- •Введение.
- •Основные понятия теории алгоритмов.
- •Структура и закономерности протекания информационных процессов.
- •Квантование сигналов по времени
- •Основные виды обеспечения информационных процессов и технологий.
- •Абд словарь данных субд
- •Гп рсудб рсубд гп лп лсубд лсубд лп
- •Организация вычислительных машин. Принцип фон-Неймана.
- •Канальная организация эвм.
- •Формат оператора gpss.
- •Понятие дискретного аппарата.
Структура и закономерности протекания информационных процессов.
Структура и фазы преобразования информации в ИС.
Фазы подготовки информации:
регистрация информации;
сбор и передача информации;
обработка информации (хранение);
вывод информации (воспроизведение);
классификация;
синтез.
Свойства информации:
Способ передачи информации
Цель информации
Избыточность информации
Верность информации (степень доверия информации)
Периодичность появления информации.
Квантование сигналов от уровня.
О пределяется шагом квантования. Если А достигнет текущего сигнала одного из уровней квантования, то такой уровень будет сохраняться до тех пор, пока значения сигнала не достигнет соседнего уровня квантования. Погрешность квантования - X.
Обычно полагают, что ошибка этого измерения нормальна, если весь диапазон изменения сигнала разбить на N дискретных значений, которые отличаются друг от друга на один шаг квантования.
N=(xmax-xmin)/x+1, где x – ошибка квантования, N – число уровней квантования, чем меньше x, тем точнее устройство квантования. X вполне измеримая величина.
x=(2/100)*xmax, где допустимая относительная погрешность.
Количество двоичных разрядов преобразователя:
I=log2N=log2(100/2+1)
Поскольку любое значение кодированного сигнала равновероятно x/2, то погрешность квантования равна:
x/2)2/3=x/2
Недостатки квантования по уровню: определяются неизбежным пропуском тех слабых сигналов, амплитуда которых меньше x.
Квантование сигналов по времени
Называется замена непрерывного сигнала, т.е. функция f(t) его мгновенными значениями, взятыми через определенный интервал времени t, иначе говоря, квантование по времени есть представление непрерывного сигнала в виде последовательности отсчетов (амплитудных выборок).
Точность восстановления сигналов в пределах t зависит от отношения частоты квантования на частоте в спектре регистрирующего сигнала, а также от способа аппроксимации (движения).
fкв=1/tкв
Согласно теории Котельникова любой сигнал f(t), описываемый функцией с ограниченным спектром определяется однозначно своими значениями, расположенными через интервал времени t=1/2fгр, (fгр – граниченная частота сигнала), т.е. ширина спектра.
Оценка погрешности, носимой квантованием по времени непрерывного сигнала, обладающих сложными спектрами, когда невозможно определить высшую гармонию, проводится обычно на основе кусочно-линейной аппроксимации непрерывной функции.
max погрешность
max дискретизации.
Если для дискретизации выбрать гармонические колебания f(t)=A*sint, то при A=1 получим:
Таким образом, при заданной допустимой погрешности д искретизации по времени осуществляется надежно лишь до определенной граничной частоты. Допустим, что в полосе надежного преобразования искажения, вызванные квантованием по времени не превышают 3дБ = 0,29, как это принято в теории фильтров, отсюда fтр=2/2. Получаем:
Таким образом, чем выше отношение fкв/fгр, тем искажения регистрируемого сигнала меньше, тем выше объем цифровой информации.
Квантование по времени всегда приводит к ограниченному спектру записи, который должен располагаться в области fкв/4, отсюда неизбежны искажения, обусловленные трансформацией высокочастотных сигналов в низкочастотные. Для устранения этих искажений сигналы до квантования подвергают низкочастотной фильтрации. Форму среза выбирают так, чтобы были ослаблены высокочастотные составляющие сигнала в области ненадежного преобразования от fкв до fкв/4, причем подавление зеркальных частот в области fкв составляет обычно 40 – 50 дБ.
Преобразователи аналог – код и код – аналог.
Квантование по уровню осуществляется устройством под названием преобразователь «аналог – код». В современных системах для преобразования аналоговых сигналов в цифровую информацию применяются преобразователи «напряжение – код», работающие по принципу последовательного поразрядного взвешивания входного напряжения. В их основе лежит разложение значения сигнала по степеням двойки.
Задача кодирования состоит в установлении во входном напряжении наличия или отсутствия 2iэ, когда весовое напряжение э имеется в соответствующем разряде двоичного числа, на выходе преобразователя формируется под 1, иначе под 0.
Поиск наличия весовых эталонов уровня происходит последовательно, начиная со старшего. Вначале преобразованное напряжение сравнивается со старшим эталоном если преобразованное больше эталонного или =, то старший разряд двоичного числа на выход выдается под 1 или определяется: вх.-2iэ.
Полученная разность или полное вх:
вх-2n-1э, при xn-1=1;
вх, при xn-1=0, тогда сравниваются следующее по величине э. Если разность отрицательна, то в следующем разряде формируется код 0 и разрядность не определяется с целью преобразования двоичного числа. Аналоговый сигнал каждой 1 числа поставили в соответствие c определенным весом.