
- •160001, Г. Вологда, ул. Челюскинцев, 3.
- •Предисловие
- •Введение
- •Раздел 1. Теория информации
- •Глава 1. Исходные понятия информатики
- •1.1. Начальные определения
- •1.2. Формы представления информации
- •1.3. Преобразование сообщений
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 2. Понятие информации в теории Шеннона
- •2.1. Понятие энтропии
- •2.1.1. Энтропия как мера неопределенности
- •2.1.2. Свойства энтропии
- •2.1.3. Условная энтропия
- •2.2. Энтропия и информация
- •2.3. Информация и алфавит
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 3. Кодирование символьной информации
- •3.1. Постановка задачи кодирования, Первая теорема Шеннона
- •3.2. Способы построения двоичных кодов
- •3.2.1. Алфавитное неравномерное двоичное кодирование сигналами равной длительности. Префиксные коды
- •3.2.2. Равномерное алфавитное двоичное кодирование. Байтовый код
- •3.2.3. Алфавитное кодирование с неравной длительностью элементарных сигналов. Код Морзе
- •3.2.4. Блочное двоичное кодирование
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 4. Представление и обработка чисел в компьютере
- •4.1. Системы счисления
- •4.2. Представление чисел в различных системах счисления
- •4.2.1. Перевод целых чисел из одной системы счисления в другую
- •4.2.2. Перевод дробных чисел из одной системы счисления в другую
- •4.2.3. Понятие экономичности системы счисления
- •4.2.4. Перевод чисел между системами счисления 2 ↔ 8 ↔ 16
- •4.2.5. Преобразование нормализованных чисел
- •4.3. Кодирование чисел в компьютере и действия над ними
- •4.3.1. Кодирование и обработка в компьютере целых чисел без знака
- •4.3.2. Кодирование и обработка в компьютере целых чисел со знаком
- •4.3.3. Кодирование и обработка в компьютере вещественных чисел
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 5. Передача информации
- •5.1. Общая схема передачи информации в линии связи
- •5.2. Характеристики канала связи
- •5.3. Влияние шумов на пропускную способность канала
- •5.4. Обеспечение надежности передачи и хранения информации
- •5.4.1. Постановка задачи
- •5.4.2. Коды, обнаруживающие ошибку
- •5.4.3. Коды, исправляющие одиночную ошибку
- •5.5. Способы передачи информации в компьютерных линиях связи
- •5.5.1. Канал параллельной передачи
- •5.5.2. Последовательная передача данных
- •5.5.3. Связь компьютеров по телефонным линиям
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 6. Хранение информации
- •6.1. Классификация данных. Проблемы представления данных
- •6.2. Представление элементарных данных в озу
- •6.3. Структуры данных и их представление в озу
- •6.3.1. Классификация и примеры структур данных
- •6.3.2. Понятие логической записи
- •6.3.3. Организация структур данных в озу
- •6.4. Представление данных на внешних носителях
- •6.4.1. Иерархия структур данных на внешних носителях
- •6.4.2. Особенности устройств хранения информации
- •Контрольные вопросы и задания
- •Раздел 2. Алгоритмы. Модели. Системы
- •Глава 7. Элементы теории алгоритмов
- •7.1. Нестрогое определение алгоритма
- •7.2. Рекурсивные функции
- •7.3. Алгоритм как абстрактная машина
- •7.3.1. Общие подходы
- •7.3.2. Алгоритмическая машина Поста
- •7.3.3. Алгоритмическая машина Тьюринга
- •7.4. Нормальные алгоритмы Маркова
- •7.5. Сопоставление алгоритмических моделей
- •7.6. Проблема алгоритмической разрешимости
- •7.7. Сложность алгоритма
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 8. Формализация представления алгоритмов
- •8.1. Формальные языки
- •8.1.1. Формальная грамматика
- •8.1.2. Способы описания формальных языков
- •8.2. Способы представления алгоритмов
- •8.2.1. Исполнитель алгоритма
- •8.2.2. Строчная словесная запись алгоритма
- •8.2.3. Графическая форма записи
- •8.2.4. Классификация способов представления алгоритмов
- •8.3. Структурная теорема
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 9. Представление о конечном автомате
- •9.1. Общие подходы к описанию устройств, предназначенных для обработки дискретной информации
- •9.2. Дискретные устройства без памяти
- •9.3. Конечные автоматы
- •9.3.1. Способы задания конечного автомата
- •9.3.2. Схемы из логических элементов и задержек
- •9.3.3. Эквивалентные автоматы
- •Контрольные вопросы и задания
- •Глава 10. Модели и системы
- •10.1. Понятие модели
- •10.1.1. Общая идея моделирования
- •10.1.2. Классификация моделей
- •Модели структурные и функциональные
- •Модели натурные и информационные
- •Модели проверяемые и непроверяемые
- •Модели по назначению
- •10.1.3. Понятие математической модели
- •10.2. Понятие системы
- •10.2.1. Определение объекта
- •10.2.2. Определение системы
- •10.2.3. Формальная система
- •10.2.4. Значение формализации
- •10.3. Этапы решения задачи посредством компьютера
- •10.4. Об объектном подходе в прикладной информатике
- •Контрольные вопросы и задания
- •Заключение
- •Приложение а. Элементы теории вероятностей
- •А.1. Понятие вероятности
- •А.2. Сложение и умножение вероятностей
- •A.3. Условная вероятность
- •Контрольные вопросы и задания
- •Приложение б. Некоторые соотношения логики
- •Глоссарий
- •Список литературы
- •Содержание
- •Глава 4. Представление и обработка чисел в компьютере 45
- •Глава 5. Передача информации 69
- •Глава 6. Хранение информации 83
- •Раздел 2. Алгоритмы. Модели. Системы 98
- •Глава 7. Элементы теории алгоритмов 99
- •Глава 8. Формализация представления алгоритмов 120
- •Глава 9. Представление о конечном автомате 134
- •Глава 10. Модели и системы 147
Контрольные вопросы и задания
Какими факторами определяется близость реального канала связи к идеальному?
Приведите примеры процессов, используемых для передачи информации, и связанных с ними сигналов помимо указанных в тексте.
Что произойдет при попытке передачи информации со скоростью, превышающей пропускную способность канала связи? Почему?
Оцените длину звукового файла, если требуется обеспечить телефонное качество звучания в течение 10 с, а на запись одного отсчета отводится 6 бит?
Человек может осмысленно читать со скоростью 15 знаков в секунду. Оцените пропускную способность зрительного канала в данном виде деятельности.
Оцените пропускную способность слухового канала радиста, принимающего сигналы азбуки Морзе, если известно, что для распознавания одного элементарного сигнала ему требуется 0,2 с.
При дискретизации аналогового сообщения число градаций при квантовании равно 64, а частота развертки по времени - 200 Гц. Какой пропускной способности требуется канал связи без шумов для передачи данной информации, если используется равномерное двоичное кодирование?
Для передачи телеграфных сообщений, представленных с помощью кода Бодо, используется канал без помех с пропускной способностью 1000 бит/с. Сколько знаков первичного алфавита можно передать за 1 с по данному каналу?
Почему происходит потеря информации при ее передаче по каналу с шумом?
Определите, на какую долю снижается пропускная способность канала с шумом по сравнению с идеальным каналом при двоичном кодировании, если вероятность появления ошибки передачи составляет: (а) 0,001; (b) 0,02; (с) 0,1; (d) 0,5; (е) 0,98. Поясните полученные результаты.
С помощью пакета Excel или MathCAD постройте график зависимости отношения CR/C от вероятности появления ошибки передачи р в канале с шумом.
Почему при передаче информации предпочтение отдается равномерному коду?
В чем смысловое отличие понятия «избыточность» для идеальных и реальных каналов передачи информации?
Почему оказывается невыгодной передача длинных кодовых цепочек с одним проверочным битом?
Будет ли установлен факт ошибки передачи, если эта ошибка содержится в самом контрольном бите? Обоснуйте.
Какое минимальное количество контрольных бит должно передаваться вместе с 16-ю информационными для обеспечения восстановимости информации, если вероятность искажения составляет (а) 0,00); (b) 0,02; (с) 0,1; (d) 0,5; (е) 0,98? Какова реальная избыточность сообщения в каждом случае?
Получено машинное слово, закодированное с использованием кода Хемминга: 100010111100010110011. Устраните ошибку передачи.
В каких ситуациях код Хемминга не позволит локализовать и исправить ошибку передачи?
Почему параллельный способ не применяется для передачи информации на большие расстояния? Каким образом, в принципе, можно увеличить дальность параллельной передачи?
Сколько времени будет выводиться на экран дисплея картинка размером 300x400 пиксель при цветовом режиме 16 бит на цвет, если для обмена используется 32-разрядная шина, а частота тактового генератора составляет 166 МГц?
Почему при асинхронной последовательной передаче не требуется синхронизации работы источника и приемника?
Алфавит обитателей планеты Тау-Кита содержит следующий набор жестов:
Предложите вариант равномерного двоичного кодирования этого алфавита, а также определите избыточность кода при последовательной передаче с одним битом четности.
Почему по телефонным линиям связи невозможно непосредственно (без преобразования) передавать компьютерные сигналы?
Каковы функции модема при связи компьютеров по телефонным линиям?
Оцените, сколько времени будет передаваться текст объемом в 1 страницу в кодировке ASC по модемной линии, если несущая частота составляет 1200 Гц и передача производится асинхронно с одним стоповым битом? Сколько времени будет передаваться графический файл, содержащий картинку, описанную в задании 20?