Информационные процессы, каналы и системы.

Объектом передачи в любой системе передачи информации является сообщение, несущее какую-либо информацию. Сообщение о некотором событии содержит тем больше информации, тем больше изменяется вероятность этого события после приема сообщения о нем, по сравнению с вероятностью того же события до того, как было принято соответствующее сообщение. В общем случае мерой количества информации в сообщениях должна служить величина, измеряющая изменение вероятности события под действием сообщения. Под информационными процессами понимают процессы хранения, обработки и передачи информации. Системы, реализующие или поддерживающие информационные процессы, называют информационными системами.

Функциональная схема системы передачи информации представлена на рис. 1

Рис.1 Функциональная схема системы передачи информации

Источником информации является отправитель сообщения, а потребителем – ее получатель. В одних системах передачи информации источником и потребителем информации может быть человек, а в других – различного рода автоматические устройства, ЭВМ и т. д.

Поступающее от источника сообщение U(t) в передатчике обрабатывается определенным образом, формируется сигнал S(t), удобный для передачи по линии связи.

Линией связи называется среда, используемая для передачи сигналов от передатчика к приемнику. При передаче сигнал может искажаться, на него воздействуют помехи W(t). Приемник обрабатывает принятый сигнал X(t), искаженный помехой, и восстанавливает по нему переданное сообщение U(T). Обычно в приемнике выполняются операции, обратные тем, которые были осуществлены в передатчике

Канал связи можно представить как последовательное соединение устройств, технических средств, служащих для передачи сообщения от источника к потребителю.В зависимости от назначения информационной системы каналы делят на телеграфные, фототелеграфные, телефонные, звукового вещания, передачи данных, телевизионные, телеметрические, смешанные и другие. В зависимости от характера физической среды, в которой распространяются сигналы, выделяют: радиоканалы и каналы проводной связи. Канал связи вместе с источником и потребителем и образуют систему передачи и обработки информации. Канал связи можно охарактеризовать тремя параметрами: временем, в течение которого ведется передача, динамическим диапазоном и полосой пропускания канала.

Выделим несколько общих свойств различных каналов:

· Большинство каналов можно считать линейными. В таких каналах выходной сигнал представляет собой суперпозицию входных сигналов

· На выходе сигнала, даже при отсутствии полезного сигнала, всегда имеются помехи

· Сигнал при передаче по каналу претерпевает задержку по времени и затухание по уровню

· В реальных каналах всегда имеют место искажения сигнала, обусловленные несовершенством канала.

Итак, сигнал на выходе

X(t) = µ*S(t-τ) + W(t), (2.1)

гдеS(t) – сигнал на входе канала, W(t) – помеха, µ и τ – величины, характеризующие затухание и время задержки сигнала.

Информационно – измерительные системы (ИИС) широко используются при исследованиях, необходимых на этапе разработки новых видов техники. В процессе исследования и испытания измеряются необходимые параметры. В машиностроении – механические нагрузки на отдельных узлах, температура, амплитуда, частота вибрации. Обычно имеют аналоговый непрерывный вид. Структурная схема ИИС представлена на рис. 2

Датчиком служит тензорезистор. С помощью измерительной аппаратуры все сигналы датчиков приводятся к единому виду и диапазону измерения. В измерительной аппаратуре сигналы нормируются в виде напряжения, измеряющегося в диапазоне 0÷ 6 В, -3÷ 3 В, -5÷ 5 В. В измерительной аппаратуре для удобства осуществляется уплотнение всех сигналов в цифровой форме. Во всякой ИИС для сопряжения необходим интерфейс. В ИИС метрологические характеристики определяются в основном датчиками, погрешность в итоге примерно 1 %. Наряду с ИИС выпускаются ИВС, в состав которых не входят датчики, погрешность преобразования в итоге приблизительно 0.001%.

Рис. 2 Структурная схема ИИС

Информационно – управляющие системы (ИУС) широко используются в промышленности, управляющей сфере, для управления технологическими процессами в производстве нефти. ИУС получили широкое применение в автомобилях для управления режимом работы двигателя в зависимости от скорости, нагрузки, состояния двигателя. Структурная схема ИУС представлена на рис. 3

ИУС включает в себя ИИС и аппаратуру управления режимом воздействия на объект через исполнительные устройства – нагревательные и охлаждающие устройства, гидроцилиндры для механических воздействий на объект.

Рис. 3 Структурная схема ИУС