Моделі інформаційних систем
Повідомлення та інформація.
Під даними розуміють усі відомості, здобуті від навколишнього світу та подані у формалізованому вигляді (літерами, цифрами, символами тощо). Дані, що підлягають передачі,називаються повідомленнями. Повідомлення стають інформацією тільки в момент їх застосування, тобто інформація – це використовувані повідомлення, причому такі, які відзначаються новизною і раніше не були відомі одержувачеві (оператору ЕОМ).Є й інше, більш широке визначення інформації, згідно з яким інформація – це відомості, що є об’єктом зберігання, передавання та перетворення.
Для можливості технічного оброблення (передачі, запису та ін.) повідомлення має бути перетворене на сигнал – матеріальний носій, що відображує повідомлення.
Відрізняють сигнали:
· звукові (акустичні)
· електричні
· оптичні
· гідравлічні
Один вид сигналу можна перетворювати на інший (електричний на звуковий, оптичний на електричний тощо).
Будь-який сигнал характеризується такими основними параметрами:
· тривалістю
· шириною частотного спектра
· динамічним діапазоном
Під тривалістю Т с сигналу розуміють час, протягом якого він знаходиться в каналі зв’язку.
Частотний спектр F c сигналу визначає смугу частот, яку він охоплював під час передачі по каналу зв’язку. Залежно від виду сигналу (аналоговий, дискретний) частотний спектр може бути і нескінченним; тому на практиці його обмежують для можливості передачі по каналам з обмеженою смугою частот.
Середньою потужністю Р с сигналу є потужність, яка забезпечується апаратурою під час його находження до каналу зв’язку.
Частіше замість Р с користуються поняттям динамічного діапазону D с , що визначається логарифмом відношення найбільшої (максимальної) миттєвої потужності сигналу (Pc max=Pc ) до найменшої (мінімальної) P c min , дозволене значення якої дорівнює потужності завад
(P c min=Р 3):
D с=log (Р с / Р 3).
Усі ці параметри сигналу є його обсягом:
V c =T c F c D c.
Повідомлення та відповідні сигнали можуть бути неперервними (аналоговими) та дискретними (знаковими).Перші описуються неперервною функцією часу.До них належать такі повідомлення, як музика, телевізійне зображення, радіомовлення.
Дискретне повідомлення – скінченна послідовність окремих символів (знаків, літер) з обмеженою тривалістю. Для перетворення дискретного повідомлення на сигнал потрібна операція кодування.
Неперервні повідомлення можна передавати дискретними способами: неперервні сигнали, якими передаються ці повідомлення, перетворюються на дискретні за допомогою операцій квантування за рівнем та дискретизації в часі. На приймальному боці виконується обернене перетворення: за прийнятими дискретними сигналами відновлюються передані неперервні сигнали.
Дискретні сигнали як засіб передачі повідомлень більш поширені, ніж неперервні,завдяки тому що вони меншою мірою зазнають впливу завад і спотворень в каналах зв’язку,а в разі спотворення їх легше відновити.
Моделі інформаційних систем
Під інформаційною розумітимемо будь-яку систему, яка за допомогою технічних засобів виконує одну або кілька таких функцій,як збирання, передавання, перетворення, накопичення, зберігання та оброблення інформації.
Розподіл систем за функціональною ознакою:
- системи електрозв’язку
- системи передачі даних
- інформаційно-вимірювальні системи
- системи перетворення інформації
- інформаційно-пошукові системи
- системи зберігання інформації
- автоматизовані системи управління
- системи експериментальних досліджень.
Найпоширенішими в повсякденному житті є системи електрозв’язку та передачі даних,які можна об’єднати назвою систем передачі інформації (СПІ).
Лінія зв’язку – це фізичне середовище, в якому поширюються сигнали.
Каналом зв’язку називається сукупність технічних засобів, що забезпечує передачу повідомлень від джерела до одержувача.
Сукупність лінії зв’язку, модулятора та демодулятора (пристроїв перетворення сигналів) утворює неперервний канал передачі інформації,а якщо до цієї сукупності додати ще кодер і декодер, то дістанемо дискретний канал цієї передачі.
Модулятор і демодулятор, конструктивно об’єднані в одному блоці, називаються модемом, а конструктивне об’єднання кодера та декодера – кодеком.
Під способом передачі сигналів розуміють сукупність операцій перетворення повідомлення на сигнал, яку можна подати так:
{ y к .зі(t)}=Λ прд {x i}= Λ м Λ к {x i},
де Λ прд - оператор способу передачі сигналів; Λ м – оператор їх модуляції; Λ к- оператор кодування сигналів.
Сигнали при передачі по лінії зв’язку загасають, піддаючись дії завад і спотворень, що спричинює значні відхилення послідовності сигналів на вході приймача { y п.з і (t)} від переданої в лінію послідовності сигналів { y к.з і (t)}, тобто
{ y п.з і (t)} = Λ л { y к.з і (t)}= Λ л Λ прд {x i}
Де Λ л – оператор лінії зв’язку.
Якщо в лінії є адитивна завада у вигляді випадкового процесу ω(t), то на виході приймача діятиме неперервний випадковий процес
у і (t)-{y п.з(t)} + ω(t).
Сукупність операцій перетворення сигналів на повідомлення називається способом їх приймання, який можна відобразити так:
,де Λ прд = Λ дм Λ дк – оператор способу приймання сигналів; Λ дм – оператор їх демодуляції; Λ дк – оператор декодування сигналів.
Процес передавання дискретної інформації можна подати у вигляді:
