15. Виды сигналов и потоки информации, их характеристики.

Информационный контур – совокупность устройств, обрабатывающих информацию и связи между ними, обеспечивающих передачу информации.

В ИС носителем информации является физический сигнал. Независимо от физической природы сигналы бывают детерминированными и случайными.

Детерминированный сигнал имеет известный закон изменения, например, x(t)=A*sin(wt). Здесь известен закон, но параметры сигнала – w, A могут быть не известны.

Если сигнал случайный, то для него задаются статистические характеристики (плотность распределения потока, математическое ожидание, дисперсия, корреляционная функция).

В зависимости от характера представления сигналы бывают непрерывными и дискретными. В ЭВМ сигналы дискретизируются.

Совокупность сигналов в процессе их движения в пространстве и во времени от источника к потребителю называется потоком информации.

Поток информации характеризуется количественными и временными характеристиками. Совокупность информационных потоков в ИС можно разделить на три группы: входящие, выходящие, внутренние.

По цепям связи могут передаваться одиночные сигналы (релейные), одиночные слова (команды, данные), массивы слов с данными или более сложными структурами.

По своему характеру потоки с сообщениями могут быть детерминированными и случайными. Здесь различают четыре типа потоков:

1) Абсолютно детерминированный поток (известны моменты передачи сообщений и значения сигналов).

2) Детерминированный поток (известны моменты передачи сообщений, но значения сигналов не известны). Например, циклический опрос датчиков ИС.

3) Случайный поток сообщений (значения сигнала известны, а моменты его поступления не заданы и носят случайный характер).

4) Абсолютно случайный поток (значения сигналов и моменты их поступления не известны). Например, сигналы об отказе аппаратуры ИС.

Потоки с сообщениями характеризуются:

• интенсивностью;

• длиной сообщений:

• средней скоростью передачи сообщения.

16. Характеристики процесса обработки информации.

Для анализа процесса обработки информации может использоваться модель, представленная граф - схемой алгоритма (ГСА).

В ИС, в особенности работающих в реальном масштабе времени, важно, чтобы решения принимались в заданное время, и выдаваемая информация была достоверна. Это означает, что все операторы, лежащие на определенном пути из начальной вершины до конечной должны выполняться с заданной скоростью и надежностью. При проектировании систем эти характеристики являются основными и подлежат выбору [4]. На начальных стадиях проектирования допускается, что в системе нет отказов в обработке информации. Необходимо знать количество N_ij операций i – го типа в j – ом алгоритме, которое задается в виде характеристического вектора:

N_j = (N_j1, N_j2, …N_jm),

где m – число разнообразных типов операций в программах решения функциональных задач.

Величина N_ij зависит от адресности ЭВМ, системы команд, структуры системы обмена. Все многообразие операций разбивают на короткие N_к, длинные N_д, операции обращения (N_o). На начальных этапах проектирования N_j неизвестно, можно воспользоваться данными по аналогичным программ, реализованным на аналогичных ЭВМ. Знание N_к и N_д необходимы для определения требований к АЛУ, N_o - используется для выбора структуры устройства обмена и его связей с АЛУ. Для аналитических расчетов требуется ГСА с заданными вероятности перехода p_ij от i–й к j– й вершине и характеристический вектор N для каждого оператора.

Решения выполняются при следующих положениях:

1. вероятность перехода к следующему оператору не зависит от того, каким путем мы пришли к предыдущему оператору;

2. вероятности p_ij остаются постоянными для системы и не изменяются во времени.

Для характеристики обмена информацией между алгоритмами используется показатель внешней связности G_вш:

G_вш= U_вх + U_вых, (8)

где U_вх- объем входной информации (в словах), U_вых – объем выходной информации, передаваемый другим алгоритмам.

Показатель внутренней связности G_вн рассчитывается по формуле:

G_вш = U_к + U_в , (9)

где U_к – объем констант, U_в – результаты промежуточных вычислений.

Число операций обмена может вычисляться по формуле:

N_o = a G_вш + b G_вн, (10)

где a - число операций, затрачиваемое на обмен одним словом; b – то же на обмен одним словом между внешним ЗУ и устройствами вычислительной системы при передаче констант и результатов промежуточных вычислений.