Урок 6Передача информации. Схема передачи информации в информатике.

Содержание

12 слайд Условие задачи подразумевает, что второй процесс начинается через некоторое время после первого. Вычислим это время: 0,5 — 2^23/2^20 = 0,5 — 23 = 4 с. Диаграмма Ганта может отображать результаты этих расчетов следующим образом:

Передача информации

Передача информации — один из наиболее часто используемых информационных процессов. Процесс передачи данных осуществляется от источника к получателю по информационным каналам связи. В этом процессе есть определенные фазы:

Данные кодируются, другими словами, представляются в формате определённой последовательности сигналов, символов и знаков;
Сведения перемещаются на носитель, который допускает транспортировку на расстояние, такие как бумага, электрический импульс, радиосигнал и другие;
Прибегают к характеристикам носителя, которые позволяют ему пересечь расстояние, разделяющее источник и приёмник;
Поступивший к приёмнику сигнал извлекается из канала связи и переносится на возможный для обработки носитель;
Закодированные сведения расшифровываются и преобразовываются в формат, доступный для восприятия с использованием человеческих органов чувств.

Рассмотрим технические системы передачи данных, где для передачи информации используются технические средства связи, такие как телефон, радио, телевидение или Интернет.

Современные технические системы связи борются с шумом несколькими способами:

Устранение технических помех, которые взаимосвязаны с плохим качеством линий связи, незащищённостью потоков данных, которые направляются по одинаковым каналам, друг от друга. Для того чтобы устранить такие помехи, необходимо прибегать к экранированным кабелям, разнообразным фильтрам, которые выделяют информативный сигнал от шума и так далее;
Излишнее кодирование самого передаваемого сообщения, которое позволяет компенсировать потерю какой-либо составляющей направляемых по линиям связи данных.

Избыточность кода — это многократное повторение передаваемой информации.

Однако чрезмерная избыточность вызывает задержки и увеличивает стоимость связи. По этой причине необходимы алгоритмы для получения оптимального кода, обеспечивающего наименьшую избыточность в передаваемой информации и в то же время наибольшую надежность в получаемых данных.

Современные цифровые системы связи часто используют этот метод, чтобы избежать потери данных. Все сообщение делится на части — блоки. Для каждого блока вычисляется контрольная сумма, которая отправляется вместе с блоком. В пункте назначения контрольная сумма полученного блока пересчитывается, и если она не совпадает с оригинальной контрольной суммой, блок передается повторно.

Пропускная способность и скорость передачи данных

Наиболее важной характеристикой современных технологий передачи данных является пропускная способность, т.е. максимально возможная скорость передачи данных, которая измеряется в битах в секунду (бит/с). Пропускная способность канала связи зависит от свойств используемых сред, таких как электричество, радиоволны и свет. Например, каналы связи с использованием оптоволоконных кабелей и радиоволн имеют самую высокую пропускную способность, которая в несколько тысяч раз превышает пропускную способность телефонных линий.

Скорость передачи данных по данному каналу зависит от пропускной способности канала и длины зашифрованного сообщения, которая определяется конкретным алгоритмом шифрования данных.

Современные технические каналы связи имеют множество преимуществ:

Высокая пропускная способность, которая обеспечивается характеристиками применяемых носителей;
Надёжность, которая взаимосвязана с применением параллельных каналов связи;
Защищённость от помех, которая основана на автоматических системах проверки целостности направленных сведений;
Универсальность применяемого двоичного кода, которая позволяет отправлять и текст, и изображения, и звук.

САМОЕ ГЛАВНОЕ

Люди постоянно заняты получением и передачей информации.

Любой процесс передачи информации может быть представлен по следующей схеме: Источник информации → Информационный канал → Приемник информации.

Телефон, телеграф, телевидение, интернет — это современные информационные каналы.

Вопросы и задания

1. приведите пример обмена информацией между людьми. В вашем примере, кто является источником информации, а кто — получателем? 2.

2 Приведите пример источника информации и расскажите о нем.

3 В чем разница между источником и получателем информации?

4 Является ли природа источником информации для человека? Приведите пример из собственной жизни. 5.

5 Вспомните сказку А. С. Сказка Пушкина о царе Салтане. Пока Салтан был на войне, Харина родила сына — царевича Гидона:

. Он посылает гонца поблагодарить своего отца. А ткачиха, кухарка и невестка Бабарики хотят предать ее и послать другого гонца.

Укажите источник информации, получателя и канал передачи информации. Кто вмешался в передачу информации в данном случае?

6. какими источниками информации пользуются следующие персонажи пушкинских повестей?

1) принц Елисей, который ищет себе невесту; 2) злая мачеха, которая хочет погубить свою падчерицу и доверяет только одному источнику информации; 3) король Султан, который хочет получить информацию о дальних странах; 4) принц Гвидон, который хочет получить информацию о диковинках; 5) король Дантон, который хочет получить информацию о набегах врагов?

7) Определите источник и приемник информации и способ (односторонний, двусторонний) передачи информации в следующих ситуациях:

1) ученик читает текст в учебнике; 2) бабушка читает письмо; 3) мальчик просыпается от звука будильника; 4) его подруги Таня и Лена разговаривают; 5) учитель объясняет классу новый материал; 6) регулировщик проверяет движение машин и пешеходов; 7) человек читает объявление в газете; 8) директор школы выпускает листовку с изменениями в расписании; 9) диспетчер сообщает, что автобусная поездка отменяется; 10) на дороге установлен знак, запрещающий движение; 11) мальчик получил пригласительный билет на новогоднюю елку.

Электронное приложение к уроку

Записи

Материалы для классной комнаты

Ресурсы ЦОР ЕС

Скачать материал курса

САМОЕ ГЛАВНОЕ

Процесс передачи информации происходит от источника к получателю через каналы передачи информации.

Современные каналы технической коммуникации имеют ряд преимуществ перед ранее известными каналами:

— высокая пропускная способность — максимально возможная скорость передачи информации, измеряемая в битах в секунду; — надежность, связанная с использованием параллельных каналов связи; — защита от помех, основанная на автоматических системах проверки целостности передаваемой информации; — универсальность используемого двоичного кода, который позволяет передавать любую информацию — текст, изображение, звук.

Объем передаваемой информации I рассчитывается по формуле I — v — t, где v — скорость передачи информации (в битах в секунду), а t — время передачи.

Хранение информации означает сохранение ее тем или иным способом на носителе информации.

Носитель записи — это физический носитель, используемый для хранения и сохранения информации. Современные носители информации обладают большой информационной емкостью при малых размерах; они характеризуются низким энергопотреблением во время работы, а также высокой скоростью записи и чтения; они имеют энергонезависимую память и длительный срок службы.

Вопросы и задания

Опишите систему передачи информации по техническим каналам связи. Определите элементы этой системы в процессе передачи информации через сотовую связь. 2.

2 Каковы возможности борьбы с шумом при передаче информации?

3 Как рассчитывается объем информации, передаваемой по каналу связи?

4 Опишите современные каналы связи. Какие преимущества они имеют?

5 Скорость, с которой информация передается по данному каналу связи, составляет 256 ООО бит/с. Передача файла по этой ссылке заняла 2 минуты. Определите размер передаваемого файла в килобайтах. 6.

Для чего используются диаграммы Ганта? Как они построены? К каким задачам в вашей жизни вы можете их применить?

7. данные объемом 100 МБайт передаются из точки A в точку B через соединение со скоростью передачи данных 2 20 бит/с и из точки B в точку C через соединение со скоростью передачи данных 2 22 бит/с. Задержка в точке B (время между окончанием приема данных в точке A и началом передачи данных в точке C) составляет 24 секунды. Сколько времени (в секундах) прошло между началом передачи данных из точки A и полным приемом данных в точке B?

8. документ (без упаковки) может быть передан с одного компьютера на другой по каналу связи за 40 секунд. Если вы предварительно упаковываете документ с помощью устройства подачи, передаете упакованный документ, а затем распаковываете его на компьютере получателя, общее время передачи (включая упаковку и распаковку) составляет 20 секунд. Размер упакованного документа составляет 20% от размера оригинального документа. Сколько времени (в секундах) потребовалось для упаковки данных, если известно, что распаковка занимает в два раза больше времени?

9. Лена загружает дистрибутив Linux с зарубежного сайта-репозитория, используя односторонний цифровой канал передачи данных по телевизионному вещанию, который позволяет принимать информацию со скоростью 4 — 2 23 бит/с. Информация передается блоками по 10 Мбайт. Чтобы начать передачу каждого сегмента, компьютер Лены должен отправить на сервер сообщение запроса размером 32 КБ, а после получения сегмента подтвердить его безошибочный прием отдельным сообщением размером 16 КБ. Для отправки этих сообщений Lena использует радиомодем GPRS, который обеспечивает скорость передачи данных до 128 — 2 13 бит/с. Найдите минимальное время (в секундах), за которое Лена сможет скачать дистрибутивный файл размером 350 МБайт.

*10. Ровно в 12:00 отец выставил файл на загрузку и обнаружил, что загрузка займет 20 минут. Когда папин файл упал на 20%, мама выставила свой собственный файл для загрузки. Через две минуты после того, как мама положила свою папку, Коля положил свою собственную папку. При загрузке двух файлов скорость загрузки каждого файла в два раза меньше исходной; при загрузке трех файлов скорость загрузки каждого файла в три раза больше исходной; при загрузке одного файла скорость загрузки равна исходной. За какое время каждый член этой семьи завершит загрузку своего файла, если объем всех загружаемых файлов одинаков? 1)

1) На основе конкурса «Кит — компьютеры, информатика, технологии» (konkurskit.org) .

*11. Для передачи сообщений о неисправностях используется единый двоичный код, алфавит которого содержит 16 различных символов. Этот код удовлетворяет следующему свойству: каждое кодовое слово содержит четное количество единиц (возможно, ни одной). Какую наименьшую длину может иметь кодовое слово?

Архивация

Однако есть и другой способ сократить время передачи. Представьте себе, что тот же курьер может очень умно упаковать ваш заказ перед отправкой, чтобы он занимал меньше места. Теперь ваш заказ будет разделен на гораздо меньшее количество упакованных частей. Курьер реже возвращается в ресторан, и доставка занимает меньше времени.

Однако следует иметь в виду, что курьеру придется потратить немного больше времени на упаковку заказа и что после доставки заказа в полном объеме вам также потребуется время на его распаковку.

Степень целесообразности подачи документов зависит от конкретной ситуации.

Предположим следующую ситуацию: Нам нужно передать 20 Мбайт информации по каналу связи, скорость передачи этого канала составляет 220 бит в секунду. У нас есть программа архивирования, которой требуется 10 секунд для сжатия данных и 2 секунды для их распаковки после передачи, при этом сжатые данные занимают 60% от исходного размера.

Лучше отправить информацию сразу или потратить время на то, чтобы заархивировать ее и отправить в сжатом виде?

Чтобы выяснить это, мы должны рассмотреть оба варианта.

Отправить информацию сразу Несжатая информация занимает 20 мбайт = 20 * 2 23 бит. Тогда передача информации займет t₁= 20 * 2 23 / 2 20 = 20 * 2 3 = 20 * 8 = 160 c

Потратить время на архивацию Сжатая информация будет занимать 20 * 0,6 = 12 мбайт, и времени на передачу (с учетом архивации и распаковки) потребуется t₂= 12 * 2 23 / 2 20 + 10 + 2 = 12 * 8 + 12 = 108 с

В этом случае имеет смысл сжать данные перед отправкой, чтобы сэкономить больше времени, чем потерять.

Но если архивирование работает не так хорошо — если сжатые данные занимают 80% от исходного размера, если сжатие занимает 30 секунд, а распаковка — 5 секунд — тогда ситуация меняется.

Сжатые данные теперь будут иметь размер 16 МБ и будут иметь t₃= 16 * 2 23 / 2 20 + 30 + 5 = 16 * 8 + 35 = 163 с

При использовании этого филера мы потеряем больше времени, чем выиграем, поэтому в данном случае эффективнее было бы отправить данные без сжатия.

Фактчек

При передаче информации она в виде определенных закодированных сигналов (электромагнитных, звуковых или каких-либо других) передается по каналам связи.
Из-за больших физических скоростей сигналов скорость передачи информации измеряется не в км/ч, а в количестве переданной информации за секунду.
Для ускорения передачи информации можно воспользоваться архиватором, который уменьшит размер передаваемой информации. Но нужно учитывать, что и на сжатие информации перед отправкой, и на распаковку после доставки будет уходить дополнительное время.

Задание 1. Выберите правильные утверждения: «Отправка информации заняла бы меньше времени, если бы…».

…исходный файл будет больше
…исходный файл будет меньше
…скорость передачи будет больше
…скорость передачи будет меньше

Задание 2. Что такое архивариус?

Программа для отправки информации
Программа для сжатия информации
Программа, измеряющая время передачи информации
Программа, увеличивающая скорость передачи информации

Задача 3. Чтобы передать 10 Кбайт информации со скоростью 210 бит/с, нужно…

1 секунда
10 секунд
20 секунд
80 секунд

Задача 4. У нас есть 10 Кбайт данных, канал передачи данных, способный передавать данные со скоростью 210 бит/с, и архиватор, который сжимает данные до 70% от их исходного размера, со временем 20 секунд на сжатие и 3 секунды на распаковку. Какой вариант предпочтительнее — со сжатием или без него — и на сколько секунд он будет быстрее?

Без сжатия, на 4 секунды
С сжатием, на 1 секунду
Без сжатия, на 1 секунду
Время будет одинаковое

Ответы: 1. — 23? 2. — 2; 3. — 4; 4. — 2.

Термины

Термин «передача данных» обычно относится к цифровой информации, включая преобразованные аналоговые сигналы. Наука имеет дело с более широким спектром. Под данными понимается любое качественное и количественное описание объекта. Эпическим примером является информация, которую антропологи собирают о редких этнических группах мира. Сбор информации осуществляется многими организациями: Продажи, преступность, безработица, грамотность.

Передача информации представляет собой цифровой битовый поток.

Метаданные — более высокий уровень данных, которые описывают другие данные.

Данные измеряются, собираются, передаются, анализируются и представляются в виде графиков, таблиц, картинок и цифр. Программистам известны так называемые сырые файлы без форматирования. Сбойному разделу жесткого диска присваивается обозначение RAW. Форматирование упрощает передачу и восприятие информации. Процесс форматирования включает в себя визуальное, логическое представление. Иногда информация шифруется, чтобы защитить ее и обеспечить восстановление вышедших из строя частей.

Формат — способ представления информации.

Протокол — набор соглашений о соединении, которые определяют, как происходит обмен информацией.

Каналы (способы)

Информация, которая распространяется, проходит через носитель:

Медный кабель: RS-232 (1969), FireWire (1995), USB (1996).
Оптическое волокно.
Эфир (беспроводная передача).
Шины компьютера.

Специфика среды навязывает специфику. Мало кто знает, что электричество также передается с помощью электромагнитных волн. Проводимость воздуха намного ниже, что приводит к особенностям. Разница компенсируется ионизацией — явлением, известным сварщикам. Научного объяснения процессов, сопровождающих движение электромагнитной волны, не существует. Физики просто констатируют факт и описывают явление с помощью набора информации.

Долгое время различные частоты рассматривались как явления, не имеющие ничего общего друг с другом: Свет, тепло, электричество, магнетизм. Важно понимать, что все медиа являются порождением технологического развития. Возможно, будут открыты и другие методы передачи данных. Реализации сред различны, а стандарты специфичны. Локальные соединения часто используют технологию WiFi на основе протокола IEEE 802.11 для канального уровня, в то время как мобильные операторы используют совершенно другие технологии, такие как GPS и LTE. А мобильные сети активно внедряют IP, чтобы замкнуть цикл, унифицировав использование цифровых устройств.

Почему так много протоколов? Конкретное применение передачи данных по WiFi не позволяет преодолевать большие расстояния. Пропускная способность ограничена, а структуры пакетов различны. Bluetooth ограничивает базовую возможность передачи некоторых файлов с компьютера на телефон.

Форматирование

Физики быстро убедились: информация вряд ли передается непосредственно через носитель. Медный провод может передать Млечный Путь, но эфир быстро убивает низкочастотные вибрации. Попов был первым, кто придумал снабжать носитель полезной информацией — азбукой Морзе. Идея заключается в том, чтобы изменить амплитуду радиоволны в соответствии с законом сообщения, чтобы принимающий абонент мог получить и воспроизвести сообщение.

Развитие радио привело к усовершенствованию методов, с помощью которых полезная информация может быть добавлена к несущей волне. В конце 1920-х годов Армстронг предложил слегка варьировать частоту, чтобы создать атмосферу для сообщения. Новый тип модуляции улучшил качество звука, успешно противостоя помехам. Инновация была сразу же оценена аудиофилами.

Слои протоколов

Передача цифровых данных с помощью модемов была осуществлена в 1940 году. Сети были введены 25 лет спустя.

Все более сложные системы связи требовали новых методов для описания взаимодействия компьютерных систем. Концептуальная модель OSI вводит понятие уровней протоколов (абстрактных, несуществующих). Структура была создана благодаря усилиям инженеров Международной организации по стандартизации (ISO) и регулируется стандартом ISO/IEC 7498-1. Параллельная работа велась французским комитетом CCITT. В 1983 году разработанные документы были объединены в модель на уровне протокола.

Концепция 7-уровневой структуры представлена в работе Чарльза Бахмана. В модели OSI учтен опыт, полученный при разработкеRPANET, EIN, NPLNet, CYCLADES. Ряд производных слоев взаимодействует по вертикали со своими соседями: верхний слой использует возможности нижнего слоя.

Это важно: каждый уровень OSI имеет соответствующий набор протоколов, определяемых используемой системой.

В компьютерных соединениях набор протоколов делится на уровни. Есть:

Физический (биты): USB, RS-232, 8P8C.
Канальный (кадры): PPP (включая PPPoE, PPPoA), IEEE 802.22, Ethernet, DSL, ARP, LP2P. Устаревшие: Token Ring, FDDI, ARCNET.
Сетевой (паеты): IP, AppleTalk.
Транспортный (датаграммы, сегменты): TCP, UDP, PORTS, SCTP.
Сеансовый: RPC, PAP.
Представительский: ASCII, JPEG, EBCDIC.
Прикладной: HTTP, FTP, DHCP, SNMP, RDP, SMTP.

Физический слой

Зачем разработчикам нужны сто стандартов? Многие документы развивались в ответ на растущие требования. Физический уровень реализуется набором соединений, кабелей и интерфейсов. Экранированная витая пара, например, способна передавать высокие частоты, что позволяет реализовать протоколы со скоростью передачи данных 100 Мбит/с. Оптические волокна передают свет, расширяют спектр и создают гигабитные сети.

Физический уровень включает схемы цифровой модуляции, физическое кодирование (формирование несущей, встраивание информации), расширенную коррекцию ошибок, синхронизацию, мультиплексирование каналов и выравнивание сигнала.

Канальный слой

Каждый порт управляется своими собственными машинными инструкциями. Канальный уровень показывает, как передача форматированной информации может быть реализована с помощью имеющегося оборудования. PPPoE, например, рекомендует настроить протокол PPP через Ethernet с помощью традиционно используемого разъема 8P8C. В эволюционной борьбе «ethernet» сумел сокрушить своих конкурентов. Изобретатель этой идеи Роберт Меткалф, основатель компании 3COM, сумел привлечь к сотрудничеству несколько крупных производителей (Intel, DEC, Xerox).

Со временем каналы связи совершенствовались: коаксиальный кабель → витая пара → оптоволокно. Изменения преследовали определенные цели:

удешевления;
повышения надежности;
внедрения дуплексного режима;
повышения помехоустойчивости;
гальванической развязки;
питания устройств посредством сетевого кабеля.

Оптический кабель увеличивает длину расстояния между регенераторами сигналов. Протокол канала более подробно описывает структуру сети, включая методы кодирования, скорость передачи, количество узлов и режим работы. Этот уровень вводит понятие кадра, реализует методы декодирования MAC-адресов, обнаруживает ошибки, повторно отправляет запрос и управляет частотой.

Передача информации презентация (Босова, 10 класс)

В настоящее время 54 276 учебных заведений предлагают дополнительные накопительные скидки (от 2% до 25%). Чтобы узнать, какая скидка распространяется на всех сотрудников вашего учебного заведения, войдите в личный кабинет Инфорурок.

Курс переподготовки

Информатика: теория и методика преподавания в профессиональном образовании

К этой скидке мы можем добавить скидку для вашего учебного заведения (в зависимости от того, сколько ваших коллег прошли курсы «Инфоурок»).

Курсы повышения квалификации

Информационно-коммуникационные технологии в деятельности образовательного учреждения

Передача информации

Обзор: Передача информации — один из важнейших информационных процессов. Информация передается с помощью устного общения, телефона, визуальных сигналов (жесты, специальные сигналы с помощью флагов и огней) и различных технических средств связи (телеграф, радио и т.д.).

Обработка информации в компьютерных системах невозможна без передачи сообщений между отдельными компонентами (основной памятью и процессором, процессором и внешними устройствами). Примеры процессов передачи данных приведены в таблице ниже.

Передатчик	Канал	Приемник
Человеческий разговор	Голосовое устройство человека	Воздушная среда. Акустические колебания.	Слуховой аппарат человека
Телефонный разговор	Микрофон	Дирижер. Переменный ток	Спикер
Передача данных через Интернет	Модулятор	Маэстро. Волоконно-оптический кабель. Переменный ток. Оптический сигнал	Демодулятор
Радиотелефон, рация	Радиопередатчик	Эфир. Электромагнитные волны	Радиоприемник

Вышеперечисленные методы передачи имеют некоторое сходство. Общая схема передачи информации 31, 33, 32 показана на рисунке 7.1.

В канале сигнал подвержен различным возмущениям, которые мешают процессу передачи. Помехи могут быть непреднамеренными (вызванными естественными причинами) или преднамеренно организованными (созданными) противником с определенной целью. Непреднамеренными помехами (интерференцией) могут быть дорожный шум, электрические разряды (включая молнии), магнитные возмущения (магнитные бури), туман, взвешенные вещества (для оптических линий связи) и т.д.

Модель необходима для того, чтобы понять, как помехи влияют на передачу данных и как от них защититься. Процесс ошибки описывается моделью под названием двоичный симметричный канал (BSC) 32, 33, форма которой показана на рисунке 7.2.

Когда сообщение передается через DSC, для каждого бита сообщения с вероятностью

Некоторые типы ошибок:

Наиболее распространенным типом ошибки является подмена символов. Этот тип ошибок лучше всего поддается исследованию.

Способы повышения надежности передачи сообщений

Если при кодировании сообщений используются оптимальные коды, то при возникновении всего одной ошибки может быть повреждено все сообщение или его значительная часть. Давайте рассмотрим пример. Предположим, что кодирование элементарных сообщений

Сообщения	Зашифрованный термин
	00
	01
	10
	110
	111

Тогда закодированное сообщение имеет формат 011011100110. Если в первом символе возникает ошибка, то принимается сообщение 111011100110, которое преобразуется в слово

На практике требуется компромисс между экономией кода и защитой от ошибок.

Сначала удаляется «бесполезная» (в основном статистическая) избыточность, затем добавляется «полезная» избыточность, которая помогает обнаружить и исправить ошибки.

Давайте рассмотрим некоторые методы повышения надежности данных. Следующие 34 — это широко известные методы устранения неисправностей:

передача в контексте;
дублирование сообщений;
передача с переспросом.

Давайте рассмотрим каждый из этих методов подробнее.

Передача в контексте. С этим хорошо известным и общепринятым способом сталкивался каждый, кто, пытаясь передать по телефону с плохой слышимостью чью-либо фамилию, называл вместо букв, ее составляющих, какие-нибудь имена, первые буквы которых составляют данную фамилию. В данном случае правильному восстановлению искаженного сообщения помогает знание его смыслового содержания.
Дублирование сообщений. Этот способ тоже широко применяется в житейской практике, когда для того, чтобы быть правильно понятым, нужное сообщение повторяют несколько раз.
Передача с переспросом. В случае, когда получатель имеет связь с источником сообщений, для надежной расшифровки сообщений пользуются переспросом, т. е. просят повторить все переданное сообщение или часть его.

Общей чертой всех этих методов повышения надежности является введение избыточности, то есть увеличение объема передаваемого сообщения тем или иным способом, чтобы оно могло быть правильно декодировано даже при наличии помех.

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

В природе вещей выбирать такие формы введения избыточности, которые позволяют минимально увеличить объем сообщения для обеспечения максимальной помехоустойчивости.

Принципы обнаружения и исправления ошибок с использованием кодов

Методы введения избыточности для обнаружения и исправления ошибок можно разделить на две категории, одна из которых соответствует блочным кодам, а другая — сверточным кодам 33. На практике используются оба метода кодирования. При блочном кодировании последовательность, состоящая из кодовых слов, полученных в результате исходного кодирования, делится на блоки одинаковой длины. Каждый блок обрабатывается независимо от других перед отправкой в канал. В отличие от этого, выход конволюционного кодера зависит не только от обрабатываемых символов, но и от предыдущих символов. Давайте подробнее рассмотрим кодирование блоков.

Как упоминалось ранее, ошибка в одной цифре может разрушить все сообщение. Чтобы избежать этих плачевных последствий, сообщения, закодированные в разреженном коде, делятся на блоки одинаковой длины, и каждый блок передается отдельно перед отправкой по каналу. Таким образом, процедуры обнаружения и исправления ошибок применяются к каждому блоку. Этот метод похож на разделение большого корабля на несколько изолированных друг от друга отсеков, чтобы в случае утечки в одном отсеке можно было спасти корабль и груз в других отсеках.

Рассмотрим схему передачи данных, показанную на рисунке 7.3.

Кодированные блоки (кодовые слова) одинаковой длины подаются в канал кодером.

Декодирование при приеме с использованием той же кодовой таблицы показано на рисунке 7.4. Мы предполагаем, что возникновение ошибок описывается дискретной симметричной моделью канала

Рисунок 7.4: Использование кодовой таблицы для кодирования и декодирования

В геометрической интерпретации эти блоки можно рассматривать как точки n-мерного пространства » />. Точки этого пространства представляют собой последовательности чисел 0 и 1 длины ), вершины квадрата со стороной 1 ( ). Эти пространства условно показаны на рисунке 7.5.

Код, используемый для обнаружения и исправления ошибок, представляет собой некоторое подмножество пространства \subset B^3″ />. Кодовые слова этого кода как точки пространства.

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

Практически каждое слово кода содержит четное количество единиц. Если при передаче кодового слова по каналу происходит ошибка, количество единиц в слове становится нечетным. Проверяя свойство четности количества единиц в слове после приема через канал на приемной стороне, можно обнаружить индивидуальную ошибку. В этом случае для кодирования четырех символов используются три двоичных разряда, тогда как достаточно двух. Однако эта избыточность означает, что может быть обнаружена одна ошибка.

Согласно общей схеме передачи сообщений, в кодере и декодере используется одна и та же кодовая таблица, поэтому используется несколько кодовых слов. При передаче кодового слова по каналу возможны следующие ситуации.