Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 520089)
Консорциум Контекстум Информационная технология сбора цифрового контента
Уважаемые СТУДЕНТЫ и СОТРУДНИКИ ВУЗов, использующие нашу ЭБС. Рекомендуем использовать новую версию сайта.

Теоретические основы информационных процессов и систем (200,00 руб.)

0   0
Первый авторДушин В. К.
ИздательствоМ.: ИТК "Дашков и К"
Страниц348
ID689203
АннотацияВ учебнике изложены основные разделы теории сигналов и теории информации, необходимые для изучения информационных процессов и систем.
Кому рекомендованоДля студентов вузов и специалистов, занимающихся проектированием информационных систем.
ISBN978-5-394-01748-3
УДК621.391
ББК32.81
Душин, В.К. Теоретические основы информационных процессов и систем [Электронный ресурс] : учебник / В.К. Душин .— М. : ИТК "Дашков и К", 2018 .— 348 с. — ISBN 978-5-394-01748-3 .— Режим доступа: https://rucont.ru/efd/689203

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Теоретические_основы_информационных_процессов_и_систем_Учебник,_5-е_изд..pdf
Â. Ê. Душин ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ Учебник 5е издание Москва Издательскоторговая корпорация «Дашков и К°» 2018
Стр.1
УДК 32.81 ББК 621.391 Д86 В. П. Павлов — кандидат технических наук, профессор; Н. Н. Прокопенко — доктор технических наук, профессор; В. Е. Мешков — кандидат технических наук, профессор. Рецензенты: Душин В. К. Д86 Теоретические основы информационных процессов и систем: Учебник / В. К. Душин. — 5е изд. — М.: Издатель скоторговая корпорация «Дашков и К°», 2018. — 348 с. ISBN 9785394017483 В учебнике изложены основные разделы теории сигналов и тео рии информации, необходимые для изучения информационных про цессов и систем. УДК 32.81 ББК 621.391 Для студентов вузов и специалистов, занимающихся проекти рованием информационных систем. ISBN 9785394017483 © Душин В. К., 2008
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ . . . . . . . . . . 6 1.1. Основные задачи изучения дисциплины . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2. Система передачи и обработки информации . . . . . . . . . . . . 8 1.3. Сообщение и ñèãíàë. Канал связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.4. Кодирование и модуляция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 1.5. Демодуляция и декодирование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.6. Дискретизация и кодирование непрерывных сообщений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.7. Помехи и искажения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.8. Достоверность и скорость передачи информации . . . . . . . 24 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СИГНАЛОВ, СООБЩЕНИЙ И ПОМЕХ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.1. Определение и классификация сигналов . . . . . . . . . . . . . . 28 2.2. Периодические сигналы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 2.3. Спектры некоторых периодических сигналов . . . . . . . . . . . 36 1. Периодическая последовательность прямоугольных импульсов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2. Последовательность пилообразных импульсов . . . . . . . . 40 3. Последовательность треугольных импульсов . . . . . . . . . 41 2.4. Распределение мощности в спектре периодического сигнала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 2.5. Непериодические сигналы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 2.6. Свойства преобразования Фурье . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49 1. Сдвиг сигналов во времени . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 2. Изменение масштаба времени . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 3. Смещение спектра сигнала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 343
Стр.343
4. Дифференцирование и интегрирование сигналов . . . . . 53 5. Сложение сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 6. Произведение двух сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 2.7. Спектры непериодических сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 1. Сигнал в виде единичного скачка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 2. Прямоугольный импульс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57 3. Треугольный импульс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 4. Бесконечно короткий импульс с единичной площадью (äåëüòà-ôóíêöèÿ) . . . . . . . . . . . . 62 2.8. Распределение энергии в спектре непериодического сигнала . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 2.9. Связь между временными и спектральными характеристиками сигнала . . . . . . . . . . . 66 2.10. Случайные сигналы и их аналитическое описание . . . . . 67 1. Одномерный закон распределения мгновенных значений случайной функции и связанные с ним основные характеристики . . . . . . . . 68 2. Многомерный закон распределения мгновенных значений случайной функции и связанные с ним основные характеристики . . . . . . . . 72 3. Гауссовский случайный процесс . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 4. Спектральная плотность мощности случайного процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78 5. Соотношение между спектральной плотностью и ковариационной функцией случайного процесса. Белый шум . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 ГЛАВА 3. МОДУЛЯЦИЯ И ДЕМОДУЛЯЦИЯ НОСИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.1. Классификация методов модуляции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.2. Амплитудная модуляция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 3.3. Угловая модуляция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 3.4. Модуляция импульсных носителей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.5. Узкополосный сигнал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103 3.6. Воздействие сигналов на нелинейные элементы . . . . . . . 108 3.7. Детектирование амплитудно-модулированных сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 344
Стр.344
3.8 Частотные и фазовые детекторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 ГЛАВА 4. ДИСКРЕТИЗАЦИЯ И КВАНТОВАНИЕ НЕПРЕРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 4.1. Основные понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127 4.2. Методы дискретизации сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 1. Регулярность отсчетов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 2. Критерий оценки точности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 3. Базисные функции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 4. Принцип приближения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134 4.3. Равномерная дискретизация. Теорема Котельникова . . . 135 4.4. Адаптивная дискретизация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 4.5. Квантование по уровню . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 ГЛАВА 5. ХАРАКТЕРИСТИКИ И МОДЕЛИ КАНАЛОВ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 5.1. Общие сведения о каналах передачи информации . . . . 149 5.2. Анализ непрерывных каналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 5.3. Анализ дискретных каналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167 ГЛАВА 6. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 6.1. Мера количества информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168 6.2. Энтропия источника дискретных сообщений . . . . . . . . . . 172 1. Энтропия источника независимых сообщений . . . . . . . . 172 2. Энтропия источника зависимых сообщений . . . . . . . . . . 175 6.3. Избыточность источника сообщений . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176 6.4. Статистические свойства источников сообщений . . . . . . 178 6.5. Скорость передачи информации и пропускная способность дискретного канала без помех . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 6.6. Оптимальное статистическое кодирование сообщений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 345
Стр.345
6.7. Скорость передачи информации и пропускная способность дискретных каналов с помехами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187 6.8. Теорема Шеннона для дискретного канала с помехами . 193 6.9. Энтропия непрерывных сообщений . . . . . . . . . . . . . . . . . . 198 6.10. Скорость передачи и пропускная способность непрерывного êàíàëà. Формула Шеннона . . . . . . . . . . . . 201 6.11. Эффективность систем передачи информации . . . . . . . . 207 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 ГЛАВА 7. ПОМЕХОУСТОЙЧИВОЕ КОДИРОВАНИЕ . . . . . . . . . 211 7.1. Классификация корректирующих кодов . . . . . . . . . . . . . . 211 7.2. Принципы помехоустойчивого кодирования . . . . . . . . . . . 213 7.3. Систематические коды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 7.4. Код с четным числом åäèíèö. Инверсный код . . . . . . . . . 221 7.5. Коды Хемминга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224 7.6. Циклические коды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227 7.7. Коды с постоянным весом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230 7.8. Непрерывные коды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231 7.9. Обобщение теории кодирования на недвоичные коды . . 233 7.10. Итеративные и каскадные коды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234 7.11. Адаптивные корректирующие коды . . . . . . . . . . . . . . . . 236 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 ГЛАВА 8. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ПРИЕМА И ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 8.1. Общие сведения о приеме сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 8.2. Методы накопления . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 243 8.3. Когерентный и некогерентный приемы . . . . . . . . . . . . . . . 246 8.4. Корреляционный и автокорреляционный методы приема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 8.5. Прием на согласованный фильтр . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249 8.6. Прием сигналов как статистическая задача . . . . . . . . . . . 254 8.7. Критерий оптимального приема сигналов . . . . . . . . . . . . . 258 8.8. Оптимальный прием дискретных сигналов . . . . . . . . . . . . 262 8.9. Вероятность ошибки при когерентном приеме двоичных сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 346
Стр.346
Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 ГЛАВА 9. ПРИНЦИПЫ МНОГОКАНАЛЬНОЙ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 266 9.1. Элементы теории разделения сигналов . . . . . . . . . . . . . . . 266 9.2. Частотное, временное и фазовое разделение сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 1. Частотное разделение сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271 2. Временной способ разделения каналов . . . . . . . . . . . . . . 275 3. Разделение сигналов по фазе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 9.3. Разделение сигналов по форме. Системы передачи с шумоподобными сигналами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 1. Разделение линейно независимых сигналов . . . . . . . . . 279 2. Системы передачи с шумоподобными сигналами . . . . . 280 9.4. Комбинационное разделение сигналов . . . . . . . . . . . . . . . 286 9.5. Пропускная способность многоканальных систем передачи информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291 ГЛАВА 10. ПРОБЛЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292 10.1. Связь компьютера с периферийными устройствами . . . 293 10.2. Простейший случай взаимодействия двух компьютеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296 10.3. Проблемы физической передачи данных по линиям связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301 10.4. Проблемы объединения нескольких компьютеров . . . . . 304 1. Топология физических связей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304 2. Организация совместного использования линий связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 308 3. Адресация компьютеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311 10.5. Ethernet — пример стандартного построения сетей . . 315 10.6. Структуризация как средство построения больших сетей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319 1. Физическая структуризация сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . 320 2. Логическая структуризация сети . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324 10.7. Программная совместимость различных систем . . . . . . 330 347
Стр.347
10.8. Оценка эффективности вычислительных систем ......................332 10.9. Качество функционирования вычислительной системы ................................................................................336 Контрольные вопросы и задания........................................................................... 340 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.................................................................................................... 341 Главный редактор — А. Е. Илларионова Художник — В. А. Антипов Корректор — Е. Л. Качалова Технический редактор — А. В. Плотников Ответственный за выпуск — Е. Л. Качалова Учебное издание Душин Владимир Константинович Теоретические основы информационных процессов и систем Санитарно-эпидемиологическое заключение № 77.99.60.953.Д.007399.06.09 от 26.06.2009 г. Подписано в печать 18.06.2013. Формат 60× 84 1/16. Печать офсетная. Бумага офсетная № 1. Печ. л. 21,75. Тираж 1000 экз. Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°» 129347, Москва, Ярославское шоссе, д. 142, к. 732. Для писем: 129347, Москва, п/о И-347 Тел./факс: 8(499) 182-01-58, 182-11-79, 183-93-01 E-mail: sales@dashkov.ru — отдел продаж office@dashkov.ru — офис; http://www.dashkov.ru Отпечатано в ГУП Академиздатцентр «Наука» РАН, ОП Производственно-издательский комбинат «ВИНИТИ»-«Наука», 140014, Московская обл., г. Люберцы, Октябрьский пр-т, д. 403. Тел./факс: 554-21-86, 554-25-97, 974-69-76
Стр.348

Облако ключевых слов *


* - вычисляется автоматически