Передача информации 10 класс Гончарова Н.В. МБОУ СОШ м1 п. Березовка г. Хабаровска Гончарова Наталья Владимировна1

Модель передачи информации К. Шеннона Пропускная способность канала скорость передачи информации Шум. Защита от шума План Гончарова Наталья Владимировна2

Теория связи возникла в 1920 годы. Способы информационной связи основаны на передаче на расстояние физического (электрического или электромагнитного) сигнала и подчиняются общим законам. Математический аппарат теории связи разработал американский ученый Клод Шеннон. Модель передачи информации К. Шеннона Гончарова Наталья Владимировна3

Историческая справка Клод Элвуд Шеннон (Claude Elwood Shannon, 30 апреля февраля 2001) американский математик и электротехник, один из создателей математической теории информации, в значительной мере предопределил своими результатами развитие общей теории дискретных автоматов, которые являются важными составляющими кибернетики. В 1936 году закончил Мичиганский университет. После защиты диссертации (1940) в 1941 г. поступил на работу в знаменитые Лаборатории Белла. С 1956 г. преподавал в МТИ. В 1948 году опубликовал фундаментальную работу A Mathematical Theory of Communication, в которой сформулированы основы теории информации. Большую ценность представляет другая работа Communication Theory of Secrecy Systems (1949), в которой сформулированы математические основы криптографии. C 1956 член Национальной академии наук США и Американской академии искусств и наук Создал теорию информации Гончарова Наталья Владимировна4

Работу такой схемы рассмотрим на знакомом всем процессе разговора по телефону Источник информации Кодирующе е устройство Канал связи Декодирующе е устройство Шум Приемник информации Защита от шума Гончарова Наталья Владимировна5

Кодирование - это любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи. Как процесс кодирования происходит на компьютере? Модем – это прибор который выполняет функции кодирования и декодирования при использовании телефонных линий в компьютерных сетях Гончарова Наталья Владимировна6

Пропускная способность канала Шеннон определил способ измерения информации, передаваемой по каналам связи. Пропускная способность канала – это максимально возможная скорость передачи информации. Измеряется в бит/с, Кб/с, Мб/с Пропускная способность канала связи зависит от технической реализации: Телефонной линии Электрическая кабельная связь Оптоволоконная кабельная связь радиосвязь Гончарова Наталья Владимировна7

Шум. Защита от шума. Шум - это разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Технические способы защиты каналов связи: Использованного экранированного кабеля Применение фильтров Шеннон разработал специальную теорию кодирования. Избыточность кода – это многократное повторение передаваемых данных. Оптимальный код: избыточность передаваемой информации будет минимальной, а достоверность приятой информации – максимальной Гончарова Наталья Владимировна8

Владимир Александрович Котельников (1908 – 2005) Советский радиофизик, один из основателей теоретической радиотехники, академик (1953), с 1970 вице-президент АН СССР. Р. в Казани. В 1931 окончил Московский энергетический ин-т. С этого же года преподавал в нем (с 1947 профессор), с 1954 директор Ин-та радиотехники и электроники АН СССР. Основные научные работы посвящены проблемам совершенствования методов радиоприема, изучению радиопомех и разработке методов их исключения. С именем Котельникова связано становление и развитие планетной радиолокации, его идеи используются при создании систем управления и контроля космических аппаратов. Под его руководством была проведена радиолокация Венеры ( ), Меркурия (1962), Марса (1963), Юпитера (1963). Радиолокация Венеры позволила уточнить значение астрономической единицы, измерить с большой точностью (вначале до 15, в 1964 до 2 км) расстояние до ближайшей точки поверхности планеты, определить период ее вращения и направление этого вращения. Радиолокация Меркурия, Марса, Юпитера дала ряд важных сведений о физических свойствах их поверхностей и атмосфер, помогла уточнить элементы орбит планет Гончарова Наталья Владимировна

В современных системах цифровой связи для борьбы с потерей информации при передаче часто применяется следующий прием. Все сообщения разбивается на порции – блоки. Для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных сумм), которая передается вместе с данным блоком. В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого блока и, если она не совпадает с первоначальной суммой, передача данного блока повторяется Гончарова Наталья Владимировна10

1 Кбит (килобит) = 2 10 бит = 1024 бит 1 Мбит (мегабит) = 2 10 Кбит = 1024 Кбит 1 Гбит (гигабит) = 2 10 Мбит = 1024 Мбит 1 Кбайт (килобайт) = 2 10 байт = 1024 байт 1 Мбайт (мегабайт) = 2 10 Кбайт = 1024 Кбайт 1 Гбайт (гигабайт) = 2 10 Мбайт = 1024 Мбайт 1 Тбайт (терабайт) = 2 10 Гбайт = 1024 Гбайт log 2 N + log 2 N = 2 log 2 N То есть количество информации, содержащееся в сообщении, состоящем из m символов одного и того же алфавита, равно m log N Задание 1: Вычислить какой объем памяти компьютера потребуется для хранения одной страницы текста на английском языке, содержащей 2400 символов. Решение: Мощность английского алфавита, включая разделительные знаки, N = 32. Тогда для хранения такой страницы текста в компьютере понадобится 2400 log 2 32 бит = =12000 бит = 1500 байт Задание 2: В течение 5 секунд было передано сообщение, объем которого составил 375 байт. Каков размер алфавита, с помощью которого записано сообщение, если скорость передачи составила 200 символов в секунду? Решение: Скорость передачи равна 375 байт. 5 = 75 байт / с 75 байт / с соответствуют 200 символам / с. В одном символе содержится 75 байт ? 200 = 0,375 байт = 3 бита, то есть log N = 3 бита, тогда N = 2³ = 8 символов Гончарова Наталья Владимировна11

Для чего нужна процедура кодирования передаваемой информации? Что такое декодирование? Каким должен быть его результат? Каким техническим средством связи вы чаще всего пользуетесь? Замечали ли вы при этом факты потери информации? Что такое шум по отношению к системам передачи информации? Закрепление темы Гончарова Наталья Владимировна12

§ 8 читать Стр. 45 таблицу перечертить Стр. 46 письменно задание 7 и 8 Домашнее задание Гончарова Наталья Владимировна13