Л.1.Основы теории информации: сущность, основные понятия и свойства
Знаки (символы) |
Сигналы Сообщение Кодирование Декодирование «Передача данных» |
|||||||||||||||||||||
|
|
алфавит |
|
|
|
буквы |
«объем «алфавита» |
|
|
кванты |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Свойства информации |
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Репрезентативность |
|
|
Содержательность |
|
|
|
Информативность |
|
|
Достаточность (полнота) |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
информации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
Доступность |
|
|
|
|
Актуальность |
|
|
Своевременность |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Точность |
|
|
|
|
|
Достоверность |
|
|
Устойчивость |
|
|
Ценность |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Способы измерения информации в информационных системах
|
|
|
|
Синтаксические |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Комбинаторная |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
Семантическая |
|
|
Прагматическая |
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
меры |
|
|
|
мера |
|
|
|
|
мера |
|
|
|
мера |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мера Шеннона |
|
мера Хартли |
|
|
мера Шнейдера |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
Геометрическая |
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ic |
Sп S * |
|
|
|
|||||||
I |
( ) H ( ) H ( / ) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мера |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
N |
|
|
Y I /Vд |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
H ( ) pi log pi |
|
|
|
Свойства энтропии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
i 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
измеряется в тех |
|
|
|
всегда |
|
|
достигает максимума, |
|
|
равна нулю, если |
|||||||||||
|
|
|
|
же единицах, что |
|
|
неотрицательна |
|
|
|
если все события |
|
|
вероятность одного из |
|||||||||||
|
|
|
|
и количество |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
равновероятны |
|
|
|
событий равна 1 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
информации |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I этап
нач. 40-х г. XX в.
И. Бэббидж идея создания компьютера
II этап
сер. 40-х г. ХХ в.
Цифровые вычис- лительные машины:
-программирование на машинном языке;
-системы ПО отсут- ствовали, кроме би- блиотек математи- ческих и служеб- ных программ;
-отсутствовали ОС;
-организация вы- числительного про- цесса осуществля- лась вручную про- граммистом с пуль- та управления.
История развития информационных
|
|
|
|
сетей: IV этап |
|
||
III этап |
|
|
|
|
|||
сер. 50-х г. ХХ в. |
|
|
сер. 60-х – сер. 70-х г. |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Новая |
элементная |
|
|
|
|
||
|
- Развитие |
ОС и ком- |
|
||||
база (транзисторы). |
|
пьютерных сетей: |
|
||||
Особенности |
ком- |
|
|
||||
|
- |
интеграль- |
|
||||
пьютеров: |
|
|
|
переход к |
|
||
|
|
|
ным микросхемам. |
|
|||
-увеличилось |
бы- |
|
|
||||
|
- Мультипрограммирова- |
|
|||||
стродействие |
про- |
|
ние (пакетная обработка; |
|
|||
цессов; |
объемы |
|
разделение времени); |
|
|||
оперативной |
и |
|
|
||||
|
мультипроцессирование; |
|
|||||
внешней |
памяти; |
|
- поддержка терминаль- |
|
|||
надежность |
ком- |
|
ного многопользователь- |
|
|||
пьютеров; |
|
|
|
ского режима; |
|
||
-алгоритмические |
|
|
|||||
|
-виртуальная память; |
|
|||||
языки, |
транслято- |
|
|
||||
|
-файловые системы; |
|
|||||
ры; |
|
|
|
|
-глобальные сети : |
|
|
-системные управля- |
|
|
|||||
|
разграничение доступа к |
|
|||||
ющие |
программы, |
|
сети , сетевая работа, |
|
|||
автоматизирующие |
|
отказ от принципа ком- |
|
||||
последовательность |
|
|
|||||
|
мутации каналов, высо- |
|
|||||
действий |
оператора |
|
|
||||
|
коскоростные цифровые |
|
|||||
по организации |
вы- |
|
каналы (до 140 |
|
|||
числительного |
про- |
|
Мбит/сек, технология |
|
|||
цесса. |
|
|
|
|
РДН) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Vэтап
в80-х г. ХХ в.
-технология SДН – син- хронной цифровой иерархии ( 10 Гбит/сек) -технология ДWДM – спектрального мульти- плексирования (от сотен Гбит/сек – до неск. Тбит/сек)
-коммерческое исполь- зование Internet.
-нач.80-х г. - ПК (клиент и сервер)
-сер. 80-х г. ста- ндартные технологии объединения компью- теров в сеть: 1980 г. – Ethernet, Archet; 1985 г.
– Token Ring, Token Bus; 1989 г. – FDDI; конец 90-х г.
-Классическая Ethernet
-Fast и Gigabit Ethernet
Л.2.Назначение, функции, структура, характеристики и классификация ИС
Назначение информационных сетей
Обеспечение эффективного предоставления различных услуг пользователям сети
посредством организации удобного и надёжного доступа к ресурсам, распределённым в сети.
Виды компьютерных сетей
локальные сети |
|
региональные сети |
|
глобальные сети |
|
|
|
|
|
Характеристики локальных и глобальных сетей
|
|
Принцип |
|
|
Используемая |
|
Качество |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
Скорость |
|||||||||||
|
|
Сложность методов |
|
|||||||||||||||
|
|
организации |
|
коммутационная |
|
каналов |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
обмена |
||||||||||||
|
|
|
|
|
передачи и |
|
|
|||||||||||
|
|
данных |
|
|
|
среда |
|
связи |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
данными |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
использованной |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
аппаратуры |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
топология |
|
|
Объем предлагаемых услуг |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
Оперативность выполнения запросов |
|
|
|
|
||||||||
|
|
Метод коммутации |
|
|
|
Масштабируемость |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Классификация архитектур вычислительных систем (Флина)
Однопроцессорные ВС
|
|
|
ПК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поток |
|
команд |
|
||
данныхпоток |
SPU |
результат |
||||
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
П |
|
|
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
SISA (ОКОД) |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
Многопроцессорные ВС |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПК |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
поток |
команд |
данных |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
SPU1 |
SPU1 |
SPU2 SPU3 |
SPU4 |
… |
SPUn |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
результат поток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
данныхпоток |
|
|
|
SPU2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПД |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
SPUn |
|
|
|
|
|
|
|
|
MISD (МКОД) |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПК |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПД |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SPU |
SPU |
|
… |
SPU |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SIMD (ОКМД) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
SPU |
SPU |
|
… |
|
SPU |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
… |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
SPU |
SPU |
|
|
SPU |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПД |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
MIМD (МКМД) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
результат
Л.3. Принципы построения информационных сетей. Системы распределенной обработки данных
системы телеобработки данных (СТОД)
|
|
|
|
|
КС |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЭВМ |
|
УС |
|
АП |
|
УУС |
|
АП |
|
|
|
|
Д |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
информационно-вычислительные сети (ИВС)
|
|
|
КС |
|
КС |
|
|
|
ООД |
|
АПД |
ПОС |
АПД |
|
ООД |
||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
станция |
станция |
|
Обобщенная структура канала связи
|
|
|
|
|
|
помехи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИС |
|
Кодер |
|
Кодер |
|
ЛС |
|
|
Декодер |
|
Декодер |
|
ПС |
|
|
ИС |
|
КС |
|
|
|
|
КС |
|
ИС |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Основные |
характеристики |
каналов |
|||||||||
|
связи |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Каналы связи |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
модель канала |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
непрерывные и дискретные |
|
|
симметричные |
|
|
каналы со стиранием |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
каналы без помех |
|
|
|
|
|
|
канал обратной связи |
|
|
|||
Скорость передачи информации по каналам связи
техническая скорость передачи |
информационная скорость передачи |
производительность источника |
пропускная способность канала связи |
В телекоммуникационных системах (ТКС)
Симплексные
в теле – и радиосетях
Выделенные каналы связи
|
|
|
|
Дуплексные |
|
|
Полудуплексные |
|
|
|
|
|
|
|
в системах с РОС и ИОС |
||
в информационно – |
|
||||
справочных и запросо |
|
|
|
|
|
-ответных системах |
|
|
|
|
|
|
Коммутируемые каналы связи |
||||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
Л.4Согласование физических характеристик канала связи и сигнала
•ТК – время доступа канала [с]; |
•TC – длительность сигнала [с]; |
•FK – полоса пропускания каналов [Гц]; |
•FC – полоса частот (ширина спектра) |
•НК – допустимое превышение сигнала |
сигнала [Гц]; |
над помехами в канале. |
•HC – уровень превышения сигнала над |
Объем канала VK=TK∙FK∙HK
Необходимое условие согласования канала связи и сигнала
VK ≥ VC (VC ≤ VK)
Достаточное условие согласования канала связи и сигнала
FK< FC
Согласование статистических свойств источника сообщения и канала связи
|
|
|
|
|
|
|
|
эффективность |
|
Оценка качества передачи |
|
Скорость передачи |
|||||||
|
|
канала связи |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Достоверность |
|
|
|
Сложность технической реализации |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
преобразование сообщений в сигналы по |
|
вероятность ошибочного приема |
|
|
|
|
|
|
средством соответствующего кодирования |
|
|
единичного символа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
(помехоустойчивость канала связи) |
|
|
|
|
преобразование сообщений с целью их защиты |
|
|||
|
|
|
||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Типы линий связи (ЛС) (сред передачи данных)
|
|
|
|
|
Характеристики |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Стоимость |
|
Пропускная |
|
Удобство |
|
Предельная длина ЛС |
|
Закрытость |
||
|
|
способность |
|
подключения |
|
|
|
|
передачи данных |
|
|
|
|
|
|||||||
Кабельные ЛС
Экранированная и неэкранированная витая пара
STP-кабели ИТР-кабели
-скорость переда- чи от 10 до 100Мбит/сек,
-сравнительно по- мехоустойчивы
-возможность сво- бодного несанкци- онированного под- ключения или пов- реждения
Коаксиальный кабель
толстые и тонкие
-повышена помехо- устойчивость –снижена излучаемая энергия в пространство -несанкционированное подключение к коак- сиальному кабелю воз- можно, но сложнее чем к витой паре. -пропускная способ- ность 50–100 Мбит/сек, -длина – несколько километров, -затухание сигнала в 10МГц составляет до 1дБ/м.
Оптоволоконные ЛС |
|
|
|
|
Радиоканал |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-высокая |
помехоустойчи- |
|
|
-высокая |
|
||||||
вость |
|
|
|
|
|
|
|
|
стоимость; |
|
|
-отсутствие |
|
излучения |
|
|
-невысокая |
|
|||||
энергии в пространство. |
|
|
|
|
помехоза- |
|
|||||
-несанкционированное |
|
|
|
|
щищенность |
|
|||||
подключение |
практически |
|
|
-невысокая |
|
||||||
невозможно. |
|
|
|
|
|
|
|
защищен- |
|
||
-скорость |
|
передачи |
в |
|
|
ность |
от |
|
|||
Гбит/сек, |
|
|
|
|
|
|
|
|
проникнове- |
|
|
-затухание сигнала прак- |
|
|
ния. |
|
|
||||||
тически отсутствует. |
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
-недостатки |
- |
сложность |
|
|
|
|
|
||||
монтажа, |
низкая |
механи- |
|
|
Устройства с |
||||||
ческая прочность, |
чувст- |
|
|
инфракрас- |
|||||||
вительность |
к |
ионизиру- |
|
|
ным |
излу- |
|||||
ющему излучению, |
|
|
|
|
|
чением и ряд |
|||||
-долговечность ниже, чем у |
|
|
других |
|
|
||||||
электрического. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Л. 5. Способы синхронизации в системах передачи данных
Синхронная передача |
|
Асинхронный тип передачи |
|
Системы с автоподстройкой |
-наличие дополнительной линии связи для передачи синхронизирующих импульсов; -выдача битов данных
производится в моменты проявления синхроимпульсов; - синхронизация приема и
передачи осуществляется достаточно надежно; -увеличение стоимости канала связи за счет необходимости организации дополнительной линии связи
–не требуется использование дополнительной линии связи; -передача осуществляется блоками фиксированной длины (байтами);
-синхронизация принимаемой станции обеспечивается тем, что перед каждым передаваемым байтом посылается дополнительный сигнал – старт-бит или
старт- байт;
-после переданного байта передается дополнительный сигнал – стоп байт;
-данный метод синхронизации целесообразен в системе с достаточно низкими скоростями передачи.
– не требуют применения дополнительной линии связи, поэтому часто применяются в современных высокоскоростных системах передачи данных; -синхронизация достигается за счет использования самосинхронизирующихся кодов;
-кодирование данных заключается в том, чтобы обеспечить регулярные и частые изменения уровней сигналов;
-каждый переход уровня сигнала от высокого к низкому используется для подстройки приемника.
-потенциальный код без
возвращения к нулю;
-потенциальный код с возвратом к нулю;
-манчестерский код.