Методи передачі інформації які використовуються в АСУ

Системы передачи данных обеспечивают обмен информацией между ЭВМ, входящими в состав технических средств АСУ. Передача данных па машинном языке, не обладающем избыточ­ностью, приводит к поцышгпню тргбокгппи"! и отношении их достоверности. Анализ нок.ш-ииит, что надежность обмена ин­формацией достигается при вероятности искажения символов при приеме, не первышающей . Это значит, что в среднем допускается ошибочный прием не более одного еди­ничного символа на принятых символов. В то же вре­мя используемые каналы связи имеют вероятность искажения символов порядка . В частности, на практике в телеграфии без ошибок принимается не более 300... 400 символов. Следо­вательно, для достижения требуемой достоверности в системах передачи данных необходимо принятие специальных мер, суть которых заключается в использовании в системах передачи дан­ных априорной информации, позволяющей обнаруживать или исправлять ошибки в принимаемых сообщениях. При реализации это приводит к необходимости пнсдения избыточности сообще­ний, то есть к появлению в них, кроме информационной части, дополнительных символов, обеспечивающих контроль правиль­ности сообщений на основе предварительно установленных пра­вил. Естественно, что при этом снижается пропускная способ­ность канала. Поэтому задача состоит в отыскании таких мето­дов повышения достоверности, которые обеспечивали бы задан­ную эффективность работы системы передачи данных.

Классификация используемых методов повышения достовер­ности приведена на рис. 4.3. Остановимся на характеристике методов, реализуемых в однонаправленных (без обратной связи) системах передачи данных.

Наиболее естественным методом обеспечения достоверности передачи данных является многократное повторение кодограмм при передаче. В этом случае принимающее устройство, регист­рируя полученные кодограммы, принимает за истинные те, кото­рые имеют наибольшее число совпадений между собой. Этот метод реализован, например, в системе передачи данных АСПД-У, где отдельные кодограммы повторяются два или четы­ре раза. В принимающем устройстве (телеприемнике) осущест­вляется поразрядное сравнение кодограмм. Если при этом обна­руживается несовпадение разрядов, кодограмма считается оши­бочной и не поступает на дальнейшую обработку.

Многократное повторение реализуется аппаратурно, однако приводит к снижению пропускной способности канала и запазды­ванию при передаче информации, поэтому многократное повто­рение применяется в системах передачи данных, к которым не предъявляется жестких требований по пропускной способности, например, в АСУ низовых звеньев управления, где информацион­ные потоки ограничены по объему.

Близким к этому методу по уровню обеспечиваемой досто­верности является одновременная передача данных по несколь­ким параллельно работающим каналам. В этом случае умень­шается запаздывание информации, повышается техническая надежность связи, но возрастает объем используемого обору­дования.

Недостатком обоих методов является малоэффективное ис­пользование вводимой избыточности. Этот недостаток в меньшей мере присущ системам, использующим коды с обнаружением и исправлением ошибок. В этих системах в состав сообщения включаются специальные проверочные разряды, формируемые по определенным правилам, которые позволяют при приеме уста­новить наличие ошибок в сообщении и даже исправить их, если используется корректирующий код. Рассмотрим один из про­стейших вариантов этого метода — проверку кодов на четность. Для этого передаваемая кодограмма разбивается на кодовые группы и в каждую группу включается дополнительный разряд. В этот разряд при передаче вводится 0 или 1 так, чтобы общее число единиц в группе с учетом этого разряда было четным^ В принимающем устройстве при получении кодограмм прежде всего осуществляется проверка количества единиц в группе. Верными считаются те группы, где это количество четно. Только они поступают на дальнейшую обработку.

Работа системы передачи данных поясняется табл. 4.1. Ва­рианты сообщений 1 и 4, не прошедшие проверку на четность, исключены из обработки в принимающем устройстве. Однако правильным признан и вариант 5, хотя в группе искажены два символа. Следовательно, проверка на четность не позволяет вы­являть парные ошибки, что является недостатком метода.

Побайтовая проверка на четность реализована в ЭВМ Еди­ной Системы. Образцом АСУ войск ПВО СВ, в системе передачи которого осуществляется контроль на четность, является ком­плекс К-1М.

Таблица 4.1. Пример построения кода с проверкой на четность

Вводимая при проверке на четность избыточность сообщения невелика. Она недостаточна для обнаружения парных ошибок и тем более для исправления сообщений при приеме. Поэтому для повышения достоверности передачи данных необходим боль­ший объем априорной информации, который требует включения в состав кодограммы большего числа дополнительных прове­рочных разрядов. Выбор конкретного варианта реализации спо­соба обеспечения достоверности передачи информации опреде­ляется назначением и требованиями, предъявляемыми к системе передачи данных. Необходимость согласования требований по достоверности и эффективности работы системы привела к соз­данию специальных помехоустойчивых кодов, рассмотренных ниже.

Вторым направлением повышения достоверности передачи данных является применение в СПД обратной связи. Это может быть реализовано при наличии канала с двусторонней передачей данных. Различают решающую, информационную и комбиниро­ванную обратную связь (ОС).

В системах с решающей обратной связью передаваемая ин­формация представляется кодом с обнаружением ошибок. При­нимающее устройство по установленным признакам проверяет наличие ошибок в полученном сообщении. Если обнаружено искажение сообщения, по каналу обратной связи посылается сигнал переспроса. По этому сигналу передающее устройство, выполняя «решение» приемного пункта, повторяет сообщение.

Для уменьшения получающегося запаздывания при передаче информации применяются различные способы взаимодействия прямого канала и канала обратной связи. Например, передаю­щее устройство может передавать кодограммы непрерывно, не ожидая сигналов переспроса и повторяя только те, которые на принимающем устройстве были признаны неверными. При этом способе появляется дополнительная задача определения в об­щем потоке тех кодограмм, на которые приходит запрос на повторение.

В системах с информационной обратной связью решение о правильности полученных сообщений принимается передаю­щим устройством. Принимающее устройство запоминает полу­ченную кодограмму и ретранслирует ее по каналу обратной свя­зи на передающее устройство, где переданная и ретранслирован­ная кодограмма сравниваются. Если они совпадают, в канал передается сигнал подтверждения и запомненная в принимаю­щем устройстве кодограмма поступает на обработку. Если же кодограммы не совпали, передающее устройство посылает в ка­нал сигнал сброса и повторяет кодограмму, которая была иска­жена в предыдущем цикле.

Сочетание информационной и решающей обратных связей приводит к созданию систем передачи данных с комбинирован­ной обратной связью. Они позволяют устранить возможные иска­жения кодограммы в канале обратной связи, что может быть при информационной ОС, и искажения сигнала переспроса, воз­можные при решающей ОС. Поэтому эти СПД обладают наи­большей помехоустойчивостью.

В системах с обратной связью так же, как и в однонаправ­ленных системах, могут использоваться параллельно работаю­щие каналы.

Аппаратной реализацией методов повышения достоверности передачи данных являются устройства защиты от ошибок.

Заключення

Автоматизовані системи керування військовий ППО безупинно удосконалюються, зростає складність їхнього математичного забезпечення. У комплекси програм включаються нові компоненти, що відповідають новим функціям.'АСУ і можливостям бортових ЕОМ. Кожна система керування має зграй неповторний набір програм, свою операційну систему і відрізняється від інших АСУ особливостями організації роботи програмних: і технічних засобів.

Розглянуті в лекції, методи автоматизованої обробки інформації дають досить повне представлення про задачі, розв'язуваних ЕОМ. Цього однак, недостатньо для упевненої роботи на якомусь конкретному зразку АСУ. Вивчення теоретичних основ обробки інформації повинна бути доповнена вивченням математичного забезпечення хоча б декількох автоматизованих систем керування

Об'єктивної опеньку можливостей АСУ в чималому ступені сприяє дослідження якості реалізованих у них алгоритмів обробки інформації. Методи дослідження алгоритмів розвиваються в міру появи нових задач обробки даних.

Викладач кафедри №202

ПР.ЗСУ М.М.Кукушкін

2007р