1. Типовые преобразования сообщений

В информационных системах выполняются, как правило, пять типов преобразований сообщений: преобразование вида представления, сжатие объема, повышение помехоустойчивости, повышение верности оценок и целевая обработка.

1.1. Преобразование вида представления сообщений.

Преобразование вида представления сообщений необходимо потому, что в различных информационных подсистемах, а иногда и в различных устройствах одной подсистемы, используются различные виды представления: цифровое, дискретно-аналоговое и аналоговое (12). Это связано с технической реализуемостью тех или иных устройств, оптимизацией их характеристик и оптимизацией основных показателей информационной системы в целом (2). Кроме того, для различных потребителей требуются различные виды представления сообщений. Преобразование вида представления дает возможность передавать сообщения от одной подсистемы (или устройства) к другой независимо от вида используемого в них представления.

Существенными преобразованиями вида представления сообщения являются: дискретизация, квантование и интерполяционная обработка (7). Преобразование сообщения в цифровой форме в дискретно-аналоговую (цифра - аналог) связана с внесением лишь аппаратурных ошибок.

Выбор основных характеристик этих преобразований (частот опроса ,числа уровней квантованияи интерполирующих функций) выполняется с учетом требуемой верности и согласования выходных и входных характеристик сопрягаемых подсистем (8).

Если сообщение представляется в аналоговой Форме и описывается Функцией нескольких переменных ,то к рассматриваемым относятся также и преобразования в сообщение, описываемое функцией одного переменногоили меньшего числа переменных (например, преобразованию вида "развертка изображения"). Возможны и другие виды преобразований представления сообщений, служащие для информационного согласования отдельных подсистем или устройств системы.

1.2. Сжатие объема сообщений.

Оно позволяет уменьшить требования к пропускной способности информационной системы и емкости запоминающих устройств.

Практические возможности сжатия объема сообщений ограничиваются необходимостью выдачи с заданной верностью оценок потребителю сообщений, аппаратурной реализуемостью соответствующих устройств и общими показателями информационной системы. Сжатие объема сообщений неизменно приводит к увеличению операционной нагрузки устройств формирования, а часто и устройств обработки этих сообщений (12). Теоретически достижимые пределы сжатия объема сообщений указывает теория информации (4).

Сжатие объема сообщения в аналоговом виде часто достигаете ограничением практической ширины его спектра. Идеальное ограничение практической ширины спектра можно представить как процесс фильтрации сообщения (при этом считается, что функциястационарна) с энергетическим спектром(Рис.1). Идеальным фильтром нижних частот (13) с амплитудно-частотной характеристикой прямоугольной формы:

(1.1)

и линейной фазочастотной характеристикой например,

(1.2)

При такой фильтрации энергетический спектр сообщенияна выходе фильтра будет:

(1.3)

т.е. спектр ограничивается частотой . В этом случае среднее квадратическое отклонение ошибки (2) равно:

(1.4)

Для примера, приведенного на (Рис. 1) значение , определяется заштрихованными площадями.

Соотношение (1.4) используется для установления практической ширины спектра из условия:

(1.5)

где - допустимое значение среднего квадратического отклонения ошибки.

Для сжатия объема сообщений в дискретно-аналоговом или цифровом виде используют методы, приведенные в (8,12). Наиболее часто используемой из них является ДМ (7).

Рис. 1

Иллюстрация ограничения ширины энергетического спектра сообщения идеальным фильтром нижних частот.

Рис. 2

функциональная схема взаимодействия подсистем преобразования, передачи и хранения сообщений.

. подсистема преобразования первичных сообщений

1. каналы связи и хранения сообщений;

2. подсистема обработки сообщений,

УВ - управляющее воздействие.

Рис. 3 функциональная схема информационной системы

1. подсистемы формирования первичных сообщений;

2. подсистемы преобразования, передачи, хранения и обработки сообщений;

УВ -управляющее воздействие.