20 Вопрос.

Источник информации порождает информацию и для передачи представляет ее в виде сообщения. Для представления информации он использует систему кодирования. 

Кодирующее устройство может являться подсистемой источника или внешним устройством по отношению к источнику информации.

Преобразователь переводит коды в последовательность материальных сигналов, т.е. помещает их на материальный носитель. Преобразователь может быть совмещен с кодирующим устройством, но может быть и самостоятельным элементом линии связи. При преобразовании часть информации может теряться.

В связи с этим встает задача выработки такого способа кодирования сообщения, который обеспечивал бы возможно более полное представление исходной информации при преобразовании и был бы согласован со скоростью передачи информации по каналу связи.

После преобразователя сигналы поступают и распространяются по каналу связи. Реальный канал связи подвержен внешним воздействиям, а также в нем могут происходить внутренние процессы, в результате которых искажаются передаваемые сигналы и связанное с ними сообщение. Такие воздействия называются шумами.

Внешние помехи – это "наводки" от мощных потребителей электричества или атмосферных явлений; одновременное действие нескольких близкорасположенных однотипных источников и т.п.

Внутренние помехи – это физические неоднородности носителя; процессы затухания сигнала в линии связи из-за большой удаленности.

После прохождения сообщения по каналу связи сигналы с помощью преобразователя переводятся в последовательность кодов, которые затем декодируются в форму, необходимую приемнику информации. На этапе приема преобразователь также может быть совмещен с декодирующим устройством или существовать самостоятельно.

21 Вопрос.

Источником сообщений является любое устройство, позволяющее долго хранить это сообщение. Например, модем, съёмный диск, флеш-карта.

22 Вопрос.

- это формула Шеннона.

i – количество информации.

N – количество возможных событий.

Количество информации, которое получается, достигает максимального значения, если события равновероятны.

23 Вопрос.

Теорема Котельникова гласит, что, если аналоговый сигнал   имеет конечный спектр, то он может быть восстановлен однозначно и без потерь по своим отсчётам, взятым с частотой, строго большей удвоенной верхней частоты  :

Говоря шире, теорема Котельникова утверждает, что непрерывный сигнал   можно представить в виде интерполяционного ряда:

где   — функция sinc. Интервал дискретизации удовлетворяет ограничениям   Мгновенные значения данного ряда есть дискретные отсчёты сигнала  .

24 Вопрос.

Аналого-цифровой преобразователь  — устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код. Обратное преобразование осуществляется при помощи ЦАП. АЦП — электронное устройство, преобразующее напряжение в двоичный цифровой код. Некоторые неэлектронные устройства с цифровым выходом, следует также относить к АЦП, например, некоторые типы преобразователей угол-код. Простейшим одноразрядным двоичным АЦП является компаратор.

Разрешение АЦП — минимальное изменение величины аналогового сигнала, которое может быть преобразовано данным АЦП — связано с его разрядностью. В случае единичного измерения без учёта шумов разрешение напрямую определяется разрядностью АЦП.

Дискретизация — преобразование непрерывной функции в дискретную.

Используется в гибридных вычислительных системах и цифровых устройствах при импульсно-кодовой модуляции сигналов в системах передачи данных. При передаче изображения используют для преобразования непрерывного аналогового сигнала в дискретный или дискретно-непрерывный сигнал.

Обратный процесс называется восстановлением. При дискретизации только по времени, непрерывный аналоговый сигнал заменяется последовательностью отсчётов, величина которых может быть равна значению сигнала в данный момент времени. Возможность точного воспроизведения такого представления зависит от интервала времени между отсчётами  .

Согласно теореме Котельникова:

где   — наибольшая частота спектра сигнала.

Квантование - разбиение диапазона значений непрерывной или дискретной величины на конечное число интервалов. Существует также векторное квантование — разбиение пространства возможных значений векторной величины на конечное число областей. Простейшим видом квантования является деление целочисленного значения на натуральное число, называемое коэффициентом квантования.

Квантование приводит сигнал к заданным значениям, то есть, разбивает по уровню сигнала. Сигнал, к которому применено квантование, называется цифровым.

Квантование часто используется при обработке сигналов, в том числе при сжатии звука и изображений.