Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 77
Текст из файла (страница 77)
340 341 Глава 9. Цифровые коммуникации в управлении и ропеппм ормацин и коммУникации „Инф Р шипам локального управления Еие)г()имз — тип локальных сетей для про еы условий. В эту главу включены также данные о сетях общего пользования („„ ' ыгпяеппп азпеп 9 й поскольку знакомство с соответствукнпими понятиями полезно и с точки 3 Ренпяп, мышленных приложений. йо 9.1. Информация и коммуникации 9.1.1. Что такое информация? Информация — понятие, о котором мы имеем более или менее интуитивн„п пе пйии.
ставление. Эту фундаментальную величину нельзя выразить через другие ос ппппп, величины аналогично тому, как, например, вводится понятие скорости в виде птпо. щения пути ко времени. Информация является внутренним свойством — любя„,„, тема содержит информацию о себе самой, и ее можно передавать при малых запри, „ энергии: чертежи дома содержат достаточно много структурной информации и сь мом доме, и в отличие от дома нх можно передать куда угодно с очень неболыппчя усилиями. Замечательным и весьма важным свойством информации является то чю ее можно копировать без ухудшения качества.
Математически информация определяется как мера упорядоченности множестви состоящего из различных объектов, Лбстрактно состояние объекта можно обпзяи. чить некоторым символом. Например, цифры 0-9 представляют десять разппчпыи объектов. Если объект может принимать любое из определенного числа сосгоянпй выявление его текущего состояния эквивалентно получению некоторой ннформь ции о нем.
Чем больше состояний может принимать объект, тем больше информяпяп можно получить на основе его текущего состояния. Мера информации 1, ассоциируемая с системой, которая может принимать л паи. можных состояний, есть логарифм Ж. Гели логарифм вычисляется по основанию нвю 1, то результирующая мера в битах (бит) есть 1= 1082 Х (9.0 стояний, ию Если объект или переменная может принимать только одно из двух состоя информационное содержание равно 1-1оя (2) = 1 оит, Информационное ное содеР*и' ние множества десятичных цифр (О, ..., 91 равно 1 = 1одп(10) - 3,32 оит.
ЛогзР можно также вычислять и по другому основанию. Для логарифмов по оснонянню' анию 10 — П единицей информации является нит (пй), а для логарифмов по основани (ж62) или Наги)еу. Основания логарифмов, отличающиеся от 2, редко исп спользуют'" п е положенн практике и в теории информации. Уравнение (9.1) справедливо в пр д что различные состояния являются ранновероятными.
х жип ки которы Бит представляет собой удобную единицу для схем цифровой логики, 1(яи легко представить двумя различными уровнями энергии в электриче, ческой цепи. б ется пекптп передачи или хранения информации, относящейся к переменной, требу' „,и число элементарных цепей или ключей, равное илн превосходящее соо соответствую меру информации. В случае цифр 10, ...,91 с информационным содержанием 3 требуются по крайней мере четыре ключа, которые позволяют представить 2 = 3.= личных состояний; трн ключа обеспечивают только 2 = 8 состояний.
я,т е.п В соответствии с данным выше определением аналоговая переменная, яй. зничен мелная, которая в заданном диапазоне может иметь бесконечное число з конечное информационное содержание. В цифровой технике используются еж пес яя „н кретные величины; допускается соответствующая потеря информационяияп дн и"' жания при дискретизации и цифровом преобразовании аналогового сигпгп сод Р г делы 5.1.
и ж2). Например, при оцифровке напряжения, изменяющегося нила (Р , „,плела „„х от 0 до 10 В, аппроксимация в 0.1 В означает, что 7 бит достаточно для 100 результирующих состояний (2 =128). описания и О вмеп ение логарифма для измерения информации удобно потому, что: оп представляет собой возрастающую функцию числа возможных состоянии; слв возможно лишь одно состояниие, значение логарифма равно нулю, т.
е. информационное содержание константы — ноль; погарифмирование делает меру информации аддитивной; для сравнения: число комбинаций состояний независимых переменных есть произведение числа состояний, которое может принимать каждая переменная. Иначе говоря, если число возможных состояний для каждого символа равно жй то, пютяетственно, число комбинаций для и символов равно и". Если информационное иапержанне каждого символа равно 1, то п символов должны иметь общее информаяппппое содержание п 1.
Функция 1од и удовлетворяет этому условию. Важным медств нем логарифмического характера меры информации янляется то, что она всеци положительна. 9.1.2. Коммуникации Коммуникации — это процесс перемещения информации в пространстве. Связь иийяет фундаментальную роль во всех организованных системах. Например, внутри живых ых организмов перенос информации происходит с помощью химических и элек- гияческн.
сквх сигналов. Внешние коммуникации живого организма, — информация, по- .Очаемаяу аяупередаваемая органами чувств/голосом — помогают выжить в окружаю- пем мн е. В нре. В современном ооществе существует развитая коммуникационная ппфраст к Р Руктура, включающая телефонную сеть, прессу и телевидение. сория коммуникаций (связи) играет важную роль во многих приложениях. Экс- перт по ма кет ркетингу, стремящийся уоедить множество лиодей купить определенный 'и'иР, нспользч зует понятия, похожие на применяемые инженером-связистом, проектемы радиосвязи.
Коммуникации играют, естественно, центральную 'йу"'Чнм систе и управления — информация о состоянии системы непрерывно пере- жи и системах п и испол, ся от датчиков к е ов к центральному процессору, а управляющие сигналы — от него волнительным механизмам. ""ив Рня связи за о нла р д лась как инженерная дисциплина для решения проблем пере"пформации, Впосл ', едствпи ее результаты стали применяться в других — нетехи"х — областях, нап име — р мер в психологии и лингвистике, Здесь были открыты з"кономе ности, в сво Р ', . ио очередь нашедшие применение в технике. Основные дп В "' " Результаты в разных областях одинаковы и приводят к обобщенным моде ияп.
г времени инженеры проявляли интерес к передаче информатечение долгого ~яю'и и нижнем овне", ур ", а лингвисты и психологи уделяли больше внимания назна. уи икацни, т. е. тому, как достичь цели. В настоящее время "Роцесса комм пые подходы постепенно сближаются, и в технической сфере теперь уделяют ' плие сом , антическим (связанным со значением) и прагматическим (целевым) 343 формация и коммуникации ,из о Пример 9 1 Пример 9. 2 Пример 9.3 Электронная передача текста передаппвик эрме ииик 342 Глава 9. Цифровые коммуникации в управлении пр, очеррь аспектам процесса коммуникации, Передача информации рассматривается я нехв модель, а как средство достижения определенных результатов.
9.1.3. Модель процесса коммуникации Общая модель процесса коммуникациии показана на рис. 9.1. Эта модель ль нес,в ни гена кругом инженерных приложений и можег применяться в других о гласгв при условии, что ее элементы идентифицированы соответствуюгцим образо Рнс. 9А. Общая модель процесса коммуникации Все процессы коммуникации включают в себя передатчик и приемник. Передав. чик (зеп г(ег) передает сообщение (теззаае), состоящее из последовательности симвв лов, приемнику(гесе)пег) по каналу связи(сЬаппеГ) или носителю(тратит), котоРвв является общим для передатчика и приемника. Сообщение относится к какомуглврб внешнему объекту, Общее количество передаваемой информации представляет" бой сумму информационного содержания каждого из символов, составляющих рр" щение.
Поскольку информация сама по себе не имеет физических (материзлвзэн характеристик, для передачи сообщения должен применяться какой-либо код (рррг1 в соответствии с которым передатчик изменяет некоторые физические свойств"" " тввц нала, а приемник восстанавливает сообщение по изменениям, которые он обнаРУ Фв ие нвв вает в канале. На канал обычно влияет шум (пасхе), искажающий сообщение ' ьн ювв трудняющий распознавание приемником изменений в канале и правильну" терпретацию сообщения, ношены В большинстве случаев сообгцение касается чего-либо внешнего по отно 14зввсгв"в к процессу связи, однако иногда оно относится к одному из его объектов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
