Раздел 2. Математическое моделирование информационных систем.

1. Назначение моделирования.

Моделирование - замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели.

Обобщенно моделирование можно определить как метод опосредованного познания, при котором изучаемый объект-оригинал находится в некотором соответствии с другим объектом-моделью, причем модель способна в том или ином отношении замещать оригинал на некоторых стадиях познавательного процесса. В процессе изучения модель выступает в роли относительного самостоятельного квазиобъекта, позволяющего получить при исследовании некоторые знания о самом объекте.

Ограниченность возможностей экспериментального исследования больших систем делает актуальной разработку методики их моделирования, которая позволила бы в соответствующей форме представить процессы функционирования систем, описание протекания этих процессов с помощью математических моделей, получение результатов экспериментов с моделями по оценке характеристики исследуемых объектов.

Целевое назначение моделирования на этапе внедрения и эксплуатация сложных систем — это проигрывание возможных ситуаций для принятия обоснованных и перспективных решений по управлению объектом.

2. Классификация математических моделей.

Формальная классификация моделей основывается на классификации используемых математических средств.

• Линейные или нелинейные модели;

• Сосредоточенные или распределённые системы;

• Детерминированные или стохастические;

• Статические или динамические;

• Дискретные или непрерывные .

(и описание, a-la дискретный – дискретная математика, стохастический – со случайными процессами, etc.)

3. Построение математической модели.

Основными объектами исследования операций являются аналитические математические модели . Постановка и формализация цели операции, в результате которой формулируется оптимизационная задача, однозначно определяет задачу исследования операций.

Составление математической модели начинается с выбора переменных, совокупность числовых значений которых однозначно определяет один из вариантов процесса. Эти переменные называются параметрами задачи или элементами решения.

После выбора переменных составляются ограничения,которым должны удовлетворять эти переменные. При этом нужно следить, чтобы в модель были включены все ограничительные условия, и в то же время, чтобы не было ни одного лишнего или записанного в более жесткой, чем требуется условиями задачи, форме.

Составляется целевая функция, которая в математической форме, отражает критерий эффективности выбора лучшего варианта, другими словами, ставится цель операции на модели, полученной во втором пункте.

Раздел 3. Телевизионные системы.

1. Основные принципы построения ТВ-систем, система ТВ-вещания.

Для ТВ вещания используются метровый и дециметровый диапазоны волн электромагнитных колебаний, соответствующие очень высоким и ультравысоким частотам, которые для удобства называются ультракороткими волнами, или УКВ.

Сигналы ТВ программ передаются абонентам в основном с помощью наземной ТВ передающей сети, систем кабельного телевидения и системы непосредственного ТВ вещания, использующей связные искусственные спутники Земли , находящиеся на геостационарной орбите.

Наземная ТВ передающая сеть состоит из телецентров, работающих совместно с радиотелевизионными передающими станциями, ТВ ретрансляторов и технических средств передачи ТВ сигналов на большие расстояния. Телецентры представляют собой комплексы радиотехнической аппаратуры, помещений и служб, необходимых для создания ТВ программ.

Основным назначением ТВ ретрансляторов является обеспечение более равномерного покрытия густонаселенной территории ТВ вещанием. ТВ ретрансляторы требуются, как правило, в двух случаях: во-первых, вне зоны уверенного приема основной мощности РТПС и, во-вторых, внутри зоны в местах, в которых по географическим причинам сигнал основной станции ослаблен и не обеспечивает удовлетворительного качества приема.

С целью классификации выделенная для ТВ вещания полоса частот электромагнитных колебаний условно разбита на пять частотных диапазонов, в которых может быть размещено 74 радиоканала.

2. Космическое телевидение.

Началом использования телевидения в космических исследованиях следует считать 7 октября 1959 г. В этот день с помощью фото- телевизионной аппаратуры, установленной на космической станции "Луна-3", впервые в истории было произведено фотографирование и осуществлена передача на Землю изображения обратной стороны Луны. В настоящее время космическое телевидение решает следующие основные задачи:

1) передачу на Землю изображения с космических кораблей и спутников для получения информации о поведении экипажа и аппаратуры;

2) наблюдение с космических объектов за различными участками земной поверхности с целью научных исследований и разведки полезных ископаемых;

3) получение изображений поверхности Луны, Марса, Венеры и других пока еще труднодоступных или вовсе недоступных человеку планет;

4) передачу изображений поверхности планет при посадке и после посадки корабля;

5) использование спутников для ретрансляции телевизионных программ на большие расстояния и обслуживание телевизионным вещанием больших территорий.

Космические телевизионные системы отличаются как от вещательных телевизионных систем, так и от типовых промышленных телевизионных систем. Это отличие определяется спецификой их работы. В космовидении применяют обычные многокадровые системы.

При этом камеры и другая аппаратура должны быть малогабаритными, легко управляемыми, потреблять мало мощности. Минимум потерь уникальной видеоинформации при ее приеме из космоса оправдывает сложность наземных устройств. Что касается канала связи, его особенность - чрезвычайная протяженность. Ретрансляция сигналов может быть пассивной и активной.

Пассивная ИСЗ является простым отражателем и представляет собой металлизированную сферу большого диаметра. Основное достоинство такого спутника заключается в том, что на нем не нужно иметь никакой электронной аппаратуры. Недостатками являются большая мощность телевизионного передатчика наземной станции, большие размеры передающих и приемных антенн, необходимость высокой чувствительности приемного устройства при небольшой высоте орбиты ИСЗ.

Активные ИСЗ принимают сигналы от передающей станции, усиливают их и излучают обратно на Землю. Спутник "Молния" движется по сильно вытянутой эллиптической орбите с периодом обращения около 12 ч. Он состоит из герметичного корпуса, внутри которого размещено радиоэлектронное оборудование.

Снаружи установлены панели солнечных батарей и две параболические антенны. На борту спутника размещена ретрансляционная аппаратура. Земная передающая станция, получающая сигнал с программного телецентра, передает его на спутник, который принимает, усиливает и ретранслирует его на приемные пункты станции "Орбита".

Сигнал, принятый станцией "Орбита", по соединительной линии поступает на ретранслятор или местный телецентр, который в свою очередь осуществляет телевизионные передачи для телезрителей, принимающих их обычным способом.