
- •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
1.4 Шеннон энтропиясы мен Больцман энтропиясының арасындағы байланыс
Шеннон өлшемі мен Хартли өлшемі арасындағы өзара байланысты қарасырайық. Егер хабарда N жағдайлар бар болып, олар р ықтималды, онда
.
(1.7)
Шеннон бойынша ақпараттың ықтималдылықты жағдайлардың айырмашылығы < Хартли бойынша ақпарат. Хартли бойынша екі теңықтималдылықты оқиға:
I=log 2 = 1 бит.
Шеннон бойынша: H=-(p1log2p1+p2log p2) H=1 бит Max келесі жағдайда p1=p2=0,5
.
1.2 Сурет - Ықтималдылықты жағдайлардың айырмашылығы
1.4 Ақпарат түсінігі
«Ақпарат» терминін ежелгі кездерден түсінік беру, мазмұндау, түсіндіру үрдісін белгілеген. Кейін осы терминмен мәліметтін өзін және оның кез келген түріндегі таратуды атай бастады
Ақпарат – бұл объекттер мен үрдістердің қасиеттері туралы мәліметтер ғана емес, сонымен қатар адамдар арасындағы мәліметтер ауысу, адам мен автомат, автомат және автомат, жануарлар және өсімдіктер әлеміндегі хабар алмасу, тасушыдан тасушыға, ағзадан ағзаға белгі жіберу, осының бәрі ақпарат.
Ақпарат деп белгілі бір құбылыс, оқиға, объект туралы мәліметтерді айтады. Белгілі бір формада көрсетілген ақпарат хабар болып табылады, яғни хабар таратуға арналған, ал сигнал бұл хабардың материалды тасушысы. Кең мағынады ақпарат–бұл бізді қоршаған орта жайлы жаңа мәліметтер, бұл мәліметтерді біз қоршаған ортамен қатынаста болғанда аламыз. Ақпарат – дүниетанудың маңызды категориялардың бірі.
Қоғамда негізгі 3 түрлі ақпаратты бөліп көрсетуге болады: жеке, арнайы және көпшілік. Жеке ақпарат адамның жеке өміріне қатысты мәліметтер. Арнайы ақпаратқа ғылыми-техникалық, өндірістік, экономикалық және т.б. жатады. Көпшілік ақпарат адамдардың үлкен тобына арналған және бұқаралық ақпарат құралдары арқылы таратылады: газет, журнал, радио, теледидар.
Ақпарат кез келген түрде сақтау, тарату және түрлендіру объектісі болып табылады. Байланыс теориясы мен техникасында ақпаратты тарату кезіндегі оның қасиеттері қызықтырады және ақпарат деп қабылдаушыға белгісіз құбылыстар, оқиғалар, фактілер туралы мәліметтердің жүйесі қабылданады.
2 Дәріс. Бөгеусіз дискретті арна
Дәрістің мақсаты: бөгеусіз дискретті арнамен ақпарат таратумен танысу.
Мазмұны:
а) ақпарат таратудың бөгеусіз дискретті арнасы;
б) арнаның өткізу қабілеті;
в) бөгеусіз арнаның өткізу қабілеті үшін теорема;
г) бөгеусіз дискретті арнаның математикалық моделі.
2.1 Ақпарат таратудың бөгеусіз дискретті арнасы
Қарастырылып
отырған бөгеусіз арналардың ерекшелігі
болып шығыстағы Шеннон теориясының
шарттарының орындалуы барысындағы
қабылданған ақпараттың саны әр қашан
хабарлама көзінен жіберілген ақпарат
санына тең болады. Бұл жағдайда, егер
кіріс каналға ui
сигнал түссе, онда шығыста жіберілген
ui
сигналын
анықтайтын
I
сигналы пайда болады. Жіберу ui
және
қабылдау
I
жағдайында
кедергісіз канал арқылы өткен ақпарат
саны ui
сигналында
болатын ақпарат санына тең болады:
J(ui
,
i)=log
1/P(ui)
. (2.1)
Мұндағы P(ui) ықтималдық шамасы ui сигналын жіберуге дейінгі болған ui сигналына қатысты анықталмағандықты сипаттайды. I қабылдағаннан кейін ui және I арасындағы анықталмағандық толығымен жойылады.