- •Понятие, назначение, объект и предмет информатики.
- •Этапы развития информатики.
- •Математические объекты и их происхождение. Способ определения математических объектов. Понятие множества по Кантору; место множества в иерархии математических объектов.
- •Отношение принадлежности элемента множеству; способы задания множеств.
- •Мощность множества; классификация множеств по мощности; способ установления соответствия множеств по мощности.
- •Определение подмножества; отношения множеств; собственное (строгое) подмножество. Процедура сравнения множеств.
- •Разбиение множества.
- •Дополнение множества и разность двух множеств.
- •Аксиомы о существовании единичного пустого и дополнительного множеств.
- •Определение алгебраической системы и алгебры множеств; носитель и сигнатура алгебраической системы.
- •Граф как бинарное отношение. Граф как соответствие.
- •Подходы при определении понятия информации; философский подход.
- •Определение информации по р.Хартли.
- •Понятие управления в кибернетике; контур управления и его компоненты.
- •Цепь управления и процесс воздействия источника на приемник как множество; цепи прямой и обратной связи.
- •Определение понятия сообщения; отличие сообщения от информации.
- •Виды сообщений в цепи управления; активные и пассивные сообщения.
- •Процессы управления с использованием активных и пассивных сообщений; роль человека в процессе управления.
- •Виды множеств сообщений в цепи управления.
- •Три способа управления: на основе прошлых событий, на основе диагноза, на основе прогноза.
- •Особенности и трудности отыскания основной информации и основного кода в явлениях природы и данных измерений.
- •Эффект от использования основной информации.
- •Определение понятия информирование.
- •Дискретизация сообщений по времени.
- •Квантование сообщений по уровню; шум квантования.
- •Аддитивная мера информации (мера р.Хартли).
- •Статистическая мера информации; количество информации по к.Шеннону.
- •Временная и спектральная форма описания сигнала; спектр сигнала.
- •Ряд ж.Фурье; обратное преобразование ж.Фурье для периодического сигнала
- •Ряд Котельникова и функция отчетов.
Дискретизация сообщений по времени.
Дискретизировать функцию по времени - значит, исключить из рассмотрения множество значений этой функции в течение некоторых заданных интервалов времени.
Если дискретизация равномерная, то длительность шагов дискретизации одинакова. При неравномерной дискретизации шаг изменяется на интервале определения функции.
Неравномерная или адаптивная - это такая дискретизация, при которой шаг дискретизации приспосабливается к характеру функции на очередном участке ее определения.
Дискретизация, обеспечивающая заданную точность отображения сигнала минимальным числом отсчетов на данном интервале определения сигнала, называется оптимальной.
Квантование сообщений по уровню; шум квантования.
Квантованием по уровню называют дискретизацию множества значений непрерывного сигнала по уровню, то есть по амплитуде параметра. Идея квантования по уровню заключается в следующем. Весь диапазон возможных изменений сигнала (функции) разбивается на N различимых величин – уровней квантования. В результате квантования сигнала каждое из его значений данного интервала округляется до некоторого уровня. Порогами квантования называются величины, при сравнении с которыми исходного непрерывного сигнала в процессе квантования определяется его принадлежность к уровню квантования. Величина, представляющая собой разность между двумя соседними уровнями, называется шагом квантования. Замена исходных значений функции соответствующими дискретными значениями – уровнями квантования – вносит ошибку квантования, называемую шумом квантования.
Способы квантования сообщений по уровню.
1-й способ квантования - путем соотнесения исходного значения сигнала с ближайшим значением уровня.
Для этого способа ошибка квантования не превышает половины шага квантования
2-й способ квантования - путем соотнесения исходного значения с ближайшим снизу значением уровня.
Ошибка квантования всегда положительна (f(t) > 0) и не превышает величину шага квантования ( ).
3-й способ квантования - путем соотнесения исходного значения с ближайшим сверху значением уровня.
Шум квантования всегда отрицательный (f(t)< 0) и не превышает величину шага квантования ( i).
Аддитивная мера информации (мера р.Хартли).
К структурным мерам инф-ии относятся: геометрическая, комбинаторная и аддитивная. ГЕОМ-АЯ МЕРА инф-ии употребляется в измерении "длины линии", "Sди" "Vма" данного инф-го массива (комплекса) в единицах дискретных элементов (сообщ-ий) этого массива. Этой мерой измеряют ИНФОР-УЮ ЁМКОСТЬ массива, комплекса и т.п. J = nY*nХ*nZ КОМБИНАТОРНАЯ МЕРА инф-ии упот-ся для оценки возМстей систем, в которых передача и хранение инф-ии осущ-ся при помощи комбинаций из набора сообщ-ий. В комбинаторике рассматривают различные виды соединений из элементов. СОЧЕТАНИЯ из M элементов по N различаются составом элементов. ПЕРСТАНОВКИ из M элементов различаются их порядком; есть перестановки с повторениями элем-ов. РАЗМЕЩЕНИЯ из m элементов по n элементов различаются составом-порядком эл-ов. Число размещений с повторениями эл-ов N = mn. Комбинаторная мера определяет количество инф-ии числом возможных или реализуемых комбинаций из элементов. АДДИТИТВНАЯ МЕРА инф-ии или "МЕРА ХАРТЛИ". ГЛУБИНА m КОДОВОГО СЛОВА или числа - это количество РАЗЛИЧНЫХ сообщ-ий, содержащихся в принятом алфавите. Глубина числа соответствует основанию позиционной системы счисления. ДЛИНА n КОДОВОГО СЛОВА или числа - это количество повторений символов алфавита для образования данного кодового слова или числа. Длина числа соответствует принятой разрядности системы счисления. N = mn. Хартли ввёл АДДИТИВНУЮ ДВОИЧНУЮЛОГАРИФМИЧЕСКУЮ МЕРУ, представляющую количество инф-ии в битах. Для определения количества инф-ии этой мерой берётся не количество разных кодовых слов или состояний системы N, а его двоичный логарифм J = log2N If N = mn то J =log2 mn = n * log2 m, где log2m = К - постоянная величина. J = К * n мера Хартли удобна благодаря свойству АДДИТИТВНОСТИ, которое обеспечивает возМсть СЛОЖЕНИЯ и ПРОПОРЦИАНАЛЬНОСТЬ количества инф-ии к длине кодового слова.