- •Предисловие
- •Лекция 1. Информация. Начальные понятия и определения
- •1. Информация и данные
- •2. Адекватность и формы адекватности информации
- •3. Качество информации
- •4. Понятие об информационном процессе
- •5. Формы представления информации
- •6. Преобразование сообщений
- •Лекция 2. Необходимые сведения из теории вероятностей
- •1. Понятие вероятности
- •2. Сложение вероятностей независимых несовместных событий
- •3. Умножение вероятностей независимых совместных событий
- •4. Нахождение среднего для значений случайных независимых величин
- •5. Понятие условной вероятности
- •6. Общая формула для вероятности произведения событий
- •7. Общая формула для вероятности суммы событий
- •Лекция 3. Понятие энтропии
- •1. Энтропия как мера неопределенности
- •2. Свойства энтропии
- •3. Условная энтропия
- •Лекция 4. Энтропия и информация
- •1. Объемный подход к измерению количества информации
- •2. Энтропийный подход к измерению количества информации
- •Лекция 5. Информация и алфавит
- •Лекция 6. Постановка задачи кодирования. Первая теорема Шеннона.
- •Лекция 7. Способы построения двоичных кодов. Алфавитное неравномерное двоичное кодирование сигналами равной длительности. Префиксные коды.
- •1. Постановка задачи оптимизации неравномерного кодирования
- •00100010000111010101110000110
- •2. Неравномерный код с разделителем
- •3. Коды без разделителя. Условие Фано
- •00100010000111010101110000110
- •00100010000111010101110000110
- •4. Префиксный код Шеннона–Фано
- •5. Префиксный код Хаффмана
- •Лекция 8. Способы построения двоичных кодов. Другие варианты
- •1. Равномерное алфавитное двоичное кодирование. Байтовый код
- •2. Международные системы байтового кодирования текстовых данных. Универсальная система кодирования текстовых данных
- •3. Алфавитное кодирование с неравной длительностью элементарных сигналов. Код Морзе
- •4. Блочное двоичное кодирование
- •101010111001100010000000001000000000000001
- •5. Кодирование графических данных
- •6. Кодирование звуковой информации
- •Лекция 9. Системы счисления. Представление чисел в различных системах счисления. Часть 1
- •1. Системы счисления
- •2. Десятичная система счисления
- •3. Двоичная система счисления
- •4. 8- И 16-ричная системы счисления
- •5. Смешанные системы счисления
- •6. Понятие экономичности системы счисления
- •Лекция 10. Системы счисления. Представление чисел в различных системах счисления. Часть 2.
- •1. Задача перевода числа из одной системы счисления в другую
- •2. Перевод q p целых чисел
- •3. Перевод p q целых чисел
- •4. Перевод p q дробных чисел
- •6. Перевод чисел между 2-ичной, 8-ричной и 16-ричной системами счисления
- •Лекция 11. Кодирование чисел в компьютере и действия над ними
- •1. Нормализованные числа
- •2. Преобразование числа из естественной формы в нормализованную
- •3. Преобразование нормализованных чисел
- •4. Кодирование и обработка целых чисел без знака
- •5. Кодирование и обработка целых чисел со знаком
- •6. Кодирование и обработка вещественных чисел
- •Лекция 12. Передача информации в линии связи
- •1. Общая схема передачи информации в линии связи
- •2. Характеристики канала связи
- •3. Влияние шумов на пропускную способность канала
- •Лекция 13. Обеспечение надежности передачи информации.
- •1. Постановка задачи обеспечения надежности передачи
- •2. Коды, обнаруживающие одиночную ошибку
- •3. Коды, исправляющие одиночную ошибку
- •Лекция 14. Способы передачи информации в компьютерных линиях связи
- •1. Параллельная передача данных
- •2. Последовательная передача данных
- •3. Связь компьютеров по телефонным линиям
- •Лекция 15. Классификация данных. Представление данных в памяти компьютера
- •1. Классификация данных
- •2. Представление элементарных данных в озу
- •Лекция 16. Классификация структур данных
- •1. Классификация и примеры структур данных
- •2. Понятие логической записи
- •Лекция 17. Организация структур данных в оперативной памяти и на внешних носителях
- •1. Организация структур данных в озу
- •2. Иерархия структур данных на внешних носителях
- •3. Особенности устройств хранения информации
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
3. Связь компьютеров по телефонным линиям
Применение телефонных линий для осуществления связи между удаленными на большие расстояния компьютерами диктуется, в первую очередь, экономическими соображениями. Иначе потребовалась бы прокладка специальных компьютерных линий и содержание служб, поддерживающих работоспособность этих линий. Проще использовать уже имеющиеся телефонные линии. Итак, наличие двухпроводных линий и большие расстояния однозначно определяют единственно возможный способ передачи – последовательный. Однако телефонные линии предназначены для передачи аналоговых электрических сигналов с частотой не выше 3400 Гц. При передаче по таким линиям сигналов с частотами, на которых работает компьютер (~1000 МГц), они будут испытывать значительные искажения и быстро затухать. По этой причине передача осуществляется в соответствии со схемой, представленной на рис 9.
На передающем конце линии связи с помощью асинхронного преобразователя сначала осуществляется преобразование параллельного компьютерного кода в асинхронный последовательный код.
Затем посредством модема производится модуляция (преобразование) полученных последовательных двухуровневых импульсных компьютерных сигналов в аналоговые сигналы; аналоговые сигналы могут без большого затухания и искажения распространяться в телефонных линиях.
На приемном конце линии связи происходит обратная цепочка действий:
Модемом аналоговый сигнал переводится в двухуровневый последовательный код (происходит демодуляция), у которого затем удаляются все неинформационные биты;
С помощью асихронного преобразователя последовательный код преобразуется в параллельный.
Асинхронный преобразователь располагается в самом компьютере в виде блока, осуществляющего обмен последовательным кодом с любым внешним устройством. Иначе асинхронный преобразователь называется COM-портом. Помимо модема к COM-порту подключаются, например, мышь, джойстик и пр.
Отметим, что название «модем» происходит от сокращения слов «модуляция» и «демодуляция». В модеме может использоваться амплитудная, частотная или фазовая модуляция электрических сигналов с частотой до 3000 Гц. Например, при частотной модуляции для представления 0 и 1 могут использоваться сигналы с частотами 1070 Гц и 1270 Гц.
Для увеличения скорости передачи современные модемы используют сложные методы модуляции, при которых каждый передаваемый элементарный сигнал кодирует не один, а несколько битов.
Рис. 9. Схема линии связи
При передаче данных по последовательным линиям связи возможны три режима:
Симплексный;
Полудуплексный;
Дуплексный.
Симплекснаялиния обеспечивает передачу только в одном направлении, например, от датчика к устройству обработки информации.
Полудуплексная связьобеспечивает передачу и получение информации в обоих направлениях, но не одновременно – если передает один модем, другой в это время только получает.
Дуплексный режимсвязи обеспечивает передачу и получение данных в обоих направлениях одновременно. Поскольку связь осуществляется по двухпроводной телефонной линии, приходится использовать вторую пару частот для связи в обратном направлении, например, 2025 Гц и 2225 Гц для представления нуля и единицы соответственно.