16. Сигнал- это физ. Процесс, имеющий информационное значение.

Сигналы могут быть объектами теоретических исследований и практического анализа только в том случае, если указан способ их математического описания - математическая модель сигнала. Математическое описание позволяет абстрагироваться от физической природы сигнала и материальной формы его носителя, проводить классификацию сигналов, выполнять их сравнение, устанавливать степень тождества, моделировать системы обработки сигналов. Как правило, описание сигнала задается функциональной зависимостью определенного информационного параметра сигнала от независимой переменной (аргумента) – s(х), y(t) и т.п. Такая форма описания и графического представления сигналов называется динамической. Функции математического описания сигналов могут быть как вещественными, так и комплексными. Выбор математического аппарата описания определяется простотой и удобством его использования при анализе и обработке сигналов.

Ширина спектра – этот параметр дает представление о скорости изменения сигнала внутри интервала его существования.

17. Виды сигналов.

• непрерывный (аналоговый)

• дискретный (цифровой)

Аналоговый сигнал является естественным. Его можно зафиксировать с помощью различных видов датчиков. Например, датчиками среды (давление, влажность) или механическими датчиками (ускорение, скорость). Аналоговые сигналы в математике описываются непрерывными функциями. Электрическое напряжение описывается с помощью прямой, т.е. является аналоговым.

Процесс последовательного преобразования непрерывного аналогового сигнала называется дискретизацией.

Цифровая информация – это набор данных, т.е. она дискретна. Соответственно, цифровой сигнал определен только для отдельных моментов времени. Цифровую информацию принято кодировать двоичным кодом, например, "0" и "1".

18. Использование разных видов сигналов. Устройства, выполняющие преобразования сигналов из одного вида в другой.

19. Модуляция сигнала

Гармоническое колебание описывается формулой:

где - амплитуда, - частота, а - фаза

Вследствие сильного затухания электромагнитной волны, для передачи сигнала на расстояния приходится вызывать достаточно мощные электромагнитные колебания среды. Следовательно, перед тем как передать сигнал его надо в достаточной мере усилить, произвести некоторые преобразования, чтобы получатель смог выделить (детектировать) полезный сигнал из общего фона электромагнитных колебаний среды.

Амплитудная модуляция

В радиовещании в длинно- и средневолновом диапазоне радиоволн широко используется амплитудная модуляция сигнала. На вход модулятора подаются опорный сигнал и передаваемый (модулирующий), а на выходе получаем смодулированный сигнал, положительная огибающая которого и есть исходный сигнал. Для корректного преобразования необходимо, чтобы несущая частота должна была быть, по крайней мере, в два раза выше, чем верхняя граница полосы модулирующего сигнала. Например, если мы смодулируем несущую частоту в 40 Гц (см. рисунок) гармоническим сигналом 4 Гц, то получим сигнал, спектр которого состоит из трех гармоник.

Первая — fн, и две другие — боковые частоты fн − F и fн + F. Таким образом спектр модулированного сигнала симметричен, и для рационального использования передающего оборудования одну из боковых полос спектра передаваемого сигнала подавляют. При использовании разных частот опорного сигнала можно одновременно передавать несколько независимых сигналов, только необходимо соблюсти условие непересечения полос смодулированных сигналов. Данный способ модуляции довольно прост в реализации, но зато менее устойчив к помехам, нежели другие методы, рассматриваемые ниже. Помехонеустойчивость объясняется относительно узкой полосой модулированного сигнала (всего в два раза шире, чем у исходного). Тем не менее это обстоятельство позволяет использовать амплитудную модуляцию в низко- и среднечастотных диапазонах электромагнитного спектра.

Частотная модуляция

При частотной модуляции модулирующий сигнал модулирует не мощность опорного сигнала, а его частоту. То есть, если уровень сигнала увеличивается, то частота растет, и наоборот. Из-за этого спектр частотно-модулированного сигнала значительно шире исходного сигнала. Соответственно, частотная модуляция обладает высокой помехоустойчивостью, но для ее применения необходимо занимать высокочастотные диапазоны вещания.

Фазовая модуляция

При фазовой модуляции модулирующий сигнал модулирует фазу опорного сигнала. При модулировании цифровым (дискретным) сигналом получается сигнал с очень широким спектром, так как фаза резко поворачивается (двоичный сигнал — на 180 градусов). Поэтому фазовую модуляцию с успехом применяют для обеспечения помехозащищенной цифровой связи в микроволновых диапазонах.

Цифровые способы модуляции (для аналоговых сигналов)

Импульсно-кодовая модуляция (PCM — Pulse Code Modulation)

Для передачи аналогового сигнала по цифровым линиям связи производят дискретизацию с определенной частотой, которая определяется из расчета не менее, чем в 2 раза выше верхней границы полосы аналогового сигнала (по теореме Котельникова). В каждый момент квантования определяется и кодируется в цифровое значение уровень аналогового сигнала. Качество модуляции определяется частотой дискретизации и разрядностью кодирования уровня. В цифровой телефонии используют 8-битное кодирование (256 уровней, 11 КГц), в CD-Audio используют 16-битное кодирование (65536 уровней сигнала, 44,1 КГц), а в DVD-Audio, например, 24 бит/192 КГц.

Дельта-сигма модуляция (DSM — Delta-Sigma Modulation)

При кодировании уровня аналогового сигнала требуется передавать несколько битов, а если уровень сигнала изменяется плавно, то получается избыточность передаваемой информации. Поэтому можно кодировать и передавать только единичное изменение уровня сигнала: 0 — уменьшение, 1 — увеличение уровня сигнала. А если дискретизировать с очень большой частотой (в SACD — Super Audio CD — около 2,8 МГц), то качество модуляции будет сравнимо с качеством DVD-Audio, так как при этом можно улавливать «тончайшие» изменения уровня сигнала. Для уменьшения информационного потока при DSM-модуляции часто применяют кодирование повторяющихся последовательностей битов.

20.

21. Понятие знака.

Знак - приписывание чему-либо какого-либо определённого смысла.

Примеры:

• цифры являются знаками чисел

• буквы являются знаками звуков

• слова являются знаками языков

Свойства:

• многозначность

• нетождественность знака и денотата

• способность отображать некоторый объект

Денотат - обозначаемый объект.

Смысл (обозначаемое) - значение денотата.

22. Знаковые системы. Язык – как знаковая система.

Знаковая система - система знаков и передаваемых в процессе общения сообщений / сигналов.

Примеры:

• системы счисления

• естественные языки

• формальные языки

• время / даты

• деньги

• географические координаты

Свойства:

• количество знаков

• характеризуются структурной организацией

• знаки первой системы разные, но имеют сопоставимый смысл

23. Виды систем счисления. Основные понятия позиционных систем счисления.

Системы счисления подразделяются на позиционные, непозиционные и смешанные.

Позиционная система счисления - та, в которой значение каждого числового знака (цифры) в записи числа зависит от его позиции (разряда). В непозиционной же позиция цифры не влияет на значение числа.

23. Представление чисел в позиционных системах счисления.

Любое число в позиционной системе счисления можно представить в развернутой и свернутой форме

23. Преимущества двоичной системы счисления. Назначение других систем счисления, используемых в компьютерной технике (8=ой, 16-ой, 2-10-ой).

Преимущество двоичной СС:

1) Экономия памяти компьютера; 2) Эл. элементы с такой конструкцией потребляют гораздо меньше энергии; 3) Двоичный код не подвержен ошибкам; 4) Транзисторы, чьё состояние, прежде всего, характеризуется двумя состояниями, легче всего воспроизводимы

26. Перевод чисел из СС с основанием q в десятичную систему счисления

Требуется:

• представить заданное q-ичное число в развёрнутой форме

• записать коэффициенты при степенях q в десятичной СС

• выполнить вычисления в десятичной СС

27. Перевод целого десятичного числа в СС с произвольным основанием

Требуется:

• последовательно делить заданное число и получаемые частные на q до тех пор, пока не получится частное < q.

• получить остатки от деления и заменить их соответствующими цифрами в СС с основанием q.

• записать получившиеся цифры в обратном порядке

28. Перевод правильных десятичных дробей в СС с основанием q

Требуется:

• умножать дробную часть числа, а затем и получаемые числа на основание q и записывать целую часть результата до тех пор, пока не появится уже полученная ранее дробная часть или не появится закономерность

Пример:

0,03₁₀ x₁₆

• 0,03 * 16 = 0,48 0

• 0,48 * 16 = 7,68 7

• 0,68 * 16 = 10,88 10

• 0,88 * 16 = 14,08 14

• 0,08 * 16 = 1,28 1

• 0,28 * 16 = 4,48 4

Ответ: 0,03₁₀ 0,0(7AE14)₁₆

29. Перевод чисел между системами счисления с основаниями, равными 2ⁿ [2, 5]

Требуется:

• в двоичном числе объединить разряды влево и вправо от запятой в группы по разрядов в каждой

• если крайние группы окажутся неполными, дополнить их нулями до разрядов.

• рассмотреть каждую группы как -разрядное двоичное число и заменить его равнозначной q-ичной цифрой

30. Двоично-десятичная ситема счисления:

Поскольку человеку наиболее привычны представление и арифметика в десятичной системе счисления, а для компьютера - двоичное представление и двоичная арифметика, была введена компромиссная система двоично-десятичной записи чисел. Такая система чаще всего применяется там, где существует необходимость частого использования процедуры десятичного ввода-вывода. (электронные часы, калькуляторы, АОНы, и т.д.). В таких устройсвах не всегда целесообразно предусматривать универсальный микрокод перевода двоичных чисел в десятичные и обратно по причине небольшого объема программной памяти.

Принцип построения этой системы достаточно прост: каждая десятичная цифра преобразуется прямо в свой десятичный эквивалент из 4 бит, например:

3691₁₀=0011 0110 1001 0001_DEC:

Десятичное число	3	6	9	1
Двоично-десятичное число	0011	0110	1001	0001

Преобразуем двоично-десятичное число 1000 0000 0111 0010 в его десятичный эквивалент.

Каждая группа из 4 бит преобразуется в её десятичный эквивалент.

Получим 1000 0000 0111 0010_DEC = 8072₁₀:

Двоично-десятичное число	1000	0000	0111	0010
Десятичное число	8	0	7	2

Микропроцессоры используют чистые двоичные числа, однако понимают и команды преобразования в двоично-десятичную запись. Полученные двоично-десятичные числа легко представимы в десятичной записи, более понятной людям.

31.Обобщенный алгоритм перевода чисел между позиционными системами счисления с разными основаниями.

Ответ на вопросы 32-34 тут http://www.5byte.ru/11/0007.php 32. Сложение в позиционных системах счисления

33. Вычитание в позиционных системах счисления 34. Умножение в позиционных системах счиленияс