Меры информации

Счетное множество дискретных элементов (символов), используемых для формирования дискретных сообщений, называется алфавитом, а элементы этого алфавита называются буквами.

Число букв в алфавите, называется объектом. В дискретных моделях информационных систем минимальные неделимые элементы информации, называются квантами.

Геометрическая мера информации

В этом случае количество информации оценивается числом квантов, на которое может быть разбито данное информационное пространство в пределах заданных структурных габаритов. Недостатком геометрической меры является зависимость количества информации от способа разбиения информационного пространства на элементарные ячейки.

Комбинаторная мера информации

Эта мера используется в тех случаях, когда необходимо оценить возможность передачи информации, при помощи различных комбинационных информационных элементов. Образование таких комбинаций представляет собой один из способов кодирования. В комбинаторной мере количество информации оценивается числом возможных комбинаций, которые можно сформировать из данных комбинационных элементов. В комбинаторике известны способы формирования комбинаций элементов. Это сочетание перестановки и размещение. Недостатками комбинаторной меры является зависимость количества информации от способа комбинирования информационных элементов.

Адекватная мера информации (мера Хартли)

Неоднозначность в оценке количества информации присущая выше рассмотренным мерам послужила основанием для разработки метода измерения количества информации, получившего название логарифмической или адетивной меры. Эту методику предложил в 1928 году американский инженер Хартли. В основу этой методики были положены следующие допущения:

1. Сигналы, по средствам которых передаются сообщения, имеют дискретный характер.

2. Алфавит, используемый для передачи сообщений, состоит из конечного числа m-элементов.

3. Все символы (буквы алфавита) статистически не зависимы, т.е. могут занимать любую позицию в слове.

4. Все буквы алфавита равновероятностные.

5. Передача сообщений осуществляется в отсутствии помех.

Если при этом используется сообщение, каждый из которых содержит n-символов, то количество слов, которые могут получить, равно - число слов.

Хартли предложил оценивать количество информации:

.

В общем случае выбор основания логарифма а – может быть произвольным и влияет только на величину единицы информации.

4. Классификация информационных сетей

Для классификации компьютерных сетей могут быть использованы различные характеристические признаки. Однако чаще всего информационные сети классифицируют по территориальному признаку, т.е. по масштабу той территории, которую охватывает данная сеть. Согласно этой классификации сети принято делить на три типа:

1) Локальная сеть. К ней относится система ПД, охватывающая ограниченную территорию (здание, предприятие).

2) Региональная сеть. Это сеть передачи данных охватывающая территорию некоторого ограниченного административно выделенного режима (город, область).

3) Глобальная сеть. То есть сеть пеердачи данных, пределы действия которой могут быть ограничены только размерами Земного шара.

Приведем сравнительный анализ характеристик локальных и глобальных сетей (с учетом, что региональные сети – промежуточное звено, обладающее свойствами как локальных, так и глобальных сетей).

1. Протяженность, качество и способ прокладки каналов связи. Локальные сети отличаются от глобальных сетей малым расстоянием между узлами сети. Под узлом сети понимается точка сопряжения двух или более каналов связи. В узлах сетей ЭВМ обычно располагается аппаратура, выполняющая обработку данных. Небольшое расстояние между узлами в локальных сетях позволяет использовать качественные каналы связи. В отличие от локальных сетей в глобальных сетях, в значительной степени используют уже существующие линии связи, изначально предназначенные для уравнений цепей. В частности многие глобальные сети строятся на основе телефонных и телеграфных каналов общего назначения, тогда как в локальных сетях они прокладываются заново.

2. Сложность методов передачи и аппаратуры, так как надежность связи глобальных сетей ниже, чем локальных, то для них требуется более сложные методы помехоустойчивого кодирования и т.д. С другой стороны в локальных сетях в силу значительно более высокого качества каналов связи можно применять более простые процедуры пеердачи данных.

3. Скорость обмена данными. Одним из отличий локальных сетей от глобальных явлений является наличие высокоскоростных каналов связи между узлами.

В локальных сетях скорость передачи обычно лежит в диапазоне от 10 до 100 Мега бит в секунду и сравнима со скоростью работы узлов в компьютерных устройствах. Для глобальных сетей характерны довольно низкие скорости передачи данных (на уровне 10 кило бит в секунду) и только магистральных каналах, объединяющих локальные сети в глобальную сеть скорости, могут достигать несколько гигабит в секунду.

4. Объем предлагаемых услуг. Локальные сети обеспечивают, как правило, весьма широкий набор услуг. Глобальные сети предоставляют следующие услуги: система телеконференций, электронная почта, доступ к файловым архивам. Наиболее популярная услуга предоставление Ithernet: www., позволяющая по запросу пользователя возвращать документ.

5. Оперативность выполнения запросов. Время прохождения пакета через локальную сеть несколько мини секунд, как в глобальной сети несколько секунд. Поэтому низкая скорость пеердачи данных в глобальных сетях затрудняет работу служб в режиме Online, который является обычным для локальных сетей.

6. Использование метода коммутации пакета. Важной особенностью локальных сетей является неравномерное распределение нагрузки (отношение типовой нагрузки и обычной может достигать 100 и более раз). Такой график называют пульсирующим. Из-за этой особенности графико-локальных сетей для связи узлов в них применяются метод коммутации пакетов, который в условиях пульсирующего графика сказывается более эффективным, чем метод коммутации каналов (традиционный для глобальных сетей).

7. Масштабируемость. Под этим термином в сетях понимается возможность наращивать количество узлов и увеличение протяженности линий связи в широких пределах без улучшения производительности сети. Классические варианты локальных сетей обладают плохой масштабируемостью из-за жесткости базовых технологий (топологий). Что определяет возможности подключения дополнительных станций. К локальным сетям, напротив, присуща хорошая масштабируемость, так как они изначально разрабатывались в расчете на работу с произвольными топологиями.

В настоящее время существует тенденция сближения технологий локальных и глобальных сетей. И отличие между ними становится менее заметно.