<<<	M_2.2	Теория

М_2.2.      Передача информации
Для передачи информации обязательно требуется источник, кодирующее устройство, канал связи, декодирующее устройство, приёмник информации. Источником может быть всё, что угодно: любой объект живой или неживой природы. Процесс передачи протекает в некоторой среде, разделяющей источника и получателя информации, которая называется каналом передачи информации или каналом связи. Информация передаётся через канал в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков, которые называются сообщением. Получатель информации - это объект, принимающий сообщение, в результате чего происходят определённые изменения его состояния.
Вспомните, посредством чего человек воспринимает сообщение? в каком случае принимаемое сообщение не может вызвать адекватное изменение его состояние? Информационный канал может или иметь естественную природу (воздух, солнечный свет...) или быть искусственно созданным. В последнем случае речь идёт о технических средствах связи.
Телеграф, телефон, радио, телевидение, Интернет - технические способы информационной связи основаны на передаче на расстояние физического (электрического, электромагнитного) сигнала подчиняются некоторым общим законам. Математическую теорию связи разработал Клод Шеннон, он предложил модель передачи информации, показанную на схеме.
Под кодированием понимается процесс преобразования сигнала, идущего от источника, в форму, пригодную для передачи по каналу связи. Декодирование - преобразование сигнала, вышедшего из канала связи, в форму, которую может воспринять приёмник.
Проанализируйте пример разговора по телефону, определите источник информации, кодирующее устройство, канал связи, декодирующее устройство, приёмник. Какой прибор выполняет функции кодирования-декодирования в компьютерных сетях?
Клод Шеннон в созданной им теории информации определил пропускную способность канала, как максимально возможную скорость передачи информации по каналу (бит/с, килобит/с, мегабит/с). В компьютерных сетях используются следующие средства связи: телефонные линиии. Скорость зависит от вида линии (однопроводная, 2, 4 -проводная или многопарная линия) и относительно небольшая. В домашней локальной сети скорость передачи может достигать 14 Мбит/с. электрическая кабельная связь. При частоте 100-150 кГц скорость достигает 10 Кбит/с. Требуется специальный модем), оптоволоконная кабельная связь, при которой кабель поддерживает скорость передачи данных (в виде пакетов) 10, 100 или 1000 Мбит/с. Данные передаются с помощью световых импульсов, проходящих по оптическому волокну. радиосвязь (при частоте 2000-2500 МГц скорость передачи информации примерно 2 Мбит/с. Большое влияние на скорость передачи в радио-диапазоне оказывают общая занятость радио-диапазона, погодные условия. Связь устойчива в условиях прямой видимости на расстоянии до 50 км. искусственные спутники Земли позволяют передавать информацию со скоростью 50 Мбит/с при частотах порядка ~10 ГГц, основная проблема заключается в длинном маршруте и временнойзадержке, которая возрастает с увеличением числа абонентов.
Во всех видах передачи особую роль играет так называемая "последняя миля" - участок от провайдера до конечного пользователя. Качество соединения на этом участке и его длина существенным образом сказываются на степени приближения реальной скорости передачи данных к номинальной, расчётной для данной технологии. Увеличение скорости в этом случае можно достичь за счёт применения технологий xDSL. Самые распространённые в России следующие: ADSL, для которой скорость потока данных в соторону пользователя (абонента) составляет от 8 до 1,5 Мбит/с, а в обратную сторону - от 1,5 Мбит/с до 640 Кбит/с. На практике из-за снижения качества линии на участке "последней мили" и влиянии перекрёстных помех реальная скорость в сторону пользователя может быть ниже 1 Мбит/с. SDSL, для которой скорость в обоих направлениях достигает 2 Мбит/с (с учётом помех - до 1,5 Мбит/с) Теория (формула Шеннона) показывает, что чем выше полоса пропускания линии передачи, т. е. диапазон используемых частот, и больше частота, при которой передаётся информация, тем больше скорость передачи сигналов
"Шум" - разного рода помехи, приводящие к потере информации. (Какие помехи наблюдаются при разговоре по телефону?). Значит, нужна защита от шума. "Экранированный" кабель вместо голого провода; Разного рода фильтры; Клод Шеннон предложил передавать "избыточный" код (если дважды сказать одно и то же, то существует большая вероятность, что информация дойдёт до приёмника с меньшими потерями). Но нельзя "избыточность " делать слишком большой, так как это приведёт к удорожанию и задержкам во времени, т. е., уменьшению скорости :). Код должен быть оптимальным: Избыточность должна быть минимально возможной, а достоверность принятой информации максимальна.
Для передачи и хранения информации применяются разные методы сжатия информации, при которых может происходить потеря информации. Обычно используют такие алгоритмы сжатия, чтобы терялась информация, несущественная для восприятия органами чувств человека, например, очень близкие по тону цвета глаз человека не способен различить, значит, два тона можно заменить одним.
В современных системах цифровой связи для борьбы с потерей информацией используют следующий приём. Все сообщения разбивают на пакеты. Для каждого пакета вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передаётся вместе с данным пакетом. в месте приёма снова вычисляется контрольная сумма. А зачем? И что далее? Предложите свой вариант!
Примечание: Схема позаимствована из материала учителя информатики школы № 444 г. Москвы Давыдовой Е. В., размещённого в сети творческих учителей, Библиотека документов Сообщества творческих учителей информатики.

© Copyright 2008 Л. Н. Расторгуева dist_shar_info@mail.ru