Информация — урок. Информатика, 5 класс.

Каждый день ты узнаёшь что-то новое, чего ты не знал раньше, т. е. получаешь новую информацию. (Это знания, которые даются в школе, это сведения, которые черпаешь из книг, это новости, которые слышишь по радио или от людей, с которыми общаешься).

Информация — это сведения об окружающем нас мире.

Первичную информацию об окружающем нас мире люди и живые существа получают через органы зрения, слуха, вкуса, осязания и обоняния.

Больше всего информации мы получаем с помощью органов зрения:

глазами мы воспринимаем буквы, цифры, рисунки, различаем цвет, форму, размеры и расположение предметов.

Но можно ли полностью доверять своим органам чувств?

 

Это не анимация — это простые рисунки, но нарисованы они таким образом, что при просмотре этих картинок происходит оптический обман зрения. Тебе кажется, что изображение на картинке движется, но это не так.

 

 

Картинки обмана зрения: размер круга. Какой из кругов, расположенных посередине, больше?

 

 

 На рисунке изображены два отрезка. Какой из них длиннее?

 

 

 

Глядя на рисунок, можно наблюдать иллюзию цветовосприятия. На самом деле круги на разных квадратах одинакового серого оттенка.

 

 

 

 

Для получения более точной информации в дополнение к органам чувств человек издавна использует различные устройства и приборы:

линейку, транспортир, термометр, барометр, весы, компас, телескоп, микроскоп и т. д.

Полученную информацию человек может представить в виде записей, изображений, звуков и т. д.

Виды информации по способу восприятия

Для человека информация делится на виды в зависимости от типа рецепторов, воспринимающих её.

 

Визуальная — воспринимается органами зрения. Мы видим всё вокруг.
Аудиальная — воспринимается органами слуха. Мы слышим звуки вокруг нас.
Тактильная — воспринимается тактильными рецепторами.
Обонятельная — воспринимается обонятельными рецепторами. Мы чувствуем ароматы вокруг.
Вкусовая — воспринимается вкусовыми рецепторами. Мы чувствуем вкус.

Виды информации по форме представления

Рассмотрим только те виды информации, которые «понимают» технические устройства (в частности, компьютер).

 

 

Текстовая информация	Текст в учебнике, сочинение в тетради, реплика актёра в спектакле, прогноз погоды, переданный по радио. В устном общении (личная беседа, разговор по телефону, радиопостановка спектакля) информация может быть представлена только в словесной, текстовой форме
Числовая информация	Таблица умножения, арифметический пример, счёт в хоккейном матче, время прибытия поезда и др. В чистом виде числовая информация встречается редко, разве что на контрольных по математике. Чаще всего используется комбинированная форма представления информации. Пример. Ты получил телеграмму: «Встречайте двенадцатого. Поезд прибывает в восемь вечера». В данном тексте слова «двенадцатого» и «восемь» мы понимаем как числа, хотя они и выражены словами
Графическая информация	Рисунки, схемы, чертежи, фотографии. Такая форма представления информации наиболее доступна, так как сразу передаёт необходимый образ (модель)
Музыкальная (звуковая) информация	Всё, что мы слышим — человеческая речь, музыка, пение птиц, сигналы машин и т. д.
Мультимедийная (многосредовая, комбинированная)	Цветная графика сочетается со звуком и текстом, с движущимися видеоизображением и трёхмерными образами

 

В настоящее время мультимедийная (многосредовая, комбинированная) форма представления информации в вычислительной технике становится основной.

Информацию, представленную в форме, пригодной для хранения, передачи и обработки компьютером, называют данными.
Изучением всевозможных способов передачи, хранения и обработки информации занимается наука информатика.

Хранить, обрабатывать и передавать информацию человеку помогает компьютер.

Источники:

Л. Л. Босова. Информатика и ИКТ учебник для 5 класса. Москва Бином. Лаборатория знаний 2012. 7–10 стр. 

Обман зрения — 44 картинки с пояснением ttp://ona-znaet.ru/publ/56-1-0-339

Передача данных — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 января 2016; проверки требуют 28 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 4 января 2016; проверки требуют 28 правок.

Передача данных (обмен данными, цифровая передача, цифровая связь) — физический перенос данных (цифрового битового потока) в виде сигналов от точки к точке или от точки к нескольким точкам средствами электросвязи по каналу передачи данных, как правило, для последующей обработки средствами вычислительной техники. Примерами подобных каналов могут служить медные провода, ВОЛС, беспроводные каналы передачи данных или запоминающее устройство.

Передача данных может быть аналоговой или цифровой, а также модулирован посредством аналоговой модуляции, либо посредством цифрового кодирования.

[источник не указан 669 дней]

Хотя аналоговая связь является передачей постоянно меняющегося цифрового сигнала, цифровая связь является непрерывной передачей сообщений. Сообщения представляют собой либо последовательность импульсов, означающую линейный код (в полосе пропускания), либо ограничивается набором непрерывно меняющейся формы волны, используя метод цифровой модуляции. Такой способ модуляции и соответствующая ему демодуляция осуществляются модемным оборудованием.

Передаваемые данные могут быть цифровыми сообщениями, идущими из источника данных, например, из компьютера или от клавиатуры. Это может быть и аналоговый сигнал — телефонный звонок или видеосигнал, оцифрованный в битовый поток, используя импульсно-кодирующую модуляцию (PCM) или более расширенные схемы кодирования источника (аналого-цифровое преобразование и сжатие данных). Кодирование источника и декодирование осуществляется кодеком или кодирующим оборудованием.

Последовательная и параллельная передача[править | править код]

В телекоммуникации, последовательная передача — это последовательность передачи элементов сигнала, представляющих символ или другой объект данных. Цифровая последовательная передача — это последовательная отправка битов по одному проводу, частоте или оптическому пути. Так как это требует меньшей обработки сигнала и меньше вероятность ошибки, чем при параллельной передаче, то скорость передачи данных по каждому отдельному пути может быть быстрее. Этот механизм может использоваться на более дальних расстояниях, потому что легко может быть передана контрольная цифра или бит чётности.

Параллельной передачей в телекоммуникациях называется одновременная передача элементов сигнала одного символа или другого объекта данных. В цифровой связи параллельной передачей называется одновременная передача соответствующих элементов сигнала по двум или большему числу путей. Используя множество электрических проводов можно передавать несколько бит одновременно, что позволяет достичь более высоких скоростей передачи, чем при последовательной передаче. Этот метод применяется внутри компьютера, например, во внутренних шинах данных, а иногда и во внешних устройствах, таких, как принтеры. Основной проблемой при этом является «перекос», потому что провода при параллельной передаче имеют немного разные свойства (не специально), поэтому некоторые биты могут прибыть раньше других, что может повредить сообщение. Бит чётности может способствовать сокращению ошибок. Тем не менее электрический провод при параллельной передаче данных менее надёжен на больших расстояниях, поскольку передача нарушается с гораздо более высокой вероятностью.

Сеть передачи данных — совокупность трёх и более оконечных устройств (терминалов) связи, объединённых каналами передачи данных и коммутирующими устройствами (узлами сети), обеспечивающими обмен сообщениями между всеми оконечными устройствами.

Существуют следующие виды сетей передачи данных:

По принципу коммутации сети делятся на:

• Сети с коммутацией каналов — для передачи между оконечными устройствами выделяется физический или логический канал, по которому возможна непрерывная передача информации. Сетью с коммутацией каналов является, например, телефонная сеть. В таких сетях возможно использование узлов весьма простой организации, вплоть до ручной коммутации, однако недостатком такой организации является неэффективное использование каналов связи, если поток информации непостоянный и малопредсказуемый.
• Сети с коммутацией пакетов — данные между конечными устройствами в такой сети передаются короткими посылками — пакетами, которые коммутируются независимо. По такой схеме построено подавляющее большинство компьютерных сетей. Этот тип организации весьма эффективно использует каналы передачи данных, но требует более сложного оборудования узлов, что и определило использование почти исключительно в компьютерной среде.

Переданные и полученные данные не всегда совпадают и это связано с проблемами передачи. При передаче данных информация может подвергаться некоторым изменениям, что связано со следующими искажениями:

Потеря данных[править | править код]

Сюда относится затухание, ослабление, глушение сигнала, из-за дальности передачи, экранизирующих факторов некоторых преград, и т.д. Для борьбы используется помехоустойчивое кодирование.

Забивание с помехами (шумом)[править | править код]

Случайное сочетание полезного сигнала с ненужными тоже искажает содержание переданных сигналов. То есть прибавляется к сигналу ненужные, лишние данные. Для коррекции в радиотехнике, звукотехнике и т.д. применяются Шумопонижающие методы.

основные виды, способы и протоколы

Передача данных — процесс переноса данных в виде сигналов от точки к точке или от точки к нескольким точкам средствами электросвязи по каналу. Словари упоминают заимствование (1640-е) учеными кругами латинского слова datum, означающего «вещь», «данность». Философия обосновывает связь понятий информации, знания, данных, свободы, приводит примеры. Высота горы преимущественно выступает данными. Параметр измеряют альтиметром, заполняют базы. Полученная информация, приняв конкретный облик, украшает книгу, изучаемую альпинистом. Бывалый горец придумывает лучший способ покорить вершину. Понимание особенностей процесса уже становится знанием.

Немедля появляется свобода выбора. Альпинист волен решать, принимая ответственность. Имеются группы, не вернувшиеся назад.

Виды данных

Исторически информацию представляли множеством способом. Оставим историкам иероглифы папирусов, разберем современные методики. Наибольший отпечаток наложило развитие электричества. Научись человек передаче мысли, символика вышла бы иной…

Аналоговый сигнал

Первыми попытками измерить аналоговые величины назовем опыты Вольты, измерявшего напряжение, ток. Следом сопротивление проводника сумел оценить Ом, Георг Ом. Каждый раз использовались аналоговые величины. Представление характеристик объекта в виде тока, напряжения дало мощный толчок развития современному миру. Электронно-лучевой кинескоп яркостью пикселей трех цветов отображает достаточно наглядную картинку.

Причины ухода от аналогового сигнала выявила Вторая мировая война. Система Зеленый шершень умела отлично шифровать информацию. 6-уровневый сигнал сложно назвать цифровым, однако намечается явный уклон. Исторически первой попыткой передачи бинарного кода назовем опыты Шиллинга 1832 года с телеграфом. Стремясь снизить количество соединяющих абонентов проводов, дипломат припомнил предложенные священниками методики двоичного счисления. Однако внедрение цифровой передачи потребовало от человечества пройти путь свыше полутора столетий.

Двоичный цифровой код

Двоичное счисление общеизвестно. Аналоговую величину представляют дискретным числом, затем производят кодирование. Полученный набор нулей, единиц обычно разбивают словами длиной 8 бит. Так, например, первые операционные системы Windows были 16-битными, графический модуль процессора обрабатывал числа с плавающей запятой разрядностью повыше. Еще более длинные слова используют специализированные вычислители графических карт. Специфика системы определяет конкретный способ представления информации.

Передача данных позволяет человечеству идти вперед быстрее. Люди обладают неодинаковыми способностями. Необязательно лучший сборщик, хранитель информации сможет извлечь выгоду (для себя, планеты, города…). Разумнее передать. Современный мир называют эпохой цифровой революции. Исторически оказалось, что двоичные данные передавать проще, появляется набор специфических возможностей:

1. Исправление ошибок.
2. Шифрование.
3. Упрощение физических линий.
4. Более эффективное использование спектра, снижение мощности передатчика, удельной плотности потока энергии.
5. Распознавание ошибок (EDC, 1951).
6. Возможность точного повтора, воспроизведения.

Вторая половина XX века дала сотни методик оцифровки аналоговых объектов. Главным признаком двоичного сигнала является дискретность. Аналоговую величину доподлинно передать код бессилен. Однако шаг дискретизации стал столь малым, что погрешностью пренебрегают. Яркий пример – изображения формата Full HD. Большое разрешение экрана гораздо лучше передает мелкие нюансы объекта. На некотором этапе разрешение цифровой техники обгоняет физиологические возможности человеческого зрения.

Значения термина

1. Передача сведений.
2. Компьютерная программа для Windows Phone, обеспечивающая копирование контактов меж мобильными устройствами.
3. Научно-популярная программа с Марией Бачениной.

Этиология

Англичанами принято употреблять множественное число –  data. Славянофилов просим избегнуть упреков. Современная наука развита Европой – наследницей Римской империи. Вопрос намеренного уничтожения отечественной истории обойдем, оставив прения историкам. Некоторые эксперты возводят этимологию к древнему индийскому слову dati (дар). Даль называет данными бесспорные, очевидные, известные факты произвольного толка.

Это интересно! Литературный английский язык (газета Нью-Йорк таймс) слово data лишает числа. Употребляют как придется: множественное, единственное. Учебники чаще проводят жесткое деление. Единственное число – datum. Отдельный вопрос касается артикля, здесь обсуждаться не будет. Эксперты склонны считать существительное «массовым».

Идея открытости

Идея свободного доступа к информации выдвинута отцом социологии, Робертом Кингом Мертоном, наблюдавшим Вторую мировую войну. Начиная 1946 годом, подразумевает передачу, хранение компьютерной информации. 1954 добавил возможность обработки. В декабре 2007 года желающие обсудить проблему собрались (Себастопол, Калифорния) и осмыслили программное обеспечение с открытым кодом, интернет, потенциал концепции массового доступа. Обама принял Меморандум о прозрачности и открытости действий правительства.

Роберт Кинг Мертон

Осознание человечеством реального потенциала цивилизации сопровождается призывами совместно решать проблемы. Концепция открытости данных широко обсуждается документом (1995) Американского научного агентства. Текст затрагивает геофизику и экологию. Общеизвестен пример корпорации ДюПонт, использовавший некоторые спорные технологии производства Тефлона.

Термины

Термин передача данных чаще касается цифровой информации, включая преобразованный аналоговый сигнал. Наука смотрит шире. Данными именуют любые качественные, количественные описания объекта. Эпичным примером считают сведения, составляемые антропологами касательно редких народностей планеты. Информация широко собирается организациями: продажи, преступность, безработица, грамотность.

Передача информации – цифровой поток бит.

Метаданные – более высокий уровень данных, описывающих другие данные.

Данные измеряют, собирают, передают, анализируют, представляют графиками, таблицами, изображениями, цифрами. Программистам известны так называемые рядовые файлы, лишенные форматирования. Сбойный раздел жесткого диска получает метку RAW. Форматирование упрощает передачу, восприятие сведений. Процесс оформления касается визуального, логического представления. Иногда информацию кодируют, обеспечивая защиту, восстановление сбойных участков.

Формат – способ представления информации.

Протокол – набор соглашений интерфейса, определяющий порядок обмена информацией.

Каналы (способы)

Информация, распространяясь, преодолевает среду:

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

Специфика среды накладывает особенности. Немногим известно, что электрический ток разносится также электромагнитной волной. Проводимость воздуха намного ниже, что накладывает специфику. Разница нивелируется ионизацией – явлением, знакомым сварщикам. Процессы, сопровождающие движение электромагнитной волны, лишены научного объяснения. Физики просто констатируют факт, описывая явление набором сведений.

Долгое время разные частоты считали явлениями несвязными: свет, тепло, электричество, магнетизм. Важно понять: набор сред рожден эволюцией техники. Наверняка откроют иные методы передачи данных. Реализации сред различны, набор стандартов определен спецификой. Локальные соединения часто пользуются технологией WiFi, опирающейся на протокол канального уровня IEEE 802.11. Сотовые операторы применяют совершенно иные – GPS, LTE. Причем мобильные сети активно начинают внедрять IP, замыкая круг, унифицируя стиль использования цифрового оборудования.

Зачем много протоколов? Особенности реализации передачи данных через WiFi бессильны покрыть значительные расстояния. Лимитированы мощности передатчиков, структуры пакетов иные. Bluetooth вовсе ограничивает основные возможности передачей пары файлов с компьютера на телефон.

Форматирование

Физики быстро убедились: напрямую информация передается средой плохо. Медный провод может нести речь, однако эфир быстро убивает низкочастотные колебания. Попов первым догадался модулировать несущую полезной информацией – азбукой Морзе. Смысл включает изменение амплитуды радиоволны согласно закону сообщения так, чтобы принимающий абонент мог послание извлечь, воспроизвести.

Развивающееся вещание вызвало необходимость совершенствования методик оснащения несущей волны полезной информацией. В поздние 20-е годы Армстронг предложил слегка варьировать частоту, закладывая фундамент сообщения. Новый тип модуляции улучшил качество звука, успешно противостоя помехам. Меломаны немедля оценили новинку.

Военная система Зеленый шершень применяла дискретную методику частотной манипуляции – мгновенная смена частоты согласно закону передаваемого сообщения. Воющие стороны оценили преимущества связи. Внедрению мешали громадные размеры оборудования (1000 тонн). Изобретение транзисторов изменило ситуацию. Передача данных становилось цифровой.

Основу сетей заложил американский ARPANET. С ПК на ПК стали передавать пакеты. Тогда в сети начали применяться первые цифровые протоколы. Сегодня IP захватывает сегмент мобильной связи. Телефоны получают собственные адреса.

Слои протоколов

Передача цифровых данных модемом реализована в 1940 году. Сети появились 25 лет спустя.

Усложняющиеся системы связи потребовали введения новых методик описания процесса взаимодействия компьютерных систем. Концептуальная модель OSI вводит понятие протокольных (абстрактных, реально не существующих) слоев. Структура создана усилиями инженеров Международной организации по стандартизации (ISO), регламентирована стандартом ISO/IEC 7498-1. Параллельную работу вел французский комитет CCITT. В 1983 году разработанные документы объединили, получив модель протокольных слоев.

Концепция 7-слойной структуры представлена работами Чарльза Бэчмана. Модель OSI включает опыт разработки АRPANET, EIN, NPLNet, CYCLADES. Линейка полученных слоев взаимодействует по вертикали с соседями: верхний использует возможности нижнего.

Важно! Каждому уровню OSI соответствует набор протоколов, определяемый используемой системой.

В компьютерных линиях совокупность протоколов подразделяют на слои. Бывают:

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

Физический слой

Зачем разработчикам сто стандартов? Многие документы появились эволюционно, согласно возрастающим требованиям. Физический слой реализуют набором коннекторов, проводов, интерфейсов. Например, экранированная витая пара способна передавать высокие частоты, делая возможным реализацию протоколов битрейтом 100 Мбис/с. Оптоволокно пропускает свет, производится дальнейшее расширение спектра, возникают гигабитные сети.

Физический слой заведует схемами цифровой модуляции, физическим кодированием (формированием несущей, закладкой информации), опережающей коррекцией ошибок, синхронизацией, мультиплексированием каналов, выравниванием сигнала.

Канальный слой

Каждый порт управляется собственными машинными командами. Канальный слой показывает, как реализовать передачу форматированной информации, используя имеющееся железо. Например, PPPoЕ содержит рекомендации организации протокола PPP средствами сетей Ethernet, используемый традиционно порт – 8P8C. Эволюционной борьбой «эфирная сеть» смогла подавить соперников. Изобретатель концепции, основатель компании 3СОМ, Роберт Меткалф, сумел убедить несколько крупных производителей (Интел, DEC, Ксерокс) объединить усилия.

Попутно совершенствовались каналы: коаксиальный кабель → витая пара → оптическое волокно. Изменения преследовали цели:

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

Оптический кабель повысил длину сегмента меж регенераторами сигнала. Канальный протокол больше описывает структуру сети, включая методы кодирования, битрейт, количество узлов, режим функционирования. Уровень вводит понятие кадра, реализует схемы расшифровки адреса MAC, детектирует ошибки, повторно отправляет запрос, контролирует частоту.

Сетевой

Общепринятый IP-протокол определяет структуру пакета, вводит специфический адрес из четырех групп цифр, известных сегодня каждому. Некоторые маски зарезервированы. Владельцам ресурсов присваиваются имена соответственно базам серверов DNS. Конфигурация сети во многом безразлична. Вводятся слабые ограничения. Как например, Ethernet требовал уникальности MAC-адреса. Протокол IP урезает максимальное число ПК 4,3 млрд штук. Человечеству пока что хватает.

Сетевой адрес принято делить на домены. По техническим причинам единое соответствие четырем группам цифр отсутствует. Сам интернет обозначает аббревиатура www (сокращенное название world wide web, иначе – всемирная паутина). Сегодня единообразный адрес (URL) опускает тривиальные буквы. Подразумевая – человек, открывший браузер, явно намеревается бороздить с компьютера всемирную паутину.

Транспортный

Слой далее расширяет структуру формата. Формирование сегмента TCP производит объединение пакетов, упрощая поиск потерявшейся информации, гарантируя восстановление.

Прикладной, представительский

Иерархия выше транспортного уровня может нарушаться. Например, RPC иногда опирается на HTTP. Концепция Р2P касается пиринговых одноранговых сетей. В противовес этому HTTP вводит иерархию клиент-сервер. Представительский слой раскрывает способы кодирования информации, оцифровку, сжатие, шифрование.

Информационный процесс — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 12 сентября 2018; проверки требуют 30 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 12 сентября 2018; проверки требуют 30 правок.

Информационный процесс — процесс получения, создания, сбора, обработки, накопления, хранения, поиска, распространения, использования информации.^[1]

В результате исполнения информационных процессов осуществляются информационные права и свободы, выполняются обязанности соответствующими структурами производить и вводить в обращение информацию, затрагивающую права и интересы граждан, а также решаются вопросы защиты личности, общества, государства от ложной информации и дезинформации, защиты информации и информационных ресурсов ограниченного доступа от несанкционированного доступа.

Сбор информации	целеустремленное нахождение первичной информации(методы: наблюдение, измерение, опросы, анкетирование, тестирование и т.д)
Поиск информации	нахождение нужной информации в информационных фондах(каталоги, справочники, поисковые системы и т.д)
Обработка информации	исполнение совокупности спланированных действий над имеющейся информацией с целью получения новой
Представление информации	превращение информации к форме, наиболее удобной для её использования(методы: сортировка, систематизация, подача в табличной или графической форме)
Хранение информации	обеспечение возможности воспользоваться найденной информацией в дальнейшем(носители информации-лазерные диски и т.д)
Передача информации	перемещение информации в пространстве-от источника до потребителя(носители информации-звуковые, световые волны и т.д)
Защита информации	введение определенных мер с целью предотвращения потери, повреждения или злоумышленного использования информации
Использование информации	обоснованное принятие решений в разных видах человеческой деятельности

Сбор информации[править | править код]

Информационные процессы

Обработка информации[править | править код]

См.: Аналоговая обработка сигналов, Цифровая обработка сигналов

Представление информации[править | править код]

Хранение информации[править | править код]

См.: Категория:Носители информации

Носители информации[править | править код]

Информация не материальная, но всегда связана с материальным объектом(бумагой, магнитным диском, звуковой или электромагнитной волной и т.д). Материальный объект, который применяется для её хранения и передачи информации в пространстве и времени, называется ее носителем. Запись информации на носителе осуществляется с помощью смены его некоторых свойств(цвета, рельефа, формы, химического состава и т.д)

Виды носителей информации(по сроку хранения изменений)[править | править код]

коротко-существующие	используются для передачи информации	примеры: звуковая волна, радиоволна, оптическое излучение
долго-существующие	используются для хранения информации	примеры: бумага, магнитная пленка, лазерный диск, флеш-память

Передача информации[править | править код]

См.: Канал связи

Защита информации[править | править код]

См.: Информационная безопасность

Использование информации[править | править код]

1. ↑ Государственный стандарт РФ «Защита информации. Порядок создания автоматизированных систем в защищенном исполнении» (ГОСТ Р 51583-2000).

Передача информации. Каналы передачи информации :: SYL.ru

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

Здесь:

• 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.

Средства передачи информации: история, факты

Развитие человечества никогда не происходило равномерно, были периоды застоя и технологических прорывов. Точно так же развивалась и история средств передачи информации. Интересные факты и открытия данной сферы в исторической последовательности представлены в этой статье. Невероятно, но то, без чего современное общество не представляет сегодня своего существования, человечество в начале ХХ века считало невозможным и фантастическим, а зачастую и абсурдным.

На заре развития

Начиная с самых древних времен и до нашей эры человечество активно использовало звук и свет как основные средства передачи информации, история их использования насчитывает тысячелетия. Помимо разнообразных звуков, с помощью которых наши древние предки предупреждали соплеменников об опасности или созывали их на охоту, свет также стал возможностью предавать важные сообщения на большие расстояния. Для этого использовали сигнальные костры, факелы, горящие копья, стрелы и другие приспособления. Вокруг селений сооружали сторожевые посты с сигнальным огнем, чтобы опасность не застала людей врасплох. Разнообразие информации, которую необходимо было передать, привело к использованию своего рода кодов и вспомогательных технических звуковых элементов, таких, как барабаны, свистки, гонги, рога животных и другие.

Использование кодов в море как прообраз телеграфа

Особое развитие кодировка получила при перемещении по воде. Когда человек впервые вышел в море, появились первые маяки. Древние греки при помощи определенных комбинаций из факелов передавали сообщения по буквам. Также в море применились различные по форме и цвету сигнальные флаги. Таким образом, появилось такое понятие, как семафор, когда с помощью особых положений флажков или фонарей можно было передавать разные сообщения. Это были первые попытки телеграфирования. Позднее появились ракеты. Несмотря на то что история развития средств передачи информации не стоит на месте, и от первобытных времен произошла невероятная эволюция, эти средства связи во многих странах и сферах жизни до сих пор не потеряли своего значения.

Первые способы хранения информации

Однако человечество волновали не только средства передачи информации. История ее хранения также восходит еще к началу времен. Примером этому служат наскальные рисунки в различных древних пещерах, ведь именно благодаря им можно судить о некоторых аспектах жизни людей в давние времена. Способы запоминания, записи и хранения информации развивались, и на смену рисункам в пещерах пришла клинопись, следом — иероглифы, и наконец письменность. Можно сказать, что с этого момента начинается история создания средств передачи информации в глобальном масштабе.

Изобретение письменности стало первой информационной революцией в истории человечества, ведь появилась возможность накапливать, распространять и передавать знания следующим поколениям. Письменность дала мощный толчок культурному и экономическому развитию тех цивилизаций, которые освоили ее раньше других. В XVI веке было изобретено книгопечатание, что стало новой волной информационной революции. Появилась возможность хранить информацию в больших объемах, и она стала доступнее, вследствие чего понятие «грамотность» стало более массовым. Это очень важный момент в истории общечеловеческой цивилизации, потому как книги становились достоянием не только одной страны, но и целого мира.

Почтовое сообщение

Почта как средство связи начала использоваться еще до изобретения письменности. Посланцы изначально передавали устные сообщения. Однако с появлением возможности написать сообщение этот вид связи стал еще более востребованным. Гонцы изначально были пешие, позднее – конные. В развитых древних цивилизациях была хорошо налаженная почтовая связь по принципу эстафеты. Первые почтовые службы возникли в Древнем Египте и Месопотамии. В основном они использовались в военных целях. Египетская почтовая система была одной из первых и высокоразвитых, именно египтяне впервые начали использовать почтовых голубей. В дальнейшем почта стала распространяться в другие цивилизации.

Развитие телеграфа

История развития средств связи вполне закономерно начинается с телеграфа. Первым вариантом телеграфирования, который придумали Демокрит и Клеоксен (древнегреческие философы), был факельный, о котором упоминалось выше. Однако он не прижился, а попытки изобретения принципиально новых видов телеграфирования предпринимали различные ученые с начала XVII века.

В 1793 году был изобретен оптический телеграф, который являлся принципиально новой концепцией, работающей не на основе света. Однако ему были необходимы новые способы передачи больших объемов информации. И только благодаря открытию электромагнитных волн появился такой вид дальней связи, как электрический телеграф. Позднее были изобретены электростатический и электрохимический приборы.

Электромагнитный телеграф стрелочного типа появился в 1832 году благодаря трудам российского ученого П. Л. Шиллинга, а электромеханический был запатентован в 1840 году Сэмюэлом Морзе, который и изобрел специальный телеграфный код. В 1939 году Б. С. Якоби изобрел первый пишущий, а в 1850 году – первый буквопечатающий телеграфный аппарат.

Телефон как результат необычного эксперимента

Следом идет появление телефона как нового средства передачи информации. История его начинается с 1837 года, когда Ч. Пэйдж, американский ученый, сконструировал «ворчащую проволоку» – прообраз будущего телефона. Более приближенную версию создал в 1860 году школьный учитель физики из Германии Филипп Рейс. Но его аппарат мог передавать лишь искаженные отдельные звуки. На родине Рейса изобретение не оценили, и он уехал в Штаты, где был арестован по обвинению в шарлатанстве, потому как американцы были уверены в невозможности передачи голоса по проводам. А вот будущий создатель первого настоящего телефона А. Г. Белл, преподаватель в школе для глухонемых, ознакомился с работой Рейса. Он хотел на ее основе создать аппарат, который бы превращал звуки в световые сигналы, чтобы научить глухих детей говорить. В результате совершенно случайным образом он создал телефон и запатентовал его 14 февраля 1876 года. По утверждению самого Белла, он смог создать подобное устройство только потому, что совершенно не знал законов электротехники. «Трубка Белла» – прообраз привычного для нас аппарата – была создана в 1878 году.

Создание радио как средства передачи информации. История основ беспроводной связи

Американец Махлон Лумис в 1868 году представил первый прототип линии беспроводной связи, протяженность ее была около 22 км. Именно он считал возможность создания международной беспроводной связи реальной при условии, что человечество сможет научиться использовать электричество из атмосферы. Лумис говорил о радиоволнах, существование которых было подтверждено Генрихом Герцем только через 19 лет.

Идеи Лумиса были воплощены в жизнь А. С. Поповым, который и разработал первое в мире радио, представленное ученым умам Петербургского университета 25 апреля 1895 года (по старому стилю 7 мая). А 24 мая 1896 года произошла передача первой в мире текстовой радиограммы, состоявшей из двух слов «Генрих Герц». Это была дань Попова великому открытию немецкого ученого. Кстати, идею об использовании беспроводной связи на кораблях для передачи оперативных сообщений и сигналов бедствия предложил именно Попов.

Конец XIX века стал третьей мощной волной информационной революции, потому как появилась возможность передавать сведения на любые расстояния благодаря телеграфу, телефону и радио.

Телевидение и спутники

9 мая 1911 года русский ученый Б. Л. Розинг впервые продемонстрировал общественности изображение простых недвижимых фигур, представленное на экране кинескопа. Американец Чарльз Джекинс в 1923 году осуществил передачу движущегося изображения. Но это были примеры механического телевидения. Однако только в 1928 году изобретатели И. Ф. Белянский и Б. П. Грабовский провели опыт передачи движущегося изображения с помощью электронно-лучевой трубки, который считается моментом зарождения современного телевидения. Изобретение иконоскопа в 1931 году стало прорывом в достижении четкости изображения. С 1934 года немецкий телеканал DRF стал первым в истории, вещающим регулярно электронное телевидение. С 1936 года в Великобритании появился телеканал высокой четкости, а в 1938 году регулярное телевизионное вещание началось и в СССР.

С середины ХХ века история средств хранения, передачи и обработки информации получила новый гигантский виток. Идея спутниковой связи была выдвинута еще в 1945 году англичанином Артуром Кларком, а уже 4 октября 1957 года в СССР с помощью ракеты-носителя запустили первый искусственный спутник Земли. С этого момента началась космическая эра развития общества. Спутник стал первым космическим объектом, информация с которого принималась на Земле. Первый спутник был чуть более полуметра в диаметре и весил всего 83 кг. В дальнейшем спутниковая система получила колоссальное развитие и стала использоваться для различных сфер деятельности человека: ретрансляции, телевидения, радионавигации и прочего.

Новейшая история средств передачи данных

Пейджинговая, сотовая связь, оптоволоконные линии связи – все это шаги на пути создания глобальной сети коммуникаций. Создание компьютеров было важным, но промежуточным этапом. Именно микропроцессорные системы совершили революцию в способах передачи информации. Цифровая коммуникация внесла те изменения, благодаря которым информация стала ключевым элементом современного общества. Сеть завоевала мир и стала неотъемлемой частью всех его сфер: политики, образования, искусства, промышленности. Географические рамки оказались размыты, ведь сеть мгновенно соединяет людей на противоположных полюсах планеты за считанные секунды. Это гигантский шаг в развитии средств передачи данных.

Типы приема и передачи информации. Виды и способы передачи информации. Способы и средства передачи информации

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

Коммуникационный процесс

В процессе обмена информацией можно выделить четыре базовых элемента (рис. 1.4):

• 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. 1.4.

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 но 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. 1.5).

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 провотировании 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.

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 мн