§1.3. Обобщенная схема информационной системы
Использование информации связано с ее передачей от источника в потребителю. В общем случае система передачи информации, преложенная К. Шенноном (C. E. Shannon. A Mathematical Theory of Communication. //The Bell System Technical Journal, Vol. 27, pp. 379–423, 623–656, July, October, 1948.) состоит (рис.43) из источника сообщений (information source), передатчика (transmitter), линии связи (signal, received signal), приемника (receiver) и адресата (destination). Она оперирует сообщениями (message), сигналами, шумами (noise source).
Рис.43. Обобщенная схема информационной системы из статьи К. Шеннона
Под сообщением понимают реализацию случайного процесса, представленного в форме последовательности дискретных символов (букв, цифр, знаков), последовательности значений физических величин (результатов измерения потока излучения или напряжения на фотодиоде) через определенный интервал времени, непрерывных временных или пространственных функций (развертка телевизионного кадра, фотоснимок, чертеж, изображение). Источник сообщений осуществляет выбор конкретного сообщения из ансамбля возможных сообщений. Источниками информации могут быть человек, фотоприемное устройство, различные датчики физических величин, измерительные устройства и т.п. Передатчик перерабатывает сообщения в сигналы, соответствующие свойствам данного канала. Под сигналом понимается некоторая физическая величина, изменениями которой отображается сообщение. Обычно передатчик состоит из кодирующего устройства и модулятора. В телефонной системе связи передатчиком служит микрофон, осуществляющий преобразование звука в модулированный электрический ток, который затем передается по двухпроводной линии связи. В телеграфном передатчике символы исходного сообщения (буквы, цифры, знаки) сначала кодируются (преобразуются в последовательности вторичных символов в виде точек и тире), а затем с помощью модулятора преобразуются в конкретный сигнал (электрический ток) передаваемый по линии связи. В лазерной системе связи сообщение (последовательность звуков) преобразуется в изменения амплитуды, фазы или частоты электромагнитного поля излучения. Сочетание источника сообщений с передатчиком будем называть источником сигнала.
Линия связи - это тракт движения сигнала, физическая среда (коаксиальный кабель, оптоволокно, витая пара и т.д.) осуществляющая перенос информации от передатчика к приемнику. Устройство, включающее в себя передатчик, линию связи и приемник, называют каналом связи.
В процессе передачи по линии связи сигнал может быть искажен помехами (шумами). С целью учета влияния шумов, создаваемых внешними и внутренними источниками или наложением других сигналов, в блок-схему введен эквивалентный источник помех. При этом на выходе линии связи вместо исходного неискаженного сигнала имеем сигнал с наложенным на него шумом. Искажение сообщений помехами исключают посредством помехоустойчивого кодирования и декодирования информации в передатчике и приемнике, соответственно.
Приемник восстанавливает сообщение из сигнала, выполняя преобразования, обратные преобразованиям передатчика.
Адресат - это лицо или аппарат, для которого предназначено сообщение. Как правило, адресат обладает свойствами запоминания и обработки информации, а иногда и свойством управления.
Источники информации делятся на дискретные и непрерывные. Непрерывный источник выдает информацию в виде непрерывных функций времени, координат или того и другого вместе. Дискретный источник выдает информацию символ за символом в соответствии с вероятностями появления символов и их сочетаний. К дискретным источникам информации относятся, например, тексты на русском, английском и других языках, набор фотографий, предъявляемых фототелеграфному устройству и т.п. Кроме того, в дискретным источникам относятся источники непрерывных сообщений, используемые в сочетании с устройствами дискретизации и квантования, с помощью которых непрерывная функция преобразуется в функцию дискретного аргумента и дискретное множество цифровых значений (кодовых комбинаций), каждое из которых может рассматриваться в качестве эквивалента отдельного символа.