Для чего в компьютерной технике широко используются методы теории информации
Обновлено: 06.07.2024
Теория информации – наука о проблемах сбора, преобразования, передачи, хранения, обработки и отображения информации.
Теория информации базируется на методах теории вероятности, математической статистики, линейной алгебры и других разделах математики. Теория информации и ее методы широко используются для анализа процессов в различных информационных системах, т.е. системах, основой функционирования которых является процесс преобразования информации (системы связи, телевидения, вычислительные системы и т.д.).
В компьютерной технике методы теории информации широко используются для оценки быстродействия, точности и надежности систем, сжатия и защиты информации, согласования сигналов и каналов в компьютерных сетях передачи данных и т.д.
1. Основные понятия и определения
Понятие «информация» (лат. information – разъяснение) принадле-жит к исходным неопределяемым понятиям науки, т. к. оно является многозначным. Не существует единого определения этого понятия, которое охватывало бы все аспекты: количественную, содержательную, прагматическую и др. стороны. Существует целый ряд определений, например: информация – отражение реального мира; информация – устраненная неопределенность и др.
2. Системы передачи информации
Система передачи информации – совокупность технических средств для передачи информации от источника к приемнику информации.
Для того чтобы представить содержание курса и его основные проблемы рассмотрим блок-схему системы передачи информации, предложенную Шенноном (см. рис. 1).
Рис. Схема системы передачи информации
Любая ЭВМ также представляет собой информационную систему, которую можно рассматривать как канал преобразования информации (см. рис. 2). На схеме введены обозначения: ИИ и ПИ – соответствен-но источник и приемник информации; ЦП – центральный процессор; ОП – оперативная память; Вх. У и Вых. У – соответственно входное и выходное устройства, которые осуществляют функции кодирования и декодирования.
Рис. 2. Структура ЭВМ
Кодер канала (КК) – позволяет путем внесения избыточности обеспечить достоверность передачи данных при наличии помех (такое кодирование называется помехоустойчивым).
Канал – совокупность средств, предназначенных для передачи сигнала от передатчика к приемнику информации (передатчик, приемник, линия связи и т.д.). Канал связи может быть односторонний (симплексный) и двухсторонний (дуплексный).
Передатчик – служит для преобразования электрического сигнала в сигнал, пригодный для передачи по линии связи.
При передаче по каналу связи происходит ослабление и искажение передаваемого сигнала, вносимых каналом и действием помех.
Линейные искажения – определяются частотными и временными характеристиками канала. Нелинейные искажения – определяются нелинейностью звеньев канала и видом модуляции.
Линия связи (ЛС) – это среда, используемая для передачи сигнала от передатчика к приемнику. Существуют различные типы линий связи:
Проводные линии связи. Проводные линии связи могут быть воздушными, кабельными, коаксиальными, оптико-волоконными, линиями электропередачи (ЛЭП). Они используются:
– в телефонии – 300–3400 Гц (тональный диапазон);
– в телеграфии – 0–300 Гц (под тональный диапазон);
– в телевидении – 300–3000 мГц;
– ЛЭП – 500–1000 кГц.
Проводные линии связи характеризуются: помехозащищенностью и волновым сопротивлением r=L/C.
При передаче на большие расстояния необходимо использование промежуточных усилительных пунктов (расстояние зависит от используемых частот и типа ЛС).
Читайте также: