- •1. Основные определения.
- •2. Этапы обращения информации.
- •3. Понятие сигнала и его модели.
- •4. Формы представления детерминированных сигналов.
- •5. Представление сигнала в виде взвешенной суммы базисных функций. Понятие дискретного спектра сигнала и спектральной плотности.
- •6. Ортогональное представление сигналов.
- •7. Временная форма представления сигнала.
- •8. Частотная форма представления сигнала.
- •9. Спектры периодических сигналов.
- •10. Распределение энергии в спектре периодичного сигнала.
- •11. Спектры непериодических сигналов.
- •12. Распределение энергии в спектре непериодического сигнала. Равенство Парсеваля.
- •13. Соотношение между длительностью импульсов и шириной их спектра.
- •14. Спектральная плотность мощности детерминированного сигнала.
- •15. Функция автокорреляции детерминированного сигнала.
- •16. Случайный процесс как модель сигнала. Понятие ансамбля и пространства состояний. Виды случайных процессов.
- •17. Вероятностные характеристики случайного процесса.
- •18. Стационарные и эргодические случайные процессы.
- •19. Спектральное представление случайных сигналов.
- •20. Частотное представление стационарных случайных сигналов. Дискретные спектры.
- •21. Частотное представление стационарных случайных сигналов. Непрерывные спектры.
- •22. Основные свойства спектральной плотности.
- •23. Дискретизация непрерывных величин.
- •24. Квантование по времени. Теорема Котельникова.
- •25. Понятие модуляции.
- •26. Амплитудная модуляция.
- •27. Частотная модуляция.
- •28. Фазовая модуляция.
- •29. Модуляция импульсного тока.
- •30. Кодоимпульсные сигналы.
- •31. Многократная модуляция.
- •32. Количество информации в дискретных сообщениях. Энтропия дискретного источника.
- •33. Свойства энтропии.
- •34. Условия энтропии и ее свойства.
- •35. Передача информации от дискретного источника. Частное количество информации.
- •37. Частная условная энтропия. Условная энтропия источника. Апостериорная энтропия источника.
- •38. Количество информации в переданном сообщении дискретным источником.
- •39. Энтропия квантовой величины.
- •40. Количество информации в непрерывном сообщении. Априорная (безусловная) и апостериорная (условная) дифференциальные энтропии. Симметричность выражения количества информации.
- •43. Количество и скорость передачи информации при нормальном распределении сигнала и помехе (погрешности).
- •42. Количество информации, передаваемое за определенное время. Скорость передачи информации.
- •41. Количество передаваемой информации с учетом наличия аддитивной помехи.
- •44. Количество и скорость передачи информации при равномерном распределении сигнала и нормальном распределении помехи (погрешности).
- •45. Дифференциальная энтропия равномерно распределенной погрешности. Энтропийная погрешность.
- •46. Код, кодирование, кодовые сигналы.
- •47. Системы счисления.
- •48. Числовые коды.
- •49. Коды, не обнаруживающие возможных искажений.
- •50. Коды, обнаруживающие ошибки.
- •51. Информационная способность кода и избыточность.
- •52. Коды с коррекцией искажений.
1. Основные определения.
Информационно-измерительные системы - это совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других блоков для получения информации, ее преобразования, передачи и обработки с целью:
-
представления потребителю (создание автоматизированных систем управления (АСУ));
-
выполнения логических функций (в том числе и обеспечивающих воздействие на объект управления);
-
выполнение функций идентификации и диагностики.
Информация – это характеристика внутренней организованности материальной системы (по множеству состояний, которые она может принимать), позволяющая оценивать потенциальные возможности систем независимо от процесса передачи или восприятия информации. Это определение сформулировано Глушковым В.М., Колмогоровым А.Н., а также английским философом Эшби.
Информация существует независимо от того, воспринимается она или нет, однако справедливо утверждение, что она проявляется только при взаимодействии объектов (процессов).
Информация проявляется всегда в материально-энергетической форме в виде сигналов.
Информацию, представленную в формализованном виде, позволяющем осуществить ее обработку с помощью технических средств, называют данными.
Совокупность средств информационной техники и людей, объединенных для достижения определенных целей или для управления, образуют автоматизированную информационную систему, к которой по мере надобности подключаются абоненты (люди или устройства), поставляющие и не использующие информацию.
Информационные системы, действующие без участия людей, называют автоматическими.
2. Этапы обращения информации.
При обращении в системах можно выделить отдельные этапы, т. к. материальным носителем информации является сигнал, то реально это будут этапы обращения и преобразования сигналов.
На этапе восприятия информации осуществляется целенаправленное извлечение и анализ информации о каком-либо объекте (процессе), в результате чего формируется образ объекта, проводится его опознавание и оценка, отделяется интересующая нас информация от мешающей (шумов). Простейшим видом восприятия является различие двух противоположных состояний: наличия («да») и отсутствия («нет»), более сложным – измерение.
На этапе подготовки информации проводятся такие операции, как нормализация, аналого-цифровое преобразование, шифрование. В результате восприятия и подготовки получается сигнал в форме, удобной для передачи или обработки.
На этапах передачи и хранения информация пересылается из одного места в другое, либо от одного момента времени до другого. Поскольку теоретические задачи, возникающие на этих этапах, близки друг другу, этап хранения информации часто в самостоятельный не выделяется. При этом передача информации получает более широкое толкование. Для передачи на расстояние используются каналы различной физической природы: электрические, электромагнитные, оптические и др. Для хранения информации используются в основном полупроводниковые и магнитные носители (память). Извлечение сигнала на выходе канала, подверженного действию шумов носит характер вторичного восприятия.
На этапах обработки информации выделяются ее общие и существенные взаимозависимости, представляющие интерес для системы. Преобразование информации на этапе обработки (как и на других этапах) осуществляется либо средствами информационной техники, либо человеком (если процесс обработки не формализуем). В современных системах широко используются ЭВМ и микропроцессоры. В системах управления важнейшей целью обработки является решение задачи выбора управляющих воздействий (этап принятия решений).
Этап отображения информации должен предшествовать этапам, связанным с участием человека. Цель этапа отображения – представить человеку нужную ему информацию с помощью устройств, способных воздействовать на его органы чувств.
На этапе воздействия информации информация используется для осуществления необходимых изменений в системе.