Informatieoverdracht - het is een doelgericht proces, waardoor informatie van het ene object naar het andere wordt overgedragen. De overdracht van informatie is noodzakelijk voor de verspreiding ervan. De belangrijkste apparaten voor snelle overdracht informatie over lange afstanden momenteel zijn telegraaf, radio, telefoon, televisiezender, telecommunicatienetwerken gebaseerd op computersystemen... Dergelijke communicatiemiddelen worden gewoonlijk informatietransmissiekanalen genoemd. Opgemerkt moet worden dat tijdens het verzenden van informatie deze kan worden vervormd of verloren kan gaan. Dit gebeurt in gevallen waarin de datakanalen van slechte kwaliteit zijn of er ruis (interferentie) op de communicatielijn is. De overdracht van informatie is altijd een tweerichtingsproces, waarbij er een bron is en een ontvanger van informatie.

De transmissie wordt gekenmerkt door:

1) De bandbreedte van het informatietransmissiesysteem-de maximaal theoretisch mogelijke hoeveelheid informatie die per tijdseenheid kan worden verzonden

2) Geloofwaardigheid- overdracht van informatie zonder vervorming 3) Betrouwbaarheid: - volledige en correcte uitvoering door het systeem van al zijn functies 4) Snelheid: overdracht van informatie

5) Snelheid: signaaloverdracht via communicatiekanaal

8.Gegevens opslag Is de opname op externe opslagapparaten aan? verschillende media voor later gebruik.

De fase van het opslaan van informatie kan op de volgende niveaus worden weergegeven:

extern, conceptueel, intern;

fysiek. extern het niveau weerspiegelt de inhoud van informatie en vertegenwoordigt de manieren (typen) om gegevens aan de gebruiker te presenteren tijdens de implementatie van hun opslag.

Conceptueel niveau bepaalt de volgorde van het organiseren van informatiearrays en methoden voor het opslaan van informatie (bestanden, arrays, gedistribueerde opslag, geconcentreerd, enz.).

Innerlijk niveau vertegenwoordigt de organisatie van de opslag van informatiearrays in het systeem van verwerking en wordt bepaald door de ontwikkelaar.

Fysiek opslaglaag betekent de implementatie van het opslaan van informatie op specifieke fysieke media.

Methoden voor het organiseren van de opslag van informatie zijn gekoppeld aan het zoeken - een operatie waarbij opgeslagen informatie wordt geëxtraheerd.

Het opslaan en ophalen van informatie zijn niet alleen bewerkingen daarop, maar omvatten ook het gebruik van methoden om deze bewerkingen uit te voeren. Informatie wordt onthouden zodat deze kan worden gevonden voor verder gebruik... De mogelijkheid om te zoeken wordt vastgelegd tijdens de organisatie van het memorisatieproces. Hiervoor worden methoden gebruikt om de opgeslagen informatie te markeren, die zoeken en daaropvolgende toegang ertoe bieden. Deze methoden worden gebruikt voor het werken met bestanden, grafische databases, enz.

Informatie processen. Keer bekeken informatieprocessen

Informatieproces is een reeks opeenvolgende acties (bewerkingen) die op informatie worden uitgevoerd om een ​​resultaat te verkrijgen (doelrealisatie).

Informatie bestaat niet op zichzelf, het manifesteert zich in informatieprocessen.

naar de belangrijkste informatieprocessen erbij betrekken:

· Informatie ontvangen (ontvangen);

· gegevens opslag;

· Overdracht van informatie;

· gegevensverwerking;

· bescherming van informatie.

Gegevens opslag

De menselijke geest is het perfecte hulpmiddel om meer te weten te komen over de wereld om ons heen. En het menselijk geheugen is een uitstekend apparaat om informatie op te slaan.

Echter, voor lange termijn opslag informatie, de accumulatie en overdracht van generatie op generatie, is het noodzakelijk om het niet alleen in het geheugen van een persoon op te slaan. Hiervoor worden externe media gebruikt: knopen aan touwen, inkepingen aan stokken, berkenbast letters, letters op papyrus, papier.

Informatie kan in verschillende vormen worden opgeslagen: in de vorm van geschreven teksten, afbeeldingen, diagrammen, tekeningen; foto's, geluidsopnamen, films en video-opnamen. In elk geval worden hun eigen dragers gebruikt.

Vervoerder Is een materieel medium dat wordt gebruikt om informatie vast te leggen en op te slaan. TOT moderne dragers informatie omvat: papieren media (boeken), magnetische media (floppy disks, harde schijven), optische media (laserschijven) en flashkaarten.

Verzenden en ontvangen (ontvangen) van informatie

Informatieopslag is nodig voor de verspreiding ervan in de tijd, en de verspreiding ervan in de ruimte vindt plaats tijdens het proces van informatieoverdracht.

De overdracht en ontvangst van informatie vindt plaats tijdens een gesprek tussen mensen, via correspondentie, radio, tv, enz.

Bij het proces van informatieoverdracht zijn ze noodzakelijkerwijs betrokken een bron en ontvanger van informatie: de eerste verzendt informatie, de tweede ontvangt deze. Er is een informatieoverdrachtskanaal tussen hen - koppeling... Informatieoverdracht is mogelijk met elke informatiecoderingstaal, begrijpelijk voor zowel de bron als de ontvanger. In sommige gevallen, bij het overdragen van informatie, omvat het proces: codering en decoder.

Encoder- een apparaat dat is ontworpen om te converteren Originele bericht bron van informatie naar een formulier dat geschikt is voor verzending.

Decoder- een apparaat om een ​​gecodeerd bericht om te zetten in het originele bericht.

De algemene informatieoverdracht procesdiagram: kan als volgt worden weergegeven:

De werking van een dergelijk schema kan worden uitgelegd aan de hand van het vertrouwde proces van telefoneren. Informatiebron is de sprekende persoon. Encoder- de microfoon van de handset, met behulp waarvan geluidsgolven (spraak) worden omgezet in elektrische signalen. Communicatiekanaal serveert telefoonnetwerk. Decoder is de telefoonhoorn (oortelefoon) van de luisterende persoon - ontvanger van informatie... Hier verandert het binnenkomende elektrische signaal in geluid.

Gegevensverwerking

Verwerking (transformatie) van informatie is het proces van het veranderen van de vorm van presentatie van informatie of de inhoud ervan.

Er zijn de volgende soorten informatieverwerking:

- extractie nieuwe informatie hiervan door logisch te redeneren, bijvoorbeeld het oplossen van een wiskundig probleem, het oplossen van een misdaad op basis van verzameld bewijs;

- het veranderen van de vorm van presentatie van informatie, bijvoorbeeld vertaling van tekst van de ene taal naar de andere of versleuteling (codering) van informatie;

- het sorteren van informatie, bijvoorbeeld het alfabetisch sorteren van de lijst met achternamen;

- zoeken naar informatie, bijvoorbeeld zoeken naar een telefoon in telefoonboek of zoek een vreemd woord op in een woordenboek.

Bescherming informatie wordt uitgevoerd met behulp van een wachtwoord of een speciale manier om naar schijf te schrijven.

Elke persoon wordt voortdurend geconfronteerd met informatie, bovendien zo vaak dat niet iedereen de betekenis van het concept zelf kan uitleggen. Informatie is informatie die van de ene persoon naar de andere wordt verzonden met behulp van verschillende middelen communicatie.

Er zijn verschillende manieren om gegevens over te dragen, die hieronder worden besproken.

Hoe informatie wordt verzonden

In het proces van menselijke ontwikkeling is er een constante verbetering van de mechanismen waarmee informatie wordt verzonden. De methoden voor het opslaan en verzenden van informatie zijn behoorlijk divers, aangezien er verschillende systemen zijn waarin gegevens worden uitgewisseld.

In het datatransmissiesysteem worden 3 richtingen onderscheiden: dit is transmissie van persoon naar persoon, van persoon naar computer en van computer naar computer.

• In eerste instantie wordt informatie verkregen met behulp van de zintuigen - zien, horen, ruiken, proeven en voelen. Om informatie op korte afstand te verzenden, is er een taal waarmee u de ontvangen informatie aan een andere persoon kunt doorgeven. Daarnaast kun je iets overdragen aan een ander door een brief te schrijven of tijdens de voorstelling, maar ook door te telefoneren. Ondanks het feit dat in het laatste voorbeeld een communicatiemiddel wordt gebruikt, dat wil zeggen een tussenapparaat, kan informatie in direct contact worden verzonden.
• Om gegevens van een persoon naar een computer over te dragen, is het noodzakelijk om deze in het geheugen van het apparaat in te voeren. Informatie kan hebben ander soort, die verder zal worden besproken.
• Overdracht van computer naar computer vindt plaats via tussenliggende apparaten (flashkaart, internet, schijf, enz.).

Gegevensverwerking

Na het verkrijgen van de nodige informatie, wordt het noodzakelijk om ze op te slaan en over te dragen. Methoden voor het overbrengen en verwerken van informatie geven visueel de stadia van menselijke ontwikkeling weer.

• In het begin van zijn ontwikkeling bestond de gegevensverwerking uit het overbrengen op papier met inkt, een pen, een pen, enz. Het nadeel van deze verwerkingsmethode was echter de onbetrouwbaarheid van de opslag. Als we de manieren noemen om informatie op te slaan en te verzenden, heeft opslag op papier een bepaalde periode, die wordt bepaald door de levensduur van het papier, evenals de gebruiksomstandigheden.
• De volgende stap is mechanisch informatie Technologie, die een typemachine, telefoon, dictafoon gebruikt.
• Volgende te vervangen mechanisch systeem: elektrische gegevensverwerking is gekomen, omdat de methoden voor het overbrengen van informatie voortdurend worden verbeterd. Deze tools omvatten elektrische typemachines, draagbare spraakrecorders en kopieerapparaten.

Soorten informatie

De soorten en methoden van overdracht van informatie verschillen afhankelijk van de inhoud ervan. Het kan tekstuele informatie zijn die in mondelinge en schriftelijke vorm wordt gepresenteerd, maar ook symbolisch, muzikaal en grafisch. TOT moderne soorten gegevens bevatten ook video-informatie.

Een persoon houdt zich dagelijks bezig met elk van deze vormen van informatieopslag.

Middelen voor informatieoverdracht

De middelen voor het doorgeven van informatie kunnen mondeling en schriftelijk zijn.

• Mondelinge middelen omvatten toespraken, vergaderingen, presentaties, rapporten. Bij deze methode kun je rekenen op een snelle reactie van je tegenstander. Het gebruik van aanvullende non-verbale middelen tijdens een gesprek kan het effect van spraak versterken. Deze middelen omvatten gezichtsuitdrukkingen, gebaren. Tegelijkertijd heeft mondelinge informatie echter geen effect op de lange termijn.
• Schriftelijke media zijn artikelen, rapporten, brieven, notities, afdrukken, etc. En je bent niet afhankelijk van een snelle reactie van het publiek. Het voordeel is echter dat de ontvangen informatie opnieuw kan worden gelezen, waardoor de informatie wordt geassimileerd.

Manieren om informatie te presenteren

Zoals u weet, kan informatie in verschillende vormen worden gepresenteerd, wat echter de inhoud niet verandert. Een huis kan bijvoorbeeld worden gezien als een woord of een afbeelding.

Methoden voor het presenteren en verzenden van informatie kunnen worden weergegeven in de vorm van de volgende lijst:

• Tekst informatie. Het stelt u in staat om informatie zo volledig mogelijk te verstrekken, maar het kan een grote hoeveelheid gegevens bevatten, wat bijdraagt ​​aan de slechte assimilatie ervan.
• Een grafische afbeelding is een grafiek, diagram, diagram, histogram, cluster, enz. Hiermee kunt u informatie beknopt weergeven, logische verbanden leggen, oorzaak-gevolgrelaties leggen. Daarnaast informatie in grafisch stelt u in staat om oplossingen te vinden voor verschillende problemen.
• De presentatie is kleurrijk goed voorbeeld manier om informatie te presenteren. Het kan zowel tekstuele gegevens als hun grafische weergave combineren, dat wil zeggen verschillende soorten informatiepresentatie.

Communicatie concept

Communicatie is een systeem van interactie tussen verschillende objecten. In algemene zin is dit de overdracht van informatie van het ene object naar het andere. Communicatie is de sleutel tot het succes van een organisatie.

Methoden voor het overdragen van informatie (communicatie) presteren volgende functies:: organisatorisch, interactief, expressief, motiverend, perceptueel.

De organisatiefunctie zorgt voor een systeem van relaties tussen medewerkers; interactief stelt u in staat om de stemming van anderen vorm te geven; expressieve kleuren de stemming van anderen; stimulerende oproepen tot actie; perceptueel stelt verschillende gesprekspartners in staat elkaar te begrijpen.

Moderne manieren om informatie over te dragen

naar de meesten moderne manieren overdracht van informatie zijn de volgende.

Het internet bevat een schat aan informatie. Hierdoor kun je veel kennis voor jezelf opdoen zonder boeken en andere papieren bronnen te bestuderen. Daarnaast bevat het echter methoden en middelen voor het verzenden van informatie, vergelijkbaar met historisch oudere modellen. Dit is analoog aan traditionele post - E-mail, of email. Het gemak van het gebruik van dit type post ligt in de snelheid van verzending van de brief, de uitsluiting van gefaseerde bezorging. Tegenwoordig heeft bijna iedereen e-mailadres, en de communicatie met veel organisaties wordt juist onderhouden via deze methode van informatieoverdracht.

GSM digitale standaard: mobiel, die overal veel wordt gebruikt. In dit geval wordt mondelinge spraak gecodeerd en via de converter naar een andere abonnee verzonden. Alle Nodige informatie geplaatst in een simkaart die is geplaatst in mobiel apparaat... Tot op heden, beschikbaarheid deze tool communicatie is een noodzaak als communicatiemiddel.

Met WAP kunt u op het scherm kijken mobiele telefoon webpagina's met informatie in welke vorm dan ook: tekst, numeriek, symbolisch, grafisch. Het beeld op het scherm kan worden aangepast aan het scherm van een mobiele telefoon of een vorm hebben die lijkt op een computerbeeld.

Methoden voor informatieoverdracht modern type omvatten ook GPRS, wat het mogelijk maakt: pakketoverdracht gegevens naar het mobiele apparaat. Dankzij dit communicatiemiddel is continu gebruik van pakketgegevens tegelijkertijd mogelijk. grote hoeveelheid persoon tegelijk. Onder de eigenschappen van GPRS kan men een hoge gegevensoverdrachtsnelheid noemen, alleen betaling voor de verzonden informatie, geweldige gebruiksmogelijkheden, parameters van compatibiliteit met andere netwerken.

Internet door het gebruik van een modem stelt u in staat om een ​​hoge snelheid van informatieoverdracht te krijgen tegen lage kosten van dergelijke toegang. Een groot aantal van internetproviders creëert hoog niveau onderlinge concurrentie.

Satellietverbinding geeft u toegang tot internet via satelliet. Het voordeel van deze methode is: goedkoop, hoge snelheid gegevensoverdracht is echter een van de tekortkomingen die tastbaar is - dit is de afhankelijkheid van het signaal van de weersomstandigheden.

Mogelijkheden om de middelen voor informatieoverdracht te gebruiken

Met de opkomst van nieuwe media ontstaan ​​kansen voor onconventioneel gebruik. verschillende apparaten... Zo leidde de mogelijkheid tot videoconferencing en videobellen op het idee om gebruik te maken van optische apparaten in de geneeskunde. Zo wordt informatie over het pathologische orgaan verkregen door directe observatie tijdens de operatie. Bij deze methode van informatie verkrijgen is het niet nodig om een ​​grote incisie te maken, de operatie is mogelijk met minimale schade aan de huid.

College nummer 4 Communicatie van informatie

Informatieoverdracht regeling. Informatie transmissie kanaal. Overdrachtssnelheid van informatie.

Er zijn drie soorten informatieprocessen: opslag, verzending, verwerking.

Gegevens opslag:

· Informatiedragers.

· Soorten geheugen.

· Informatie opslag.

· Basiseigenschappen van informatieopslag.

Bij informatieopslag horen de volgende begrippen: informatiedrager (geheugen), intern geheugen, extern geheugen, informatieopslag.

Informatiedrager is fysieke omgeving direct informatie opslaan. Het menselijk geheugen kan worden genoemd RAM... Aangeleerde kennis wordt onmiddellijk door een persoon gereproduceerd. eigen geheugen we kunnen nog steeds bellen intern geheugen omdat de drager ervan - de hersenen - in ons zit.

Alle andere soorten informatiedragers kunnen extern (in relatie tot een persoon) worden genoemd: hout, papyrus, papier, etc. Informatieopslag is informatie die op een bepaalde manier is georganiseerd op externe media ontworpen voor lange termijn opslag en permanent gebruik(bijvoorbeeld documentarchieven, bibliotheken, archiefkasten). De belangrijkste informatie-eenheid van de repository is een bepaald fysiek document: een vragenlijst, een boek, enz. De organisatie van een repository betekent de aanwezigheid van een bepaalde structuur, d.w.z. ordelijkheid, classificatie van opgeslagen documenten voor het gemak om ermee te werken. De belangrijkste eigenschappen van informatieopslag: de hoeveelheid opgeslagen informatie, opslagbetrouwbaarheid, toegangstijd (d.w.z. zoektijd) Nodige informatie), de beschikbaarheid van informatiebescherming.

Informatie die is opgeslagen op computergeheugenapparaten wordt gewoonlijk data genoemd. Georganiseerde opslag van gegevens op apparaten extern geheugen computers worden meestal databases en databanken genoemd.

Gegevensverwerking:

· Algemeen schema informatieverwerkingsproces.

· Opgave van de verwerkingstaak.

· Uitvoerder van verwerkingen.

· Algoritme van verwerking.

· Typische taken informatieverwerking.

Informatieverwerkingsschema:

Achtergrond informatie- verwerking uitvoerder - beknopte informatie.

In het proces van informatieverwerking, sommige informatie taak, die eerder kan worden geleverd aan traditionele vorm: er wordt een reeks initiële gegevens gegeven, sommige resultaten zijn vereist. Het proces om van de initiële gegevens naar het resultaat te gaan, is het verwerkingsproces. Het object of subject dat de verwerking uitvoert, wordt de uitvoerder van de verwerking genoemd.

Voor de succesvolle uitvoering van informatieverwerking moet de uitvoerder (persoon of apparaat) het verwerkingsalgoritme kennen, d.w.z. volgorde van acties die moeten worden uitgevoerd om het gewenste resultaat te bereiken.

Er zijn twee soorten informatieverwerking. Het eerste type verwerking: verwerking in verband met het verkrijgen van nieuwe informatie, nieuwe inhoud van kennis (oplossing wiskundeproblemen, situatieanalyse, enz.). Het tweede type verwerking: verwerking die verband houdt met het wijzigen van de vorm, maar niet met het wijzigen van de inhoud (bijvoorbeeld het vertalen van tekst van de ene taal naar de andere).

Een belangrijk type informatieverwerking is codering - de transformatie van informatie in een symbolische vorm, handig voor opslag, verzending en verwerking. Codering wordt actief gebruikt in technische middelen om met informatie te werken (telegraaf, radio, computers). Een ander type informatieverwerking is het structureren van gegevens (het aanbrengen van een bepaalde volgorde in de informatieopslag, classificatie, catalogisering van gegevens).

Een andere vorm van informatieverwerking is het zoeken in een bepaalde informatieopslag naar de benodigde gegevens die aan bepaalde zoekvoorwaarden voldoen (query). Het zoekalgoritme is afhankelijk van de manier waarop de informatie is georganiseerd.

Informatieoverdracht:

· Bron en ontvanger van informatie.

· Informatiekanalen.

· De rol van de zintuigen in het proces van menselijke perceptie van informatie.

Structuur technische systemen communicatie.

· Wat is coderen en decoderen.

· Het begrip geluid; geluidswerende technieken.

· Informatieoverdrachtssnelheid en kanaalcapaciteit.

Regeling informatieoverdracht:

Informatiebron - informatiekanaal - informatieontvanger.

Informatie wordt gepresenteerd en verzonden in de vorm van een reeks signalen, symbolen. Van de bron naar de ontvanger wordt een bericht verzonden via een materieel medium. Als het overdrachtsproces gebruikmaakt van technische middelen communicatie, worden ze kanalen voor informatieoverdracht genoemd (informatiekanalen). Deze omvatten telefoon, radio, tv. De menselijke zintuigen spelen de rol van biologische informatie kanalen.

Het proces van het overdragen van informatie over technische kanalen communicatie vindt plaats volgens het volgende schema (volgens Shannon):

De term "lawaai" verwijst naar: verschillende soorten verstorende interferentie verzonden signaal en leidt tot het verlies van informatie. Dergelijke interferentie treedt in de eerste plaats op als gevolg van: technische redenen: slechte kwaliteit communicatielijnen, onveiligheid van elkaar van verschillende informatiestromen die via dezelfde kanalen worden verzonden. Gebruik ter bescherming tegen lawaai verschillende manieren bijvoorbeeld het gebruik van verschillende soorten filters die het bruikbare signaal scheiden van de ruis.

Claude Shannon is ontworpen speciale theorie codering, het geven van methoden om met ruis om te gaan. Een van de belangrijke ideeën van deze theorie is dat de code die over de communicatielijn wordt verzonden, redundant moet zijn. Hierdoor kan het verlies van een deel van de informatie tijdens de verzending worden gecompenseerd. U kunt de redundantie echter niet te groot maken. Dit leidt tot vertragingen en hogere communicatiekosten.

Bij de bespreking van het onderwerp van het meten van de snelheid van informatieoverdracht, kan men putten uit de ontvangst van een analogie. Analoog - het proces van het pompen van water door waterleidingen. Leidingen zijn hier het kanaal voor het overdragen van water. De intensiteit (snelheid) van dit proces wordt gekenmerkt door het waterverbruik, d.w.z. het aantal liters dat per tijdseenheid wordt verpompt. Tijdens het verzenden van informatie zijn de kanalen: technische lijnen communicatie. Naar analogie met het watervoorzieningssysteem kunnen we praten over de informatiestroom die door de kanalen wordt verzonden. De informatieoverdrachtssnelheid is het informatievolume van een bericht dat per tijdseenheid wordt verzonden. Daarom zijn de meeteenheden van de informatiestroomsnelheid: bit / s, byte / s, enz. Informatieproces transmissiekanaal

Een ander concept - de capaciteit van informatiekanalen - kan ook worden verklaard met behulp van een "waterpijp" -analogie. U kunt de waterstroom door de leidingen vergroten door de druk te verhogen. Maar dit pad is niet eindeloos. Als de druk te hoog is, kan de leiding barsten. Daarom is het beperkende waterverbruik, dat kan worden genoemd doorvoer loodgieter. Technische lijnen hebben een vergelijkbare datasnelheidslimiet. informatie communicatie... De redenen hiervoor zijn ook fysiek.

1. Classificatie en kenmerken van het communicatiekanaal
Koppeling Is een set van middelen voor het verzenden van signalen (berichten).
Om informatieprocessen in een communicatiekanaal te analyseren, kunt u het algemene diagram gebruiken dat wordt getoond in Fig. 1.

In afb. 1 de volgende aanduidingen worden aangenomen: X, Y, Z, W- signalen, berichten ; F- hinder; LS- communicatielijn; AI, PI- bron en ontvanger van informatie; NS- converters (codering, modulatie, decodering, demodulatie).
Bestaat Verschillende types kanalen die kunnen worden ingedeeld volgens verschillende criteria:
1. Door het type communicatielijnen: bedrade; kabel; glasvezel;
stroomkabels; radiozenders enz.
2... Door de aard van de signalen: continu; discreet; discreet-continu (signalen aan de ingang van het systeem zijn discreet en aan de uitgang continu en vice versa).
3... Voor ruisimmuniteit: kanalen zonder interferentie; met interferentie.
Communicatiekanalen worden gekenmerkt door:
1. Kanaalcapaciteit: gedefinieerd als het product van de kanaalgebruikstijd T naar, bandbreedte van de frequenties die door het kanaal worden doorgegeven F naar en dynamisch bereikD tot... , die kenmerkend is voor het vermogen van het kanaal om verschillende signaalniveaus uit te zenden

V tot = T tot F tot D tot.(1)
Voorwaarde voor het matchen van het signaal met het kanaal:
V c £ V k ; T c £ T k ; F c £ F k ; V c £ V k ; D c £ D k.
2.Overdrachtssnelheid van informatie - de gemiddelde hoeveelheid informatie die per tijdseenheid wordt verzonden.
3.
4. Ontslag - zorgt voor betrouwbaarheid verzonden informatie (R= 0¸1).
Een van de taken van de informatietheorie is het bepalen van de afhankelijkheid van de informatieoverdrachtssnelheid en de communicatiekanaalcapaciteit van de kanaalparameters en karakteristieken van signalen en interferentie.
Het communicatiekanaal is figuurlijk te vergelijken met wegen. Smalle wegen - weinig verkeer, maar goedkoop. Brede wegen - goed verkeer maar duur. De bandbreedte wordt bepaald door de "bottleneck".
De gegevensoverdrachtsnelheid hangt grotendeels af van het transmissiemedium in de communicatiekanalen, dit zijn verschillende soorten communicatielijnen.
Bedrade:
1. Bedrade– gedraaid paar(die gedeeltelijk onderdrukt) electromagnetische straling andere bronnen). Overdrachtssnelheden tot 1 Mbps. Gebruikt in telefoonnetwerken en voor datatransmissie.
2. Coaxiale kabel. Overdrachtssnelheid 10-100 Mbps - gebruikt in lokale netwerken, kabel TV enzovoort.
3... Glasvezel. De overdrachtssnelheid is 1 Gbps.
In omgevingen 1-3 is de demping in dB lineair met de afstand, d.w.z. vermogen neemt exponentieel af. Daarom is het na een bepaalde afstand noodzakelijk om regeneratoren (versterkers) te installeren.
Radiolijnen:
1. Radiozender. De transmissiesnelheid is 100-400 Kbps. Maakt gebruik van radiofrequenties tot 1000 MHz. Tot 30 MHz kunnen elektromagnetische golven door reflectie van de ionosfeer zich buiten de gezichtslijn voortplanten. Maar dit bereik is erg luidruchtig (bijvoorbeeld amateurradio). Van 30 tot 1000 MHz - de ionosfeer is transparant en een zichtlijn is vereist. Antennes worden op hoogte geïnstalleerd (soms worden regeneratoren geïnstalleerd). Gebruikt in radio en televisie.
2. Magnetron lijnen. Overdrachtssnelheden tot 1 Gbps. Gebruik radiofrequenties boven 1000 MHz. Dit vereist een zichtlijn en zeer directionele paraboolantennes... De afstand tussen de regeneratoren is 10-200 km. Gebruikt voor telefoonaansluiting, televisie en datatransmissie.
3. Satellietverbinding... Er worden microgolffrequenties gebruikt en de satelliet dient als regenerator (en voor veel stations). De kenmerken zijn dezelfde als voor microgolflijnen.
2. Bandbreedte van een discreet communicatiekanaal
Een discreet kanaal is een verzameling middelen die zijn ontworpen om discrete signalen.
Bandbreedte communicatiekanaal - de hoogste theoretisch haalbare informatieoverdrachtssnelheid, op voorwaarde dat de fout een bepaalde waarde niet overschrijdt. Overdrachtssnelheid van informatie - de gemiddelde hoeveelheid informatie die per tijdseenheid wordt verzonden. Laten we uitdrukkingen definiëren voor het berekenen van de informatieoverdrachtssnelheid en de bandbreedte van het discrete communicatiekanaal.
Wanneer elk symbool wordt verzonden, gaat gemiddeld de hoeveelheid informatie door het communicatiekanaal, bepaald door de formule
ik (Y, X) = ik (X, Y) = H (X) - H (X / Y) = H (Y) - H (Y / X), (2)
waar: ik (Y, X) - wederzijdse informatie, d.w.z. de hoeveelheid informatie in ja naar verhouding x;H (X)- entropie van de berichtbron; H (X / Y)- voorwaardelijke entropie, die het verlies van informatie per symbool bepaalt in verband met de aanwezigheid van ruis en vervorming.
Bij het verzenden van een bericht X T looptijd T, bestaande uit N elementaire symbolen is de gemiddelde hoeveelheid verzonden informatie, rekening houdend met de symmetrie van de onderlinge hoeveelheid informatie, gelijk aan:
ik (Y T, X T) = H (XT) - H (XT / Y T) = H (Y T) - H (Y T / X T) = n. (4)
De informatieoverdrachtsnelheid is afhankelijk van de statistische eigenschappen van de bron, de coderingsmethode en de eigenschappen van het kanaal.
Discrete bandbreedte voor communicatiekanalen
. (5)
De maximaal mogelijke waarde, d.w.z. het maximum van de functionele wordt gezocht op de gehele set van kansverdelingsfuncties p (x).
De bandbreedte is afhankelijk van: technische eigenschappen kanaal (snelheid van de apparatuur, type modulatie, mate van interferentie en vervorming, enz.). De meeteenheden van de kanaalcapaciteit zijn:,,,.
2.1 Discreet communicatiekanaal zonder interferentie
Als er geen interferentie is in het communicatiekanaal, dan zijn de ingangs- en uitgangssignalen van het kanaal ondubbelzinnig met elkaar verbonden, functionele afhankelijkheid.
In dit geval is de voorwaardelijke entropie gelijk aan nul en zijn de onvoorwaardelijke entropieën van de bron en ontvanger gelijk, d.w.z. de gemiddelde hoeveelheid informatie in het ontvangen symbool ten opzichte van het verzonden symbool is
ik (X, Y) = H (X) = H (Y); H (X / Y) = 0.
Indien X T- het aantal tekens voor de tijd t, dan is de informatieoverdrachtssnelheid voor een discreet communicatiekanaal zonder interferentie
(6)
waar V = 1 /- de gemiddelde bitsnelheid van één symbool.
Bandbreedte voor een discreet communicatiekanaal zonder interferentie
(7)
Omdat de maximale entropie correspondeert voor equiwaarschijnlijke symbolen, dan is de bandbreedte voor uniforme distributie en statistische onafhankelijkheid van de verzonden symbolen:
. (8)
Shannon's eerste kanaalstelling: Als de door de bron gegenereerde informatiestroom dicht genoeg bij de bandbreedte van het communicatiekanaal ligt, d.w.z.
, waar is een willekeurig kleine hoeveelheid,
dan kun je altijd een dergelijke coderingsmethode vinden die ervoor zorgt dat alle berichten van de bron worden verzonden, en de informatieoverdrachtssnelheid zal zeer dicht bij de kanaalcapaciteit liggen.
De stelling geeft geen antwoord op de vraag hoe de codering moet worden uitgevoerd.
Voorbeeld 1. De bron genereert 3 berichten met waarschijnlijkheden:
p1 = 0,1; p 2 = 0,2 en p 3 = 0,7.
Berichten zijn onafhankelijk en worden uniform verzonden binaire code (m = 2) met een symboolduur van 1 ms. Bepaal de snelheid van informatieoverdracht over het communicatiekanaal zonder interferentie.
Oplossing: De entropie van de bron is

[bit/s].
Om 3 berichten met een uniforme code te verzenden, zijn twee bits nodig, terwijl de duur van de codecombinatie 2t is.
gemiddelde snelheid signaaloverdracht:
V = 1/2 t = 500 .
Overdrachtssnelheid van informatie
C = vH = 500 x 1,16 = 580 [bit/s].
2.2 Discreet communicatiekanaal met interferentie
We zullen discrete communicatiekanalen zonder geheugen overwegen.
Kanaal zonder geheugen Er wordt een kanaal aangeroepen waarin elk verzonden signaalsymbool wordt beïnvloed door interferentie, ongeacht welke signalen eerder zijn verzonden. Dat wil zeggen, interferentie creëert geen extra correlaties tussen symbolen. De naam "zonder geheugen" betekent dat de zender bij de volgende uitzending de resultaten van eerdere uitzendingen niet lijkt te onthouden.
In aanwezigheid van interferentie, de gemiddelde hoeveelheid informatie in het ontvangen berichtsymbool - Ja, ten opzichte van de uitgezonden - x gelijk aan:
.
Voor berichtsymbool: X T looptijd T, bestaande uit N elementaire symbolen de gemiddelde hoeveelheid informatie in het ontvangen berichtsymbool - Y T ten opzichte van de verzonden - X T gelijk aan:
I (Y T, X T) = H (XT) - H (X T / Y T) = H (Y T) - H (Y T / X T) = n = 2320 bps
De doorvoer van een continu luidruchtig kanaal wordt bepaald door de formule:

=2322 bps.
Laten we bewijzen dat de informatiecapaciteit van een continu geheugenloos kanaal met additieve Gauss-ruis onder de beperking op piekvermogen niet meer informatie capaciteit hetzelfde kanaal met dezelfde gemiddelde vermogensbeperking.
De verwachte waarde voor een symmetrische uniforme verdeling

Gemiddeld vierkant voor symmetrische uniforme verdeling

Variantie voor symmetrische uniforme verdeling

Bovendien voor een uniform verdeeld proces.
Differentiële entropie van een signaal met uniforme verdeling
.
Het verschil tussen de differentiële entropieën van een normaal en uniform verdeeld proces hangt niet af van de waarde van de variantie
= 0,3 bit / voorbeeld
Zo is de doorvoer en capaciteit van het communicatiekanaal voor een proces met een normale verdeling hoger dan voor een uniform.
Bepaal de capaciteit (volume) van het communicatiekanaal
Vk = Tk Ck = 10 × 60 × 2322 = 1,3932 Mbit.
Laten we de hoeveelheid informatie bepalen die kan worden verzonden in 10 minuten kanaalwerking
10× 60× 2322= 1,3932 Mbps.
Taken

De verspreiding van informatie vindt plaats in het proces van de overdracht ervan.

Bij overdracht van informatie er zijn altijd twee objecten - een bron en een ontvanger van informatie. Deze rollen kunnen wisselen, bijvoorbeeld tijdens een dialoog, waarbij elk van de deelnemers ofwel als bron ofwel als ontvanger van informatie fungeert.

Informatie gaat van een bron naar een ontvanger via een communicatiekanaal, waarin het moet worden geassocieerd met een soort van materiële drager. Om informatie te kunnen verzenden, moeten de eigenschappen van dit medium in de loop van de tijd veranderen. Dus de gloeilamp, die altijd aan is, geeft alleen informatie door dat er een proces aan de gang is. Als u de gloeilamp in- en uitschakelt, kunt u het meest uitzenden Overige informatie, bijvoorbeeld met behulp van morsecode.

Als mensen praten, is de informatiedrager geluidsgolven in de lucht. In computers wordt informatie verzonden met behulp van elektrische signalen of radiogolven (in draadloze apparaten). Informatie kan worden verzonden met behulp van licht, laserstraal, telefoonsysteem of posterijen, computer netwerk en etc.

Informatie komt via het communicatiekanaal binnen in de vorm van signalen die de ontvanger met behulp van zijn zintuigen (of sensoren) kan waarnemen en 'begrijpen' (decoderen).

Signaal- dit is een verandering in de eigenschappen van het medium dat wordt gebruikt om informatie over te dragen.

Voorbeelden van signalen zijn een verandering in de frequentie en het volume van een geluid, een lichtflits, een verandering in de spanning op contacten, etc.

Een persoon kan alleen signalen ontvangen met behulp van zijn zintuigen. Om informatie te verzenden, bijvoorbeeld met behulp van radiogolven, hebt u hulpapparatuur nodig: een radiozender die geluid omzet in radiogolven en een radio-ontvanger die de omgekeerde conversie uitvoert. Ze stellen je in staat om een ​​persoon te empoweren.

Het is onmogelijk om met één enkel signaal veel informatie over te brengen. Daarom wordt meestal niet een enkel signaal gebruikt, maar een reeks signalen, dat wil zeggen: bericht. Het is belangrijk om te begrijpen dat een bericht slechts een "schil" is voor het verzenden van informatie, en informatie is: inhoud berichten. De ontvanger moet zelf informatie "extraheren" uit de ontvangen reeks signalen. U kunt het bericht accepteren, maar de informatie niet accepteren, bijvoorbeeld door spraak in een onbekende taal te horen of door een codering te onderscheppen.

Dezelfde informatie kan via verschillende boodschappen worden overgebracht, bijvoorbeeld door gesproken taal, door middel van een briefje, of door middel van een vlagsemafoor die bij de marine wordt gebruikt. Tegelijkertijd kan hetzelfde bericht verschillende informatie bevatten voor verschillende ontvangers. Dus de zinsnede "Het regent in Santiago", uitgezonden in 1973 op militaire radiofrequenties, voor de aanhangers van generaal A. Pinochet diende als signaal voor het begin van een staatsgreep in Chili.

Zo wordt informatie gepresenteerd en verzonden in de vorm van een reeks signalen, symbolen. Van de bron naar de ontvanger wordt een bericht verzonden via een materieel medium. Als in het transmissieproces technische communicatiemiddelen worden gebruikt, worden dit informatietransmissiekanalen (informatiekanalen) genoemd. Deze omvatten telefoon, radio, tv. De menselijke zintuigen spelen de rol van biologische informatiekanalen.

Het proces van informatieoverdracht via technische communicatiekanalen wordt uitgevoerd volgens het volgende schema (volgens Shannon):

Informatieoverdracht is mogelijk met elke informatiecoderingstaal, begrijpelijk voor zowel de bron als de ontvanger.

Encoder- een apparaat dat is ontworpen om het oorspronkelijke bericht van de informatiebron om te zetten in een vorm die geschikt is voor verzending.

decoder - een apparaat om het gecodeerde bericht om te zetten in het originele bericht.

Voorbeeld. Bij telefoongesprek: de bron van het bericht is de sprekende persoon; een encoder - een microfoon - zet de klanken van woorden (akoestische golven) om in elektrische impulsen; communicatiekanaal - telefoonnetwerk (draad); een decodeerapparaat - dat deel van de buis dat we naar ons oor brengen, hier worden de elektrische signalen weer omgezet in geluiden die we horen; de ontvanger van informatie is een luisterend persoon.

De term "ruis" verwijst naar alle soorten interferentie die het verzonden signaal vervormen en tot informatieverlies leiden. Dergelijke interferentie ontstaat in de eerste plaats om technische redenen: slechte kwaliteit van communicatielijnen, onveiligheid van elkaar van verschillende informatiestromen die via dezelfde kanalen worden verzonden. Ter bescherming tegen ruis worden verschillende methoden gebruikt, bijvoorbeeld het gebruik van verschillende soorten filters die het bruikbare signaal scheiden van de ruis. Er is een wetenschap die methoden ontwikkelt om informatie te beschermen - cryptologie, die veel wordt gebruikt in de communicatietheorie.

Claude Shannon ontwikkelde een speciale codeertheorie die methoden biedt om met ruis om te gaan. Een van de belangrijke ideeën van deze theorie is dat de code die over de communicatielijn wordt verzonden, redundant moet zijn. Hierdoor kan het verlies van een deel van de informatie tijdens de verzending worden gecompenseerd. U kunt de redundantie echter niet te groot maken. Dit leidt tot vertragingen en hogere communicatiekosten. Met andere woorden, om de inhoud van een door interferentie vervormd bericht te kunnen reconstrueren, moet het: overmatig, dat wil zeggen, het moet "extra" elementen bevatten, zonder welke de betekenis nog steeds wordt hersteld. In het bericht "Vlg vpdt to Kspsk mr" zullen velen bijvoorbeeld de uitdrukking "Volga stroomt in de Kaspische Zee" raden, waaruit alle klinkers zijn verwijderd. Dit voorbeeld suggereert dat natuurlijke talen veel "overbodige" bevatten, hun redundantie wordt geschat op 60-80%.

Bij de bespreking van het onderwerp van het meten van de snelheid van informatieoverdracht, kan men putten uit de ontvangst van een analogie. Analoog - het proces van het pompen van water door waterleidingen. Leidingen zijn hier het kanaal voor het overdragen van water. De intensiteit (snelheid) van dit proces wordt gekenmerkt door het waterverbruik, d.w.z. het aantal liters dat per tijdseenheid wordt verpompt. Tijdens het verzenden van informatie zijn de kanalen technische communicatielijnen. Naar analogie met het watervoorzieningssysteem kunnen we praten over de informatiestroom die door de kanalen wordt verzonden. De informatieoverdrachtssnelheid is het informatievolume van een bericht dat per tijdseenheid wordt verzonden. Daarom zijn de meeteenheden van de informatiestroomsnelheid: bit / s, byte / s, enz.

Een ander concept - de capaciteit van informatiekanalen - kan ook worden verklaard met behulp van een "waterpijp" -analogie. U kunt de waterstroom door de leidingen vergroten door de druk te verhogen. Maar dit pad is niet eindeloos. Als de druk te hoog is, kan de leiding barsten. Daarom het beperkende waterverbruik, dat de doorvoer van het waterleidingsysteem kan worden genoemd. Technische datacommunicatielijnen hebben een vergelijkbare limiet van datatransmissiesnelheid. De redenen hiervoor zijn ook fysiek.