Краткое содержание: Параграф § 5 / Информатика 10 класс

Основные этапы и каналы передачи информации

Процесс передачи информации является одним из фундаментальных информационных процессов и включает ряд последовательных шагов.

• Начальный этап — это кодирование передаваемой информации, где она представляется в форме последовательности сигналов, символов или знаков.
• Далее происходит перенос закодированной информации на носитель, который способен транспортировать её на расстояние (например, электрический импульс, радиосигнал).
• Для преодоления расстояния между источником и приёмником используются различные виды носителей, такие как кабель, радиоволны, или даже физические средства, например, автомобиль или самолёт.
• После доставки к приёмнику, сигнал извлекается с носителя для дальнейшей обработки.
• Финальный этап — декодирование, где закодированная информация расшифровывается и преобразуется в форму, понятную для восприятия.

В современных системах связи, таких как телефон, радио и Интернет, используются технические каналы для передачи информации.

Схема передачи и борьба с помехами

Типовая схема передачи информации по техническим каналам включает: Источник информации \(\to\) Кодирующее устройство \(\to\) Канал связи (с добавлением Шума) \(\to\) Декодирующее устройство \(\to\) Приёмник информации. Канал связи часто содержит помехи, или шум, которые искажают передаваемый сигнал, что может привести к потере данных. Для борьбы с шумом применяются два основных направления:

• Устранение технических помех, используя экранированные кабели, фильтры и другие технические средства.
• Избыточное кодирование, при котором к полезным данным добавляется дополнительная, избыточная информация, позволяющая компенсировать потерю или искажение части сообщения.

Характеристики каналов связи и избыточность кода

Избыточность кода определяется как многократное повторение передаваемых данных. Чрезмерная избыточность может вызывать задержки. Оптимальный алгоритм кодирования должен обеспечивать минимальную избыточность, достаточную для надёжной передачи. Пропускная способность канала — это его важнейшая характеристика, представляющая собой максимально возможную скорость передачи информации, измеряемую в битах в секунду (бит/с). Она зависит от физических свойств используемого носителя (оптоволокно, радиоволны). Скорость передачи информации по каналу определяется пропускной способностью канала и алгоритмом кодирования.

Современные технические каналы связи обладают рядом преимуществ:

• Высокая пропускная способность.
• Надёжность, часто достигаемая за счёт использования параллельных каналов.
• Помехозащищённость, благодаря автоматизированной проверке целостности данных.
• Универсальность, позволяющая передавать любой тип информации (текст, изображение, звук) с использованием двоичного кода.

Хранение информации и носители

Сохранение информации означает её фиксацию на некотором носителе информации. Носитель — это материальная среда для записи и хранения данных. Эволюция внешних носителей для человека прошла путь от камня и папируса до современных цифровых устройств. В настоящее время широкое распространение получили:

• Магнитные носители (жёсткие диски).
• Оптические носители (CD, DVD, Blu-ray Disc (BD)), которые используют лазер для записи и считывания. BD, появившийся в 2000-х, использует коротковолновый сине-фиолетовый лазер и имеет ёмкость до 50 ГБ и более.
• Флеш-память (флешки), появившаяся в 2000 году, отличается низким энергопотреблением, большими скоростями записи/чтения, энергонезависимостью и долгим сроком службы.

Системы хранения информации

Современные системы хранения состоят из носителей информации, устройств для их записи/считывания и устройств отображения информации (вывода). Информационная ёмкость носителей обычно обозначается в мегабайтах (МБ) или гигабайтах (ГБ). Важно помнить, что в информатике 1 килобайт часто принимается за 1024 байта \(\(1024 = 2^{10}\)\), а 1 мегабайт за \(1024 \cdot 1024\) байта, хотя производители запоминающих устройств могут использовать традиционное математическое значение (1 килобайт = 1000 байт). Таким образом, объём переданных данных \(I\) может быть рассчитан по формуле \(\mathbf{I = v \cdot t}\), где \(v\) — скорость передачи в битах в секунду, а \(t\) — время передачи.

Примеры решения задач

В параграфе рассмотрены примеры решения задач на расчёт времени передачи информации с использованием диаграмм Ганта для наглядного представления последовательности процессов, их начала, конца и длительности. Эти задачи учитывают разную скорость каналов и возможную задержку начала процессов.