Вопросы по курсу «Передача информации»
I. Теория информации
1. Определение информации. Семиотика и ее составные части. Фазы обращения информации.
2. Структура системы связи. Основные задачи каждого блока системы связи.
3. Измерение информации. Дискретный источник информации. Мера информации по Хартли и ее свойство
4. Измерение информации по Шеннону.
5. Свойства информации по Шеннону.
6. Энтропия нескольких источников информации.
7. Энтропия непрерывного источника. Относительная энтропия.
8. Избыточность источника сообщений.
9. Взаимосвязь между энтропией и числом сообщений.
10. Пропускная способность двоичного канала.
11. Согласование характеристик сигнала и канала.
12. Пропускная способность непрерывного канала с помехами.
13. Классификация методов преобразования непрерывной информации в дискретную форму.
14. Теорема дискретизации Котельникова В.А. и ее особенности.
15. Корреляционный критерий дискретизации.
16. Адаптивные методы дискретизации.
17. Квантование по уровню. Шум квантования.
18 . ЦАП.
19. АЦП поразрядного взвешивания.
20. Устройство выборки - хранения.
21. Распределение мощности в спектре периодического сигнала. 22. Спектр периодической последовательности прямоугольных импульсов. Пример.
23. Спектр одиночного прямоугольного импульса. Пример.
24.Теорема Парсеваля о распределении энергии в спектре непериодического сигнала.
25. Взаимосвязь между длительностью импульса и шириной его спектра.
Понятие о текущем и мгновенном спектрах.
26. Спектральная плотность мощности случайного процесса.
II. Кодирование
27. Цели кодирования. Эффективное кодирование. Методы эффективного
кодирования. Его недостатки.
28. Техническая реализация кодирующего и декодирующего устройств
эффективного кода. 29. Теорема Шеннона о пропускной способности канала без помех и
следствие из нее. Способы сжатия информации.
30. Теорема Шеннона о пропускной способности канала при наличии помех. Классификация помехоустойчивых кодов.
31. Общие принципы использования избыточности в блоковых кодах.
32. Групповой код. Математическое введение. Определение количества
избыточных символов для различных кодов.
33. Таблицы опознавателей и проверочные уравнения для различных кодов (7;4); (7;3); (8;2); (9;3).
34. Техническая реализация группового кода и его матричная запись.
35. Циклический код. Математическое введение. Выбор образующего многочлена по требуемой корректирующей способности кода.
36.Методы построения циклического кода.
37. Техническая реализация кодирующих устройств циклического кода по методу умножения (примеры).
38. Техническая реализация кодирующих устройств циклического кода по методу деления (примеры).
39. Техническая реализация кодирующих устройств циклического кода по методу группового кода (примеры).
40. Техническая реализация декодирующих устройств циклического кода, исправляющих одиночную ошибку. Пример.
41. Техническая реализация декодирующих устройств циклического кода, исправляющего 2-ые смежные ошибки. Пример.
42. Рекуррентный код. Кодирующее и декодирующее устройства. Пример.
43. Итеративные коды. Код с повторениями.
Лектор ЕвсеевА.И
9.12.2009г.
1. Определение информации. Семиотика и ее составные части. Фазы обращения информации.
Определение понятия информация:
философское – «Информация есть отражение реального мира»;
практическое – «Информация есть все сведения, являющиеся объектами сбора, хранения, передачи, преобразования и представления».
Основные свойства информации:
Информация приносит знания об окружающем мире, которых в рассматриваемой точке не было до ее получения.
Информация не материальна, но проявляется в форме реальных носителей: дискретных знаков и сигналов или непрерывных функций.
Информация может быть заключена как в знаках как таковых, так и в их взаимном расположении. Взаимное расположение знаков меняет информацию. Знаки «т»; «р»; «с»; «о» могут нести разную информацию: «сорт»; «рост»; «торс»; «трос». Знак «Т» – может обозначать троллейбусную остановку.
Знаки и сигналы несут информацию только для получателя, способного их распознать.
Поскольку информация имеет дело не с самими объектами и процессами, а с их отображением в моделях при помощи знаков, слов и правил соединения их в языке, то обратимся к семиотике – науке о знаках, словах и языках (от греческого «семеион» – знак, признак).
В семиотике различают:
сигматику – выбор знаков для обозначения объектов реального мира;
синтактику – структурная сторона языка или правила соединения знаков между собой;
семантику – смысловая сторона языка, значение знаков и слов;
прагматику – использование знаков, их практическая полезность.
Знаки и сигналы, организованные в последовательности, несут информацию (знание о мире) не потому что они повторяют объекты реального мира, а по общественной договоренности об однозначной связи знаков и объектов. Например, предметы и слова для их обозначения.
Синтаксическая информация – информация, заключенная в характере (порядке и взаимосвязи) следования знаков или сигналов в сообщении. Синтаксическая мера информации имеет практическую ценность потому, что семантическая информация ( в конечном счете интересующая получателя) заключена в заданной последовательности знаков или сигналов. Чаще всего – чем больше знаков передается за заданный интервал времени, тем в среднем (по ансамблю всех сообщений) передается больше смысловой информации.
Семантическая или смысловая информация – это информация, основанная на однозначной связи знаков и сигналов с объектами реального мира.
Рассмотрим восприятие, передачу и использование информации с целью управления некоторым объектом. Здесь можно выделить несколько фаз в цикле обращения информации.
Рис. 1.1
Генерация– информация, снимаемая с объекта с помощью датчиков.
Восприятие– формирование образа объекта, производится опознание и оценка образа. При восприятии необходимо отделить полезную информацию от шумов, что иногда не просто (радиосвязь, радиолокация и т.п.). В фазу восприятия включаются операции по подготовке информации для передачи и обработки.
Подготовка– включает предварительные операции для передачи и обработки информации (нормализация, квантование, кодирование, модуляция).
Передача – перенос информации на расстояние посредством сигналов различной физической природы по различным каналам. Прием информации на приемной стороне имеет характер вторичного восприятия со свойственными ему операциями борьбы с шумами.
Обработка– заключается в решении задач, связанных с преобразованием информации независимо от их функционального назначения.
Хранение– промежуточный этап обработки.
Представление– требуется тогда, когда в цикле обращения информации принимает участие человек. Оно заключается в представлении перед человеком условных изображений, содержащих качественные и количественные характеристики выходной информации. Для этого используются устройства, способные воздействовать на органы чувств человека.
Воздействие– состоит в том, что сигналы, несущие информацию производят регулирующие или защитные действия в самом объекте.