 |
В общем случае мерой количества информации в сообщениях должна служить величина, измеряющая степень уменьшения неопределенности интересующего события под действием сообщения.
|
|
|
|
ВВЕДЕНИЕ
С вступлением современного общества в новый этап своего развития, получивший название информационного, информационные ресурсы играют не меньшую, а нередко и большую роль, чем ресурсы материальные. Знание о цене товара (например, кирпича), о возможности его доставки может существенно влиять на стоимость строительства. С позиций рынка информация давно стала товаром.
В настоящее время по данным ЮНЕСКО уже более половины всего занятого населения индустриально развитых стран принимают участие в информационных технологиях. В связи с этим возникла тенденция перекачивания трудовых резервов из сферы материального производства в информационную сферу. При этом в производственной сфере наблюдается широкое использование автоматизированных производств, базирующихся на информационных технологиях.
Целью пособия по дисциплине «Теория информационных процессов и систем» является изложение основных фундаментальных вопросов теории передачи и обработки информации, построения наиболее распространенных информационных систем различного назначения, необходимых для того, чтобы «…достичь заветной цели слияния технологий не только локальных и глобальных сетей, но и технологий любых информационных сетей – вычислительных, телефонных, телевизионных и т.п.» [1].
В пособии, в отличие от аналогичных изданий, рассмотрены промышленные информационно-измерительные, информационно-вычислительные, информационно-управляющие, информационно-платежные системы, применительно к которым излагаются вопросы сбора, передачи и обработки информации. На содержательную сторону пособия оказал заметное влияние источник [2], рекомендованный Министерством образования РФ в качестве учебника для студентов, обучающихся по направлению «Информационные системы». В данном пособии, в отличие от источника [2], сделана попытка устранения разрозненности некоторых разделов путем введения, в частности, сравнительной оценки реальных информационных каналов с идеальным каналом по Шеннону.
|
|
|
Материалы учебного пособия могут быть использованы студентами специальности 230201 – «Информационные системы и технологии» при изучении следующих специальных дисциплин: «Информационные сети», «Аппаратно-программные комплексы информационных систем», «Автоматизированные информационно-управляющие системы», «Информационно-измерительные системы». Данное пособие полезно и для бакалавров, и для магистрантов, обучающихся по направлению 230200 – «Информационные системы».
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Понятие информации
Для современных информационных систем ключевым является термин «информация». Не смотря на то, что с понятием информации мы широко сталкиваемся, строгого и общепринятого ее определения до сих пор не существует. Поэтому вместо определения обычно используют понятие об информации.
С учетом интуитивной точки зрения понятие «информация» может быть истолковано как некоторая совокупность сведений, определяющих меру наших знаний о тех или иных событиях, явлениях или фактах. Такое определение, характерное для естественных наук, может быть отвергнуто в социальных науках.
Более того, в современных информационных системах информация может обрабатываться без участия человека, и ни о каком знании или незнании здесь речь идти не может.
Введенные К. Шенноном количественные меры информации, не смотря на их объективность, не учитывают ценность или семантику информации. Поэтому эти меры невозможно использовать, к примеру, для сравнительной оценки научных открытий или произведений искусства.
|
|
|
Введем основные определения.
1. Информационный процесс – это любой процесс, в котором присутствует хотя бы один из элементов: передача информации, ее прием, хранение, обработка, выдача пользователю.
2. Информационная система – это любая система, реализующая или поддерживающая информационный процесс.
Система передачи информации
Объектом передачи в любой системе передачи информации является сообщение, несущее какую-либо информацию. Каждый из нас неоднократно употреблял выражение «масса информации», однако немногие знают, что можно измерять информацию количественно. Прежде чем вводить систему формул и чисел, рассмотрим пример. Пусть 10 июля мы услышали сообщение бюро прогнозов: «Осадков в виде снега завтра в Москве не будет». За последние 100 лет 10 июля в Москве снега, вероятно, ни разу не было, поэтому услышанное нами сообщение содержит в себе очень мало нового – мало информации. Если бы, однако, мы, зная, что работа бюро прогнозов надежна, услышали, что «завтра будут осадки в виде снега», то в этом сообщении для нас содержалось бы гораздо больше информации, чем в предыдущем. Таким образом, сообщение о том, что произойдет событие, которое должно произойти почти наверняка, содержит в себе очень мало информации. Напротив, сообщение о том, что произойдет событие, которое почти наверняка произойти не должно, содержит много информации. Сообщение о некотором событии содержит тем больше информации, чем больше изменяется вероятность этого события после приема сообщения о нем, по сравнению с вероятностью того же события до того, как было принято соответствующее сообщение.
В общем случае мерой количества информации в сообщениях должна служить величина, измеряющая степень уменьшения неопределенности интересующего события под действием сообщения.
Любое сообщение может быть непрерывным (речь, музыка, температура) или дискретным (письменный текст, цифровые данные).
 |
Функциональная схема системы передачи информации представлена на рис. 1.1.
Рис. 1.1. Функциональная схема системы передачи информации
Источником информации является отправитель сообщения, а потребителем – ее получатель. В одних системах передачи информации источником и потребителем информации может быть человек, а в других – различного рода автоматические устройства, компьютер и т. д.
|
|
|
Поступающее от источника сообщение 
в передатчике обрабатывается определенным образом, и формируется сигнал 
, удобный для передачи по линии связи.
В телефонии, например, эта операция сводится просто к преобразованию звукового давления в пропорционально изменяющийся электрический ток микрофона. В телеграфии производится кодирование, в результате которого последовательность элементов сообщения (букв, цифр) преобразовывается в последовательность кодовых символов (0, 1, точка, тире).
Линией связи называется среда, используемая для передачи сигналов от передатчика к приемнику. В системах электрической связи – это пара проводов, кабель или волновод; в системах радиосвязи – область пространства, в которой распространяются электромагнитные волны от передатчика к приемнику; в системах оптической связи – оптическое волокно (ВОЛС).
При передаче сигнал может искажаться, и на него могут воздействовать помехи 
. Приемник обрабатывает принятый сигнал 
, искаженный помехой, и восстанавливает по нему переданное сообщение . Обычно в приемнике выполняются операции, обратные тем, которые были осуществлены в передатчике.
Каналом связи принято называть совокупность технических средств, служащих для передачи сообщения от источника к потребителю. Этими средствами являются передатчик, линия связи и приемник.
Канал связи вместе с источником и потребителем образуют систему передачи. Различают системы передачи дискретных (цифровых) сообщений (например, система телеграфной связи, система передачи цифровых данных) и системы передачи непрерывных (аналоговых) сообщений (системы радиовещания, телевидения и т. д.).
|
|
|
