24
Передача информации 10 класс 2014г.

передача информации

  • Upload
    -

  • View
    333

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Передача информации

Citation preview

Page 1: передача информации

Передача информации

10 класс

2014г.

Page 2: передача информации

Из базового курса известно:

•Распространение информации происходит в

процессе ее передачи.

•Процесс передачи информации протекает от

источника к приемнику по информационным

каналам связи.

Page 3: передача информации

Из истории:

• первой технической системой передачи сталтелеграф (1837г.);

• затем был изобретен телефон (1876г. американецАлександр Белл);

• изобретение радио (1895г. - русский инженерАлександр Степанович Попов, 1896г. -итальянский инженер Г. Маркони)

• в XX веке появились телевидение и Интернет.

Эволюция способов передачи информации

Технические системы передачи

информации

Page 4: передача информации

• Теория связи возникла в 1920

годы. Способы информационной

связи основаны на передаче на

расстояние физического

(электрического или

электромагнитного) сигнала и

подчиняются общим законам.

• Математический аппарат теории

связи разработал американский

ученый Клод Шеннон.

4

Модель передачи информации

К. Шеннона

Клод Шеннон

Page 5: передача информации

ШУМ

КАНАЛ СВЯЗИ

ЗАЩИТА от ШУМА

КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ПРИЕМНИК ИНФОРМАЦИИ

ДЕКОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ

Модель передачи информации

по каналам связи

Page 6: передача информации

КОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

МИКРОФОН

КАНАЛ СВЯЗИ ДЕКОДИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

ПРИЕМНИК

Пример работы модели передачи

информации по техническим

каналам

Page 7: передача информации

В компьютерных сетях

кодирование – это процесс преобразования

двоичного компьютерного кода в физический

сигнал того типа, который передается по

каналу связи,

декодирование – это обратный процесс,

преобразования передаваемого сигнала в

компьютерный код.

Кодирование и декодирование

Page 8: передача информации

• Как процесс кодирования происходит на

компьютере?

• Модем – это прибор который выполняет

функции кодирования и декодирования

при использовании телефонных линий в

компьютерных сетях.

8

Page 9: передача информации

Задачи, решаемые разработчиками

технических систем передачи

информации:

1• как обеспечить наибольшую

скорость передачи информации;

2• как уменьшить потери

информации при передаче.

К. Шеннон был первым, взявшимся за

решение этих задач и создавшим науку –

теорию информации.

Page 10: передача информации

• Шеннон определил способ измерения

информации, передаваемой по каналам

связи.

• Пропускная способность канала – это

максимально возможная скорость передачи

информации. Измеряется в бит/с, Кб/с,

Мб/с.

10

Пропускная способность канала

Page 11: передача информации

Пропускная способность канала зависит от его

технической реализации.

В компьютерных сетях используются следующие

средства связи:

• телефонные линии (10÷100 Кбит/с);

• электрическая кабельная связь;

• оптоволоконная кабельная связь (10÷100 Мбит/с);

• радиосвязь (10÷100 Мбит/с).

11

Пропускная способность канала

Page 12: передача информации

1.За 10 с по каналу связи передано 500 байт

информации. Чему равна пропускная способность

канала?

Решение: 500/10=50 байт/с=400бит/с.

2. Какой объем информации можно передать по

каналу с пропускной способностью 10 кбит/с за 1

минуту?

Решение: 10 кбит/с*60 с = 600 кбит.

12

Решение задач

Page 13: передача информации

3. Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 28800бит/с, чтобы передать 100 страниц текста в 30 строк по 60 символов каждая, при условии, что каждый символ кодируется 1 байтом?

Решение: Вычислим объем файла в битах V=100⋅30⋅60⋅8 бит =1440000 бит.

Скорость передачи сообщения q=28800бит/с.

Время равно t=V/q=1440000/28800=50 секунд.

13

Решение задач

Page 14: передача информации

4. У Кати есть доступ в Интернет по высокоскоростному одностороннему радиоканалу, обеспечивающему скорость получения информации 219 бит в секунду.

У Саши нет скоростного доступа в Интернет, но есть возможность получать информацию от Кати по телефонному каналу со средней скоростью 215 бит в секунду.

Саша попросил Катю скачать для него данные объемом 5 Мбайт по высокоскоростному каналу и ретранслировать их Саше по низкоскоростному каналу.

Компьютер Кати может начать ретрансляцию данных не раньше, чем им будут получены первые 512 Кбайт этих данных.

Каков минимально возможный промежуток времени (в секундах) с момента начала скачивания Катей данных до полного их получения Сашей?

14

Решение задач

Page 15: передача информации

Решение:

Нужно определить, сколько времени будет передаваться файл объемом 5 Мбайт по каналу со скоростью передачи данных 215 бит/с; к этому времени нужно добавить задержку файла у Кати (пока она не получит 512 Кбайта данных по каналу со скоростью 219 бит/с).

Переведём объём информации из Мбайт в биты:

V=5 Мбайт =5⋅220 байт =5⋅223 бит

Время задержки: t0=512Кбайт/219бит/с=29⋅210⋅23бит/219бит/с=29+10+3бит/219бит/с=222 бит/219бит/с=23=8 c

Время скачивания данных Сашей: t1=5⋅223бит/215бит/с=5⋅28=5⋅256=1280 с

Полное время: t=t0+t1=8 с +1280 с =1288 c

15

Решение задач

Page 16: передача информации

Термином «шум» называют разного помехи,

искажающие передаваемый сигнал и приводящие к

потере информации.

Технические причины возникновения помех:

• плохое качество линий связи;

• незащищенность друг от друга различных

потоков информации, передаваемой по одним и тем

же каналам.

Наличие шума приводит к потере информации.

16

Шум

Page 17: передача информации

Шеннон разработал специальную теорию

кодирования, дающую методы борьбы с шумом.

Одна из важнейших идей этой теории состоит в

том, что передаваемый по линии связи код должен

быть избыточным.

Избыточность кода – это многократное

повторение передаваемых данных.

Оптимальный код: избыточность передаваемой

информации будет минимальной, а достоверность

приятой информации – максимальной.

17

Защита от шума

Page 18: передача информации

Большой вклад в научную

теорию связи внес известный

советский ученый Владимир

Александрович Котельников.

В1940-1950-х годах им

получены фундаментальные

научные результаты по

проблеме помехоустойчивости

систем передачи информации.

18

Помехоустойчивость

В.А. Котельников

Page 19: передача информации

В современных системах цифровой связи дляборьбы с потерей информации при передачеиспользуется следующая схема:

19

Защита от шума

все сообщение разбивается на порции – блоки

для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с

данным блоком

в месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого блока, если она не совпадает с

первоначальной, передача повторяется.

Page 20: передача информации

Передача информации в технических системах связи

Модель К. Шеннона

Процедура

кодирования

Процесс передачи

информации по каналу

связи Процедура

декодированияПропускная

способность

канала

Воздействие

шумов на

канал связи

Защита информации от потерь при воздействии шума

Кодирование с

оптимально-

избыточным

кодом

Частичная потеря

избыточной информации

при передаче

Полное

восстановление

исходного кода

Система основных понятий

Page 21: передача информации

Задания

1. Пропускная способность канала связи 100

Мбит/с. Канал не подвержен воздействиям

шума (например, оптоволоконная линия).

Определите, за какое время по каналу будет

передан текст, информационный объём

которого составляет 100 Кб.

Page 22: передача информации

Задания

2. Пропускная способность канала связи 10

Мбит/с. Канал подвержен воздействиям

шума, поэтому избыточность кода передачи

составляет 20%. Определите, за какое время

по каналу будет передан текст,

информационный объём которого составляет

100 Кб.

Page 23: передача информации

Задания

3. Каким техническим средством связи вы чаще

всего пользуетесь? Замечали ли вы при этом

факты потери информации?

Page 24: передача информации

Использованные источники

• Семакин И.Г. Информатика и ИКТ. Базовый уровень:

учебник для 10-11 классов/ И.Г.Семакин, Е.К.Хеннер. – 8-е

изд. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012.

• http://book.kbsu.ru/theory/chapter3/shannon.html

• http://www.ladlav.narod.ru/i_urok_pi.htm

• http://www.cplire.ru/alt/Kotelnikov/index.html