Процесс передачи информации схема. Технические системы передачи информации. Обмен информацией – это что

КОММУНИКАЦИЯ - это обмен информацией между людьми. Совершенно ясно, что, если люди не смогут обмениваться информацией, они просто не сумеют работать вместе.

Обмен информацией необходим при реализации любой из функций менеджмента (планирование, организация, мотивация, контроль), он является важнейшим условием принятия обоснованных решений, играет огромную роль в межличностных отношениях и формировании имиджа организации. Короче говоря, обмен информацией является важнейшей составной частью практически всех видов управленческой деятельности.

Поэтому можно утверждать, что эффективность работы менеджера, прежде всего, зависит от эффективности его коммуникаций и навыков делового общения: умения вести личную беседу и разговаривать по телефону, читать и составлять деловые записки, письма и отчеты, участвовать в совещаниях.

Коммуникации в организации - это сложная, многоуровневая система, охватывающая как саму организацию, так и ее внешнее окружение.

Посмотрим, какие коммуникации осуществляет организация.

1. ВНЕШНИЕ КОММУНИКАЦИИ. Это обмены информацией между организацией и ее внешней средой. У организаций имеются разнообразные средства обмена информацией с основными элементами своего внешнего окружения. Организация является объектом государственного контроля и регулирования, представляя соответствующим органам (статистики, налоговым, внебюджетных фондов) различные отчеты, справки, сведения и т.п. Используя лоббистов, поддерживая определенные политические партии, движения, группы и отдельных депутатов, делая взносы в их пользу, крупные организации не только получают от них необходимую информацию, но и влияют на законодательство, содержание нормативных актов, принимаемых законодательной властью всех уровней.Большое внимание уделяется созданию в общественном мнении благоприятного образа организации, для чего в крупных фирмах создаются специальные отделы по связям с общественностью (“паблик рилейшенз”), специалисты которых, используя разнообразные средства, распространяют необходимую для этого информацию.

2. ВНУТРЕННИЕ КОММУНИКАЦИИ. Под ними понимаются информационные обмены, осуществляемые между элементами организации. Они происходят между уровнями иерархии (вертикальные коммуникации) и между подразделениями (горизонтальные коммуникации).

2.1. ВЕРТИКАЛЬНЫЕ КОММУНИКАЦИИ. С помощью вертикальных коммуникаций информация передается с высших уровней руководства на низшие, или по нисходящей. Параллельно этим информационным потокам в любой организации осуществляется передача информации в противоположном направлении - с низших уровней иерархии к высшим, или по восходящей

2.2. ГОРИЗОНТАЛЬНЫЕ КОММУНИКАЦИИ. Т.к. организация состоит из нескольких (иногда множества) подразделений, нуждающихся в согласованном выполнении своих задач, это вызывает у них необходимость обмениваться информацией между собой. Поэтому, в дополнение к вертикальным, организации нуждаются и в горизонтальных коммуникациях. Они отличаются не только направлением движения информации. Главное, что в отличие от вертикальных коммуникаций, основанных на отношениях руководства и подчинения, горизонтальные информационные обмены связывают равноправные элементы организации, формируя между ними отношения кооперации и координации.

2.3. КОММУНИКАЦИИ МЕЖДУ РУКОВОДИТЕЛЕМ И ПОДЧИНЕННЫМ. Этот вид внутренних коммуникаций составляет абсолютное большинство всех информационных обменов в организации и занимает особое место в сфере межличностных отношений. Поэтому, хотя коммуникации типа руководитель-подчиненный формально являются одной из разновидностей вертикальных коммуникаций, их, в силу особой значимости, принято рассматривать отдельно.

2.4. НЕФОРМАЛЬНЫЕ КОММУНИКАЦИИ. В любой организации, наряду с формальной структурой существует и неформальная, которая основана на личных, неслужебных, нерегламентированных отношениях и, соответственно, кроме информации, передаваемой по официальным, формальным каналам (формальные коммуникации), циркулирует и неофициальная информация, проще говоря - слухи, передаваемые при помощи неформальных коммуникаций. Особенностями неформальных коммуникаций являются большая скорость передачи информации, значительный объем аудитории, и сравнительно меньшая достоверность передаваемых сообщений.

Наличие в организации неформальных коммуникаций - явление нормальное, но лишь до определенной степени. КОММУНИКАЦИОННЫЙ ПРОЦЕСС. Коммуникации пронизывают все элементы организации. Их основная цель - обеспечить взаимопонимание людей, участвующих в информационном обмене. Однако сам факт обмена информацией еще не гарантирует эффективности общения. Довольно часто передаваемое сообщение оказывается неправильно понятым и, следовательно, коммуникации - неэффективными. Для того чтобы лучше понять сущность процесса обмена информацией и условия его эффективности, необходимо рассмотреть основные элементы и стадии коммуникационного процесса.

ЭЛЕМЕНТЫ ПРОЦЕССА КОММУНИКАЦИИ:

1. ОТПРАВИТЕЛЬ - лицо, стремящееся донести определенные идеи с помощью передаваемой им информации.

2. СООБЩЕНИЕ - информация, имеющая определенную форму и закодированная с помощью соответствующих символов.

3. КАНАЛ СВЯЗИ - средство передачи информации.

4. ПОЛУЧАТЕЛЬ - лицо, которому отправитель адресует передаваемое сообщение.

Процесс коммуникации можно представить в виде последовательности нескольких взаимосвязанных этапов

ФОРМУЛИРОВКА ИДЕИ. Обмен информацией всегда начинается с формулирования идеи и отбора информации для сообщения. КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ И ФОРМИРОВАНИЕ СООБЩЕНИЯ. Для того чтобы передать свою идею, отправитель должен с помощью символов, понятных получателю, закодировать информацию, придав ей определенную форму. Такими символами могут быть слова (звуки, буквы), интонации, жесты, графические изображения и т.д. Такое кодирование превращает идею в сообщение.

ВЫБОР КАНАЛА СВЯЗИ И ПЕРЕДАЧА СООБЩЕНИЯ. Одновременно с кодированием отправитель выбирает и канал связи, соответствующий типу символов, использованных для кодирования, и целям коммуникации. К таким общеизвестным и часто используемым каналам относятся: почта, телефон, телефакс, электронная почта. В ряде случаев, обмениваясь информацией, желательно не ограничиваться единственным каналом связи, а использовать определенное сочетание средств передачи информации. Хотя это и усложняет коммуникационный процесс, зато повышает его результативность. Выбрав канал, отправитель использует его для передачи сообщения получателю. Речь здесь идет только об одной из операций - физической передаче информации, занимающей часто лишь считанные секунды, которую, однако, иногда ошибочно принимают за весь процесс коммуникации.

ДЕКОДИРОВАНИЕ И ВОСПРИЯТИЕ ИНФОРМАЦИИ. Чтобы воспринять информацию, заключенную в сообщении, получатель должен декодировать его. Декодирование - это перевод символов сообщения в мысли получателя. Если символы, использованные отправителем, имеют для получателя такое же значение, он правильно поймет смысл сообщения и заложенную в нем идею. Однако в силу ряда причин в процессе передачи информации возникают различного рода помехи и искажения (шум), способные изменить смысл сообщения.

Для того чтобы компенсировать негативное влияние шумов и повысить эффективность обмена информацией, в коммуникационных процессах используется ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ. Под обратной связью здесь понимается реакция получателя на принятое им сообщение. Обратная связь необходима, чтобы понять, насколько правильно было воспринято и понято сообщение. Менеджер не должен считать, что смысл всего сказанного или написанного им будет понят в точности так, как он задумал. Поэтому ему следует наладить обратную связь с получателем. Такая обратная связь реализуется с помощью двух завершающих этапов коммуникационного процесса.

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ СООБЩЕНИЯ И ФОРМИРОВАНИЕ ОТВЕТА. На этом этапе отправитель и получатель меняются местами: получатель становится отправителем и формирует свой ответ, в котором содержится его интерпретация полученного сообщения и реакция на него, а первоначальный отправитель - получателем, ожидающим сообщения-ответа.

ПЕРЕДАЧА ОТВЕТА. Сформированный ответ передается получателю по выбранному каналу связи, замыкая тем самым цикл коммуникации.

Для достижения взаимопонимания может потребоваться несколько таких циклов и, соответственно, больше времени. Но, хотя это и замедляет процесс коммуникации, зато делает его более точным и эффективным.

Коммуникационный процесс и каналы передачи информации

Чтобы лучше понимать процесс обмена информацией и условия его эффективности, следует иметь представление об элементах и этапах коммуникационного процесса.

Коммуникационный процесс -- это последовательность действий при общении людей.

В процессе обмена информацией можно выделить четыре базовых элемента (рис. 1.):

• отправитель -- лицо, генерирующее идеи или собирающее и передающее информацию;
• сообщение -- собственно информация, закодированная с помощью символов;
• канал -- средство передачи информации;
• получатель -- лицо, которому предназначена информация и которое интерпретирует ее.

Рис.1..

При обмене информацией отправитель и получатель проходят несколько взаимосвязанных этапов. Основная задача отправителя -- составить сообщение и использовать канал для его передачи таким образом, чтобы обе стороны поняли и разделили исходную идею. Это сложно, так как на каждом этапе смысл сообщения может быть искажен или полностью утрачен.

В процессе движения информации происходит ее продвижение по следующим этапам:

• зарождение идеи;
• кодирование и выбор канала;
• передача;
• декодирование;
• обратная связь.

Рассмотрим этапы коммуникационного процесса более подробно для того, чтобы показать, какие проблемы могут возникать в его разных точках (рис. 2).

1. Зарождение идеи. Обмен информацией начинается с формулирования идеи или отбора информации. При этом отправитель решает, какую именно идею или сообщение следует сделать предметом обмена. Его роль заключается в проектировании и кодировании информации с последующей передачей другим участникам процесса.

Очень важно правильно и тщательно сформулировать свою идею, с тем, чтобы она стала интересной и привлекательной для получателя. Важно помнить, что идея еще не трансформирована в слова и не приобрела другой формы, в которой она послужит обмену информацией. Отправитель решил только, что именно он хочет передать.

2. Кодирование и выбор канала. Прежде чем передать идею, отправитель должен закодировать ее с помощью символов. Например, он может использовать в качестве символов слова, интонации и жесты (язык тела). Такое кодирование превращает идею в сообщение.

Отправитель должен также выбрать канал, совместимый с типом символов, использованных для кодирования. К некоторым общеизвестным каналам относятся: передача речи, письменных материалов, электронные средства связи, включая компьютерные сети и электронную почту, видеоленты и видеоконференции. Если канал непригоден для физического воплощения символов, передача невозможна. Если канал не слишком соответствует идее, обмен информацией будет неэффективен. I

Следует помнить, что выбор средства сообщения не должен ограничиваться единственным каналом. Часто желательно использовать два или более средства коммуникации в определенном сочетании. В связи с этим процесс усложняется, поскольку отправителю приходится устанавливать последовательность использования этих средств и определять временные интервалы для передачи информации. Тем не менее считается, что одновременное использование средств обмена устной и письменной информацией обычно эффективнее, чем обмен только письменной. Например, если на собрании начальников отделов, у начальника финансового отдела есть предложения по упрощению взаиморасчетов, эффективнее будет их представить письменно в виде раздаточного материала, на экране или флип-чарте в виде графиков, схем, или видеороликов, сопровождая их демонстрацию устными комментариями. При этом больше вероятность, что информация будет воспринята, во-первых, положительно, во-вторых, полностью (или в максимальном объеме), в-третьих, будут оперативно учтены пожелания и предложения заинтересованных коллег.

• 3. Передача. На третьем этапе отправитель использует канал для доставки сообщения (закодированной идеи или совокупности идей) получателю. Здесь речь идет о физической передаче сообщения, которую многие люди по ошибке и принимают за сам процесс коммуникации. В то же время передача является лишь одним из важнейших этапов, через которые необходимо пройти, чтобы донести идею до другого лица.
• 4. Декодирование. После передачи сообщения отправителем получатель декодирует его. Декодирование -- это перевод символов отправителя в мысли получателя. Если символы, выбранные отправителем, имеют точно такое же значение для получателя, последний будет знать, что именно имел в виду отправитель, когда формулировалась его идея. Если реакции на идею не требуется, процесс обмена информацией на этом завершается. I I
• 5. Обратная связь. Обмен ин формацией можно считать эффективным, если получатель продемонстрировал понимание идеи через обратную связь. Например, произвел действия, которых ждал от него отправитель.

Несмотря на внешнюю простоту коммуникационного процесса, он редко протекает без помех. Существует множество потенциальных препятствий, которые мешают эффективным коммуникациям. Факторы, нарушающие чистоту передачи сообщений, принято называть «шумом» в процессе коммуникаций.

«Шум» -- это любой фактор, способный нарушить четкость передачи послания в любой момент процесса коммуникации.

Источники шума варьируются от сложности или неточности языка послания до различий в восприятии людей его получающих, из-за которых может изменяться смысл в процессах кодирования и декодирования. Например, говорят о шуме, когда сообщения плохо закодированы (написаны неясно) или плохо декодированы (не поняты), или когда каналы коммуникации не эффективны (внимание получателя отвлечено от сообщения). Помехой может служить также различие в организационном статусе между руководителем и подчиненным, что также затрудняет точную передачу информации.

Таким образом, шум по своей сути является барьером в процессе коммуникации.

Определенный шум в [процессе коммуникации есть всегда, поэтому на каждом этапе процесса обмена информацией происходит некоторое искажение смысла. Если уровень шума достаточно высок, то может происходить заметная потеря смысла послания или даже полная блокировка информационного обмена.

Рис.2

коммуникационный общение кодирование информация

Таким образом, коммуникационный процесс -- это последовательность действий при общении людей. Цель коммуникационного процесса -- обеспечение понимания информации, являющейся предмет обмена. Коммуникационный процесс имеет определенные элементы и происходит поэтапно. На каждом из этапов может возникать «шум» (помехи в коммуникациях), который способен существенно понижать их эффективность.

Как было отмечено выше, главная цель коммуникации -- обмен различного рода информацией. Каждое предприятие пронизано сетью информационных каналов, которые предназначены для ее сбора, анализа и систематизации. При этом руководитель во многих случаях может выбирать и использовать наиболее удобные для него каналы общения с другими руководителями и подчиненными. Например, обсуждать проблему можно в личной беседе или по телефону; допускается передать работникам информацию, написав записку или письмо, или повесить сообщение на доску объявлений. Конкретный канал во многом определяется природой сообщения (рис. 2)

Пропускная способность канала -- это объем информации, который может быть передан через него за один коммуникативный эпизод.

В целом коммуникация становится более эффективной при использовании всего множества каналов как письменных, таки устных.

С точки зрения этих возможностей самым лучшим средством является личное общение. Только оно гарантирует прямое воздействие, передачу множественных информационных сигналов, немедленную обратную связь и личный подход.

Общение по телефону или с помощью других электронных средств ускоряет процесс коммуникации, однако в нем отсутствует «эффект присутствия».

Персональные письменные сообщения -- записки, письма, замечания -- тоже могут иметь личностную направленность, но они доносят только написанные на бумаге слова и не могут обеспечить быструю обратную связь.

Безличные коммуникативные каналы -- бюллетени, стандартные компьютерные отчеты -- являются самыми «мелкими», их пропускная способность ограничена в наибольшей степени.

По сути, эффективность способа коммуникации зависит от того, насколько он подходит для той информации, которую нужно передать. В частности, исследования показали, что в тех случаях, когда информация носит неоднозначный характер (т.е. нуждается в разъяснениях), устные средства связи более эффективны, чем письменные. Однако письменная форма передачи сообщений более действенна, когда информация очевидна, проста и прямолинейна. Например, доведение до работников рабочих заданий, информирование их о принятых решениях или закрепление в письменной форме достигнутых ранее договоренностей. В любом случае важен не только вопрос, какую форму коммуникации выбрать, но и как ее правильно использовать. В табл. 1.1 приведены некоторые полезные советы по использованию традиционных средств коммуникаций 1 .

1.6.3 Процесс передачи информации

Информационные потоки на объекте делятся на входные, внутренние и выходные. В канале телекоммуникации они могут быть разделены на односторонние и двухсторонние.

Циркуляцией информационных потоков называется факт регулярного их движения между различными объектами или элементами одного и того же объекта.

Важен процесс передачи информации, заключающийся в ее транспортировке от места генерации (источника) к местам хранения, обработки или использования (потребителю).

Информация передается в виде сообщений от некоторого источника информации к ее приемнику посредством канала связи (информационного канала) между ними. Источник посылает передаваемое сообщение, кодируемое в передаваемый сигнал, посылаемый по каналу связи. В результате в приемнике появляется принимаемый сигнал, который декодируется и становится принимаемым сообщением. Схематично процесс передачи информации показан на рисунке 1.12.

Рис. 1.12. Процесс передачи информации

В таком процессе информация представляется и передается в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков. Например, при непосредственном разговоре между людьми происходит передача звуковых сигналов – речи, при чтении текста человек воспринимает буквы – графические символы. Передаваемая последовательность называется сообщением. От источника к приемнику сообщение передается через некоторую материальную среду (звук – акустические волны в атмосфере, изображение – световые электромагнитные волны).

Если в процессе передачи используются технические средства связи, то их называют каналами связи (информационными каналами).

Канал связи – совокупность технических средств (передатчик, линия связи, приемник), обеспечивающих передачу сигналов от источника к получателю сигнала.

По физической природе каналы связи делятся:

На механические – используются для передачи материальных носителей информации;

Акустические – передают звуковой сигнал;

Оптические – передают световой сигнал;

Электрические – передают электрический сигнал.

Электрические каналы связи могут быть проводные и беспроводные (радиоканалы).

По форме представления передаваемой информации каналы связи делятся на аналоговые и дискретные. По аналоговым каналам передается информация, представленная в виде непрерывного ряда значений какой-либо физической величины; по дискретным – в виде дискретных (цифровых, импульсных) сигналов той или иной физической природы.

К каналам связи относят телефон, радио, телевидение.

Передача информации по каналам связи часто сопровождается воздействием помех, вызывающих искажение и потерю информации.

В существующих информационных системах различных классов в зависимости от видов используемых носителей информации и средств обработки можно выделить несколько систем передачи, в которых информация распространяется посредством передачи устной речи при непосредственном общении; бумажных носителей с помощью фельдъегерско-почтовой связи; машиночитаемых носителей (магнитных карт, перфокарт, перфолент, магнитных дисков и лент) с помощью фельдъегерско-почтовой связи; в виде различных электрических сигналов по каналам телекоммуникаций, в том числе автоматизированным каналам связи.

В системах управления информация передается как путем переноски (перевозки) информационных документов курьером (фельдъегерем), так и использования систем автоматизированной передачи информации по каналам связи.

Ручная и механическая перевозка документов – весьма распространенный способ передачи информации. При минимальных капитальных затратах он полностью обеспечивает достоверность передачи информации, предварительно зафиксированной в документах и проконтролированной непосредственно в пунктах ее регистрации. Однако данный способ передачи имеет существенный недостаток – низкую оперативность (скорость) передачи.

Схема передачи информации посредством фельдъегерско-почтовой связи представлена на рисунке 1.13.

Рис. 1.13. Общая схема процесса передачи информации по каналам

фельдъегерско-почтовой связи

Для оперативной передачи информации используют системы автоматизированной передачи информации. Американским ученым Клодом Шенноном была предложена схема процесса передачи информации по техническим каналам связи (рис. 1.14).

Источником информации и ее получателем могут быть как человек, так и различные технические устройства (средства связи, ЭВТ и др.).

С помощью кодера устройства источника (КИ) информация, имеющая любую физическую природу (изображение, звук и т. п.), преобразуется в первичный электрический сигнал b(t). Для непрерывной информации, например речевого сообщения, эта операция сводится к преобразованию звукового давления в пропорционально изменяющийся электрический ток микрофона, который в каждый момент отсчета (времени) можно представить конечным числом сигналов, соответствующих отдельным буквам алфавита источника. В телеграфии последовательность элементов сообщения (букв алфавита) большого объема заменяется (кодируется) символами (буквами) другого алфавита меньшего объема.

Рис. 1.14. Общая схема системы передачи информации по каналам

телекоммуникаций (связи)

Процесс преобразования информации в систему символов, обеспечивает:

Простоту технических средств распознавания элементарных символов сообщения;

Снижение избыточности символов, требующихся на букву сообщения;

Минимальное время передачи или минимальный объем запоминающих устройств хранения информации;

Простоту выполнения арифметических и логических действий с хранимой информацией.

В дальнейшем с помощью технического устройства последовательность кодовых символов преобразуется в последовательность электрических сигналов. Связь, при которой передача производится в форме непрерывного электрического сигнала, называется аналоговой связью. В настоящее время широко используется цифровая связь, когда передаваемая информация кодируется в двоичную форму ("0" и "1" – двоичные цифры), а затем декодируется в текст, изображение, звук. Цифровая связь является дискретной.

Рассмотренное кодирование при отсутствии помех в канале связи дает выигрыш во времени передачи или объеме запоминающего устройства, т. е. повышает эффективность системы. Оно получило название эффективного, или оптимального, кодирования.

В процессе передачи сигнала по каналу связи на него оказывают негативное воздействие различного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи возникают по техническим причинам: плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемой по одним и тем же каналам. В этих случаях применяются технические способы защиты каналов связи от воздействия шумов. Например, использование экранного кабеля вместо "голого" провода; применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума и пр.

Клодом Шенноном была разработана специальная теория кодирования, описывающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована.

Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведет к задержкам и подорожанию связи. В современных системах цифровой связи часто применяется следующий прием борьбы с потерей информации при передаче. Все сообщение разбивается на порции – блоки. Для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), передаваемая вместе с данным блоком. В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого блока, и если она не совпадает с первоначальной, то передача данного блока повторяется. Так будет происходить до тех пор, пока исходная и конечная контрольные суммы не совпадут. Такое кодирование называется помехоустойчивым.

Выбор кодирующих и декодирующих устройств зависит от статистических свойств источника сообщений, уровня и характера помех в канале связи.

В передатчике (ПРД) первичный электрический сигнал преобразуется во вторичный u(t), пригодный для передачи по соответствующему каналу (линии) связи. Такое преобразование осуществляется с помощью модулятора.

Преобразование сообщения в сигнал должно быть обратимым. Это позволит по выходному сигналу восстановить входной первичный сигнал, т. е. получить всю информацию, содержащуюся в переданном сообщении. В противном случае часть информации будет потеряна.

Линия связи – среда, используемая для передачи сигналов от передатчика к приемнику.

В системах электросвязи такими линиями являются кабели, волноводы, в системах радиосвязи - пространства, в которых распространяются электромагнитные волны от передатчика к приемнику.

При передаче по линии связи на сигналы могут накладываться помехи , в результате чего сигналы искажаются.

Приемное устройство в составе приемника (ПРМ) и декодирующего устройства информации (ДИ) обрабатывает принятый сигнал z(t) = s(t) + n(t) и восстанавливает по нему передаваемое сообщение а", адекватное сообщению источника информации a.

Система связи – совокупность технических средств передачи сообщений от источника к потребителю, включающая передающие (КИ, ПРД) и приемные (ДИ, ПРМ) устройства и линию связи.

По виду передаваемых сообщений различают следующие системы связи: передачи речи (телефонная), текста (телеграфная), неподвижных изображений (фототелеграфная), изображений (телевизионная), данных, радиовещание, видеотекста, телетекста, конференцсвязи, телеизмерения и телеуправления и др.

По количеству передаваемых сообщений по одной линии связи системы делятся на одноканальные и многоканальные.

Одной из важных характеристик системы передачи информации является скорость передачи информации.

Основными качественными показателями системы передачи информации являются пропускная способность, достоверность, надежность работы.

Пропускная способность системы передачи информации – наибольшее теоретически достижимое количество информации, которое может быть передано по системе за единицу времени. Она обусловливается скоростью преобразования информации в передатчике и приемнике и допустимой скоростью передачи информации по каналу связи, определяемой физическими свойствами канала связи и сигнала.

Достоверность передачи информации – это передача информации без искажения.

Надежность канала связи – полное и правильное выполнение системой всех своих функций.

Скорость передачи информации – это информационный объем сообщения, передаваемого в единицу времени. Единицы измерения скорости информационного потока: бит/с, байт/с и др.

Скорость передачи дискретной информации по каналу связи измеряется в бодах. Бод – это элемент сигнала, передаваемый в единицу времени (всплеск частоты, переворот фазы).

По пропускной способности каналы связи можно классифицировать на виды:

Низкоскоростные, скорость передачи информации в которых от 50 до 200 Бд; это дискретные (телеграфные) каналы связи как коммутируемые (абонентский телеграф), так и некоммутируемые;

Среднескоростные, использующие аналоговые (телефонные) линии связи; скорость передачи в них от 300 до 9 600 Бд, а в новых Стандартах Международного совета электросвязи (МСЭ) (ранее Международного консультационного комитета по телеграфии и телефонии – МККТТ) до 33 600 Бд (Стандарт V.34 бис);

Высокоскоростные (широкополосные), обеспечивающие скорость передачи информации выше 36 000 Бд; по этим каналам связи можно передавать и дискретную, и аналоговую информации.

Физической средой передачи информации в низкоскоростных и среднескоростных каналах связи (КС) обычно являются группы параллельных, либо скрученных проводов, называемых "витая пара" (скручивание проводов уменьшает влияние внешних помех).

В широкополосных каналах связи используются коаксиальные и оптоволоконные кабели. К ним относятся и беспроводные радиоканалы связи. Возможности широкополосных каналов связи огромны, например, по одному радиоканалу для миллиметровых волн можно одновременно организовать несколько тысяч телефонных, несколько тысяч видеотелефонных и около тысячи телевизионных каналов, при этом скорость передачи может составлять несколько миллионов бод. Не меньше возможностей и у волоконно-оптических каналов.

Следует особо отметить, что телефонный канал связи является более узкополосным, нежели телеграфный, но скорость передачи данных по нему выше ввиду обязательного наличия специального устройства согласования – модема.

Модем выполняет следующие функции:

При передаче преобразование широкополосных импульсов (цифрового кода) в полосные аналоговые сигналы (амплитудно-, частотно- или фазомодулированные);

При приеме фильтрацию принятого сигнала от помех и детектирование, т. е. обратное преобразование узкополосного аналогового сигнала в цифровой код.

Благодаря фильтрации сигнала повышается помехоустойчивость, что, в свою очередь, позволяет увеличивать пропускную способность системы. Модемы, выпускаемые промышленностью, различаются:

Конструкцией (автономные и встраиваемые в аппаратуру);

Интерфейсом с КС (контактные и бесконтактные (аудио));

Назначением для разных каналов связи и систем (например, для систем передачи данных – модемы, для систем передачи факсов – факс-модемы);

Скоростью передачи. Существует стандарт скоростей передачи данных, соответствующий стандарту протоколов (алгоритмов управления) МСЭ для телефонных КС; он включает скорости (в бодах): 300, 600, 1 200, 2 400, 4 800,12 000, 14 400, 16 800,19 200, 28 800, 33 600.

Ранее модемы выпускались каждый на определенную скорость работы. Современные модемы более универсальны: некоторые из них (МТ 1932, МТ 2834 и др.) могут работать как с коммутируемыми, так и с некоммутируемыми КС, поддерживают почти всю шкалу названных скоростей, имеют режимы модема и факс-модема.

Классификация систем передачи информации:

1. Передача недокументированной информации. Телефонная связь – самый распространенный вид оперативной административно-управленческой связи. Ее абонентами являются как физические лица, так и организации. Телефонную связь можно разделить на общегосударственную и внутриучрежденческую. Виды телефонной связи: радиотелефонная, видеотелефонная, пейджинговая.

Передача информации - термин, объединяющий множество физических процессов перемещения информации в пространстве. В любом из этих процессов задействованы такие компоненты, как источник и приемник данных, физический носитель информации и канал (среда) ее передачи.

Процесс передачи информации

Исходными вместилищами данных являются различные сообщения, передаваемые от их источников к приёмникам. Между ними и расположены каналы передачи информации. Специальные технические устройства-преобразователи (кодеры) формируют на основе содержания сообщений физические носители данных - сигналы. Последние подвергаются целому ряду преобразований, включая кодирование, сжатие, модуляцию, а затем направляются в линии связи. Пройдя через них, сигналы проходят обратные преобразования, включая демодуляцию, распаковывание и декодирование, в результате чего из них выделяются исходные сообщения, воспринимаемые приемниками.

Информационные сообщения

Сообщение - это некое описание явления или объекта, выраженное в виде совокупности данных, имеющей признаки начала и конца. Некоторые сообщения, например, речь и музыка, представляют собой непрерывные функции времени звукового давления. При телеграфной связи сообщение - это текст телеграммы в виде буквенно-цифровой последовательности. Телевизионное сообщение - это последовательность сообщений-кадров, которые «видит» объектив телекамеры и фиксирует их с частотой следования кадров. Подавляющая часть передаваемых в последнее время через системы передачи информации сообщений представляют собой числовые массивы, текстовые, графические, а также аудио- и видеофайлы.

Информационные сигналы

Передача информации возможна, если у нее имеется физический носитель, характеристики которого изменяются в зависимости от содержания передаваемого сообщения таким образом, чтобы они с минимальными искажениями преодолели канал передачи и могли быть распознаны приемником. Эти изменения физического носителя данных образуют информационный сигнал.

Сегодня передача и обработка информации происходят при помощи электрических сигналов в проводных и радиоканалах связи, а также благодаря оптическим сигналам в ВОЛС.

Аналоговые и цифровые сигналы

Широко известным примером аналогового сигнала, т.е. непрерывно изменяющегося во времени, является напряжение, снимаемое с микрофона, которое несет речевое или музыкальное информационное сообщение. Оно может быть усилено и передано по проводным каналам на звуковоспроизводящие системы концертного зала, которые донесут речь и музыку со сцены до зрителей на галерке.

Если в соответствии с величиной напряжения на выходе микрофона непрерывно во времени изменять амплитуду или частоту высокочастотных электрических колебаний в радиопередатчике, то можно осуществить передачу в эфир аналогового радиосигнала. Телепередатчик в системе аналогового телевидения формирует аналоговый сигнал в виде напряжения, пропорционального текущей яркости элементов изображения, воспринимаемого объективом телекамеры.

Однако если аналоговое напряжение с выхода микрофона пропустить через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), то на его выходе получится уже не непрерывная функция времени, а последовательность отсчетов этого напряжения, взятых через равные промежутки времени с частотой дискретизации. Кроме того, ЦАП выполняет еще и квантование по уровню исходного напряжения, заменяя весь возможный диапазон его значений конечным набором величин, определяемых числом двоичных разрядов своего выходного кода. Получается, что непрерывная физическая величина (в данном случае это напряжение) превращается в последовательность цифровых кодов (оцифровывается), и далее уже в цифровом виде может храниться, обрабатываться и передаваться через сети передачи информации. Это существенно повышает скорость и помехоустойчивость подобных процессов.

Каналы передачи информации

Обычно под этим термином понимаются комплексы технических средств, задействованных в передаче данных от источника к приемнику, а также среда между ними. Структура такого канала, использующая типовые средства передачи информации, представлена следующей последовательностью преобразований:

ИИ - ПС - (КИ) - КК - М - ЛПИ - ДМ - ДК - ДИ - ПС

ИИ - источник информации: человек либо иное живое существо, книга, документ, изображение на неэлектронном носителе (холст, бумага) и т.д.

ПС - преобразователь информсообщения в информсигнал, выполняющий первую стадию передачи данных. В качестве ПС могут выступать микрофоны, теле- и видеокамеры, сканеры, факсы, клавиатуры ПК и т. д.

КИ - кодер информации в информсигнале для сокращения объема (сжатия) информации с целью повысить скорость ее передачи или сократить полосу частот, требуемую для передачи. Данное звено необязательно, что показано скобками.

КК - канальный кодер для повышения помехозащищённости информсигнала.

М - сигнальный модулятор для изменения характеристик промежуточных сигналов-носителей в зависимости от величины информсигнала. Типичный пример - амплитудная модуляция сигнала-носителя высокой несущей частоты в зависимости от величины низкочастотного информсигнала.

ЛПИ - линия передачи информации, представляющая совокупность физической среды (например, электромагнитное поле) и технических средств для изменения ее состояния с целью передачи сигнала-носителя к приемнику.

ДМ - демодулятор для отделения информсигнала от сигнала-носителя. Присутствует только при наличии М.

ДК - канальный декодер для выявления и/или исправления ошибок в информсигнале, возникших на ЛПИ. Присутствует только при наличии КК.

ДИ - декодер информации. Присутствует только при наличии КИ.

ПИ - приемник информации (компьютер, принтер, дисплей и т. д.).

Если передача информации двусторонняя (канал дуплексный), то по обе стороны ЛПИ имеются блоки-модемы (МОдулятор-ДЕМодулятор), объединяющие в себе звенья М и ДМ, а также блоки-кодеки (КОдер-ДЕКодер), объединяющие кодеры (КИ и КК) и декодеры (ДИ и ДК).

Характеристики каналов передачи

К основным отличительным чертам каналов относятся пропускная способность и помехозащищенность.

В канале информсигнал подвергается действию шумов и помех. Они могут вызываться естественными причинами (например, атмосферными для радиоканалов) или быть специально созданными противником.

Помехозащищенность каналов передачи повышают путем использования разного рода аналоговых и цифровых фильтров для отделения информсигналов от шума, а также спецметодов передачи сообщений, минимизирующих влияние шумов. Одним из таких методов является добавление лишних символов, не несущих полезного содержания, но помогающих контролировать правильность сообщения, а также исправлять в нем ошибки.

Пропускная способность канала равна максимальному количеству двоичных символов (кбит), передаваемых им при отсутствии помех за одну секунду. Для различных каналов она варьируется от нескольких кбит/с до сотен Мбит/с и определяется их физическими свойствами.

Теория передачи информации

Клод Шеннон является автором специальной теории кодирования передаваемых данных, открывшим методы борьбы с шумами. Одна из основных идей этой теории заключается в необходимости избыточности передаваемого по линиям передачи информации цифрового кода. Это позволяет при потере какой-то части кода в процессе его передачи восстановить потерю. Такие коды (цифровые информсигналы) называются помехоустойчивыми. Однако избыточность кода нельзя доводить до слишком большой степени. Это ведёт к тому, что передача информации идет с задержками, а также к удорожанию систем связи.

Цифровая обработка сигналов

Другой важной составляющей теории передачи информации является система методов цифровой обработки сигналов в каналах передачи. Эти методы включают алгоритмы оцифровывания исходных аналоговых информсигналов с определенной частотой дискретизации, определяемой на основе теоремы Шеннона, а также способы формирования на их основе помехозащищенных сигналов-носителей для передачи по линиям связи и цифровой фильтрации принятых сигналов с целью отделения их от помех.

(вкратце, поскольку было на 1й лекции)

Процесс передачи схематично рассматривался на первой лекции. Напомним:

Имеется источник и получатель информации. Сообщение от источника к получателю передается посредством канала связи (информационного канала).

В таком процессе информация представляется и передается в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков. Передаваемая последовательность называется сообщением. От источника к приемнику сообщение передается через некоторую материальную среду (звук - акустические волны в атмосфере, изображение - световые электромагнитные волны). Если в процессе передачи используются технические средства связи, то их называют каналами передачи информации (информационными каналами).

Американским ученым Клодом Шенноном, одним из основателей теории информации, была предложена схема процесса передачи информации по техническим каналам связи, представленная на рисунке.

Связь, при которой передача производится в форме непрерывного электрического сигнала, называется аналоговой связью .

Под кодированием понимается любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи.

В настоящее время широко используется цифровая связь , когда передаваемая информация кодируется в двоичную форму (0 и 1 - двоичные цифры), а затем декодируется в текст, изображение, звук. Цифровая связь является дискретной .

Термином "шум" называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи, прежде всего, возникают по техническим причинам: плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемой по одним и тем же каналам. В таких случаях необходима защита от шума.

В первую очередь применяются технические способы защиты каналов связи от воздействия шумов. Например, использование экранированного кабеля; применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума и пр.

Флуктуационные помехи (шумы) – случайно изменяющие напряжение или ток в электронных элементах средств обработки информации. (тепловые помехи, изменения в среде распространения радиоволн и т.д.)

Импульсная помеха – помеха, максимальное значение которой соизмеримо или выше величины полезного сигнала.

Клодом Шенноном была разработана специальная теория кодирования, дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по каналам связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована.

Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведет к задержкам и подорожанию связи. Теория кодирования К. Шеннона как раз и позволяет получить такой код, который будет оптимальным. При этом избыточность передаваемой информации будет минимально-возможной, а достоверность принятой информации - максимальной.

В современных системах цифровой связи часто применяется следующий прием борьбы с потерей информации при передаче. Все сообщение разбивается на порции - блоки. Для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с данным блоком. В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого блока, и если она не совпадает с первоначальной, то передача данного блока повторяется. Так будет происходить до тех пор, пока исходная и конечная контрольные суммы не совпадут.

В случае распределенной обработки данных важное значение приобретает такой параметр, как скорость передачи информации.

Скорость передачи информации - это информационный объем сообщения, передаваемого в единицу времени.

Технические линии информационной связи (телефонные линии, радиосвязь, оптико-волоконный кабель) имеют предел скорости передачи данных, называемый пропускной способностью информационного канала . Ограничения на скорость передачи носят физический характер.

Вопрос 2. Локальная и распределённая обработка данных

При размещении информационного массива (ИМ) на персональном компьютере, который не находится в сети, ИМ всегда используется в монопольном режиме, другими словами, происходит локальная обработка данных. В случае, когда ИМ используют несколько пользователей, они могут работать с ИМ только последовательно, и поэтому вопросов о поддержании корректной модификации ИМ - не стоит, они решаются организационными мерами - то есть определением требуемой последовательности работы конкретных пользователей с соответствующим ИМ. Однако даже в некоторых локальных ИМ требуется учитывать последовательность изменения данных при обработке, чтобы получить корректный результат.

Работа на изолированном компьютере с небольшим ИМ в настоящий момент становится уже нехарактерным для большинства приложений. ИМ отражает информационную модель, построенную конкретным пользователем. ИМ растет по объему и, таким образом, резко увеличивается количество задач, решаемых с его использованием, и в соответствии с этим увеличивается количество приложений, работающих с единым ИМ.

Основным смыслом распределенной обработки данных в информационных системах является упрощение комплексирования вычислительных систем за счет международной и национальной стандартизации аппаратных и программных интерфейсов. Главной побудительной причиной развития концепции открытых систем явились повсеместный переход к использованию локальных компьютерных сетей и те проблемы комплексирования аппаратно-программных средств, которые вызвал этот переход. В связи с бурным развитием технологий глобальных коммуникаций открытые системы приобретают еще большее значение и масштабность.

В случае, когда компьютеры объединяются в локальные сети, появляется возможность распределения приложений, работающих с единым ИМ по сети.

Действительно, в случае создания ИМ для большой структуры, у вас появляется ряд специфических пользователей ИМ, которые имеют свои управленческие функции и территориально могут находиться в разных помещениях, но все они должны работать с единой информационной моделью организации, то есть с единым информационным массивом.

Параллельный доступ к одному ИМ нескольких пользователей, в том случае если ИМ расположен на одной машине, соответствует режиму распределенного доступа к централизованному ИМ. Такие системы называются системами распределенной обработки дан ных.

При работе в сети возможно создание распределенных ИМ по нескольким компьютерам, и возможен параллельный доступ нескольких пользователей к распределенному ИМ.

Система организации данных предназначена для надежного хранения данных, а также отказоустойчивого, высокопроизводительного доступа к устройствам хранения. Существующие в настоящее время методы по обеспечению надежного хранения данных и отказоустойчивого доступа к ним можно охарактеризовать одним словом - дублирование.

Доступ к данным невозможен как в случае выхода из строя каналов (доступа) или вычислительных средств, так и в случае отсутствия необходимой производительности для выполнения прикладных задач.

Вопрос 3. Основные понятия теории кодирования информации в ЭВМ.

На 1 лекции рассматривался вопрос о представлении информации в цифровом виде. Сейчас детальнее разберем данный вопрос.

В ЭВМ используется автоматическое преобразование данных (преобразование данных из одного вида в другой без участия человека-программиста)

Цифровая обработка сигналов – группа методов обработки сигналов на основе цифровых способов.

Преимущества цифровых способов обработки сигналов:

- упрощенная работа с памятью;

- расширение набора арифметических операций;

- беспредельное увеличение точности.

Подготовка информации для обработки и формирование данных в форме удобной для обработки в ЭВМ и передачи от объекта к субъекту по каналам связи посредством определенных сигналов или знаков. Для этого осуществляется кодирование данных, символов, знаков.

Кодирование – переход от исходного представления информации, удобного для восприятия человеком, к представлению, удобному для обработки в технических средствах.

Процедура кодирования сводится к однозначному преобразованию символов одного алфавита в другой по определенному правилу, закону, алгоритму.

Первичный алфавит – исходный, кодируемый алфавит обладающий определенным числом качественных признаков (буквы, символы и т.д.) при помощи которых записано передаваемое сообщение.

Вторичный алфавит – набор однозначно различимых качественных признаков, обладающих необходимыми физическими свойствами для перемещения символов первичного алфавита, при помощи которых сообщение трансформируется в код.

Декодирование – процесс восстановления содержания сообщения по принятому сигналу, представленному в виде кода.

При декодировании необходимым условием является взаимно однозначное соответствие кодовых слов во вторичном алфавите кодируемым символам первичного алфавита.

Различают классификационное и линейное кодирование.

Классификационное – применяется после проведения классификации объектов кодирования (на основе иерархической системы – пример: номер группы факультет, специальность, курс, группа, т.е. кодирование проводится по разрядам).

Линейное – представление алгоритма в виде последовательности не образующих циклы операторов.

В общем случае система кодирования предусматривает предварительное выделение групп объектов, которые составляют серию, затем в каждой серии происходит нумерация объектов. Каждая серия имеет свою нумерацию.

Существуют следующие виды кодов:

Неравномерные коды – коды, в которых сообщения представлены комбинациями с неравномерным количеством символов.

Равномерные – коды, в которых сообщения представлены комбинациями с равным количеством символов.