ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ––––––––––––––––––––– ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ “МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ” ––––––––––––––––––––– Кафедра “Персональные компьютеры и сети” Н.В.Родина ИНФОРМАТИКА Учебное пособие Часть2 Москва 2009

УДК

ББК

Рекомендовано в качестве учебного пособия редакционно-издательским советом МГУПИ

Рецензенты:

к.т.н., профессор Степанова Т.А.

Родина Н.В. Информатика: Учебное пособие, часть 2. – М.: МГУПИ, 2009. - 104 с.

В пособии рассматриваются вопросы передачи информации, структурной и функциональной организации ЭВМ, особенностей организации хранения данных, основ алгоритмизации, а также приведены начальные сведения о сетях и сетевых технологиях. Теоретический материал сопровождается примерами и практическими задачами.

Основная цель пособия – обеспечить понимание предметной области целиком, а не просто являться введением в популярные пакеты прикладных программ. Еще одной целью была доступность для всех студентов, даже не являющихся специалистами в указанной области.

Табл. 4. Ил. 17. Библиограф.: 14 назв.

Учебное пособие предназначено для студентов 1 курса специальности 230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети».

.

 Родина Н.В., 2009

 МГУПИ

Содержание

УДК 2

ББК 2

1 Передача информации

1.1 Общая схема передачи информации в линии связи

Источник информации – это объект или субъект, порождающий информацию и имеющий возможность представить ее в виде сообщения, то есть последовательности сигналов в материальном носителе (источник связывает информацию с ее материальным носителем).

Передача сообщения от источника к приемнику всегда связана с некоторым нестационарным процессом, происходящим в материальной среде – это условие является обязательным, поскольку сама информация материальным объектом или формой существования материи не является.

Способов передачи информации существует множество: почта, телефон, радио, компьютерные сети и пр. При всем разнообразии конкретной реализации способов связи в них можно выделить общие элементы, представленные на рисунке 1.1.

Источник, порождающий информацию, для передачи должен представить ее в виде сообщения, то есть последовательности сигналов. При этом для представления информации он должен использовать некоторую систему кодирования.

Устройство, выполняющее кодирование информации, может являться подсистемой источника (например, наш мозг порождает информацию и он же кодирует ее с помощью языка, а затем представляет в виде речевого сообщения посредством органов речи).

Возможна ситуация, когда кодирующее устройство оказывается внешним по отношению к источнику информации, например, телефонный аппарат или компьютер по отношению к оператору.

Далее коды должны быть переведены в последовательность материальных сигналов, то есть, помещены на материальный носитель – эту операцию выполняет преобразователь. Преобразователь может быть совмещен с кодирующим устройством, но может быть и самостоятельным элементом линии связи (например, модем – преобразователь электрических дискретных сигналов с частотой компьютера в аналоговые сигналы с частотой, на которой их з

Линия связи

атухание в телефонных линиях будет наименьшим).

К преобразователям относят также устройства, которые переводят сообщение с одного носителя на другой (радиопередатчик – голосовые сигналы в радиоволны; телефонный аппарат – преобразует голосовой сигнал в электрический).

В общем случае при преобразовании выходящие сигналы не полностью воспроизводят все особенности сообщения на входе, а лишь его существенные стороны, то есть, при преобразовании часть информации теряется. Например, полоса пропускания частот при телефонной связи от 300 до 3400 Гц, в то время как частоты, воспринимаемые человеческим ухом, лежат в интервале 16 – 20 000 Гц.

В связи с этим встает задача выработки такого способа кодирования, который обеспечивал бы возможно более полное представление исходной информации и в тоже время был согласован со скоростью передачи информации по данной линии связи.

После преобразователя сигналы поступают и распространяются по каналу связи. Понятие канала связи включает в себя материальную среду, а так же физический или иной процесс, посредством которого осуществляется передача сообщения. Примеры каналов связи приведены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 Примеры каналов связи

Канал связи	Среда	Носитель сообщения	Процесс, используемый для передачи
Почта, курьеры	Среда обитания человека	Бумага	Механическое перемещение носителя
Телефон, компьютерные сети	Проводник	Электрический ток	Перемещение электрических зарядов
Радио, телевидение	Электромагнитное поле	Электромагнитные волны	Распространение электромагнитных волн
Зрение	Электромагнитное поле	Световые волны	Распространение световых волн
Слух	Воздух	Звуковые волны	Распространение звуковых волн
Обоняние, вкус	Воздух, пища	Химические вещества	Химические реакции
Осязание	Поверхность кожи	Объект, воздействующий на органы осязания	Теплопередача, давление

Любой канал связи подвержен внешним воздействиям, а также в нем могут происходить внутренние процессы, в результате которых искажаются передаваемые сигналы и, следовательно, связанное с ним сообщение, Такие воздействия называются шумами (помехами).

Источники помех могут внешними (например, атмосферные явления, приводящие к появлению нарушений в радиосвязи) и внутренними (физические неоднородности носителя; паразитные явления в сигналах и т.п.).

Если уровень помех оказывается соизмерим с интенсивностью несущего сигнала, то передача информации по данному каналу оказывается вообще невозможна.

Существуют и применяются методы защиты от помех, например, экранирование электрических линий связи. Другим способом защиты от помех является использование специальных методов кодирования информации.

После прохождения сообщения по каналу связи сигналы с помощью приемного преобразователя переводятся в последовательность кодов, которые декодирующим устройством представляются в форме, необходимой приемнику информации.

Понятие линии связи объединяет все элементы схемы от источника до приемника информации.

Характеристиками любой линии связи является скорость, с которой возможна передача сообщения в ней, а также степень искажения сообщения в процессе передачи.