패키지에 대해 계산됩니다. 수표(2진수의 합) 이 패킷과 함께 전송됩니다. 수신처에서 수신한 패킷의 체크섬을 재계산하여 원래의 합과 일치하지 않으면 이 패킷의 전송을 반복한다. 이것은 초기 및 최종 체크섬이 일치할 때까지 계속됩니다.

절차적 정보 전달을 고려하고 기본 과정정보학은 무엇보다도 정보를 받는 사람이라는 입장에서 논의되어야 합니다. 주변 세계로부터 정보를 받는 능력은 인간이 존재하기 위한 가장 중요한 조건이다. 인간의 감각 기관은 인체의 정보 채널이며 사람과 외부 환경을 연결합니다. 이를 바탕으로 정보는 시각, 청각, 후각, 촉각, 미각으로 구분된다. 맛, 냄새, 촉각이 사람에게 정보를 전달한다는 사실에 대한 근거는 다음과 같습니다. 우리는 친숙한 물건의 냄새, 친숙한 음식의 맛을 기억하고, 촉각으로 친숙한 물건을 인식합니다. 그리고 우리 기억의 내용은 저장된 정보입니다.

학생들은 동물의 세계에서 감각의 정보 제공 역할은 인간의 역할과 다르다는 것을 알려야 합니다. 후각은 동물에게 중요한 정보 기능을 수행합니다. 서비스견의 향상된 후각은 법 집행 기관에서 범죄자 수색, 마약 탐지 등에 사용됩니다. 동물의 시각 및 청각 인식은 인간과 다릅니다. 예를 들어 박쥐는 초음파를 듣는 것으로 알려져 있고 고양이는 어둠 속에서 보는 것으로 알려져 있습니다(인간의 관점에서).

이 주제의 틀 내에서 학생들은 정보 전송 프로세스의 특정 예를 제공하고 이러한 예에 대해 정보의 출처, 수신자 및 정보 전송에 사용되는 채널을 결정할 수 있어야 합니다.

고등학교에서 컴퓨터 과학을 공부할 때 학생들은 코딩, 디코딩, 정보 전송 속도, 채널 용량, 소음, 소음 보호의 개념과 같은 통신 기술 이론의 기본 조항을 소개해야 합니다. 이러한 문제는 "컴퓨터 네트워크의 기술적 수단"이라는 주제의 틀 내에서 고려할 수 있습니다.

이 방식의 동작은 전화 통신을 예로 들어 설명할 수 있다. 이 시스템의 정보 출처는 각각 말하는 사람, 받는 사람, 듣는 사람입니다. 인코더는 소리 신호를 전자기 신호로 변환하는 핸드셋입니다. 통신 채널은 전화 네트워크입니다. 디코딩 장치도 핸드셋입니다.

신호 코딩, 정보를 전송할 때 소스에서 오는 정보를 통신 채널을 통한 전송에 적합한 형식으로 변환하는 것입니다. 현재 가장 널리 사용되는 디지털 커뮤니케이션, 정의에 따라 이산적입니다. 또한 아날로그 연결도 있습니다. 이것은 정보가 지속적인 신호의 형태로 전송되는 연결입니다(구 전화 네트워크 표준).

아래에 " 소음"전송된 신호를 왜곡하거나 손실을 초래하는 다양한 종류의 간섭이 내포되어 있습니다. 이러한 간섭은 기술적인 이유로 인해 가장 자주 발생합니다. 통신 회선의 품질 저하, 동일한 통신 채널을 통해 전송되는 다양한 정보 흐름의 서로에 대한 불안정성.

"소음" 처리 방법:

1. 신호 반복

2. 신호 디지털화

3. 신호 증폭

4. 기계적 수단( 꼬인 쌍, 광섬유, 차폐 등)

또한 코딩 이론은 노이즈의 영향으로 손실을 줄이기 위해 전송된 정보를 표현하는 방법을 개발했습니다.

5.2. 컴퓨터 네트워크

컴퓨터 네트워크공유 리소스에 대한 액세스를 공유하기 위해 두 대 이상의 컴퓨터를 서로 연결하는 것입니다. 하드웨어, 소프트웨어 및 정보의 세 가지 유형의 리소스가 있습니다.

아래에 하드웨어 리소스기술 지원을 의미 공개 액세스: 프린터, 대용량 하드 드라이브(파일 서버), 호스트 머신 등

일반적으로 컴퓨터 네트워크는 신호 전파 매체(전송 매체, 백본, 통신 회선)로 상호 연결된 노드 집합으로 나타낼 수 있습니다. 매듭으로 컴퓨터 네트워크통신 네트워크 요소와 컴퓨터 시스템이 있습니다.

통신 네트워크. 전통적인 통신 네트워크의 주요 요소는 단말 장치(터미널), 전송 및 스위칭 시스템입니다.

터미널 정보의 소스와 수신기를 통신 네트워크에 연결하도록 설계되었습니다. 예를 들어 컴퓨터는 전용 2선 회선이나 모뎀을 통해 컴퓨터에 연결할 수 있습니다.

전송 시스템 원거리 정보 전송을 제공합니다. 현재 단일 백본을 통해 다중 채널 신호를 지원합니다.

스위칭 시스템 공간적으로 분리된 복수의 소스 및 정보 수신기의 통신을 제공하도록 설계되었습니다. 상호 연결된 스위칭 시스템 덕분에 참가자를 위한 복합(종단 간) 통신 채널이 형성됩니다.

각 공용 네트워크에는 고유한 프로토콜, 특정 유형의 서비스에 대한 액세스를 제공합니다.

프로토콜. 아래에 규약상호 작용할 때 구성 요소를 안내하는 일련의 계약으로 이해됩니다. 우리의 경우 규약데이터 및 교환 절차의 표시(특정 경우 형식)를 정의하는 표준 규칙 세트가 있습니다.

오늘날 정보는 너무 빠르게 확산되어 정보를 이해할 시간이 항상 충분하지 않습니다. 대부분의 사람들은 정보가 전송되는 방법과 수단에 대해 거의 생각하지 않으며, 정보 전송 방식을 상상하지도 않습니다.

기본 컨셉

정보의 전송은 공간에서 데이터(기호 및 기호)를 이동하는 물리적 프로세스로 간주됩니다. 데이터 전송의 관점에서 이것은 정보 단위의 이동을 위해 사전에 계획되고 기술적으로 갖추어진 이벤트입니다. 시간 설정정보 채널 또는 데이터 채널을 통해 소위 소스에서 수신기로 전송됩니다.

데이터 전송 채널 - 수단 또는 데이터 배포 매체 세트. 다시 말해서, 이것은 정보가 소스에서 수신자로, 그리고 특정 조건에서 뒤로 이동하는 것을 보장하는 정보 전송 체계의 일부입니다.

데이터 전송 채널에는 많은 분류가 있습니다. 주요 채널을 강조 표시하면 무선 채널, 광학, 음향 또는 무선, 유선을 나열할 수 있습니다.

정보 전송의 기술 채널

데이터 전송의 기술 채널에 직접 무선 채널, 광섬유 채널 및 케이블이 있습니다. 케이블은 동축 또는 트위스트 페어일 수 있습니다. 전자는 내부에 구리선이 있는 전기 케이블이고 후자는 꼬인 쌍유전체 외장에 위치한 쌍으로 절연 된 구리 와이어. 이 케이블은 매우 유연하고 사용하기 쉽습니다. 광섬유는 반사를 통해 빛 신호를 전송하는 광섬유 가닥으로 구성됩니다.

주요 특성은 처리량 및 노이즈 내성입니다. 대역폭은 일반적으로 특정 시간에 채널을 통해 전송할 수 있는 정보의 양으로 이해됩니다. 그리고 잡음 내성은 외부 간섭(잡음)의 영향에 대한 채널 안정성의 매개변수입니다.

데이터 전송 이해

범위를 지정하지 않으면 "소스", "수신기" 및 "전송 채널"의 세 가지 구성 요소를 포함하는 일반 정보 전송 체계가 단순해 보입니다.

섀넌의 계획

미국의 수학자이자 공학자인 Claude Shannon은 정보 이론의 기원에 섰습니다. 그는 기술 커뮤니케이션 채널을 통해 정보를 전송하는 방식을 제안했습니다.

이 도표를 이해하면 쉽습니다. 특히 친숙한 물체와 현상의 형태로 요소를 상상한다면. 예를 들어 정보의 출처는 전화 통화를 하는 사람입니다. 핸드셋은 음성 또는 음파를 전기 신호로 변환하는 인코더가 될 것입니다. 이 경우 데이터 전송 채널은 일반적으로 한 전화기 세트에서 다른 전화기 세트로 이어지는 전체 전화 네트워크인 통신 노드입니다. 가입자의 핸드셋은 디코딩 장치 역할을 합니다. 전기 신호를 다시 소리, 즉 음성으로 변환합니다.

정보 전송 프로세스의 이 다이어그램에서 데이터는 연속적인 전기 신호로 표시됩니다. 이러한 연결을 아날로그라고 합니다.

코딩의 개념

코딩은 소스에 의해 전송된 정보를 사용되는 통신 채널을 통한 전송에 적합한 형식으로 변환하는 것으로 간주됩니다. 코딩의 가장 이해하기 쉬운 예는 모스 부호입니다. 그것에서 정보는 일련의 점과 대시, 즉 짧고 긴 신호로 변환됩니다. 수신 당사자는 이 시퀀스를 디코딩해야 합니다.

에 현대 기술디지털 통신을 사용합니다. 그 안에 정보가 이진 데이터, 즉 0과 1로 변환(인코딩)됩니다. 이진 알파벳도 있습니다. 이러한 연결을 이산이라고 합니다.

정보 채널의 간섭

노이즈는 데이터 전송 방식에도 존재합니다. 이 경우 "잡음"의 개념은 신호가 왜곡되어 결과적으로 손실되는 간섭을 의미합니다. 간섭의 이유는 다를 수 있습니다. 예를 들어 정보 채널은 서로 제대로 보호되지 않을 수 있습니다. 간섭을 방지하기 위해 다양한 기술적 보호 방법, 필터, 차폐 등이 사용됩니다.

K. Shannon은 잡음과 싸우기 위해 코딩 이론을 사용하기 위해 개발 및 제안했습니다. 정보가 노이즈의 영향으로 손실되는 경우 전송된 데이터가 중복되어야 하지만 동시에 전송 속도를 줄이는 정도는 아니라는 아이디어입니다.

에 디지털 채널통신 정보는 체크섬이 계산되는 패킷으로 나뉩니다. 이 양은 각 패킷과 함께 전송됩니다. 정보 수신자는 이 합계를 다시 계산하고 원본과 일치하는 경우에만 패킷을 수락합니다. 그렇지 않으면 패킷이 다시 전송됩니다. 보내고 받은 체크섬이 일치할 때까지 계속됩니다.

정보 전송은 공간에서 정보 이동의 많은 물리적 프로세스를 결합한 용어입니다. 이러한 프로세스에는 데이터 소스 및 수신기, 정보의 물리적 캐리어 및 전송 채널(매체)과 같은 구성 요소가 포함됩니다.

정보 이전 프로세스

데이터의 초기 저장소는 소스에서 수신자로 전송되는 다양한 메시지입니다. 그들 사이에는 정보를 전송하는 채널이 있습니다. 특수 기술 변환기 장치(인코더)는 메시지 내용에 따라 물리적 데이터 캐리어(신호)를 형성합니다. 후자는 코딩, 압축, 변조를 포함한 여러 변환을 거친 다음 통신 회선으로 전송됩니다. 신호를 통과한 후 신호는 복조, 압축 해제 및 디코딩을 포함한 역변환을 거쳐 원래 메시지가 신호에서 추출되어 수신기에서 인식됩니다.

정보 메시지

메시지는 시작과 끝의 표시가 있는 데이터 집합으로 표현되는 현상이나 대상에 대한 일종의 설명입니다. 음성 및 음악과 같은 일부 메시지는 음압 시간의 연속 함수입니다. 전신 통신에서 메시지는 영숫자 시퀀스 형태의 전보 텍스트입니다. 텔레비전 메시지는 카메라 렌즈가 "보고" 프레임 속도로 캡처하는 일련의 메시지 프레임입니다. 최근 정보 전송 시스템을 통해 전송되는 메시지의 대부분은 숫자 배열, 텍스트, 그래픽, 오디오 및 비디오 파일입니다.

정보 신호

정보의 전송은 물리적인 캐리어가 있으면 가능하며, 전송되는 메시지의 내용에 따라 그 특성이 변하여 최소한의 왜곡으로 전송채널을 극복하고 수신자가 인식할 수 있도록 한다. 물리적 저장 매체의 이러한 변화는 정보 신호를 형성합니다.

오늘날 정보는 유선 및 무선 통신 채널의 전기 신호와 FOCL의 광 신호를 사용하여 전송 및 처리됩니다.

아날로그 및 디지털 신호

아날로그 신호의 잘 알려진 예, 즉 시간에 따라 지속적으로 변화하는 것은 연설이나 음악 정보 메시지를 전달하는 마이크에서 가져온 전압입니다. 증폭되어 유선 채널을 통해 사운드 재생 시스템으로 전송될 수 있습니다. 콘서트홀무대에서 갤러리의 청중에게 연설과 음악을 가져올 것입니다.

마이크 출력의 전압 크기에 따라 무선 송신기의 고주파 전기 진동의 진폭 또는 주파수가 시간에 따라 지속적으로 변경되면 아날로그 무선 신호가 공중에서 전송될 수 있습니다. 아날로그 텔레비전 시스템의 TV 송신기는 TV 카메라 렌즈에 의해 감지되는 이미지 요소의 현재 밝기에 비례하는 전압 형태의 아날로그 신호를 생성합니다.

그러나 마이크 출력의 아날로그 전압이 DAC(디지털-아날로그 변환기)를 통과하면 출력은 더 이상 시간의 연속 함수가 아니라 일정한 간격으로 이 전압을 판독하는 시퀀스가 ​​됩니다. 샘플링 주파수. 또한 DAC는 초기 전압 수준에 따라 양자화를 수행하여 가능한 전체 값 범위를 출력 코드의 이진 자릿수로 결정되는 유한한 값 집합으로 대체합니다. 연속적인 물리량(여기서는 전압)이 일련의 디지털 코드(디지털화)로 변해 정보전송망을 통해 디지털 형태로 저장·가공·전송될 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이는 이러한 프로세스의 속도와 노이즈 내성을 크게 향상시킵니다.

정보 전달 채널

일반적으로이 용어는 소스에서 수신기로의 데이터 전송과 관련된 기술적 수단의 복합체와 그 사이의 환경을 나타냅니다. 일반적인 정보 전송 수단을 사용하는 이러한 채널의 구조는 다음과 같은 일련의 변환으로 표시됩니다.

II - PS - (KI) - KK - M - LPI - DM - DC - DI - PS

AI - 정보 출처: 사람 또는 다른 사람 생물, 책, 문서, 비전자적 매체(캔버스, 종이)의 이미지 등

PS는 정보 메시지를 정보 신호로 변환하여 데이터 전송의 첫 번째 단계를 수행합니다. 마이크, 텔레비전 및 비디오 카메라, 스캐너, 팩스, PC 키보드 등은 PS로 작동할 수 있습니다.

CI는 정보의 전송 속도를 높이거나 전송에 필요한 주파수 대역을 줄이기 위해 정보의 볼륨(압축)을 줄이기 위한 알림 신호의 정보 인코더입니다. 괄호 안에 표시된 것처럼 이 링크는 선택 사항입니다.

KK - 비공식 신호의 잡음 내성을 증가시키는 채널 인코더.

M은 정보 신호의 값에 따라 중간 반송파 신호의 특성을 변경하기 위한 신호 변조기이다. 대표적인 예는 저주파 정보 신호의 값에 따른 높은 반송 주파수의 반송 신호의 진폭 변조이다.

LPI - 물리적 환경(예: 전자기장)과 캐리어 신호를 수신기로 전송하기 위해 상태를 변경하는 기술적 수단의 조합을 나타내는 정보 전송 라인.

DM은 정보 신호와 반송파 신호를 분리하기 위한 복조기이다. M이 있을 때만 나타납니다.

DC - LPI에서 발생한 정보 신호의 오류를 감지 및/또는 수정하기 위한 채널 디코더. CC가 있는 경우에만 표시됩니다.

DI - 정보 디코더. CI가 있는 경우에만 표시됩니다.

PI - 정보 수신기(컴퓨터, 프린터, 디스플레이 등).

정보 전송이 양방향(이중 채널)인 경우 LPI의 양쪽에는 M 및 DM 링크를 결합하는 모뎀 장치(MODulator-DEModulator)와 인코더를 결합하는 코덱 장치(COder-DEcoder)가 있습니다. (KI 및 KK) 및 디코더(DI 및 DC).

전송 채널의 특성

채널의 주요 구별 기능에는 대역폭 및 노이즈 내성이 있습니다.

채널에서 정보 신호는 노이즈와 간섭에 노출됩니다. 자연적 원인(예: 라디오 채널의 대기)에 의해 발생하거나 적에 의해 특별히 생성될 수 있습니다.

다양한 아날로그 및 디지털 필터를 사용하여 정보 신호를 노이즈에서 분리하고, 노이즈의 영향을 최소화하는 특수 메시지 전송 방식을 사용하여 전송 채널의 노이즈 내성을 높입니다. 이러한 방법 중 하나는 유용한 내용을 전달하지 않지만 메시지의 정확성을 제어하고 오류를 수정하는 데 도움이 되는 추가 문자를 추가하는 것입니다.

채널의 대역폭은 1초 동안 간섭이 없을 때 채널이 전송하는 최대 이진 기호(kbps) 수와 같습니다. 다른 채널의 경우 몇 kbps에서 수백 Mbps까지 다양하며 물리적 속성에 따라 결정됩니다.

정보 전달 이론

Claude Shannon은 전송된 데이터를 코딩하는 특수 이론의 저자로 노이즈 퇴치 방법을 발견했습니다. 이 이론의 주요 아이디어 중 하나는 정보 전송 라인을 통해 전송되는 디지털 코드의 중복성이 필요하다는 것입니다. 이렇게 하면 전송 중에 코드의 일부가 손실된 경우 손실을 복원할 수 있습니다. 이러한 코드(디지털 정보 신호)를 노이즈 면역이라고 합니다. 그러나 코드 중복성을 너무 멀리 가져서는 안됩니다. 이것은 정보 전송이 지연되고 통신 시스템의 비용이 상승한다는 사실로 이어집니다.

디지털 신호 처리

정보 전송 이론의 또 다른 중요한 구성 요소는 전송 채널의 디지털 신호 처리 방법 시스템입니다. 이러한 방법에는 Shannon의 정리에 따라 결정된 특정 샘플링 속도로 원래 아날로그 정보 신호를 디지털화하는 알고리즘과 통신 회선을 통한 전송 및 수신된 신호의 디지털 필터링을 기반으로 잡음 보호 반송파 신호를 생성하는 방법이 포함됩니다. 간섭으로부터 분리합니다.