Что такое передача информации: способы на схемах, виды, каналы и устройства

Понятие информации — что это

Термин образовался от латинского слова informatio, что переводится как «уточнение, представление, понятие». Есть еще одно латинское слово — informare, что означает «мыслить, создавать форму, учить, представлять».

Информация – это любая воспринимаемая живыми организмами, электронными устройствами и другими системами информация об окружающем мире, процессах, предметах и ​​явлениях.

Информация – это знания, передаваемые в виде сообщений, уведомлений и сигналов.

Информационное сообщение представляет собой набор информационных элементов, связанных внутренними связями.

Вот газета пишет, что российская экономика переживает беспрецедентный рост. Или коллега по секрету говорит, что зарплату скоро снизят. Это все информационные сообщения.

В этом случае одно и то же сообщение может содержать разное количество информации в зависимости от того, кто является получателем. Например, нам отправляется сообщение: 明天该公司的股票将翻倍. Если мы не знаем языка, на котором написано сообщение, для нас нет информации. Но игрок на китайском фондовом рынке сразу поймет, что вы говорите, что завтра акции некой компании удвоятся в цене.

В разных сферах деятельности понятие информации характеризуется специфическими чертами. Например, в области компьютерных технологий термин имеет следующее определение:

«Информация — это набор символов и знаков, который имеет смысл и понятен компьютеру».

Эта информация может выглядеть как последовательность нулей и единиц: 00010001110001100011.

Виды информации

Виды и способы передачи информации различаются в зависимости от ее содержания. Это может быть текстовая информация, представленная в устной и письменной форме, а также знаковая, музыкальная и изобразительная. Видеоинформация также относится к современным видам данных.

С каждой из этих форм хранения информации человек сталкивается ежедневно.

Свойства информации

1. Надежность. Человек принимает решение на основе определенной информации. Если оно достоверно (соответствует действительности), решение, вероятно, правильное. Если ложно, то ложно.

   Недостоверная информация возникает в результате преднамеренного искажения действительности — дезинформации.

   

   Пример дезинформации содержится в известном анекдоте.

   Мать пишет сыну в тюрьму: «В тюрьму посадили, некому копать и огород. У меня совсем нет сил». Сын отвечает: «Мама, ничего не трогай! Накопаешь такого, что мне добавят срок. Следующее письмо от матери: «Приехала милиция и все разграбили. Ничего не нашли, ушли очень злые». Сын пишет: «Дорогая мама, я помогал, чем мог. Посади свою картошку».

   Другой причиной ненадежности являются случайные искажения. Многие в детстве играли со сломанным телефоном: Вася сказал Пете, Петя — Сереже, Сережа — Мише. В результате исходное сообщение изменилось на прямо противоположное.

2. Я завершаю это. Информация считается полной, когда ее объем достаточен для принятия правильного решения. Если судья в уголовном процессе выслушивает только сторону обвинения, он рискует вынести ошибочный вердикт.
3. Актуальность. Информация имеет срок годности, она может быть устаревшей. Если вы предупредите людей о землетрясении после того, как оно началось, это сообщение будет бесполезным.
4. Объективность. Информация должна отражать реалии окружающего мира и не зависеть от чьего-либо мнения или способа ее записи. Нам говорят, что на улице жарко. «Тепло» — что это?

   Для жителя Крайнего Севера температура -10 градусов очень жарко. А для студента из Африки жуткий мороз. Это сообщение содержит субъективную оценку. Но предупреждение «ночью будет 15 градусов тепла» объективно.

5. Точность. Чем ближе информация к реальности, тем точнее она будет. Возьмем два утверждения: «зарплата будет на этой неделе» и «деньги вы получите завтра в 17:00». Второй гораздо точнее первого.
6. Ценность или полезность. Этот параметр зависит от потребностей и интересов получателя информации. Когда мы загрузим программный код на компьютер, он запустит эту программу. Если мы распечатаем его на листе бумаги и прочитаем ребенку перед сном вместо сказки, ничего хорошего из этого не выйдет.

Идея открытости

Идею свободного доступа к информации предложил отец социологии Роберт Кинг Мертон, наблюдавший Вторую мировую войну. С 1946 г подразумевает передачу, хранение компьютерной информации. 1954 дополнительных перерабатывающих мощностей. В декабре 2007 года собрались желающие обсудить проблему (Севастополь, Калифорния) и поняли открытое ПО, Интернет, потенциал концепции массового доступа. Обама принял Меморандум о прозрачности и открытости действий правительства.

Роберт Кинг Мертон

Осознание человечеством реального потенциала цивилизации сопровождается призывами к совместному решению проблем. Концепция открытых данных широко обсуждается в статье (1995 г.) Агентства науки США. Текст затрагивает геофизику и экологию. Хорошо известен пример корпорации DuPont, использовавшей некоторые спорные технологии для производства тефлона.

Термины

Термин «передача данных» чаще всего относится к цифровой информации, включая преобразованный аналоговый сигнал. Наука имеет более широкое видение. Данные относятся к любому качественному и количественному описанию объекта. Эпическим примером является информация, собранная антропологами о редких народах планеты. Информация широко собирается организациями: продажи, преступность, безработица, грамотность.

Передача информации представляет собой цифровой поток битов.

Метаданные — это данные более высокого уровня, описывающие другие данные.

Данные измеряются, собираются, передаются, анализируются, представляются в виде графиков, таблиц, изображений, рисунков. Программисты знакомы с так называемыми обычными плоскими файлами. Неисправный раздел жесткого диска помечен как RAW. Форматирование упрощает передачу, восприятие информации. Процесс проектирования основан на визуальном и логическом представлении. Иногда информация шифруется, обеспечивая защиту, восстановление вышедших из строя разделов.

Формат – это способ подачи информации.

Протокол — это набор соглашений об интерфейсе, которые определяют, как происходит обмен информацией.

Каналы (способы)

Информация, распространяясь, преодолевает окружающую среду:

• Медный кабель: RS-232 (1969 г.), FireWire (1995 г.), USB (1996 г).
• Оптоволокно.
• эфир (беспроводная передача).
• Компьютерные шины.

Специфика среды накладывает характеристики. Мало кто знает, что электрический ток также переносится электромагнитной волной. Проводимость воздуха намного ниже, что накладывает детализацию. Разница компенсируется ионизацией, явлением, знакомым сварщикам. Процессы, сопровождающие движение электромагнитной волны, не имеют научного объяснения. Физики просто констатируют факт, описывая явление набором информации.

Долгое время некогерентными явлениями считались разные частоты: свет, тепло, электричество, магнетизм. Важно понимать: набор сред родился в результате эволюции технологий. Другие способы передачи данных наверняка откроются. Реализации сред разные, набор стандартов определяется деталями. Локальные соединения обычно используют технологию Wi-Fi, основанную на протоколе канального уровня IEEE 802.11. Сотовые операторы используют совсем другие: GPS, LTE. Кроме того, мобильные сети активно начинают внедрять IP, замыкая круг, унифицируя стиль использования цифрового оборудования.

Зачем столько протоколов? Особенности реализации передачи данных по WiFi бессильны для покрытия значительных расстояний. Мощность передатчика ограничена, структуры пакетов разные. Bluetooth полностью ограничивает базовые возможности передачи пары файлов с компьютера на телефон.

Форматирование

Физики быстро убедились, что среда плохо передает информацию напрямую. Медная проволока может передавать речь, но эфир быстро убирает низкочастотные колебания. Попов первым додумался до модуляции носителя полезной информацией — азбукой Морзе. Смысл включает в себя изменение амплитуды радиоволны по закону сообщения, чтобы принимающий абонент мог извлечь и воспроизвести сообщение.

Развитие радиовещания потребовало совершенствования методов передачи несущей полезной информации. В конце 1920-х годов Армстронг предложил немного изменить частоту, заложив основу для сообщения. Новый тип модуляции позволил улучшить качество звука, успешно противодействуя помехам. Меломаны сразу оценили новинку.

Военная система «Зеленый шершень» использовала технику дискретного сдвига частоты, мгновенное изменение частоты по закону передаваемого сообщения. Воюющие стороны оценили преимущества связи. Внедрению мешали огромные размеры оборудования (1000 тонн). Изобретение транзистора изменило ситуацию. Передача данных стала цифровой.

Основу сетей заложила американская ARPANET. С ПК на ПК начал передавать пакеты. Тогда в сети стали использоваться первые цифровые протоколы. Сегодня IP захватывает сегмент мобильной связи. Телефоны получают свои адреса.

Классификация каналов связи

Сегодня вся информация распространяется через вибрации, единственный способ существования материи, воспринимаемый человеком, приборами. Тесла считал, что Вселенная соткана из вибраций. Трудно ошибиться, назвав каналы связи колебательными. Классификация тесно связана с изучением гармонических процессов. Фурье показал, что волна любой формы может быть представлена ​​суммой элементарных колебаний.

По природе волн

Напрашивается первая классификация:

1. Механик:
   • Акустический. Канал использует сарафанное радио.
   • Твердое состояние. Активно эксплуатируется консервный телефон).
   • Жидкие среды. Первая рабочая модель Белла использовала воду для вибрации омического преобразователя.

     Механическая волна

2. Электромагнитный:
   • Инфракрасный. Знакома строителям, постоянно ищущим способы экономии тепла здания.
   • Свет. Первый светофор использовал визуально различимые сигналы.
   • Ультрафиолет. Солнечные ожоги лучше всего покажут наличие невидимого солнечного излучения.
   • Радиочастоты. Доставляйте информацию миллионам зрителей.
   • Рентгеновское излучение.Позволяет проверить целостность скелета.
   • Радиация. Жители Чернобыля горько сетуют на отсутствие счетчиков Гейгера.

Мысли также могут быть периодическими. Сегодня наука занимается установлением природы возникающих сигналов. Вышеприведенные примеры — малая толика достижений человеческой цивилизации. Проявив минимум умственного напряжения, читатели поймут: повсюду распространяются электромагнитные и механические волны. Постепенно исчезает. Электромагнитные вообще умудряются проникнуть больше. Вакуум, окружающий планеты, действует как естественный ограничитель для механики.

Электромагнитное излучение обычно классифицируют по типу модуляции несущей:

1. Амплитуда.
2. Частота.
3. Фаза.
4. Одиночный ряд.
5. Код-импульс.
6. Умение обращаться:

• Частоты
• Этапы.
• Амплитуды.

По форме волн

Изначально мужчина пытался использовать электричество. Задача передачи информации требовала изменения формы сигналов:

1. Аналог, переключение плавное.
2. Импульсивный, характеризуется кратковременностью.
3. Дискретные искусственно сломаны. Цифровой сигнал отличается нормализацией уровней символов 0, 1.

Требования по минимизации затрат и энергопотребления постоянно порождают методы улучшения качества. Сегодня цифровой сигнал, ставший отдельной ветвью сегмента передачи информации, считается величайшим достижением человеческой мысли. Вышеизложенное позволяет нам классифицировать каналы:

1. Шифрование — открытое.
2. Зашифрованный (например, псевдошумовой сигнал) — не зашифрованный.
3. Широкая полоса — узкая полоса.
4. Дуплекс — односторонний.
5. Мультиплекс — без сжатия.
6. Скорость нормальная.
7. По возрастанию, по убыванию.
8. Распространение — индивидуальное.
9. Прямой — обратный (обратный).

Также сетевые протоколы образуют иерархию OSI, каждый уровень можно рассматривать как канал. Возможны другие критерии разделения.

По корректирующему действию

Каналы изменяют информацию о шагах. Иногда намеренно:

1. Линейный. Исходный сигнал легко восстановить, зная характеристики канала.
2. Не линейно. Часть информации безвозвратно утеряна.
3. Стохастический. Фактические помехи в канале редко предсказуемы даже статистическими методами.

По среде распространения

Подраздел классификации касается электромагнитной энергии:

1. Прокладка кабеля.
2. Беспроводной.

Принцип действия

Информационные данные путешествуют по пути между локациями, преодолевая окружающую среду. Путь называется каналом связи. Современная техника использует последний тип классификации, рассматривая методы:

1. Проводные (витая пара, кабель, оптоволокно, медный провод).
2. Беспроводная связь (спутники, радио, тепловое излучение, свет).

Материал проводной среды стал преимущественно медным из-за лучшего сочетания цена/сопротивление. Стекло, полимеры обещают стать достойной заменой: на это указывали специалисты еще в середине 1980-х (20 века). В вычислительной технике понятие канала считается гораздо более широким и включает в себя устройства хранения данных, записывающие устройства, накопители и пленку.

Модуляция

Первоначально форма сигналов была максимально простой, чаще всего ненавязчивой (азбука Морзе, код Шиллинга, визуальные знаки семафоров). Исследователи быстро осознали неэффективность элементных техник. Попов уже предполагал использовать амплитудную модуляцию несущей. Частота родилась от руки Эдвина Армстронга (30 лет). Инженеры GE убедительно продемонстрировали превосходную стабильность приема передачи в условиях грозы.

Цифровая эра

Вторая мировая война принесла миру более сложные возможности, в том числе псевдошумовое кодирование, частотную манипуляцию. Принятые меры позволили значительно снизить спектральную плотность сигнала. Обнаружить передачу стало невероятно сложно, расшифровать ее практически невозможно. Достижения военных лет развернулись в течение нескольких следующих десятилетий. Сейчас, когда доминируют цифровые технологии, шаги завтрашней капризной истории трудно предсказать.

Сети

Основные современные каналы относятся непосредственно к сегменту сети, то есть к линиям, объединяющим активно взаимодействующие электронные объекты: компьютеры, телефоны, модемы. До создания ARPANET обменом информацией управлял один человек. Стремительный рост сетевых технологий позволил создать глобальные конформации: Интернет, услуги операторов сотовой связи. Международное взаимодействие сделало возможной полную стандартизацию протоколов. В частности, изначально (RFC 733) Интернет определялся как сеть, использующая стек TCP/IP. Сегодня это понятие стало намного шире, подразумевая планетарную систему взаимосвязанных хостов, несущих программное обеспечение HTTP-сервера.

Персональные компьютеры

Шины для персональных компьютеров — это отдельная линейка. Эпохе появления многоядерных процессоров предшествовали такие неизвестные сегодня аббревиатуры, как PCI, ISA. Фидонет обязан своим рождением плате расширения S-100. Неправильно: забудьте об исторической подоплеке. Примером может служить крах Фидонета, заброшенного собственным разработчиком, предварительно проверившим экономическую целесообразность использования телефонных линий. Творец ушел: система рухнула, без поддержки в виде технологической адекватности, соответствия возрастающим требованиям, завышенным конкурирующими интернет-методами. Технический уровень пользователей был недостаточен, он был бессилен продлить агонию умирающей концепции.

Отсутствие информационной поддержки

Западные телекоммуникационные СМИ образуют совокупность экономически обоснованных видов передачи информации. Для терминов, передаваемых веб-доменом, на английском языке не существует национальных эквивалентов. Для телекоммуникационных технологий параметры должны принимать зарубежный сертификат. Еще одним слабым звеном, тормозящим развитие отрасли, назовем отсутствие информационного обеспечения.

Модели каналов

Физическая среда обычно моделируется. Исследователи пытаются предсказать результат будущих действий, полагая, что они сведут к минимуму затраты и увеличат выгоды. Часто толчком к работе служат экстремальные ситуации, войны, революции. Клод Шеннон опубликовал первую работу о реальных каналах передачи информации, оснащенных моделями шума и интерференции (1948 г.). Ученый исследовал движения дискретных сигналов и предложил методы оптимизации.

Математики неустанно разрабатывают модели интерференции, преломления, отражения, шума, затухания, резонанса. Например, разработчики мобильной связи реализуют аддитивные помехи. Точные методы расчета отсутствуют. Модель канала учитывает область применения, преследует несколько целей. Потребности есть, искомые значения следующие:

1. Оценка пропускной способности.
2. Расчет битрейта.
3. Использование канала.
4. Спектральная плотность сигнала.
5. Уровень колебания.
6. Процент битов, переданных с ошибкой.
7. Оценка отношения сигнал/шум.
8. Задержка линии.

Вышки сотовой связи делят канал между фиксированным набором абонентов. Часто сигнал подвержен сильным помехам. Сложный канал представлен суммой двухточечных взаимодействий. Принято выделять группы подходящих моделей, описывающих связь, закреплять за каждой областью стандартный набор «отчетных» методов».

Цифровые

Дискретные каналы легче моделировать. Сообщение представлено цифровым сигналом выбранного уровня протокола (иерархия OSI). Часто физический канал заменяют упрощенными представлениями:

• Рамка.
• Упаковка.
• Дейтаграмма.

Поведение более сложных структур легче отследить при расчете производительности, скорости и вероятности ошибки. Примеры:

• Симметричный цифровой канал — простейший пример передачи битов, учитывающий влияние шума.
• Ошибка пакета битов (модель Гильберта-Эллиота). Описан случай обязательного наличия неверно принятых первого и последнего символов при длине сегмента выборки больше некоторого значения m, называемого защитной полосой. «Неудачные» участки обычно разделяются относительно длинными (свыше метра) участками хорошего приема.
• Бит очищен. Модель, представленная Питером Элиасом (Массачусетский технологический институт, 1955 г.), описывает случай системы, в которой сигнал периодически падает. Вводится определенная вероятность «удаления». Кажущаяся простота обманчива, широкий круг реальных задач решается рядом допущений указанным способом.
• Сломанный пакет. Время от времени часть кода исчезает.
• Случайное изменение канала имитирует непредсказуемые условия реального мира. Специалисты противопоставляют симметричный цифровой метод, предложенный Шенноном.

Аналоговые

Сами модели могут быть:

1. Линейный — нелинейный.
2. Непрерывный — дискретный.
3. Константа — динамическая вероятность.
4. Узкая полоса в широкую полосу.
5. Инвариант — переменные во времени.
6. Королевский (королевский) — сложный.

Примеры:

1. Модель шума:
   • Аддитивная (белый гауссовский шум) представляет собой линейную непрерывную постоянную.
   • Фазовый джиттер.
2. Система интерференции: перекрестные помехи, интерференция между символами.
3. Искажения являются нелинейными каналами.
4. Моделирование амплитудно-частотной характеристики.
5. Групповая задержка (фаз.
6. Моделирование физических условий канала.
7. Расчет распространения радиоволн.
   • Ослабление мощности, вызванное увеличением дальности.
   • Затухание: Рэлеевское, Райсовое, частотно-избирательное, теневое.
   • Увеличенный доплеровский сдвиг с замиранием.
   • Трассировка лучей.
   • Моделирование сотовой связи.

Сотовые

Имеются в виду мобильные абоненты: скорость, ускорение и координаты постоянно меняются. Моделирование беспроводных децентрализованных самоорганизующихся систем требует учета конкретных условий: схемы трафика, особенностей регламента связи, поведения абонентов.

• Вариант передачи часто называют типом эллипса. Один передатчик отправляет несколько сообщений. Расстояние узлов неодинаково. Представьте себе, что большинство беспроводных каналов, за исключением любительского радио, являются двусторонней связью. Нисходящая ветка сотового трафика вписывается идеально, особенно при отсутствии помех от соседней вышки.
• Множественный доступ подразумевает параллельную отправку сообщений несколькими передатчиками. Количество рецепторов варьируется. Существующая схема доступа к ресурсам дополняется методами контроля среды, включая схемы мультиплексирования. Приемлемо описывает восходящую ветвь трафика мобильной сети.
• Канал ретрансляции дополняет передатчик взаимосвязанной системой повторителей. Модель прекрасно описывает стандарт LTE.
• Канал помех предполагает наличие взаимных помех от двух базовых станций. Помимо перекрещенных, образуются канальные. Понятие относится непосредственно к сотовым операторам мобильной связи. Ситуация усугубляется отсутствием методов ортогонального кодирования.
• Индивидуальная передача описывает поведение мобильного телефона, который получил выделенный ресурс башни.
• Схема передачи использовалась пейджерами. Система Chameleon является хорошим примером.
• Многоадресная рассылка описывает случай отправки сообщения фиксированной группе подписчиков. Он тесно связан со стандартом LTE.

Сбор информации

Сбор информации является первым шагом в процессах отчетности. Благодаря качественному сбору информации осуществляется своевременное принятие решений на основе собранной информации.

В целом жизнь каждого человека – это постоянный сбор информации о жизни, профессии, окружающих его людях, других странах и т.д. В более строгом смысле сбор информации — это систематический мониторинг хранилищ информации: баз данных, каталогов, библиотек и т д

Человек собирает информацию следующими способами:

• слежение за объектом;
• общение с более опытными людьми;
• чтение книг и тематических статей;
• смотреть тематические видео;
• слушать тематическое аудио;
• посещать библиотеки и архивы;
• использование поисковых систем в Интернете;
• и так далее

Простой пример из жизни: вы решили поехать на выходные к другу в соседний город. Для этого вам нужно будет посмотреть план проезда и расписание транспорта из вашего города в соседний. Для этого он берет трубку или садится за компьютер, собирает всю необходимую информацию. Ваши родители, узнав о вашей поездке, спросят контакты вашего друга, уточнят маршрут вашего передвижения, узнают адрес, где вы планируете находиться и т.д. И вы, и ваши родители будете собирать информацию с помощью технических средств. Сбор нужной информации – это навык, без которого очень сложно жить в современном мире.

Хранение информации

Сбор информации – это процесс. Но просто собирать информацию без возможности ее использовать бессмысленно. Поэтому информация после сбора должна где-то храниться, чтобы ее можно было использовать. Люди занимались хранением информации на протяжении нескольких тысячелетий.

Информация хранится на цифровых и нецифровых носителях. Носитель — это некий объект или носитель, на котором хранится собранная информация.

К нецифровым медиа относятся:

• бумага — книги, газеты, журналы и т.п.;
• холсты — картины, рисунки и т.п.;
• камни — надписи на скалах древних народов;
• металл — металлические монеты;
• и так далее

Носителем может стать любое место или материал, где можно отметить какую-либо информацию. Самым распространенным нецифровым носителем информации в современном мире является бумага.

Цифровые медиа это:

• кассеты,
• виниловые пластинки,
• оптические диски,
• «флэш-накопители»,
• компьютерные жесткие диски,
• и так далее

Цифровые носители более компактны, поэтому чаще используются в жизни человека. Такие носители помогают хранить информацию любого объема, чего нельзя сказать о нецифровых носителях.

Вернемся к нашему примеру. После того, как вы собрали маршрут к дому друга в соседнем городе, вам нужно каким-то образом сохранить эту информацию. Скорее всего, вы его запомните и отправите в свой мозг на хранение, плюс сделаете скриншот расписания автобусов, чтобы сохранить его на цифровом носителе.

Передача информации

Передача информации — это физический процесс, посредством которого информация перемещается из одного места в другое. Для передачи информации требуется:

• источник или передатчик информации — передающий объект;
• приемник — объект приемника.

Передача информации может быть открытой, зашифрованной или зашифрованной. Типичные примеры передачи информации:

• один телевизор,
• радио,
• телефон,
• телеграф,
• почта,
• интернет,
• и так далее

Передача сигнала между источником и приемником называется каналом связи, который также может быть открытым или защищенным.

Вернемся к нашему примеру. Вы сделали скриншот расписания автобусов в соседний город, и ваши родители захотели его посмотреть. Вы открываете свой обычный мессенджер и отправляете скриншот ему на телефон. Между вами и вашими родителями произошла передача информации, где ваш телефон является источником, а телефон ваших родителей — получателем. Канал связи в мессенджере между вашими телефонами защищен сквозным шифрованием. Это значит, что даже если хакер перехватит ваш экран в момент передачи, он не сможет его расшифровать и понять, куда и в какое время вы идете.

Ручной способ передачи информации

Этот способ передачи информации широко используется уже давно. В этом случае информация может быть передана курьером или по почте. Преимуществами этого метода являются полная конфиденциальность и достоверность всей передаваемой таким образом информации. Вы можете полностью контролировать получение. Например, если используется почта, информацию можно контролировать в пунктах выставления счетов. Этот метод также предполагает низкие затраты, не требующие каких-либо капитальных затрат со стороны компании. Однако есть и недостатки. К основным из них можно отнести медленную скорость и неэффективность получения ответов от получателей.

Механизированный способ передачи информации

Использование автоматизированных средств управления позволяет значительно повысить скорость передачи информации по различным каналам связи. А это, в свою очередь, повышает качество и оперативность принятия различных управленческих решений. Это увеличивает как капитальные, так и эксплуатационные затраты. Если правильно организовать производственный процесс с использованием этого способа передачи информации, то в конечном итоге значительно повысится экономическая эффективность всего предприятия.

При таком способе передачи информации понадобятся следующие предметы. Во-первых, источник информации. Во-вторых, потребитель информации. В-третьих, приемопередатчики, между которыми будут организованы каналы связи. Такими устройствами могут быть компьютер, мобильный телефон, планшет, подключенный к Интернету, а также другие электронные устройства.
При любом из вышеперечисленных способов передачи информации люди принимают непосредственное участие на любом из сайтов. Они могут использовать различные гаджеты и электронные устройства. В целях повышения качества передаваемой информации, повышения ее достоверности постоянно совершенствуются методы и приемы передачи информации. Например, при совершенствовании автоматизированных методов в приемные и передающие устройства встраиваются специальные схемы, снижающие помехи. Чем меньше помех, тем лучше передается информация.

Качество передачи информации оценивается с помощью таких показателей, как надежность, безотказность и производительность.

Слои протоколов

Цифровая передача данных по модему была реализована в 1940 году. Сети появились на 25 лет позже.

Все более сложные системы связи требовали внедрения новых методов описания процесса взаимодействия между компьютерными системами. Концептуальная модель OSI вводит концепцию уровней протоколов (абстрактных, фактически не существующих). Структура создана усилиями инженеров Международной организации по стандартизации (ISO), регулируется стандартом ISO/IEC 7498-1. Параллельно работал французский комитет CCITT. В 1983 году разработанные документы объединили, получив модель уровней протоколов.

Концепция 7-слойной структуры представлена ​​работой Чарльза Бахмана. Модель OSI включает в себя опыт разработки ARPANET, EIN, NPLNet, CYCLADES. Правило результирующих слоев взаимодействует со своими соседями по вертикали: верхний использует возможности нижнего.

Важно! Каждый уровень OSI соответствует набору протоколов, определенных используемой системой.

На компьютерных линиях набор протоколов разделен на уровни. Есть:

1. Физические (биты): USB, RS-232, 8P8C.
2. Канал (кадры): PPP (включая PPPoE, PPPoA), IEEE 802.22, Ethernet, DSL, ARP, LP2P. Наследие: Token Ring, FDDI, ARCNET.
3. Сеть (пакеты): IP, AppleTalk.
4. Транспорт (датаграммы, сегменты): TCP, UDP, PORTS, SCTP.
5. Сеанс: RPC, PAP.
6. Исполнительный: ASCII, JPEG, EBCDIC.
7. Применяются: HTTP, FTP, DHCP, SNMP, RDP, SMTP.

Физический слой

Зачем разработчикам сотни стандартов? Многие документы появились эволюционно, в соответствии с возрастающими требованиями. Физический уровень реализован набором разъемов, кабелей, интерфейсов. Например, экранированная витая пара способна передавать высокие частоты, что позволяет реализовывать протоколы с битрейтом 100 Мбит/с, оптическое волокно пропускает свет, спектр расширяется, появляются гигабитные сети.

Физический уровень управляет схемами цифровой модуляции, физическим кодированием (формирование несущей, включение информации), исправлением ошибок при пересылке, синхронизацией, мультиплексированием каналов, выравниванием сигналов.

Канальный слой

Каждый порт управляется своими машинными командами. Канальный уровень показывает, как реализовать передачу форматированной информации с использованием доступного оборудования. Например, PPPoE содержит рекомендации по организации протокола PPP с использованием сетей Ethernet, традиционно используется порт 8P8C. Эволюционная борьба «эфирная сеть» смогла подавить соперников. Изобретателю концепции, основателю 3COM Роберту Меткалфу удалось убедить нескольких крупных производителей (Intel, DEC, Xerox) объединить усилия.

Попутно усовершенствовали каналы: коаксиальный кабель → витая пара → оптоволокно. Изменения были направлены на:

• более экономичный;
• повысить надежность;
• введение дуплексного режима;
• повысить помехоустойчивость;
• гальваническая развязка;
• питание устройства по сетевому кабелю.

Оптический кабель увеличил длину отрезка между регенераторами сигнала. Канальный протокол дополнительно описывает структуру сети, включая методы кодирования, скорость передачи данных, количество узлов, режим работы. Уровень представляет концепцию кадра, реализует схемы декодирования MAC-адресов, обнаруживает ошибки, перенаправляет запрос и контролирует скорость.

Сетевой

Общепринятый IP-протокол определяет структуру пакета, вводит конкретный адрес из четырех групп цифр, известных сегодня каждому. Некоторые скины зарезервированы. Владельцам ресурсов присваиваются имена в соответствии с базами данных DNS-сервера. Конфигурация сети в основном безразлична. Вводятся слабые ограничения. Как и Ethernet, для этого требовался уникальный MAC-адрес. Протокол IP уменьшает максимальное количество компьютеров на 4,3 миллиарда. Человечеству было достаточно.

Сетевой адрес обычно делится на домены. По техническим причинам для четырех групп чисел нет единого соответствия. Сам Интернет обозначается аббревиатурой www (сокращение от World Wide Web, иначе World Wide Web). Сегодня в едином адресе (URL) отсутствуют тривиальные буквы. Что это означает: человек, открывший браузер, очевидно, намеревается просматривать всемирную паутину с компьютера.

Транспортный

Слой дополнительно расширяет структуру формата. Формирование сегмента TCP объединяет пакеты, что облегчает поиск потерянной информации и гарантирует восстановление.

Прикладной, представительский

Иерархия над транспортным уровнем может быть нарушена. Например, RPC иногда основан на HTTP. Концепция P2P касается одноранговых сетей. Напротив, HTTP вводит иерархию клиент-сервер. Репрезентативный слой выявляет формы кодирования информации, оцифровки, сжатия, шифрования.

Обработка информации

Обработка информации – это процесс преобразования информации из одного формата в другой. Обработка имеет входную и выходную информацию. Возможна обработка информации различных типов.

Обработка информации преследует следующие цели:

• представлять информацию иным образом, согласно возникшим требованиям;
• понимать информацию;
• представлять информацию в удобном виде;
• умышленно искажать информацию, чтобы защитить ее.

Любое преобразование информации будет считаться ее обработкой, например:

• перевод текстов с одного языка на другой;
• конвертировать формат или размер изображения;
• перевод аудио в текст;
• решить математический пример;
• и так далее

Вернемся к нашему примеру. Вы отправили скрин родителям, но мама пишет, что не может расшифровать и понять, что там изображено, поэтому просит прислать в другом формате. Могу;

• отправить ссылку на ресурс;
• можно писать текстом то, что отображается на экране;
• может записывать аудио, выражающее расписание;
• сделайте еще один более четкий скриншот.

Все ваши действия — это обработка информации.

Каким образом передается информация

В процессе развития человека происходит постоянное совершенствование механизмов, с помощью которых передается информация. Способы хранения и передачи информации достаточно разнообразны, так как существует несколько систем, в которых осуществляется обмен данными.

В системе передачи данных выделяют 3 направления: это передача от человека к человеку, от человека к компьютеру и от компьютера к компьютеру.

• Первоначально информация поступает с помощью органов чувств: зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания. Для передачи информации на небольшое расстояние существует язык, позволяющий передать полученную информацию другому человеку. Также вы можете передать что-то другому человеку, написав письмо или во время выступления, а также поговорив по телефону. Хотя в последнем примере используется коммуникационная среда, то есть промежуточное устройство, он позволяет передавать информацию при прямом контакте.
• Для передачи данных от человека на компьютер их необходимо занести в память устройства. Информация может иметь различную форму, о которой будет сказано позже.
• Передача с компьютера на компьютер происходит через промежуточные устройства (флешки, интернет, диск и т.д.).

Модель процесса передачи. Двоичный симметричный канал

Обработка информации в компьютерных системах невозможна без передачи сообщений между отдельными элементами (ОЗУ и процессором, процессором и внешними устройствами). В следующей таблице приведены примеры процессов передачи данных.

ПередатчикКаналПриемник

Люди говорят	Голосовой аппарат человека	Акустические колебания воздушной среды	Слуховой аппарат человека
Телефонный разговор	Микрофон	Водитель переменный электрический ток	Оратор
Передача данных через Интернет	Модулятор	Водитель. Опто-волоконный кабель оптический сигнал переменного электрического тока	Демодулятор
Радиотелефон, радио	Радиопередатчик	эфир. Электромагнитные волны	Радио

Некоторое сходство можно увидеть в процессах передачи, перечисленных выше. Общая схема передачи информации 31, 33, 32 представлена ​​на рис. 7.1.

В канале сигнал подвергается различным воздействиям, мешающим процессу передачи. Попадания могут быть непреднамеренными (вызванными естественными причинами) или специально срежиссированными (созданными) с какой-либо целью каким-либо противником. Нежелательными эффектами в процессе передачи (помехами) могут быть уличный шум, электрические разряды (в том числе молнии), магнитные возмущения (магнитные бури), туман, отключения электроэнергии (для оптических линий связи) и др.

Рис. 7.1. Общая схема передачи информации

Для изучения механизма влияния помех на процесс передачи данных и способов защиты от них необходима определенная модель. Процесс появления ошибки описывается моделью, называемой бинарным симметричным каналом (БСК) 32, 33, схема которой представлена ​​на рис. 7.2.

Рис. 7.2. Схема балансного бинарного канала

При передаче сообщения через ЦИВ в каждом бите сообщения с вероятностью
ошибка может возникнуть независимо от наличия ошибок в других битах. Ошибка заключается в смене знака с 0 на 1 или с 1 на 0.

Некоторые типы ошибок:

• изменение знака 0 на 1 или 1 на 0
• вставить знак
• упущение
  .

Самая распространенная замена знака. Этот тип ошибки был изучен далее.

Характеристики каналов передачи

К основным отличительным характеристикам каналов относятся пропускная способность и помехозащищенность.

В канале информационный сигнал подвержен шуму и помехам. Они могут быть вызваны естественными причинами (например, атмосферными для радиоканалов) или специально созданными противником.

Помехоустойчивость каналов передачи повышается за счет применения различных типов аналоговых и цифровых фильтров для отделения информационных сигналов от шума, а также специальных методов передачи сообщений, минимизирующих влияние шума. Одним из таких способов является добавление дополнительных символов, не имеющих полезного содержания, но помогающих контролировать правильность сообщения, а также исправлять в нем ошибки.

Полоса пропускания канала равна максимальному количеству двоичных символов (кбит/с), передаваемых по нему при отсутствии помех за одну секунду. Для разных каналов она варьируется от нескольких кбит/с до сотен Мбит/с и определяется его физическими свойствами.

Средства передачи информации

Средства передачи информации могут быть устными и письменными.

• К устным СМИ относятся выступления, встречи, презентации, доклады. Используя этот метод, вы можете рассчитывать на быструю реакцию оппонента. Использование дополнительных невербальных средств в ходе разговора может усилить эффект речи. К таким средствам относятся мимика, жесты. В то же время, однако, устная информация не имеет долгосрочного эффекта.
• Письменные СМИ – это статьи, отчеты, письма, заметки, распечатки и т.п. При этом на быструю реакцию общественности рассчитывать не приходится. Однако преимущество состоит в том, что полученную информацию можно считывать обратно, таким образом усваивая информацию.

Способы повышения надежности передачи сообщений

Если при кодировании сообщений используются оптимальные коды, то при возникновении только одной ошибки может быть искажено все сообщение или значительная его часть. Рассмотрим пример. Пусть элементарная кодировка сообщения
источника осуществляется с помощью кодовой таблицы

СообщенияКлючевое слово

	00
	01
	10
	110
	111

Тогда закодированное сообщение имеет вид 011011100110. При ошибке в первом символе будет получено сообщение 111011100110, которое декодируется в слово
. Полное искажение сообщения происходит из-за ошибки из-за того, что одно кодовое слово переходит в другое кодовое слово в результате замены одного или нескольких символов. Пример показывает, что оптимальное кодирование плохо защищает сообщения от ошибок.

На практике существует компромисс между экономичностью кода и защитой от ошибок.

Сначала удаляется «бесполезная» (в основном статистическая) избыточность, а затем добавляется «полезная» избыточность, помогающая отлавливать и исправлять ошибки.

Рассмотрим некоторые методы повышения надежности передачи данных. Широко известными методами борьбы с помехами являются следующие 34:

1. передача в контексте;
2. дублирование сообщений;
3. передача вперед.

Давайте подробнее рассмотрим каждый из этих методов.

1. Передача в контексте. Этот общеизвестный и общепринятый способ нашли все, кто, пытаясь передать чью-то фамилию по телефону с плохой слышимостью, вместо букв, из которых она состоит, произносил некоторые имена, первые буквы которых составляют эту фамилию . В этом случае знание его смыслового содержания помогает корректному восстановлению искаженного сообщения.
2. Дублирование сообщений. Этот метод также широко используется в повседневной практике, когда желаемое сообщение повторяется несколько раз, чтобы быть правильно понятым.
3. Передача с реле. В том случае, если получатель имеет соединение с источником сообщений, для надежной расшифровки сообщений он использует повторный запрос, то есть запрашивает повтор всего передаваемого сообщения или его части.

Общим для всех этих способов повышения достоверности является введение избыточности, т е увеличения тем или иным образом объема передаваемого сообщения с целью его корректной расшифровки при наличии искажений.

Следует отметить, что введение избыточности снижает скорость передачи информации, так как только часть передаваемого сообщения представляет интерес для получателя, а ее избыток вводится для защиты от шума и не содержит полезной информации.

Естественно выбирать такие способы введения избыточности, которые позволяют при минимальном увеличении объема сообщения обеспечить максимальную помехоустойчивость.

Принципы обнаружения и исправления ошибок с использованием кодов

Методы введения избыточности для обнаружения и исправления ошибок можно разделить на два класса, один из которых соответствует блочным кодам, а другой — сверточным кодам 33. Обе схемы кодирования используются на практике. При блочном кодировании последовательность, составленная из кодовых слов, полученных в результате исходного кодирования, разбивается на блоки одинаковой длины. Каждый блок обрабатывается независимо от других перед отправкой в ​​канал. В отличие от этого, выходные данные сверточного кодировщика зависят не только от символов, обрабатываемых в данный момент, но и от предыдущих символов. Давайте подробнее рассмотрим блочное кодирование.

Как показано выше, ошибка в одном бите может испортить все сообщение. Чтобы избежать таких ужасных последствий, сообщения, закодированные каким-нибудь дешевым кодом, перед отправкой в ​​канал разбиваются на блоки одинаковой длины, и каждый блок передается отдельно. При этом к каждому блоку применяются методы, позволяющие обнаруживать и исправлять ошибки. Этот прием напоминает разделение большого корабля на несколько изолированных друг от друга отсеков, что позволяет в случае пробоины в одном отсеке сохранить корабль и груз в других отсеках.

Рассмотрим схему передачи данных, показанную на рис. 7.3.

Зашифрованные блоки (кодовые слова) одинаковой длины поступают в канал от шифратора
. В канале вследствие действия различных помех могут возникать ошибки в некоторых битах передаваемого сообщения. Процедура кодирования передачи и

Рис. 7.3 схема передачи данных

декодирование после приема с использованием той же кодовой таблицы показано на рис. 7.4. Предполагается, что возникновение ошибок описывается моделью дискретного симметричного канала

Рис. 7.4. Использование кодовой таблицы для кодирования и декодирования

Геометрически эти блоки можно рассматривать как точки в n-мерном пространстве
, куда
. Точки в этом пространстве представляют собой последовательности чисел 0 и 1 длины
пространства
к
можно представить как угловые точки единичного интервала (
), вершины квадрата со стороной, равной 1 (
), и вершины куба с ребрами длины 1 (
). Эти пространства условно представлены на рис. 7.5.

Код, используемый для обнаружения и исправления ошибок, является подмножеством пространства
. Примером является код
. Ключевые слова в этом коде в виде точек в пространстве
показано на рис. 7,6 белые круги. Если представить себе куб, расположенный в трехмерном пространстве, то слова этого кода соответствуют вершинам тетраэдра. Полезнее

Рис. 7.5. Геометрическое представление пространства Bn для n = 1, 2 и 3

с практической точки зрения состоит в том, что каждое кодовое слово содержит четное число единиц. Если при передаче ключевого слова по каналу возникает ошибка, количество единиц в слове будет нечетным. Проверяя свойство четности количества единиц в слове после его получения из канала на принимающей стороне, можно обнаружить ошибку. В данном случае для кодирования четырех символов используются 3 бита, хотя достаточно и двух. Однако из-за этой избыточности можно поймать ошибку.

Рис. 7.6. Код в B3, обнаруживающий ошибку

В соответствии с общей схемой передачи сообщений кодер и декодер используют одну и ту же кодовую таблицу и, следовательно, множество кодовых слов. При передаче кодового слова по каналу возможны следующие ситуации.

Передано и получено ключевое слово
. Эта ситуация, показанная в верхней части рисунка 7.7, соответствует отсутствию ошибок передачи.

Кодовое слово ci было передано, но получено сообщение, не являющееся кодовым словом. При попытке расшифровать это сообщение обнаружится, что такого слова в кодовой таблице нет. Это означает, что была обнаружена ошибка, которая произошла во время передачи и исказила ключевое слово. Эта ситуация представлена ​​в центральной части рисунка 7.7.

Рис. 7.7. Возможные варианты передачи ключевого слова по каналу

При передаче ключевого слова
может быть настолько искажено из-за ошибок, что становится другим ключевым словом
. В этом случае ошибка не обнаруживается, так как полученное сообщение также является ключевым словом и декодирование будет работать некорректно. Эта ситуация показана в нижней части рисунка 7.7.

Способы представления информации

Как известно, информация может быть представлена ​​в различных формах, что, однако, не меняет ее содержания. Например, дом можно представить в виде слова или графического изображения.

Способы представления и передачи информации можно представить в следующем списке:

• Текстовая информация. Он позволяет предоставить наиболее полную информацию, но может содержать большое количество данных, что способствует плохому ее усвоению.
• Графическое изображение – это график, график, график, гистограмма, кластер и т.п. Они позволяют кратко излагать информацию, устанавливать логические связи, причинно-следственные связи. Кроме того, информация в графическом виде позволяет находить решения различных задач.
• Презентация представляет собой красочный наглядный пример того, как подается информация. Вы можете комбинировать как текстовые данные, так и их графическое отображение, то есть различные виды представления информации.

Понятие о коммуникации

Коммуникация – это система взаимодействия между различными объектами. В обобщенном смысле это передача информации от одного объекта к другому. Коммуникация является ключом к успеху организации.

Способы передачи информации (коммуникации) выполняют следующие функции: организационную, интерактивную, выразительную, побудительную, перцептивную.

Организационная функция обеспечивает систему взаимоотношений между работниками; интерактив позволяет формировать настроение окружающих; выразительно окрашивает настроение окружающих; побудительные призывы к действию; перцептивный позволяет разным собеседникам понимать друг друга.

Современные способы передачи информации

К наиболее современным способам передачи информации относятся следующие.

Интернет содержит огромное количество информации. Это позволяет извлекать массу знаний самостоятельно, не утруждая себя изучением книг и других бумажных источников. Однако помимо этого он содержит методы и средства передачи информации, аналогичные исторически более старым моделям. Это аналог традиционной почты — электронная почта или электронная почта. Удобство использования этого вида почты заключается в скорости передачи письма, исключении раздельной доставки. В наше время практически у каждого есть электронный адрес и связь со многими организациями ведется именно посредством этого способа передачи информации.

GSM — это стандарт цифровой сотовой связи, который широко используется повсеместно. При этом происходит кодирование разговорной речи и ее передача через конвертор другому абоненту. Вся необходимая информация размещается на SIM-карте, которая вставляется в мобильное устройство. На сегодняшний день наличие этого средства связи является необходимостью как средство общения.

WAP позволяет просматривать веб-страницы на экране мобильного телефона с информацией в любой ее форме: текстовой, числовой, символьной, графической. Изображение на экране может быть адаптировано под экран мобильного телефона или похоже на компьютерное изображение.

К методам передачи информации современного типа относится также GPRS, позволяющий передавать пакеты данных на мобильное устройство. Благодаря этому средству связи можно непрерывно и одновременно использовать пакетные данные большим количеством людей одновременно. Среди свойств GPRS — высокие скорости передачи данных, оплата только за переданную информацию, большие возможности использования и параметры совместимости с другими сетями.

Интернет за счет использования модема позволяет получить высокую скорость передачи информации при низкой стоимости такого доступа. Большое количество интернет-провайдеров создает между ними высокий уровень конкуренции.

Спутниковая связь позволяет выходить в интернет через спутник. Преимуществом этого метода является дешевизна и высокая скорость передачи данных, но среди недостатков есть заметный — это зависимость сигнала от погодных условий.

Возможности использования средств передачи информации

По мере появления новых средств передачи информации возникают возможности для нетрадиционного использования различных устройств. Например, возможность проведения видеоконференций и видеозвонков породила идею использования оптических устройств в медицине. Таким образом, информацию о патологическом органе получают при непосредственном наблюдении во время операции. При использовании этого метода для сведения нет необходимости делать большой разрез, операция возможна с минимальным повреждением кожи.