Sematikusan az információátadás folyamatát az ábra mutatja be. Feltételezzük, hogy az információnak van forrása és címzettje. Az üzenet a forrástól a címzetthez kommunikációs csatornán (információs csatornán) keresztül kerül továbbításra.
Rizs. 3. - Információátviteli folyamat
Egy ilyen folyamat során az információ bizonyos jelek, szimbólumok, jelek sorozata formájában kerül bemutatásra és továbbításra. Például az emberek közötti közvetlen beszélgetés során hangjeleket továbbítanak - beszédet, szöveg olvasásakor az ember betűket - grafikus szimbólumokat észlel. A továbbított sorozatot üzenetnek nevezzük. A forrástól a vevőig az üzenet valamilyen anyagi közegen (hang - akusztikus hullámok a légkörben, kép - fény elektromágneses hullámok) keresztül jut el. Ha az átviteli folyamatban technikai kommunikációs eszközöket használnak, akkor ezeket hívják információs csatornák(információs csatornák). Ilyen a telefon, rádió, televízió.
Elmondhatjuk, hogy az emberi érzékszervek a biológiai információs csatornák szerepét töltik be. Segítségükkel az emberre gyakorolt információs hatás emlékezetbe kerül.
Claude Shannon, javasoltuk a műszaki kommunikációs csatornákon keresztüli információtovábbítás folyamatának diagramját, amely az ábrán látható.
Rizs. 4. - Shannon információátviteli folyamat
Egy ilyen rendszer működése a telefonos beszélgetés során magyarázható. Az információforrás a beszélő személy. A kódoló egy kézibeszélő-mikrofon, amely a hanghullámokat (beszédet) elektromos jelekké alakítja. A kommunikációs csatorna a telefonhálózat (vezetékek, telefoncsomópontok kapcsolói, amelyeken a jel áthalad)). A dekódoló eszköz a hallgató személy kézibeszélője (fejhallgatója) - az információ vevője. Itt jön elektromos jel hanggá változik.
A kommunikációt, amelyben az átvitel folyamatos elektromos jel formájában történik, analóg kommunikációnak nevezzük.
Alatt kódolás a forrásból érkező információnak a kommunikációs csatornán történő továbbítására alkalmas formába történő bármilyen átalakítása érthető.
Jelenleg széles körben elterjedt a digitális kommunikáció, amikor a továbbított információt bináris formában kódolják (0 és 1 bináris számjegyek), majd szöveggé, képpé, hanggá dekódolják. A digitális kommunikáció diszkrét.
A "zaj" kifejezés különféle interferenciákat jelent, amelyek torzítják az átvitt jelet és információvesztéshez vezetnek. Az ilyen interferenciák mindenekelőtt technikai okokból adódnak: a kommunikációs vonalak rossz minősége, az azonos csatornákon továbbított különböző információáramlások egymás közötti bizonytalansága. Ilyen esetekben zajvédelem szükséges.
Mindenekelőtt technikai módszereket alkalmaznak a kommunikációs csatornák védelmére a zaj hatásaitól. Például képernyőkábel használata csupasz vezeték helyett; különféle szűrők használata, amelyek elválasztják a hasznos jelet a zajtól stb.
Claude Shannon kifejlesztett egy speciális kódolási elméletet, amely módszereket ad a zaj kezelésére. Ennek az elméletnek az egyik fontos gondolata, hogy a kommunikációs vonalon továbbított kódnak redundánsnak kell lennie. Ennek köszönhetően az információ egy részének elvesztése az átvitel során kompenzálható.
A redundanciát azonban nem szabad túl nagyra tenni. Ez késésekhez és magasabb kommunikációs költségekhez vezet. K. Shannon kódolási elmélete lehetővé teszi, hogy olyan kódot kapjunk, amely optimális lesz. Ebben az esetben a továbbított információ redundanciája a lehető legkisebb, a kapott információ megbízhatósága pedig maximális.
A modern digitális kommunikációs rendszerekben gyakran a következő technikát alkalmazzák az átvitel során fellépő információvesztés leküzdésére. Az egész üzenet részekre - blokkokra - van osztva. Minden blokkhoz egy ellenőrző összeget (bináris számjegyek összegét) számítanak ki, amelyet ezzel a blokkkal együtt továbbítanak. A vétel helyén a vett blokk ellenőrző összege újraszámításra kerül, és ha nem egyezik az eredetivel, akkor ennek a blokknak az adása megismétlődik. Ez addig folytatódik, amíg a kezdeti és a végső ellenőrzőösszeg össze nem egyezik.
Információátviteli sebesség az időegység alatt továbbított üzenet információmennyisége. Információáramlási sebesség mértékegységei: bit/s, bájt/s stb.
Műszaki vonalak információs kommunikáció(telefonvonalak, rádiókommunikáció, optikai kábel) adatsebesség-korlátozást neveznek az információs csatorna sávszélessége. A sebességhatárok fizikai természetűek.
A hatékony kódolás megoldja a forrás által előállított üzenetek tömörebb rögzítésének problémáját az átkódolásuk miatt. És szinte minden archiválóban használják, mint például a Rar, Zip stb. Ezeknek az archiválóknak az a jellemzője, hogy lehetővé teszik az információk viszonylag kis számú (2-3, maximum 4-szeres) tömörítését, ugyanakkor ugyanakkor. idővel a tömörített információ teljesen visszaáll "bitenként". Ha nincs szükség bitről bitre információ helyreállítására, akkor más átkódolási módszereket alkalmaznak, amelyek lehetővé teszik a tömörítés tízszeresét. Azon alapulnak, hogy tanulmányozzák az üzenetek forrás általi létrehozásának mintáit, tanulmányozzák magának a forrásnak a tulajdonságait, és megértsék, mennyit kell menteni a kezdeti információkat a fogyasztó számára. Például a beszéd továbbításakor lehetőség van arra, hogy ne „bitről bitre” továbbítsák, hanem olyan torzításokat engedjenek meg, amelyeket a hangüzenet címzettje egyszerűen nem vesz észre, mivel a hallókészülék nem érzékeny ezekre a változásokra. Ugyanakkor megmarad a beszédérthetőség, a hangfelismerés, érzelmi színezése. Ezen tulajdonságok részleges elvesztése fokozza összehúzódását. Még egyszer hangsúlyozzuk, hogy a hatékony kódolás az információ "bitenként" tömörítése és visszaállítása.
A kódolás - a szó legtágabb értelmében - az üzenetek olyan formában történő megjelenítése, amely alkalmas az adott csatornán történő továbbításra.
A kódolás fordított műveletét dekódolásnak nevezzük.
Térjünk vissza az információátviteli rendszer általános sémájának megfontolásához.
Rizs. 3.1. Általános séma információátviteli rendszerek
Hozzászólás x az információforrás (IS) kimenetén egy bizonyos jelet kell egyeztetni. Mivel az üzenetek száma korlátlan időnövekedéssel a végtelenbe hajlik, egyértelmű, hogy gyakorlatilag lehetetlen minden üzenethez saját jelet létrehozni.
Mivel a diszkrét üzenetek betűkből állnak, és a folyamatos üzenetek a számlálás minden pillanatában számsorral ábrázolhatók, elvileg meg lehet boldogulni véges számú, a forrásábécé egyes betűinek megfelelő példaértékű jelekkel.
Az ábécé nagy mennyiségével egy másik ábécé betűit kisebb számú betűvel ábrázolják, amelyeket szimbólumoknak nevezünk.
Ennek a műveletnek a megjelölésére ugyanazt a kifejezést használják - kódolás, amelyet most szűk értelemben értünk.
Mivel a karakterek ábécéje kisebb, mint a betűk ábécéje, minden betű egy bizonyos karaktersorozatnak felel meg, amelyet kódkombinációnak neveznek. A kódkombinációban lévő karakterek számát értékének nevezzük.
A betűk szimbólumokká alakítása során több cél is elérhető:
1. Ezek közül az első az információ ilyen szimbólumrendszerré (kód) való átalakítása úgy, hogy az biztosítsa az információs eszközök hardveres megvalósításának egyszerűségét és megbízhatóságát, azaz:
Az üzenetek forrásának statisztikai tulajdonságait és a kommunikációs csatornában fellépő interferenciát nem veszik figyelembe.
A kódolási folyamat technikai megvalósítását ilyen egyszerű formában, folyamatos bemeneti jellel analóg-kód (digitális) átalakítók végzik.
2. A kódolás második célja a Shannon-tételek alapján az üzenetforrás tulajdonságainak és a kommunikációs csatorna tulajdonságainak egyeztetése.
Az úgynevezett forráskódoló (SC) olyan kódolást kíván biztosítani, amelyben a redundancia kiküszöbölésével jelentősen csökken az üzenet 1 betűjéhez szükséges átlagos karakterszám.
Ez interferencia hiányában közvetlenül az átviteli idő vagy a tárhely növekedését eredményezi, pl. javítja a rendszer hatékonyságát. http://peredacha-informacii.ru/ Az ilyen kódolást hatékony kódolásnak nevezik.
A csatornában fellépő interferencia jelenlétében a hatékony kódolás lehetővé teszi, hogy a bemeneti információkat szimbólumsorozattá alakítsa, amely a legjobban felkészült a további átalakításra (maximálisan tömörített).
Az úgynevezett csatornakódoló (CC) a redundancia további bevezetésével, de egyszerű algoritmusokkal, valamint a kommunikációs csatornában előforduló interferencia statisztikai mintázatainak figyelembevételével kíván adott megbízhatóságot biztosítani az információ továbbításában vagy tárolásában. Az ilyen kódolást zajimmunnak nevezzük.
Az üzenetredundancia hatékony kódolási módszerekkel, majd hibajavító kóddal történő újrakódolással történő kiküszöbölésének célszerűsége annak a ténynek köszönhető, hogy az üzenetforrás redundanciája a legtöbb esetben nem konzisztens a kommunikációs csatornában előforduló interferencia statisztikai mintázataival, ezért nem is lehetséges. teljes mértékben felhasználható a fogadott üzenet megbízhatóságának növelésére, miközben lehetőség van ennek a zajnak a megfelelő kiválasztására egy hibajavító kódra.
Ezenkívül az üzenetredundancia gyakran nagyon összetett valószínűségi függőségek eredménye, és csak a teljes üzenet dekódolása után teszi lehetővé a hibák észlelését és kijavítását, a legbonyolultabb algoritmusok és intuíciók segítségével.
Tehát a kódoló és dekódoló eszközök kiválasztása az üzenetforrás statisztikai tulajdonságaitól, valamint a kommunikációs csatornában fellépő interferencia szintjétől és jellegétől függ.
Ha gyakorlatilag nincs redundancia az üzenetek forrásában és interferencia a kommunikációs csatornában, akkor a forráskódoló és a csatornakódoló bevezetése nem megfelelő.
Ha az üzenetforrás redundanciája magas és az interferencia kicsi, célszerű csak a forráskódolót bevezetni.
Ha a forrás redundancia kicsi és az interferencia nagy, akkor célszerű csatornakódolót bevezetni.
Nagy redundancia és magas szintű interferencia mellett célszerű kiegészítő kódoló és dekódoló eszközöket is bevezetni.
A KK csatorna kódolója után a kódolt jel belép a szimbólumok jelekkel történő kódolására szolgáló eszközbe - az M modulátorba. A modulátor kimenetén kapott jel Y adott LAN kommunikációs vonalon történő átvitelre előkészítve.
A jelek szimbólumokká történő dekódolására szolgáló eszközben (DM-demodulátor) zaj által torzított jel érkezik a kommunikációs vonalról, amelyet a diagram jelzi - Z.
Egy hibajavító kóddekódoló eszköz (DC csatorna dekódoló) és egy üzenetdekódoló eszköz (DI forrásdekódoló) dekódolt üzenetet ad ki. W címzett P (ember vagy gép).
Ha egy bizonyos időtartamú diszkrét üzenetsorozatot zavarás nélkül továbbítanak egy kommunikációs csatornán, akkor az arány határa
ahol az üzenetsorozatban található információ mennyisége (az információátvitel sebessége a kommunikációs csatornán). Az információátviteli sebesség határértékét a kommunikációs csatorna sávszélességének nevezzük:
Mint ismeretes, az üzenetekben lévő információ mennyisége akkor a legnagyobb, ha az állapotok valószínűsége egyenlő. Akkor
Az információátvitel sebessége általános esetben az üzenet statisztikai tulajdonságaitól és a paraméterektől függ
kommunikációs csatorna. A sávszélesség a kommunikációs csatorna jellemzője, amely nem függ az információátvitel sebességétől. Mennyiségileg áteresztőképesség kommunikációs csatornát a bináris információs egységek maximális száma fejezi ki, amely ezt a csatornát a kommunikáció egy másodperc alatt átadható.
A kommunikációs csatorna leghatékonyabb felhasználásához szükséges, hogy az információátviteli sebesség a lehető legközelebb legyen a kommunikációs csatorna kapacitásához.
Ha a kommunikációs csatorna bemenetére érkező információ sebessége meghaladja a csatorna kapacitását, akkor nem minden információ kerül továbbításra a csatornán, azaz a feltétel
Ez a fő feltétele az információforrás és a kommunikációs csatorna összehangolásának. Az egyeztetés az üzenetek megfelelő kódolásával történik. Bebizonyosodott, hogy ha az üzenetek forrása által generált információ sebessége kellően közel van a csatornakapacitáshoz, azaz hol tetszőlegesen kicsi az érték, akkor mindig lehet olyan kódolási módot találni, amely biztosítja az üzenetek továbbítását a forrás generálja, és az információátviteli sebesség nagyon közel lesz a csatorna kapacitásához.
A fordított állítás az, hogy lehetetlen az összes üzenet hosszú távú továbbítását biztosítani, ha a forrás által generált információáramlás meghaladja a csatorna kapacitását.
Ha a kommunikációs csatorna sávszélességével megegyező szimbólumonkénti entrópiával rendelkező üzenetforrás csatlakozik a csatorna bemenetéhez, úgy tekintjük, hogy a forrás konzisztens a csatornával. Ha a forrás entrópiája kisebb, mint a csatorna kapacitása, ami a forrásállapotok nem egyenletes valószínűsége esetén lehet, akkor a forrás nem ért egyet
a kommunikációs csatornával párosul, azaz a csatorna nincs teljesen kihasználva.
A statisztikai értelemben vett koordinációt úgynevezett entrópiakódolással érik el. A statisztikai kódolás elvének tisztázása érdekében két üzenetsorozatot veszünk figyelembe, amelyek például a két pozícióban vezérelt objektum állapota által rendszeres időközönként rögzített jeleket reprezentálnak (be vagy ki):
Az 1-es szimbólum az „objektum bekapcsolva”, a 0-as az „objektum kikapcsolva” jelnek felel meg. Feltételezzük, hogy a szimbólumok egymástól függetlenül jelennek meg.
Az első sorozatnál az 1 és 0 karakterek egyenlő valószínűséggel, a másodiknál a második karakter első karakterének valószínűsége
Az első sorozat entrópiája A második sorozat entrópiája Ezért a második sorozatban az egy szimbólumra jutó információ mennyisége kétszer kevesebb, mint az elsőben.
Ha szekvenciákat adunk bináris kommunikációs csatornán az első szekvenciával összhangban a csatornával, míg a második sorozat átvitelekor a bináris csatorna szimbólumonkénti áteresztőképessége kétszerese a forrás entrópiájának, azaz a csatorna alulterhelt és egy statisztikai értelemben nincs összhangban a forrással
A statisztikai kódolás lehetővé teszi az átvitt üzenetek entrópiájának növelését a határértékben egészen addig az értékig, amelyet akkor kapunk, ha az új sorozat szimbólumai egyformán valószínűek. Ez csökkenti a karakterek számát a sorozatban. Ennek eredményeként
az információforrás összhangban van a kommunikációs csatornával. Az ilyen kódolás technikáját a 2.9. szakasz írja le.
1. fejezet ÁLTALÁNOS INFORMÁCIÓK
2. fejezet NEM REDUNDÁNS KÓDOK
5. fejezet A KÓDOK ÉRTÉKELÉSE ÉS KIVÁLASZTÁSA
Az oldalról származó információk másolása csak erre az oldalra mutató hivatkozással engedélyezett
Az információ átadása a forrástól az információ címzettjéhez (fogadójához) történik. forrás az információ bármi lehet: az élő vagy élettelen természet bármely tárgya vagy jelensége. Az információátadás folyamata valamilyen, az információ forrását és befogadóját elválasztó tárgyi környezetben zajlik, amelyet ún csatorna információátadás. Az információt egy csatornán keresztül továbbítják bizonyos jelek, szimbólumok, jelek sorozata formájában, amelyeket hívnak üzenet. Befogadó Az információ olyan objektum, amely üzenetet kap, aminek következtében állapotában bizonyos változások következnek be. A fentiek mindegyike vázlatosan látható az ábrán.
Információ átadása
Az ember mindenből információt kap, ami körülveszi, érzékszervein keresztül: hallás, látás, szaglás, tapintás, ízlelés. Az ember halláson és látáson keresztül kapja a legtöbb információt. A hangüzeneteket a fül érzékeli - akusztikus jelek folyamatos közegben (leggyakrabban a levegőben). A látás észlel fényjeleket, tárgyak képét hordozva.
Nem minden üzenet informatív az ember számára. Például egy érthetetlen nyelvű üzenet, bár eljut egy személyhez, nem tartalmaz információt a számára, és nem képes megfelelő változásokat okozni az állapotában.
Az információs csatorna lehet természetes természetű (légköri levegő, amelyen keresztül a hanghullámok áthaladnak, a megfigyelt tárgyakról visszaverődő napfény), vagy mesterségesen létrehozott. Az utóbbi esetben beszélgetünk O technikai eszközökkel ah kapcsolat.
Az információ távolsági továbbításának első technikai eszköze a távíró volt, amelyet 1837-ben az amerikai Samuel Morse talált fel. 1876-ban az amerikai A. Bell feltalálja a telefont. Heinrich Hertz német fizikus (1886) elektromágneses hullámok felfedezése alapján A.S. Popov Oroszországban 1895-ben és vele szinte egyidőben 1896-ban G. Marconi Olaszországban találták fel a rádiót. A televízió és az internet a huszadik században jelent meg.
Az információközlés felsorolt technikai módszerei mindegyike fizikai (elektromos vagy elektromágneses) jelek távolságon keresztüli továbbításán alapul, és bizonyos általános törvények hatálya alá tartoznak. E törvények tanulmányozása az kommunikációelmélet amely az 1920-as években jelent meg. A kommunikációelmélet matematikai apparátusa - matematikai kommunikációelmélet, amelyet Claude Shannon amerikai tudós fejlesztett ki.
Claude Elwood Shannon (1916–2001), USA
Claude Shannon egy diagrammal ábrázolt modellt javasolt a technikai kommunikációs csatornákon keresztüli információtovábbítás folyamatára.
Műszaki információ átviteli rendszer
A kódolás itt a forrásból érkező információ bármilyen átalakítását jelenti olyan formába, amely alkalmas kommunikációs csatornán történő továbbítására. Dekódolás - a jelsorozat inverz transzformációja.
Egy ilyen séma működése a telefonos beszélgetés ismerős folyamatával magyarázható. Az információforrás a beszélő személy. A kódoló egy kézibeszélő-mikrofon, amely a hanghullámokat (beszédet) elektromos jelekké alakítja. A kommunikációs csatorna az telefonhálózat(vezetékek, telefoncsomópontok kapcsolói, amelyeken a jel áthalad). A dekódoló eszköz a hallgató személy kézibeszélője (fejhallgatója) - az információ vevője. Itt a bejövő elektromos jel hanggá alakul.
Modern számítógépes rendszerek információtovábbítás – a számítógépes hálózatok ugyanezen az elven működnek. Létezik egy kódolási folyamat, amely átalakítja a bináris számítógépes kódot fizikai jel a kommunikációs csatornán keresztül továbbított típusú. A dekódolás az átvitt jel fordított átalakítása számítógépes kóddá. Például telefonvonalak használatakor számítógépes hálózatok A kódolás és dekódolás funkcióit egy modemnek nevezett eszköz látja el.
Fejlesztők műszaki rendszerek Az információ továbbítása során két egymással összefüggő feladatot kell megoldani: hogyan biztosítható a legnagyobb sebességű információátvitel, és hogyan csökkenthető az információvesztés az átvitel során. Claude Shannon volt az első tudós, aki felvállalta ezeknek a problémáknak a megoldását, és új tudományt alkotott akkoriban - információelmélet.
K.Shannon meghatározta a kommunikációs csatornákon továbbított információ mennyiségének mérési módszerét. Bevezették a koncepciót Csatorna sávszélesség,mint a lehető legnagyobb információátviteli sebesség. Ezt a sebességet bit per másodpercben mérik (valamint kilobit per másodperc, megabit per másodperc).
Egy kommunikációs csatorna áteresztőképessége a technikai megvalósításától függ. Például a számítógépes hálózatok a következő kommunikációs eszközöket használják:
telefonvonalak,
Elektromos kábel csatlakozás,
optikai kábelezés,
Rádióösszeköttetés.
Telefonvonalak áteresztőképessége - több tíz, száz Kbps; az optikai vonalak és rádiókommunikációs vonalak áteresztőképességét tíz és száz Mbps-ban mérik.
Zaj, zajvédelem
A "zaj" kifejezés különféle interferenciákat jelent, amelyek torzítják az átvitt jelet és információvesztéshez vezetnek. Az ilyen interferencia elsősorban technikai okokra vezethető vissza: a kommunikációs vonalak rossz minősége, az ugyanazon a csatornán továbbított különböző információáramlások egymás közötti bizonytalansága. Néha telefonbeszélgetés közben zajt, recsegést hallunk, ami megnehezíti a beszélgetőpartner megértését, vagy teljesen más emberek beszélgetése rárakódik a beszélgetésünkre.
A zaj jelenléte a továbbított információ elvesztéséhez vezet. Ilyen esetekben zajvédelem szükséges.
Mindenekelőtt technikai módszereket alkalmaznak a kommunikációs csatornák védelmére a zaj hatásaitól. Például árnyékolt kábel használata csupasz vezeték helyett; különféle szűrők használata, amelyek elválasztják a hasznos jelet a zajtól stb.
Claude Shannon fejlesztette ki kódolási elmélet, amely módszereket ad a zaj kezelésére. Ennek az elméletnek az egyik fontos gondolata, hogy a kommunikációs vonalon továbbított kódnak olyannak kell lennie redundáns. Ennek köszönhetően az információ egy részének elvesztése az átvitel során kompenzálható. Például, ha nehezen hall, amikor telefonon beszél, akkor minden szó kétszeri megismétlésével nagyobb esélye van arra, hogy a beszélgetőpartner helyesen megértse Önt.
A redundanciát azonban nem lehet túl nagyra növelni. Ez késésekhez és magasabb kommunikációs költségekhez vezet. A kódolási elmélet lehetővé teszi, hogy olyan kódot kapjunk, amely optimális lesz. Ebben az esetben a továbbított információ redundanciája a lehető legkisebb, a kapott információ megbízhatósága pedig maximális.
BAN BEN modern rendszerek A digitális kommunikációban a következő technikát gyakran használják az átvitel során bekövetkező információvesztés leküzdésére. Az egész üzenet részekre oszlik - csomagokat. Minden csomagra ki van számítva csekk összeg(bináris számjegyek összege), amelyet ezzel a csomaggal továbbítanak. A fogadó helyen a fogadott csomag ellenőrző összege újraszámításra kerül, és ha nem egyezik az eredeti összeggel, akkor az átvitel ezt a csomagot ismétli. Ez addig folytatódik, amíg a kezdeti és a végső ellenőrzőösszeg össze nem egyezik.
A propedeutikai és számítástechnikai alapszakok információátadását tekintve mindenekelőtt ezt a témát az ember, mint információfogadó pozíciójából kell tárgyalni. Az emberi lét legfontosabb feltétele a környező világból való információ fogadásának képessége. Az emberi érzékszervek az emberi test információs csatornái, biztosítják az ember kapcsolatát a külső környezettel. Ennek alapján az információt vizuális, hallási, szaglási, tapintási és ízlelési információra osztják. Annak, hogy az ízlelés, a szaglás és a tapintás információt hordoz az ember számára, a következőképpen indokolják: emlékszünk az ismerős tárgyak illatára, az ismerős ételek ízére, az ismerős tárgyakat érintéssel ismerjük fel. Emlékezetünk tartalma pedig tárolt információ.
El kell mondani a tanulóknak, hogy az állatvilágban az érzékszervek információs szerepe eltér az emberétől. A szaglás fontos információs funkciót tölt be az állatok számára. A szolgálati kutyák fokozott szaglását a bűnüldöző szervek használják bűnözők felkutatására, drogok felderítésére stb. Az állatok vizuális és hangfelfogása eltér az emberétől. Például köztudott, hogy a denevérek hallják az ultrahangot, a macskák pedig a sötétben látnak (emberi szemszögből).
A téma keretein belül a hallgatóknak képesnek kell lenniük konkrét példákat hozni az információtovábbítás folyamatára, meghatározni ezekhez az információk forrását, vevőjét, az információ továbbítására használt csatornákat.
A középiskolai számítástechnika tanulmányozása során a tanulókat meg kell ismertetni a kommunikáció műszaki elméletének alapvető rendelkezéseivel: a kódolás, dekódolás, információátviteli sebesség, csatornakapacitás, zaj, zajvédelem fogalmaival. Ezeket a kérdéseket a „Számítógépes hálózatok technikai eszközei” témakör keretében lehet megvitatni.
átviteli csatorna olyan műszaki eszközök és terjedési közeg összessége, amely korlátozott teljesítményű, meghatározott frekvenciatartományban vagy meghatározott átviteli sebesség mellett biztosítja az elektromágneses jelek átvitelét.
Vannak diszkrét és folyamatos (analóg) üzenetek.
Rizs. 1 A diszkrét információátviteli csatorna blokkvázlata
Rizs. 2 Az analóg információátviteli csatorna szerkezeti diagramja
Az 1. és 2. ábrán:
IP -üzenetforrás (beszédjel, információ-mérő szenzor, számítógép stb.);
PSS- a nem elektromos mennyiség átalakítója elektromossá;
Adó– a továbbított üzenetet kommunikációs vonalon (LAN) keresztül továbbítható jellé alakítja át. BAN BEN digitális rendszerek az információ továbbítása során az adó időben mintavételezést és a jel szintjének kvantálását végzi;
NAK NEK– a kódoló a diszkrét üzeneteket kódimpulzusok sorozatává alakítja;
Csíkos útitakaró– a modulátor megváltoztatja a fizikai folyamat paraméterét (információhordozó) a továbbított jel (moduláló jel) aktuális értékeinek megfelelően;
G– vivőoszcillációs generátor;
NE– nemlineáris elem;
MINKET- jelerősítő;
Fper– adószűrő;
Vevő– biztosítja a továbbított üzenetnek a jeltől a moduláló jelre való szétválasztását;
fpr– vevőszűrő;
MINKET- jelerősítő;
Dem– a demodulátor a modulált jelet moduláló jellé alakítja;
December– a dekóder visszanyeri a diszkrét üzenetet a diszkrét csatorna kimeneti jeléből;
Aux.reg– a segédregiszter az üzenetfeldolgozás idejére tárol adatokat.
BAN BEN analóg csatornák Az átvitel során a demodulált jel általában azonnal megérkezik az üzenet címzettjéhez.
A jel frekvenciaátalakítással vagy anélkül is fogható;
HA- frekvenciaváltó;
geth– segéd (speciális) generátor;
Cm– a keverő megszorozza a bemeneti és a heterodin jeleket;
D– a detektor (demodulátor) átalakítja a modulált jelet a moduláló jel spektrumának átvitelével a magas tartományból a tartományba alacsony frekvenciák;
A diszkrét információátviteli rendszerekben az üzenet-helyreállítás két módszerét alkalmazzák - az elemenkénti vételt és a vétel egészét.
Az elemenkénti vétel során a vett jel kódszimbólumoknak megfelelő elemeit elemzik. Ebben az esetben egy kódszimbólum sorozat jelenik meg a demodulátor kimenetén, amely ezután visszaállít egy diszkrét üzenetet.
A jel egészének vételekor a teljes kódszót elemzi és azonosítja egy adott üzenettel.
A vevők elemzik bemeneti jelés döntés születik a továbbított üzenetről. A vevőnek azt a részét, ahol ezek a műveletek végbemennek, döntési áramkörnek nevezzük. Az elemenkénti vételnél a döntési áramkör funkcióit egy demodulátor és egy dekóder látja el.
IP– interferencia forrása;
PS– üzenet címzettje – az a fogyasztó vagy eszköz, amelyre az üzenetet szánják;
Modem– modulátor és demodulátor készlet;
Codec– kódoló és dekódoló készlet;
LS– a kommunikációs vonal a jelátvitelre használt közeg. Kommunikációs vonalként a következőket használják: vezetékek, kábelmagok, sínek, tér, amelyben az elektromágneses hullámok terjednek, optikai szál.
Az élet a fehérjemolekulák létezésének folyamata. Sok tudós fogalmaz így, akik meg vannak győződve arról, hogy a fehérje minden élőlény alapja. Ezek az ítéletek teljesen helytállóak, mert ezeknek az anyagoknak a legtöbb alapvető funkciója van a sejtben. Az összes többi szerves vegyület energiaszubsztrát szerepet tölt be, és ismét energia szükséges a fehérjemolekulák szintéziséhez.
A fehérje szerkezetét nukleinsav vagy RNS) kódolják kodonok formájában. Ez egy örökletes információ, amely minden alkalommal reprodukálódik, amikor egy sejtnek új fehérjeanyagra van szüksége. A bioszintézis kezdete a sejtmagban egy új, már adott tulajdonságokkal rendelkező fehérje szintetizálásának szükségességéről szól.
Erre válaszul a terület despiralizálódik nukleinsav, ahol a szerkezete kódolva van. Ezt a helyet a hírvivő RNS megkettőzi, és átkerül a riboszómákba. Ők felelősek egy mátrix - hírvivő RNS-en alapuló polipeptidlánc felépítéséért. Röviden, a bioszintézis összes szakaszát a következőképpen mutatjuk be:
A sejtben a teljes fehérjeszintézist riboszómák hajtják végre, és a molekulákkal kapcsolatos információkat a nukleinsav vagy a DNS tartalmazza. A génekben található: minden gén egy meghatározott fehérje. A gének információkat tartalmaznak egy új fehérje aminosav-szekvenciájáról. A DNS esetében a genetikai kód eltávolítása a következőképpen történik:
A hírvivő RNS alapján mRNS szintetizálódik. Ez már egy mátrix, amely után a fehérjeszintézis a sejtben a riboszómákon (a durva endoplazmatikus retikulumban) megy végbe.
A hírvivő RNS-nek két vége van, amelyek 3`-5`-ként vannak elrendezve. A fehérjék leolvasása és szintézise a riboszómákon az 5' végén kezdődik, és az intronig folytatódik, amely régió nem kódolja egyik aminosavat sem. Ez így történik:
Amint a riboszóma eléri az intront (nem kódoló inszert), a hírvivő RNS egyszerűen továbbhalad. Aztán, ahogy a hírvivő RNS előrehalad, a riboszóma ismét eléri az exont - azt a helyet, amelynek nukleotidszekvenciája egy adott aminosavnak felel meg.
Ettől a ponttól újra kezdődik a fehérjemonomerek hozzáadása a lánchoz. A folyamat a következő intron megjelenéséig vagy a stopkodonig folytatódik. Ez utóbbi leállítja a polipeptid lánc szintézisét, majd azt befejezettnek tekintik, és megkezdődik a molekula posztszintetikus (poszt-transzlációs) módosulása.
A transzlációt követően a fehérjeszintézis sima ciszternákban megy végbe, ez utóbbiak kis számú riboszómát tartalmaznak. Egyes cellákban ezek teljesen hiányozhatnak a RES-ben. Ilyen területekre van szükség ahhoz, hogy először egy másodlagos, majd egy harmadlagos vagy, ha programozzuk, egy kvaterner szerkezetet alkossanak.
A sejtben a fehérjeszintézis hatalmas mennyiségű ATP energia felhasználásával megy végbe. Ezért minden más biológiai folyamatra szükség van a fehérjebioszintézis fenntartásához. Ezenkívül az energia egy része szükséges a fehérjék sejtben történő aktív transzport útján történő átviteléhez.
Sok fehérje átkerül a sejt egyik helyéről a másikra módosítás céljából. A poszttranszlációs fehérjeszintézis különösen a Golgi-komplexben megy végbe, ahol egy szénhidrát- vagy lipiddomén egy bizonyos szerkezetű polipeptidhez kapcsolódik.
