- •Коммерциялық емес акционерлік қоғам
- •Ақпараттар теориясы
- •5В070400 – «Есептеу техникасы және бағдарламамен қамтамасыз ету» мамандығының барлық оқу бөлімінің студенттері үшін дәрістер жинағы
- •1 Дәріс. Сигнал, ақпарат және хабар
- •1.1 Хабар кездейсоқ үрдіс ретінде
- •1.2 Детерминделген сигналдарды бейнелеу формалары
- •1.1 Сурет - Сигналдардың бейнелеу формулалары
- •1.3 Хартли өлшемі. Ақпараттың сандық бағасы
- •1.4 Шеннон энтропиясы мен Больцман энтропиясының арасындағы байланыс
- •1.2 Сурет - Ықтималдылықты жағдайлардың айырмашылығы
- •1.4 Ақпарат түсінігі
- •2 Дәріс. Бөгеусіз дискретті арна
- •2.1 Ақпарат таратудың бөгеусіз дискретті арнасы
- •2.2 Арнаның өткізу қабілеті
- •2.3 Бөгеусіз арнаның өткізу қабілеті үшін теорема
- •2.4 Бөгеусіз дискретті арнаның математикалық моделі
- •2.1 Сурет - Екілік симметриялық арнадағы өту ықтималдығы
- •3 Дәріс. Бөгеулері бар дискретті арна
- •3.1 Бөгеу туралы ұғым
- •3.2 Бөгеулердің түрлері
- •3.3 Бөгеулі ақпаратты таратушы дискретті арна
- •3.1 Сурет - Екілік арнаның өткізгіштілік қабілетінің қателік мүмкіндігіне р0 қатынасы
- •4 Дәріс. Бөгеулері бар дискретті арна (жалғасы)
- •4.1 Кедергісі және өткізгіштік қабілеті бар арнаға арналған теорема
- •4.2 Бөгеулі дискреттік арналардының математикалық моделі
- •4.3 Ақпаратты үздіксіз түрде ұсыну
- •4.1 Сурет - Сигналдың түрлері
- •4.4 Сигналды қалпына келтіру сапасының критерилері
- •5 Дәріс. Үздіксіз арна
- •5.1 Үздіксіз сигналды ортогональды қатарларға жіктеу
- •5.2 Фурье қатарлары және олардың байланыс техникасында қолданылуы
- •5.3 Котельников теоремасы (Шеннонның негізгі теоремасы)
- •5.4 Үздіксіз арнаның өткізу қабілеті (бөгеусіз және бөгеулермен)
- •5.1 Сурет - үб арнасының үлгісі
- •6 Дәріс. Байланыс жүйесіндегі сигналдарды түрлендіру және қалыптастыру әдістері
- •6.1 Ақпарат тасушының модуляциялау әдістері
- •6.2 Гармоникалық модуляциялық сигналы
- •6.1 Сурет - Модулятор
- •6.3 Амплитудалық (ам), жиіліктік (чм), фазалық (фм) модуляция
- •6.2 Сурет - Амплитудалық – модуляцияланған сигнал
- •6.3 Сурет – Жм сигналының лездік жиілігі
- •7 Дәріс. Фазалық модуляция
- •7.1 Фазалық модуляция
- •7.2 Сигналдардың уақыттық, спектрлік және векторлық көріністері
- •7.4 Жиілік жолығының ұзындығы және жм және фм сигналдарының спектрлерінің айырмашылығы.
- •7.6 Сурет - Бессель функцияларының графиктері
- •8 Дәріс. Импульсті модуляция
- •8.1 Сурет – Әр түрлі импульсті модуляция сигналдары
- •8.2 Дискреттік модуляциялау әдістері
- •8.2 Сурет - Дискреттік модуляция кезіндегі сигналдардың уақыттық диаграммалары
- •8.3. Импульстер жүйесінің спектрі
- •8.3 Сурет - Импульстер жүйесінің спектрі
- •9 Дәріс. Бөгеуге тұрақты кодтау теориясы
- •9.1 Өткізгіштік қабілеті және құжаттарды жіберу жылдамдығы
- •9.2 Мәліметтердің артықшылығы
- •9.3 Тиімді кодтау теоремасы
- •10 Дәріс. Бөгеуге тұрақты түзетуші кодтар
- •10.1 Жалпы мәліметтер
- •10.2 Қателерді табудың және түзетудің негізгі принциптері
- •10.3 Кодалық қашықтық және кодтың түзету қабілеті
- •10.4 Кодтарды түзету классификациясы
- •11 Дәріс. Бөгеуге тұрақты түзетуші кодтар (жалғасы)
- •11.2 Үйірткі кодтар
- •12 Дәріс. Жүйелердің бөгеулерге тұрақтылық теориясы
- •12.1 Хабарлардың оптималды қабылдау шарттары
- •12.2 Оптималды қабылдағыштардың алгоритмдер мен сұлбаларын синтездеу, коррелияцилық қабылдағыш, үйлестірілген сүзгісі бар қабылдағыш
- •12.1 Сурет - Котельниковтың қолайлы қабылдағышы
- •13 Дәріс. Үйлесімді сүзгісі бар қабылдағыш
- •13.1 Үйлесімді сүзгісі бар қабылдағыш
- •13.1 Сурет - Котельников үйлесімді сүзгілі оптималды қабылдағышы
- •13.2 Модуляция түрлері және сигналды қабылдаудың әртүрлі
- •13.2 Сурет – ам, жм, фм сигналдарының эквивалентті энергияларын анықтау үшін
- •13.2 Салыстырмалы фазо-манипуляцияланған сигналдар
- •14 Дәріс. Көпарналы байланыс
- •14.1 Көпарналы байланыс
- •14.1 Сурет- Көпарналы байланыс арнасынын функционалды сұлбасы
- •14.2 Сигналдардың фазалық, жиіліктік, уақыттық бөлінуінің әдістері
- •14.2 Сурет - Арналардың уақытша бөлінуі
- •14.3 Сурет - цат-тің құрылымдық сұлбасы
- •15 Дәріс. Модуляцияның цифрлық әдістері
- •15.1 Ақпаратты қалпына келтіру және дискритизацияның принципі
- •15.1 Сурет - Аналогтық сигналдың цифрлық икм сигналға айналу құрылымы
- •15.2 Импулсті - кодалық модуляция (икм)
- •Мазмұны
Коммерциялық емес акционерлік қоғам
АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ
Автоматты электр байланысы кафедрасы
Ақпараттар теориясы
5В070400 – «Есептеу техникасы және бағдарламамен қамтамасыз ету» мамандығының барлық оқу бөлімінің студенттері үшін дәрістер жинағы
Алматы 2011
Құрастырушылар: Қ.С. Чежимбаева, Д.А. Абиров. Ақпараттар теориясы. 5В070400 - Есептеу техникасы және бағдарламамен қамтамасыз ету мамандығы студентері үшін дәрістер жинағы - Алматы: АЭжБУ, 2011ж.- 67 бет.
Дәрістер жинағы ақпарат теориясының сұрақтарына және оған кажетті әдебиеттерді оқу үшін құрастырылған. Дәрістер жинағы 5В070400 - Есептеу техникасы және бағдарламамен қамтамасыз ету мамандығы студентері үшін құрастырылған.
Без. 28 Кесте 4 , библиогр.-13 атау.
Пікір беруші: техн. ғыл. канд., проф. К.Х. Туманбаева.
«Алматы энергетика және байланыс университеті» коммерциялық емес акционерлік қоғамының 2011ж. негізгі жоспары бойынша басылады.
© «Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ , 2011 ж.
Кіріспе
Ақпарат теориясына қатысты мәліметтер көпшілік баспаларда жоғары математикалық деңгейде жазылған. Сол уақытта ақпарат теориясы – қолданбалы ғылым, ол ақпаратты өңдеу техникасы, радиолокация, байланыс техникасының теориялық негізі болып қызмет етеді. Оның нәтижелері практикалық қолданысты табу керек. Ол үшін жүйені құрастырушы-инженерлер теория нәтижесін түсініп, бағалай білу керек.
Ақпараттық теорияны жүйелік зерттеуге кіріспес бұрын, мүмкіндігінше ‘’сигнал’’ және ’’хабар’’ түсінігін нақтылау керек.
Сигнал (лат.Signum-белгі) – тіркеуді және SMS жіберуді көрсететін, уақыт аралығында қандай да бір объектінің физикалық жағдайының өзгеру процесі.
Хабар – ақпаратты көрсетудің формасы. Бұл мәліметті алудың шартты белгілері.
Электробайланыс арнасы – абоненттік құрылғылар қосылғанда хабарларды таратушыдан қабылдаушыға жіберілуін қамтамасыз ететін техникалық құралдардың жиынтығы және сигналдардың таралу ортасы.
К. Шенонның 40-жылдардың аяғында ақпарат санын өлшеу әдісін енгізу «Ақпарат теориясы» атты дербес ғылыми бағыттың пайда болыуна әкеліп соқты. Сол уақытта В.А. Котельниковтың жұмыстарынын негізінде басқа ғылыми бағыт – бөгеуге тұрақтылық теориясы дамып жатты.
Ақпарат теориясы хабар берілудің орташа жылдамдығының максималды үлкейту мәселесін шешті. Бөгеуге тұрақтылық теориясының басты мақсаты қабылданған хабардың дәлділігін арттыру жолдарын табу болды. Негізгі мақсат ақпарат тарату мен қабылдау кезінде болатын үрдістің түрлі жағын зерттеу.
1946 және 1956 жж. В.А. Котельниковтың қабылдаудың оптималды әдістері мен ықтималды бөгеуіл тұрақтылық туралы жұмыстары жарық көрді. Бұл жұмымстардың нәтижелері бойынша берілген нақты аппаратура өзінің хабарды бөгеулерден бөліп алу қабілеті бойынша идеалдыға қаншалықты жақын екенін анықтауға болды.
Ақпаратты тарату теориясы бойынша бірінші маңызды жұмыс деп 1928 жылы шыққан Р. Хартлидің «Ақпарат тарату» еңбегін санауға болады. Сонымен қатар дискретті сигналдарды тарату үшін Найквистің «Телеграфтау жылдамдығына әсер ететін кейбір факторлар» (1924г.) атты еңбегі манызды.
Жаңа ақпарат тарату теориясының қалыптасуына елеулі қадам болған К.Шеннонның «Математикалық байланыс тоериясы» еңбегі. Бұл жұмыста байланыс арнасының өткізгіш қабілеті туралы теорема дәлелденді. Бұл теорема бойынша, арнаның өткізу қабілетінен төмен жылдамдықта жіберілген сигналды бөгеулерге қарамастан аз қате ықтималдылығымен қалпына келтіруге болатын тарату және қабылдау әдістері бар екені анықталды.