स्रोत से रिसीवर तक सिग्नल ट्रांसमिशन। सेलुलर संचार पर सूचना प्रसारण की योजना। संख्याओं का प्रतिनिधित्व करने के तरीके

सूचना क्या है

1950 के दशक की शुरुआत से, विभिन्न प्रकार की घटनाओं और प्रक्रियाओं की व्याख्या और वर्णन करने के लिए सूचना की अवधारणा (जिसकी अभी तक एक भी परिभाषा नहीं है) का उपयोग करने का प्रयास किया गया है। कुछ पाठ्यपुस्तकें सूचना की निम्नलिखित परिभाषा देती हैं:

जानकारी- यह मानवीय गतिविधियों में संग्रहीत, स्थानांतरित, संसाधित और उपयोग की जाने वाली सूचनाओं का एक समूह है।

ऐसी परिभाषा पूरी तरह से बेकार नहीं है, क्योंकि यह कम से कम अस्पष्ट रूप से कल्पना करने में मदद करता है कि दांव पर क्या है। लेकिन तार्किक रूप से इसका कोई मतलब नहीं है। परिभाषित अवधारणा ( जानकारी) को यहां दूसरी अवधारणा से बदल दिया गया है ( जानकारी का संग्रह), जिसे स्वयं परिभाषित करने की आवश्यकता है।

सूचना की अवधारणा की व्याख्या में सभी अंतरों के साथ, यह निर्विवाद है कि सूचना हमेशा सामग्री और ऊर्जा के रूप में संकेतों के रूप में प्रकट होती है।

सूचना को औपचारिक रूप में प्रस्तुत किया जाता है जो तकनीकी साधनों की सहायता से इसके प्रसंस्करण की अनुमति देता है जानकारी .

सूचना प्रसंस्करण कई समस्याओं को हल करने के केंद्र में है। सूचना के प्रसंस्करण को सुविधाजनक बनाने के लिए, सूचना प्रणाली (आईएस)। IS को स्वचालित कहा जाता है, जिसमें तकनीकी साधनों, विशेष रूप से कंप्यूटरों का उपयोग किया जाता है। अधिकांश मौजूदा आईएस स्वचालित हैं, इसलिए संक्षिप्तता के लिए हम उन्हें सामान्य रूप से आईएस कहेंगे। पर व्यापक अर्थ IS को किसी भी सूचना प्रसंस्करण प्रणाली के रूप में परिभाषित किया गया है। द्वारा उपयोग के क्षेत्र आईएस को विनिर्माण, शिक्षा, स्वास्थ्य सेवा, विज्ञान, सैन्य, सामाजिक सेवाओं, वाणिज्य और अन्य उद्योगों में उपयोग की जाने वाली प्रणालियों में विभाजित किया जा सकता है। द्वारा वस्तुनिष्ठ कार्य IS को सशर्त रूप से निम्नलिखित मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: प्रबंधन, सूचना और संदर्भ, निर्णय समर्थन। ध्यान दें कि कभी-कभी अधिक आईपी ​​​​की अवधारणा की संकीर्ण व्याख्या कुछ लागू समस्या को हल करने के लिए उपयोग किए जाने वाले हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर टूल के सेट के रूप में। एक संगठन में, उदाहरण के लिए, ऐसी सूचना प्रणालियाँ हो सकती हैं जिन्हें निम्नलिखित कार्य सौंपे जाते हैं: कर्मियों और सामग्री और तकनीकी साधनों के लिए लेखांकन, आपूर्तिकर्ताओं और ग्राहकों के साथ बस्तियाँ, लेखांकन, आदि। सूचना प्रणाली (IS) के कामकाज की प्रभावशीलता काफी हद तक निर्भर करती है। इसकी वास्तुकला पर। वर्तमान में, क्लाइंट-सर्वर आर्किटेक्चर आशाजनक है। एक सामान्य संस्करण में, यह एक कॉर्पोरेट डेटाबेस (CBD) और व्यक्तिगत डेटाबेस (PDB) सहित एक कंप्यूटर नेटवर्क और एक वितरित डेटाबेस की उपस्थिति मानता है। CBD सर्वर कंप्यूटर पर स्थित है, PBD उन विभागों के कर्मचारियों के कंप्यूटर पर रखा गया है जो कॉर्पोरेट डेटाबेस के क्लाइंट हैं। सर्वर कंप्यूटर नेटवर्क में एक निश्चित संसाधन को कंप्यूटर (प्रोग्राम) कहा जाता है जो इस संसाधन का प्रबंधन करता है। ग्राहक - कंप्यूटर (प्रोग्राम) इस संसाधन का उपयोग कर। कंप्यूटर नेटवर्क संसाधन के रूप में, उदाहरण के लिए, डेटाबेस, फाइल सिस्टम, प्रिंटिंग सेवाएं, मेल सेवाएं कार्य कर सकती हैं। सर्वर का प्रकार उस संसाधन के प्रकार से निर्धारित होता है जिसे वह प्रबंधित करता है। उदाहरण के लिए, यदि प्रबंधित संसाधन एक डेटाबेस है, तो संबंधित सर्वर को डेटाबेस सर्वर कहा जाता है . क्लाइंट-सर्वर आर्किटेक्चर के अनुसार एक सूचना प्रणाली को व्यवस्थित करने का लाभ व्यक्तिगत जानकारी पर व्यक्तिगत उपयोगकर्ता के काम के साथ सामान्य कॉर्पोरेट जानकारी के लिए केंद्रीकृत भंडारण, रखरखाव और सामूहिक पहुंच का एक सफल संयोजन है। क्लाइंट-सर्वर आर्किटेक्चर विभिन्न कार्यान्वयनों की अनुमति देता है।

सूचना संदेशों के रूप में प्रणाली में प्रवेश करती है। नीचे संदेश संकेतों या प्राथमिक संकेतों के समूह को समझें, जानकारी युक्त.

संदेश स्रोतआम तौर पर एक सेट बनाता है सूचना का स्रोत (एआई) (जांच की गई या देखी गई वस्तु की) और प्राथमिक कनवर्टर (पीपी) (सेंसर, मानव ऑपरेटर, आदि), जो इसमें होने वाली प्रक्रिया के बारे में जानकारी प्राप्त करता है।

चावल। 1. एकल-चैनल सूचना प्रसारण प्रणाली का संरचनात्मक आरेख।

असतत और निरंतर संदेशों के बीच अंतर।

असतत संदेश संदेश स्रोत द्वारा अलग-अलग तत्वों के अनुक्रमिक जारी करने के परिणामस्वरूप बनते हैं - लक्षण .

कई अलग-अलग संकेत कहलाते हैं संदेश के स्रोत की वर्णमाला , और वर्णों की संख्या - वर्णमाला मात्रा .

लगातार संदेश तत्वों में विभाजित नहीं। उन्हें समय के निरंतर कार्यों द्वारा वर्णित किया जाता है, जो मूल्यों (भाषण, टेलीविजन छवि) के निरंतर सेट पर ले जाते हैं।

संचार चैनल पर एक संदेश प्रसारित करने के लिए, इसे एक निश्चित संकेत दिया जाता है। एक संकेत एक भौतिक प्रक्रिया है जो एक संदेश प्रदर्शित करता है (वहन करता है)।

किसी दिए गए संचार चैनल पर संचरण के लिए उपयुक्त संकेत में एक संदेश के परिवर्तन को कहा जाता है शब्द के व्यापक अर्थ में कोडिंग .

प्राप्त सिग्नल से संदेश को पुनः प्राप्त करने की क्रिया कहलाती है डिकोडिंग .

एक नियम के रूप में, वे एक अलग वर्णमाला में मूल वर्णों का प्रतिनिधित्व करने के संचालन का सहारा लेते हैं, जिन्हें वर्णों की एक छोटी संख्या कहा जाता है प्रतीकों . इस ऑपरेशन का जिक्र करते समय, एक ही शब्द का प्रयोग किया जाता है " कोडन ", सोच-विचार किया हुआ संकीर्ण अर्थ में. इस ऑपरेशन को करने वाले डिवाइस को एनकोडर या कहा जाता है एनकोडर . चूंकि वर्णों की वर्णमाला वर्णों की वर्णमाला से कम होती है, इसलिए प्रत्येक वर्ण वर्णों के एक निश्चित क्रम से मेल खाता है, जिसे कहा जाता है कोड संयोजन .

एक कोड संयोजन में वर्णों की संख्या को कहा जाता है महत्व , गैर-शून्य वर्णों की संख्या - वजन .

स्रोत वर्णमाला के वर्णों के साथ वर्णों के मिलान के संचालन के लिए, शब्द " डिकोडिंग"। इस ऑपरेशन का तकनीकी कार्यान्वयन डिकोडिंग डिवाइस या द्वारा किया जाता है विकोडक .

प्रेषण उपकरणसंचार लाइन से गुजरने के लिए उपयुक्त संदेशों या वर्णों को संकेतों में परिवर्तित करता है। इस मामले में, प्रेषित सूचना के अनुसार चयनित सिग्नल के एक या अधिक पैरामीटर बदल दिए जाते हैं। ऐसी प्रक्रिया कहलाती है मॉडुलन . यह किया जाता है न्यूनाधिक . संकेतों का प्रतीकों में उलटा रूपांतरण किया जाता है डिमॉड्युलेटर

नीचे संचार लाइन माध्यम (वायु, धातु, चुंबकीय टेप, आदि) को समझें जो ट्रांसमीटर से रिसीवर तक संकेतों के प्रवाह को सुनिश्चित करता है।

संचार लाइन के आउटपुट पर संकेत क्षीणन, विरूपण और हस्तक्षेप के कारण इसके इनपुट (प्रेषित) पर संकेतों से भिन्न हो सकते हैं।

दखल अंदाजीबाहरी और आंतरिक दोनों तरह की हस्तक्षेप करने वाली गड़बड़ी को संदर्भित करता है, जो प्राप्त संकेतों को प्रेषित संकेतों से विचलित करने का कारण बनता है।

शोर के साथ सिग्नल के मिश्रण से प्राप्त करने वाला उपकरण सिग्नल निकालता है और, डिकोडर के माध्यम से, संदेश का पुनर्निर्माण करता है, जो सामान्य स्थिति में भेजे गए से भिन्न हो सकता है। प्राप्त संदेश और भेजे गए संदेश के बीच पत्राचार के माप को कहा जाता है संचरण निष्ठा .

संचार प्रणाली के आउटपुट से प्राप्त संदेश प्राप्तकर्ता ग्राहक को जाता है, जिसे मूल जानकारी संबोधित की गई थी।

संदेश भेजने के साधनों के समुच्चय को कहा जाता है बातचीत का माध्यम .

संख्याओं का प्रतिनिधित्व करने के तरीके

बायनरी(बाइनरी) संख्याएँ - प्रत्येक अंक का अर्थ है एक बिट (0 या 1) का मान, सबसे महत्वपूर्ण बिट हमेशा बाईं ओर लिखा जाता है, संख्या के बाद "बी" अक्षर रखा जाता है। धारणा में आसानी के लिए, नोटबुक को रिक्त स्थान से अलग किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, 1010 0101b।
हेक्साडेसिमल (हेक्साडेसिमल) संख्याएँ - प्रत्येक टेट्राड को एक वर्ण 0...9, A, B, ..., F द्वारा दर्शाया जाता है। इस तरह के प्रतिनिधित्व को अलग-अलग तरीकों से दर्शाया जा सकता है, यहाँ केवल वर्ण "h" का उपयोग अंतिम के बाद किया जाता है हेक्साडेसिमल अंक। उदाहरण के लिए, A5h. प्रोग्राम पाठों में, प्रोग्रामिंग भाषा के सिंटैक्स के आधार पर समान संख्या को 0xA5 और 0A5h दोनों के रूप में दर्शाया जा सकता है। संख्याओं और प्रतीकात्मक नामों के बीच अंतर करने के लिए एक अक्षर द्वारा दर्शाए गए सबसे महत्वपूर्ण हेक्साडेसिमल अंक के बाईं ओर एक गैर-महत्वपूर्ण शून्य (0) जोड़ा जाता है।
दशमलव (दशमलव) संख्याएँ - प्रत्येक बाइट (शब्द, दोहरा शब्द) को एक साधारण संख्या द्वारा दर्शाया जाता है, और दशमलव प्रतिनिधित्व का चिह्न (अक्षर "d") आमतौर पर छोड़ा जाता है। पिछले उदाहरणों से बाइट का दशमलव मान 165 है। बाइनरी और हेक्साडेसिमल नोटेशन के विपरीत, दशमलव प्रत्येक बिट के मान को मानसिक रूप से निर्धारित करना मुश्किल है, जो कभी-कभी करना पड़ता है।
अष्टभुजाकार (ऑक्टल) संख्याएँ - बिट्स के प्रत्येक ट्रिपल (अलगाव कम से कम महत्वपूर्ण से शुरू होता है) को 0-7 की संख्या के रूप में लिखा जाता है, जिसके अंत में "ओ" चिह्न लगाया जाता है। वही संख्या 245o के रूप में लिखी जाएगी। अष्टक प्रणाली इस मायने में असुविधाजनक है कि बाइट को समान रूप से विभाजित नहीं किया जा सकता है।

एक दशमलव संख्या को बाइनरी सिस्टम में बदलने के लिए, इसे क्रमिक रूप से 2 से विभाजित किया जाना चाहिए जब तक कि शेष 1 से कम या उसके बराबर न हो। बाइनरी सिस्टम में एक संख्या को विभाजन के अंतिम परिणाम और शेष के अनुक्रम के रूप में लिखा जाता है। विभाजन के विपरीत क्रम में।

उदाहरण।संख्या को बाइनरी नंबर सिस्टम में बदलें।

एक दशमलव संख्या को अष्टक प्रणाली में बदलने के लिए, इसे क्रमिक रूप से 8 से विभाजित किया जाना चाहिए जब तक कि शेष 7 से कम या उसके बराबर न हो। अष्टक प्रणाली में एक संख्या को विभाजन के अंतिम परिणाम के अंकों के अनुक्रम के रूप में लिखा जाता है और शेष भाग उल्टे क्रम में।

उदाहरण।

दशमलव संख्या को हेक्साडेसिमल प्रणाली में बदलने के लिए, इसे क्रमिक रूप से 16 से विभाजित किया जाना चाहिए जब तक कि शेष 15 से कम या उसके बराबर न हो। हेक्साडेसिमल प्रणाली में एक संख्या को विभाजन के अंतिम परिणाम के अंकों के अनुक्रम के रूप में लिखा जाता है और शेष भाग उल्टे क्रम में।

उदाहरण।संख्या को हेक्साडेसिमल में बदलें।

7. किसी संख्या को बाइनरी से ऑक्टल में बदलने के लिए, इसे त्रय (अंकों के त्रिगुण) में विभाजित किया जाना चाहिए, यदि आवश्यक हो तो कम से कम महत्वपूर्ण अंक से शुरू करना, वरिष्ठ त्रय को शून्य के साथ पूरक करना, और प्रत्येक त्रय को संबंधित अष्टक अंक के साथ बदलना चाहिए ( टेबल तीन)।

उदाहरण।संख्या को अष्टक संख्या प्रणाली में बदलें।

8. किसी संख्या को बाइनरी सिस्टम से हेक्साडेसिमल में बदलने के लिए, इसे टेट्राड (चार अंक) में विभाजित किया जाना चाहिए, जो कम से कम महत्वपूर्ण अंक से शुरू होता है, यदि आवश्यक हो, तो वरिष्ठ टेट्राड को शून्य के साथ पूरक करना, और प्रत्येक टेट्राड को संबंधित ऑक्टल अंक के साथ बदलना चाहिए। (टेबल तीन)।

उदाहरण।संख्या हेक्साडेसिमल संख्या प्रणाली में कनवर्ट करें।

Kotelnikov की प्रमेय

डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग के क्षेत्र में, Kotelnikov प्रमेय (अंग्रेजी साहित्य में - Nyquist-Shannon theorem, या नमूनाकरण प्रमेय) एनालॉग और असतत संकेतों को जोड़ता है और बताता है कि यदि एनालॉग सिग्नल में परिमित (चौड़ाई में सीमित) स्पेक्ट्रम है, तो इसे विशिष्ट रूप से बहाल किया जा सकता है और ऊपरी आवृत्ति के दोगुने से अधिक या उसके बराबर आवृत्ति के साथ लिए गए इसके नमूनों में नुकसान के बिना:

यह व्याख्या उस आदर्श मामले पर विचार करती है जब संकेत असीम रूप से बहुत पहले शुरू हुआ था और कभी खत्म नहीं होगा, और लौकिक विशेषता में विराम बिंदु भी नहीं हैं। यदि किसी सिग्नल के समय के कार्य में किसी भी प्रकार की असततता है, तो उसकी वर्णक्रमीय शक्ति कहीं भी लुप्त नहीं होती है। "ऊपर से परिमित आवृत्ति से घिरा एक स्पेक्ट्रम" की अवधारणा का यही अर्थ है।

बेशक, वास्तविक संकेतों (उदाहरण के लिए, डिजिटल माध्यम पर ध्वनि) में ऐसे गुण नहीं होते हैं, क्योंकि वे समय में परिमित होते हैं और आमतौर पर लौकिक विशेषता में अंतर होता है। तदनुसार, उनके स्पेक्ट्रम की चौड़ाई अनंत है। इस मामले में, सिग्नल की पूर्ण बहाली असंभव है, और Kotelnikov प्रमेय से, दो परिणाम अनुसरण करते हैं:

1. किसी भी एनालॉग सिग्नल को उसकी असतत रीडिंग से किसी भी सटीकता के साथ बहाल किया जा सकता है, एक आवृत्ति के साथ लिया जाता है, जहां अधिकतम आवृत्ति होती है, जो वास्तविक सिग्नल के स्पेक्ट्रम को सीमित करती है;

2. यदि सिग्नल में अधिकतम आवृत्ति नमूना आवृत्ति के आधे से अधिक हो जाती है, तो विरूपण के बिना असतत से एनालॉग में सिग्नल को पुनर्स्थापित करने का कोई तरीका नहीं है।

मोटे तौर पर, Kotelnikov के प्रमेय में कहा गया है कि एक सतत संकेत को इंटरपोलेशन श्रृंखला के रूप में प्रदर्शित किया जा सकता है:

जहां sinc समारोह है। नमूना अंतराल

बाधाओं को संतुष्ट करता है

इस श्रृंखला के तात्कालिक मूल्य संकेत के असतत नमूने हैं।

यद्यपि पश्चिमी साहित्य में प्रमेय को अक्सर 1928 के काम "टेलीग्राफ ट्रांसमिशन थ्योरी में कुछ विषय" के संदर्भ में निक्विस्ट प्रमेय कहा जाता है, इस काम में हम केवल एक स्पंदित संकेत (पुनरावृत्ति) संचारित करने के लिए संचार लाइन की आवश्यक बैंडविड्थ के बारे में बात कर रहे हैं। दर बैंडविड्थ के दोगुने से कम होनी चाहिए)। इस प्रकार, नमूनाकरण प्रमेय के संदर्भ में, केवल निक्विस्ट आवृत्ति के बारे में बात करना उचित है। लगभग उसी समय, कार्ल कुपमुलर को भी वही परिणाम मिला। इन कार्यों में असतत रीडिंग से मूल सिग्नल के पूर्ण पुनर्निर्माण की संभावना पर चर्चा नहीं की गई है। प्रमेय को 1933 में V. A. Kotelnikov द्वारा अपने काम "दूरसंचार में ईथर और तार की संचरण क्षमता पर" द्वारा प्रस्तावित और सिद्ध किया गया था, जिसमें, विशेष रूप से, प्रमेयों में से एक निम्नानुसार तैयार किया गया था: "किसी भी फ़ंक्शन में आवृत्तियों से मिलकर 0 से , सेकंड में एक के बाद एक संख्याओं का उपयोग करके किसी भी सटीकता के साथ लगातार प्रेषित किया जा सकता है। उनसे स्वतंत्र रूप से, क्लाउड शैनन ने 1949 (16 साल बाद) में इस प्रमेय को सिद्ध किया, इसलिए पश्चिमी साहित्य में इस प्रमेय को अक्सर शैनन का प्रमेय कहा जाता है।

नमूनाचयन आवृत्ति (या नमूना दर) - आवृत्ति जिसके साथ सिग्नल को डिजीटल, संग्रहीत, संसाधित या एनालॉग से डिजिटल में परिवर्तित किया जाता है। Kotelnikov प्रमेय के अनुसार नमूनाकरण आवृत्ति, डिजीटल सिग्नल की अधिकतम आवृत्ति को उसके आधे मान तक सीमित करती है।

नमूना दर जितनी अधिक होगी, डिजिटलीकरण उतना ही बेहतर होगा। Kotelnikov प्रमेय के अनुसार, मूल संकेत को विशिष्ट रूप से पुनर्स्थापित करने के लिए, नमूनाकरण आवृत्ति उच्चतम आवश्यक संकेत आवृत्ति से दो के कारक से अधिक होनी चाहिए।

फिलहाल, मध्य स्तर की ऑडियो तकनीक में, नमूना गहराई 10-12 बिट की सीमा में है। लेकिन कान से 10 और 12 बिट के बीच के अंतर को नोटिस करना संभव नहीं है क्योंकि मानव कान इतने छोटे विचलन को भेद करने में सक्षम नहीं है। अनुपयोगिता का एक अन्य कारण UMZCH और ऑडियो पथ के अन्य घटकों के गैर-रैखिक विरूपण का गुणांक है, जो स्पष्ट रूप से परिमाणीकरण चरण से अधिक है। उच्च रिज़ॉल्यूशन का अक्सर केवल एक मार्केटिंग अर्थ होता है और वास्तव में कान से ध्यान देने योग्य नहीं होता है।

डिजिटाइजेशन(अंग्रेज़ी) डिज़िटाइज़ेशन) - इस सिग्नल / ऑब्जेक्ट के असतत डिजिटल माप (नमूने) के एक सेट के रूप में किसी वस्तु, छवि या ऑडियो-वीडियो सिग्नल (एनालॉग रूप में) का विवरण, एक या किसी अन्य उपकरण का उपयोग करके, अर्थात इसे डिजिटल में परिवर्तित करना इलेक्ट्रॉनिक वाहकों पर रिकॉर्डिंग के लिए उपयुक्त प्रपत्र।

डिजिटलीकरण के लिए, वस्तु का नमूना लिया जाता है (एक या अधिक आयामों में, उदाहरण के लिए, ध्वनि के लिए एक आयाम में, रेखापुंज छवि के लिए दो में) और अंतिम स्तरों के एनालॉग-टू-डिजिटल रूपांतरण।

डिजिटलीकरण के परिणामस्वरूप प्राप्त डेटा सरणी (मूल वस्तु का "डिजिटल प्रतिनिधित्व") का उपयोग कंप्यूटर द्वारा आगे की प्रक्रिया, डिजिटल चैनलों पर प्रसारण और डिजिटल माध्यम में सहेजने के लिए किया जा सकता है। संचरण या भंडारण से पहले, डिजिटल प्रतिनिधित्व को आमतौर पर वॉल्यूम कम करने के लिए फ़िल्टर और एन्कोड किया जाता है।

कभी-कभी "डिजिटलीकरण" शब्द का प्रयोग आलंकारिक अर्थ में किया जाता है, संबंधित शब्द के प्रतिस्थापन के रूप में [ स्पष्ट करना] , सूचना को एनालॉग से डिजिटल में परिवर्तित करते समय। उदाहरण के लिए:

· ध्वनि का डिजिटलीकरण।

· वीडियो डिजिटाइज़ करें।

· छवि का डिजिटलीकरण।

· पुस्तकों का डिजिटलीकरण - स्कैनिंग और (बाद में) पहचान दोनों।

क्षेत्र के कागजी नक्शों का डिजिटलीकरण - मतलब स्कैनिंग और, एक नियम के रूप में, बाद में वैश्वीकरण (रेखापुंज-वेक्टर रूपांतरण, यानी वेक्टर विवरण प्रारूप में स्थानांतरण)।

सैम्पलिंग

समय-आधारित सिग्नल को डिजिटाइज़ करते समय, सैंपलिंग की विशेषता आमतौर पर होती है नमूना दर- माप लेने की आवृत्ति

भौतिक वस्तुओं से एक छवि को स्कैन करते समय, विवेचन की विशेषता प्रति इकाई लंबाई में परिणामी पिक्सेल की संख्या होती है (उदाहरण के लिए, डॉट्स प्रति इंच की संख्या - अंग्रेजी। डॉट प्रति इंच, डीपीआई) प्रत्येक माप के लिए।

डिजिटल फोटोग्राफी में, प्रति फ्रेम पिक्सेल की संख्या के आधार पर नमूना लिया जाता है।

सिग्नल परिमाणीकरण

असतत संकेतों को निरंतर संकेतों से बनाया जाता है। निरंतर सिग्नल को असतत में परिवर्तित करने की प्रक्रिया को सिग्नल क्वांटिज़ेशन कहा जाता है। मूल निरंतर सिग्नल को "क्वांटाइज़्ड सिग्नल" कहा जाता है, क्वांटाइज़ेशन के परिणामस्वरूप प्राप्त सिग्नल को "क्वांटाइज़्ड सिग्नल" कहा जाता है। निरंतर सिग्नल को मापने के विभिन्न तरीके हैं।

टाइम स्लाइसिंग. क्वांटाइज्ड सिग्नल में क्वांटाइज्ड सिग्नल के अलग-अलग मान (असतत) होते हैं, जो निश्चित समय पर निकाले जाते हैं। समय परिमाणीकरण प्रक्रिया चित्र में दिखाई गई है। 21, जहाँ x(t) परिमाणित संकेत है, x(t) परिमाणित संकेत है।

संकेत मान नियमित समय अंतराल T पर निकाले जाते हैं, जहाँ T परिमाणीकरण अवधि (अंतराल) है। नतीजतन, परिमाणित संकेत में परिमाणित संकेत के असतत नमूनों का एक क्रम शामिल होगा, जो समय पर चयनित होता है जो परिमाणीकरण अवधि के गुणक होते हैं। समय परिमाणीकरण के दौरान परिमाणित संकेत को परिमाणित संकेत के समय के जाली कार्य द्वारा वर्णित किया जाता है

जहाँ m एक पूर्णांक समय तर्क है, m=1,2,3…

स्तर परिमाणीकरण. जब परिमाणित संकेत कुछ निश्चित स्तरों तक पहुँच जाता है, तो परिमाणित संकेत को प्राप्त स्तर का मान सौंपा जाता है, और परिमाणित संकेत का यह मान तब तक संग्रहीत किया जाता है जब तक कि परिमाणित संकेतों (चित्र 22) द्वारा अगले स्तर तक नहीं पहुँच जाता है।

अंजीर पर। परिमाणित संकेत के लिए 22 x(t) परिमाणीकरण स्तर एक अंतराल (चरण) a के साथ निर्धारित किए जाते हैं। परिमाणित संकेत x(t) के मान तब बदलते हैं जब परिमाणित संकेत अगले स्तर तक पहुँच जाता है। नतीजतन, परिमाणित संकेत समय का एक चरण कार्य है।

एक विशिष्ट उपकरण जो स्तर परिमाणीकरण करता है, एक इलेक्ट्रोमैग्नेट रिले (चित्र 23) है जिसमें एक इलेक्ट्रोमैग्नेट K और विद्युत संपर्क S होता है जो इलेक्ट्रोमैग्नेट द्वारा स्विच किया जाता है। रिले के लिए इनपुट इलेक्ट्रोमैग्नेट के कॉइल पर वोल्टेज यू है, और आउटपुट है संपर्कों की स्थिति एस। इलेक्ट्रोमैग्नेट, संपर्कों की स्थिति (बंद या खुली) तभी बदलेगी जब वोल्टेज मान रिले के एक्ट्यूएशन लेवल यूएवी से होकर गुजरता है (एक्चुएशन लेवल वह करंट वैल्यू है जिस पर इलेक्ट्रोमैग्नेट सक्रिय होता है और स्विच करता है रिले संपर्क)।

इस प्रकार, एक रिले के लिए, परिमाणित संकेत केवल दो स्तर ले सकता है: S संपर्क खुले हैं, या S संपर्क बंद हैं। संपर्कों की स्थिति को आसानी से एक तार्किक मान के रूप में वर्णित किया जाता है जो संपर्क बंद होने पर "1" और संपर्क खुले होने पर मान "0" लेता है।

रिले के लिए संपर्क S की स्थिति में इनपुट वोल्टेज U के रूपांतरण की विशेषता Fig.23 में दिखाई गई है। यह एक कदम विशेषता है, जिसका स्तर परिवर्तन इनपुट वोल्टेज यू = यू सीएफ पर होता है। इस प्रकार की एक विशेषता को "रिले विशेषता" कहा जाता है। रिले विशेषता गैर-रैखिक विशेषता के मामलों में से एक है।

समय और स्तर परिमाणीकरण. इस स्थिति में, पिछली दोनों विधियाँ संयुक्त हैं, इसलिए परिमाणीकरण विधि को संयुक्त भी कहा जाता है। संयुक्त परिमाणीकरण में, पूर्व निर्धारित समय पर परिमाणित संकेत को परिमाणित संकेत द्वारा पहुँचा निकटतम निश्चित स्तर का मान दिया जाता है। यह मान अगले परिमाणीकरण बिंदु तक बनाए रखा जाता है।

परिमाणित और परिमाणित संकेतों के रेखांकन अंजीर में दिखाए गए हैं। 24. क्वांटाइज्ड सिग्नल एक्स (टी) के ग्राफ पर, डॉट्स क्वांटिज़ेशन के पल में क्वांटाइज्ड सिग्नल के मूल्यों के निकटतम हासिल किए गए स्तरों के मूल्यों को दिखाते हैं। परिमाणित संकेत में परिवर्तन परिमाणीकरण समय पर होता है जो समय में परिमाणीकरण अवधि टी के गुणक होते हैं। इस प्रकार, परिमाणित संकेत को परिमाणीकरण अवधि और निकटतम निश्चित स्तर के मान की विशेषता होगी।

एक उपकरण का एक विशिष्ट उदाहरण जिसमें संयुक्त परिमाणीकरण होता है, एक एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर (एडीसी) और एक डिजिटल डिवाइस है जो एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर का उपयोग करके बनाया गया है। ऐसे उपकरणों की आउटपुट जानकारी को एक डिजिटल कोड (टाइम क्वांटिज़ेशन) में इनपुट सिग्नल के रूपांतरण की अवधि द्वारा निर्धारित अवधि के साथ अद्यतन किया जाता है, और आउटपुट जानकारी क्वांटिज़ेशन रिज़ॉल्यूशन या कोड बिट द्वारा निर्धारित परिमित सटीकता के साथ प्रस्तुत की जाती है। मात्राबद्ध संकेत का प्रतिनिधित्व करने के लिए लंबाई।

नमूनाचयन आवृत्ति(या नमूना दर, अंग्रेज़ी नमूना दर) नमूना लेने के दौरान निरंतर समय में सिग्नल के नमूने लेने की आवृत्ति है (विशेष रूप से, एनालॉग-टू-डिजिटल कनवर्टर द्वारा)। हर्ट्ज़ में मापा जाता है।

शब्द का उपयोग रिवर्स, डिजिटल-टू-एनालॉग रूपांतरण में भी किया जाता है, खासकर अगर प्रत्यक्ष और उलटा रूपांतरण की नमूना दर अलग-अलग चुनी जाती है (यह तकनीक, जिसे "टाइम स्केलिंग" भी कहा जाता है, उदाहरण के लिए, विश्लेषण में पाया जाता है। समुद्री जानवरों द्वारा उत्सर्जित अति-निम्न-आवृत्ति ध्वनियाँ)।

नमूना आवृत्ति जितनी अधिक होगी, सिग्नल के व्यापक स्पेक्ट्रम को असतत सिग्नल में प्रदर्शित किया जा सकता है। Kotelnikov प्रमेय के अनुसार, मूल संकेत को अद्वितीय रूप से पुनर्स्थापित करने के लिए, नमूनाकरण आवृत्ति सिग्नल स्पेक्ट्रम में उच्चतम आवृत्ति के दोगुने से अधिक होनी चाहिए।

उपयोग की जाने वाली कुछ ऑडियो सैंपलिंग दरें हैं:

· 8000 हर्ट्ज - फोन, बोलने के लिए पर्याप्त, नेल्लीमोसर कोडेक;

12,000 हर्ट्ज (अभ्यास में दुर्लभ);

· 22 050 हर्ट्ज - रेडियो;

· 44 100 हर्ट्ज - ऑडियो सीडी में प्रयुक्त;

· 48 000 हर्ट्ज - डीवीडी, डीएटी;

· 96 000 हर्ट्ज - डीवीडी-ऑडियो (एमएलपी 5.1);

· 192 000 हर्ट्ज - डीवीडी-ऑडियो (एमएलपी 2.0);

· 2,822,400 हर्ट्ज - एसएसीडी, एक एकल-बिट डेल्टा-सिग्मा मॉड्यूलेशन प्रक्रिया जिसे डीएसडी - डायरेक्ट स्ट्रीम डिजिटल के रूप में जाना जाता है, जिसे सोनी और फिलिप्स द्वारा संयुक्त रूप से विकसित किया गया है;

· 5,644,800 Hz - डबल नमूना दर DSD, 1-बिट डायरेक्ट स्ट्रीम डिजिटल SACD के दो बार नमूना दर के साथ। कुछ पेशेवर डीएसडी रिकॉर्डर में उपयोग किया जाता है।

सबूत

आइए कुछ लेते हैं। के लिए सूत्र इस तरह दिखता है:

एईपी दिखाता है कि काफी बड़े के लिए एन, विशिष्ट मामले में स्रोत से उत्पन्न अनुक्रम अविश्वसनीय है - , अभिसरण। काफी बड़े मामले में: एन, (एईपी देखें)

विशिष्ट सेटों की परिभाषा का अर्थ है कि वे अनुक्रम जो एक विशिष्ट सेट में होते हैं, संतुष्ट होते हैं:

ध्यान दें कि:

संभावना है कि अनुक्रम से प्राप्त किया गया था

इससे अधिक

· चूंकि कुल जनसंख्या संभावना सबसे बड़ी है।

· . प्रमाण के लिए, विशिष्ट मामले में प्रत्येक शब्द के लिए ऊपरी संभाव्यता सीमा का उपयोग करें, और सामान्य मामले के लिए निचली सीमा।

बिट्स से शुरू करना किसी स्ट्रिंग को अलग करने के लिए पर्याप्त है

एन्क्रिप्शन एल्गोरिथ्म: एनकोडर जाँचता है कि क्या आने वाला अनुक्रम गलत है, यदि हाँ, तो अनुक्रम में आने वाली आवृत्ति का सूचकांक लौटाता है, यदि नहीं, तो एक यादृच्छिक रिटर्न देता है डिजिटल नंबर। अंकीय मूल्य। यदि अनुक्रम में इनपुट संभाव्यता गलत है (के बारे में आवृत्ति के साथ), तो एन्कोडर त्रुटि उत्पन्न नहीं करता है। यानी त्रुटि की संभावना से अधिक है

उत्क्रमणीयता प्रमाणप्रतिवर्तीता का प्रमाण इस तथ्य पर आधारित है कि यह दिखाने के लिए आवश्यक है कि आकार के किसी भी अनुक्रम के लिए (घातांक के अर्थ में) से कम आकार के अनुक्रम की आवृत्ति 1 से बंधी होगी।

वर्ण कोड के लिए एन्क्रिप्शन स्रोत प्रमेय का प्रमाण[संपादित करें | स्रोत संपादित करें]

प्रत्येक संभव () के लिए शब्द की लंबाई दें। आइए निर्धारित करें कि कहां है सेइस प्रकार चुना जाता है कि:

जहां दूसरी पंक्ति गिब्स असमानता है और पांचवीं पंक्ति क्राफ्ट असमानता है .

दूसरी असमानता के लिए हम निर्धारित कर सकते हैं

इस प्रकार न्यूनतम S संतुष्ट करता है

विषय: शैनन के परिणाम और कोडिंग की समस्याएं।

आधार - सामग्री संकोचन।

एन्कोडेड संदेश संचार चैनलों पर प्रसारित होते हैं, स्मृति उपकरणों में संग्रहीत होते हैं, और प्रोसेसर द्वारा संसाधित होते हैं। ACS में परिचालित डेटा की मात्रा बड़ी है, और इसलिए, कई मामलों में, ऐसे डेटा एन्कोडिंग प्रदान करना महत्वपूर्ण है, जो परिणामी संदेशों की न्यूनतम लंबाई की विशेषता है। यह डेटा कम्प्रेशन की समस्या है। इसका समाधान सूचना हस्तांतरण की गति में वृद्धि और भंडारण उपकरणों की आवश्यक स्मृति में कमी प्रदान करता है। अंततः, इससे डेटा प्रोसेसिंग सिस्टम की दक्षता में वृद्धि होती है।

डेटा को संपीड़ित करने के लिए दो दृष्टिकोण (या दो चरण) हैं:

डेटा की विशिष्ट संरचना और सिमेंटिक सामग्री के विश्लेषण के आधार पर संपीड़न;

एन्कोडेड संदेशों के सांख्यिकीय गुणों के विश्लेषण के आधार पर संपीड़न। पहले के विपरीत, दूसरा दृष्टिकोण सार्वभौमिक है और इसका उपयोग उन सभी स्थितियों में किया जा सकता है जहां यह मानने का कारण है कि संदेश संभाव्य कानूनों का पालन करते हैं। निम्नलिखित में, हम इन दोनों दृष्टिकोणों पर विचार करेंगे।

4.1। डेटा की शब्दार्थ सामग्री के आधार पर संपीड़न

ये विधियाँ अनुमानी, अद्वितीय हैं, लेकिन मुख्य विचार को इस प्रकार समझाया जा सकता है। बता दें कि सेट में तत्व हैं। फिर, सेट के तत्वों को एक समान कोड के साथ एन्कोड करने के लिए, बाइनरी वर्णों की आवश्यकता होती है। इस स्थिति में, सभी बाइनरी कोड संयोजनों का उपयोग किया जाएगा। यदि सभी संयोजनों का उपयोग नहीं किया जाता है, तो कोड बेमानी हो जाएगा। इस प्रकार, अतिरेक को कम करने के लिए, डेटा तत्वों के संभावित मूल्यों के सेट को चित्रित करने और तदनुसार कोडिंग करने का प्रयास करना चाहिए। वास्तविक परिस्थितियों में, यह हमेशा आसान नहीं होता है, कुछ प्रकार के डेटा में संभावित मूल्यों के सेट की बहुत बड़ी शक्ति होती है। आइए देखें कि वे इसे विशिष्ट मामलों में कैसे करते हैं।

प्राकृतिक संकेतन से अधिक कॉम्पैक्ट वाले में संक्रमण।मानव-पठनीय रूप में कई विशिष्ट डेटा मान एन्कोड किए गए हैं। हालाँकि, उनमें आमतौर पर आवश्यकता से अधिक वर्ण होते हैं। उदाहरण के लिए, दिनांक "26 जनवरी, 1982" के रूप में लिखा गया है। या सबसे छोटे रूप में: "01/26/82"। हालाँकि, कई कोड संयोजन, जैसे "33.18.53" या "95.00.11", का कभी भी उपयोग नहीं किया जाता है। इस तरह के डेटा को संपीड़ित करने के लिए, एक दिन को पांच अंकों के साथ, एक महीने को चार और एक वर्ष को सात अंकों के साथ एन्कोड किया जा सकता है, अर्थात। पूरी तारीख दो बाइट से अधिक नहीं लेगी। किसी तिथि को दर्ज करने का एक अन्य तरीका, जिसे मध्य युग के रूप में प्रस्तावित किया गया है, एक निश्चित संदर्भ बिंदु से अब तक बीत चुके दिनों की कुल संख्या को रिकॉर्ड करना है। इस मामले में, वे अक्सर इस प्रतिनिधित्व के अंतिम चार अंकों तक ही सीमित होते हैं। उदाहरण के लिए, 24 मई, 1967 को 0000 के रूप में लिखा जाता है और उस तारीख से दिनों की गिनती के लिए स्पष्ट रूप से पैक किए गए दशमलव प्रारूप में दो बाइट्स की आवश्यकता होती है।

सूचना की कोडिंग।

सार वर्णमाला

सूचना संदेशों के रूप में प्रेषित की जाती है। इस शब्द में सामान्य सीमित अर्थ (जैसे "रूसी अक्षर" या "लैटिन अक्षर") डाले बिना वर्णों के कुछ परिमित सेट का उपयोग करके असतत जानकारी लिखी जाती है, जिसे हम अक्षर कहेंगे। इस विस्तारित अर्थ में एक पत्र कोई भी संकेत है जो संचार के लिए कुछ समझौते द्वारा स्थापित किया गया है। उदाहरण के लिए, रूसी में संदेशों के सामान्य प्रसारण में, ऐसे वर्ण रूसी अक्षर होंगे - अपरकेस और लोअरकेस, विराम चिह्न, स्थान; यदि पाठ में संख्याएँ हैं, तो संख्याएँ हैं। सामान्य तौर पर, एक अक्षर विशिष्ट वर्णों के कुछ परिमित सेट (संग्रह) का एक तत्व होता है। वर्णों का वह समूह जिसमें उनके क्रम को परिभाषित किया गया है, को वर्णमाला कहा जाएगा (रूसी वर्णमाला में वर्णों का क्रम आमतौर पर जाना जाता है: ए, बी, ..., जेड)।

अक्षरों के कुछ उदाहरणों पर विचार करें।

1, अपरकेस रूसी अक्षरों का वर्णमाला:

ए बी सी डी ई एफ जी आई जे के एल एम एन ओ पी आर एस टी यू वी डब्ल्यू वाई जेड

2. मोर्स वर्णमाला:

3. आईबीएम पीसी के लिए कीबोर्ड प्रतीकों का वर्णमाला (Russified कीबोर्ड):

4. एक नियमित छह-पक्षीय पासा के संकेतों की वर्णमाला:

5. अरबी अंक वर्णमाला:

6. हेक्स अंक वर्णमाला:

0123456789एबीसीडीईएफ

यह उदाहरण, विशेष रूप से, दिखाता है कि एक वर्ण के वर्ण अन्य वर्णों के वर्णों से बन सकते हैं।

7. बाइनरी अंकों की वर्णमाला:

वर्णमाला 7 तथाकथित "बाइनरी" अक्षर का एक उदाहरण है, अर्थात। अक्षर दो वर्णों से मिलकर बनता है। अन्य उदाहरण बाइनरी अक्षर 8 और 9 हैं:

8. बाइनरी वर्णमाला "डॉट," डैश ":। _

9. बाइनरी वर्णमाला "प्लस", "माइनस": + -

10. बड़े लैटिन अक्षरों की वर्णमाला:

ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ

11. रोमन अंक प्रणाली की वर्णमाला:

आई वी एक्स एल सी डी एम

12. एल्गोरिदम की छवि के फ्लोचार्ट की भाषा का वर्णमाला:

13. प्रोग्रामिंग भाषा पास्कल की वर्णमाला (अध्याय 3 देखें)।
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एन्कोडिंग और डिकोडिंग

एक संचार चैनल में, एक वर्णमाला के वर्णों (अक्षरों) से बना एक संदेश दूसरे वर्णमाला के वर्णों (अक्षरों) के संदेश में परिवर्तित किया जा सकता है। इस तरह के परिवर्तन में अक्षरों के अक्षरों के एक-से-एक पत्राचार का वर्णन करने वाले नियम को एक कोड कहा जाता है। किसी संदेश को परिवर्तित करने की प्रक्रिया को रिकोडिंग कहा जाता है। इस तरह के संदेश परिवर्तन को उस समय किया जा सकता है जब संदेश स्रोत से संचार चैनल (कोडिंग) में आता है और जिस समय प्राप्तकर्ता (डिकोडिंग) द्वारा संदेश प्राप्त होता है। एन्कोडिंग और डिकोडिंग प्रदान करने वाले उपकरणों को क्रमशः एनकोडर और डिकोडर कहा जाएगा। अंजीर पर। 1.5 रीकोडिंग के मामले में एक संदेश को प्रसारित करने की प्रक्रिया के साथ-साथ हस्तक्षेप के प्रभावों को दर्शाता हुआ एक आरेख दिखाता है (अगला पैराग्राफ देखें)।

चावल। 1.5। स्रोत से प्राप्तकर्ता को संदेश भेजने की प्रक्रिया

आइए कोड के कुछ उदाहरण देखें।

1. रूसी संस्करण में मोर्स कोड (वर्णमाला, रूसी पूंजी अक्षरों के वर्णमाला और अरबी अंकों के वर्णमाला से बना है, मोर्स वर्णमाला से मेल खाती है):

2. ट्राइसीम कोड (लैटिन वर्णमाला के वर्णों को तीन वर्णों के संयोजन दिए गए हैं: 1,2,3):

ट्राइसीम कोड एक तथाकथित यूनिफ़ॉर्म कोड का एक उदाहरण है (एक जिसमें सभी कोड संयोजनों में वर्णों की समान संख्या होती है - इस मामले में तीन)। गैर-समान कोड का एक उदाहरण मोर्स कोड है।

3. विभिन्न संख्या प्रणालियों के संकेतों द्वारा संख्याओं का कोडिंग, §3 देखें।

शैनन की प्रमेय की अवधारणा

पहले यह नोट किया गया था कि संचार चैनलों पर संदेश प्रसारित करते समय हस्तक्षेप हो सकता है जिससे प्राप्त वर्णों का विरूपण हो सकता है। इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि आप किसी ऐसे व्यक्ति को भाषण संदेश प्रसारित करने का प्रयास करते हैं, जो हवा के मौसम में आपसे काफी दूरी पर है, तो हवा जैसे हस्तक्षेप से यह बहुत विकृत हो सकता है। सामान्य तौर पर, हस्तक्षेप की उपस्थिति में संदेशों का प्रसारण एक गंभीर सैद्धांतिक और व्यावहारिक समस्या है। कंप्यूटर दूरसंचार के व्यापक परिचय के संबंध में इसका महत्व बढ़ रहा है, जिसमें हस्तक्षेप अनिवार्य है। हस्तक्षेप द्वारा विकृत कोडित जानकारी के साथ काम करते समय, निम्नलिखित मुख्य समस्याओं को अलग किया जा सकता है: इस तथ्य को स्थापित करना कि सूचना विकृत हो गई है; यह पता लगाना कि यह संचरित पाठ के किस विशेष स्थान पर हुआ; बग फिक्स, कम से कम कुछ हद तक निश्चितता के साथ।

योजनाबद्ध रूप से, सूचना हस्तांतरण की प्रक्रिया को चित्र में दिखाया गया है। यह माना जाता है कि एक स्रोत और सूचना का प्राप्तकर्ता है। स्रोत से प्राप्तकर्ता को संदेश एक संचार चैनल (सूचना चैनल) के माध्यम से प्रेषित किया जाता है।

चावल। 3. - सूचना हस्तांतरण प्रक्रिया

इस तरह की प्रक्रिया में, सूचनाओं को संकेतों, प्रतीकों, संकेतों के एक निश्चित क्रम के रूप में प्रस्तुत और प्रसारित किया जाता है। उदाहरण के लिए, लोगों के बीच सीधी बातचीत के दौरान, ध्वनि संकेत प्रसारित होते हैं - भाषण, पाठ पढ़ते समय, एक व्यक्ति अक्षरों - ग्राफिक प्रतीकों को मानता है। प्रेषित अनुक्रम को संदेश कहा जाता है। स्रोत से रिसीवर तक, संदेश किसी भौतिक माध्यम (ध्वनि - वातावरण में ध्वनिक तरंगें, छवि - प्रकाश विद्युत चुम्बकीय तरंगें) के माध्यम से प्रेषित होता है। यदि संचारण के तकनीकी साधनों का उपयोग संचारण प्रक्रिया में किया जाता है, तो उन्हें कहा जाता है सूचना चैनल(सूचना चैनल)। इनमें टेलीफोन, रेडियो, टेलीविजन शामिल हैं।

हम कह सकते हैं कि मानव इंद्रियां जैविक सूचना चैनलों की भूमिका निभाती हैं। उनकी मदद से, किसी व्यक्ति पर सूचना प्रभाव को स्मृति में लाया जाता है।

क्लाउड शैनन, तकनीकी संचार चैनलों के माध्यम से सूचना प्रसारित करने की प्रक्रिया का एक चित्र प्रस्तावित किया गया था, जिसे चित्र में दिखाया गया है।

चावल। 4. - शैनन सूचना हस्तांतरण प्रक्रिया

फोन पर बात करने की प्रक्रिया में ऐसी योजना के संचालन की व्याख्या की जा सकती है। सूचना का स्रोत बोलने वाला व्यक्ति है। एक एनकोडर एक हैंडसेट माइक्रोफोन है जो ध्वनि तरंगों (भाषण) को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है। संचार चैनल टेलीफोन नेटवर्क है (तार, टेलीफोन नोड्स के स्विच जिसके माध्यम से सिग्नल गुजरता है)। डिकोडिंग डिवाइस सुनने वाले व्यक्ति का हैंडसेट (हेडफोन) है - सूचना का रिसीवर। यहां आने वाले विद्युत संकेत ध्वनि में परिवर्तित हो जाते हैं।

संचार जिसमें संचरण एक सतत विद्युत संकेत के रूप में होता है, अनुरूप संचार कहलाता है।

नीचे कोडनकिसी स्रोत से आने वाली जानकारी का किसी संचार चैनल पर इसके प्रसारण के लिए उपयुक्त रूप में परिवर्तन को समझा जाता है।

वर्तमान में, डिजिटल संचार का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जब प्रेषित सूचना को बाइनरी फॉर्म (0 और 1 बाइनरी अंक होते हैं) में एन्कोड किया जाता है, और फिर पाठ, छवि, ध्वनि में डिकोड किया जाता है। डिजिटल संचार असतत है।

शब्द "शोर" विभिन्न प्रकार के हस्तक्षेप को संदर्भित करता है जो प्रेषित सिग्नल को विकृत करता है और सूचना की हानि का कारण बनता है। इस तरह के हस्तक्षेप, सबसे पहले, तकनीकी कारणों से उत्पन्न होते हैं: संचार लाइनों की खराब गुणवत्ता, एक ही चैनल पर प्रसारित सूचना के विभिन्न प्रवाहों की एक-दूसरे से असुरक्षा। ऐसे मामलों में ध्वनि संरक्षण की आवश्यकता होती है।

सबसे पहले, संचार चैनलों को शोर के प्रभाव से बचाने के लिए तकनीकी तरीकों का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, नंगे तार के बजाय स्क्रीन केबल का उपयोग करना; विभिन्न प्रकार के फिल्टर का उपयोग जो उपयोगी संकेत को शोर आदि से अलग करता है।

क्लाउड शैनन ने एक विशेष कोडिंग सिद्धांत विकसित किया जो शोर से निपटने के तरीके प्रदान करता है। इस सिद्धांत के महत्वपूर्ण विचारों में से एक यह है कि संचार लाइन पर प्रेषित कोड बेमानी होना चाहिए। इससे ट्रांसमिशन के दौरान सूचना के कुछ हिस्से के नुकसान की भरपाई की जा सकती है।

हालाँकि, अतिरेक को बहुत बड़ा नहीं बनाया जाना चाहिए। इससे देरी होगी और उच्च संचार लागत आएगी। के। शैनन का कोडिंग सिद्धांत आपको ऐसा कोड प्राप्त करने की अनुमति देता है जो इष्टतम होगा। इस मामले में, प्रेषित सूचना का अतिरेक न्यूनतम संभव होगा, और प्राप्त सूचना की विश्वसनीयता अधिकतम होगी।

आधुनिक डिजिटल संचार प्रणालियों में, संचारण के दौरान सूचना के नुकसान से निपटने के लिए अक्सर निम्न तकनीक का उपयोग किया जाता है। पूरे संदेश को भागों - ब्लॉकों में बांटा गया है। प्रत्येक ब्लॉक के लिए, एक चेकसम (द्विआधारी अंकों का योग) की गणना की जाती है, जो इस ब्लॉक के साथ प्रेषित होता है। रिसेप्शन के स्थान पर, प्राप्त ब्लॉक के चेकसम की पुनर्गणना की जाती है, और यदि यह मूल से मेल नहीं खाता है, तो इस ब्लॉक का प्रसारण दोहराया जाता है। यह प्रारंभिक और अंतिम चेकसम के मिलान तक जारी रहेगा।

सूचना अंतरण दरसमय की प्रति इकाई प्रेषित संदेश की सूचना मात्रा है। सूचना प्रवाह दर इकाइयाँ: बिट/एस, बाइट/एस, आदि।

तकनीकी सूचना संचार लाइन (टेलीफोन लाइन, रेडियो संचार, फाइबर ऑप्टिक केबल) की एक डेटा दर सीमा कहलाती है सूचना चैनल की बैंडविड्थ. दर सीमाएं भौतिक प्रकृति की हैं।

इंटरनेट संसाधनों का उपयोग करते हुए प्रश्नों के उत्तर खोजें:

अभ्यास 1

1. सूचना हस्तांतरण प्रक्रिया क्या है?

सूचना का स्थानांतरण- भौतिक प्रक्रिया जिसके द्वारा सूचना स्थानांतरित की जाती है अंतरिक्ष में। उन्होंने डिस्क पर जानकारी दर्ज की और इसे दूसरे कमरे में स्थानांतरित कर दिया।इस प्रक्रिया को निम्नलिखित घटकों की उपस्थिति की विशेषता है:

वितरण माध्यम के प्रकार के अनुसार, संचार चैनलों को इसमें विभाजित किया गया है:

दूरसंचार(ग्रीक टेली - दूर, और लैट। संचार - संचार) विभिन्न विद्युत चुम्बकीय प्रणालियों (केबल और फाइबर ऑप्टिक चैनल, रेडियो चैनल और अन्य वायर्ड) के माध्यम से दूरी पर किसी भी सूचना (ध्वनि, छवि, डेटा, पाठ) का प्रसारण और स्वागत है। और वायरलेस चैनल कनेक्शन)।

दूरसंचार नेटवर्क- तकनीकी साधनों की एक प्रणाली जिसके माध्यम से दूरसंचार किया जाता है।

दूरसंचार नेटवर्क में शामिल हैं:
1. कंप्यूटर नेटवर्क (डेटा ट्रांसमिशन के लिए)
2. टेलीफोन नेटवर्क (आवाज सूचना का प्रसारण)
3. रेडियो नेटवर्क (आवाज सूचना का प्रसारण - प्रसारण सेवाएं)
4. टेलीविजन नेटवर्क (आवाज और छवि प्रसारण - प्रसारण सेवाएं)

कंप्यूटर दूरसंचार - दूरसंचार, जिसके टर्मिनल उपकरण कंप्यूटर हैं।

कंप्यूटर से कंप्यूटर पर सूचना के हस्तांतरण को सिंक्रोनस संचार कहा जाता है, और एक मध्यवर्ती कंप्यूटर के माध्यम से जो आपको संदेशों को संचित करने और उपयोगकर्ता द्वारा अनुरोध किए जाने पर व्यक्तिगत कंप्यूटरों में स्थानांतरित करने की अनुमति देता है - अतुल्यकालिक।

कंप्यूटर दूरसंचार शिक्षा में जड़ें जमाने लगा है। उच्च शिक्षा में, उनका उपयोग वैज्ञानिक अनुसंधान के समन्वय, परियोजना प्रतिभागियों के बीच सूचनाओं के त्वरित आदान-प्रदान, दूरस्थ शिक्षा और परामर्श के लिए किया जाता है। स्कूली शिक्षा की प्रणाली में - विभिन्न प्रकार के रचनात्मक कार्यों से संबंधित छात्रों की स्वतंत्र गतिविधियों की प्रभावशीलता बढ़ाने के लिए, शैक्षिक गतिविधियों सहित, अनुसंधान विधियों के व्यापक उपयोग, डेटाबेस तक मुफ्त पहुंच और दोनों भागीदारों के साथ सूचना के आदान-प्रदान पर आधारित घरेलू और विदेश में।

सूचना हस्तांतरण की गति काफी हद तक इसके निर्माण (स्रोत प्रदर्शन), एन्कोडिंग और डिकोडिंग विधियों की गति पर निर्भर करती है। किसी दिए गए चैनल में उच्चतम संभव सूचना अंतरण दर को उसका बैंडविड्थ कहा जाता है। चैनल क्षमता, परिभाषा के अनुसार, किसी दिए गए चैनल के लिए "सर्वश्रेष्ठ" (इष्टतम) स्रोत, एनकोडर और डिकोडर का उपयोग करते समय सूचना हस्तांतरण दर है, इसलिए यह केवल चैनल की विशेषता है।

आज जानकारी इतनी तेजी से फैल रही है कि इसे समझने के लिए हमेशा पर्याप्त समय नहीं मिल पाता है। अधिकांश लोग शायद ही कभी सोचते हैं कि यह कैसे और किस माध्यम से प्रसारित होता है, और इससे भी अधिक सूचना प्रसारित करने की योजना की कल्पना नहीं करते हैं।

मूल अवधारणा

सूचना के हस्तांतरण को अंतरिक्ष में डेटा (संकेत और प्रतीक) को स्थानांतरित करने की भौतिक प्रक्रिया माना जाता है। डेटा ट्रांसमिशन के दृष्टिकोण से, यह तथाकथित स्रोत से रिसीवर तक एक सूचना चैनल, या डेटा ट्रांसमिशन चैनल के माध्यम से एक निर्धारित समय के लिए सूचना इकाइयों की आवाजाही के लिए एक पूर्व नियोजित, तकनीकी रूप से सुसज्जित घटना है।

डेटा ट्रांसमिशन चैनल - साधनों का एक सेट या डेटा वितरण माध्यम। दूसरे शब्दों में, यह सूचना हस्तांतरण योजना का वह हिस्सा है जो स्रोत से प्राप्तकर्ता तक और कुछ शर्तों के तहत सूचना की आवाजाही सुनिश्चित करता है।

डेटा ट्रांसमिशन चैनलों के कई वर्गीकरण हैं। यदि हम मुख्य को उजागर करते हैं, तो हम निम्नलिखित को सूचीबद्ध कर सकते हैं: रेडियो चैनल, ऑप्टिकल, ध्वनिक या वायरलेस, वायर्ड।

सूचना हस्तांतरण के तकनीकी चैनल

सीधे डेटा ट्रांसमिशन के तकनीकी चैनलों में रेडियो चैनल, फाइबर ऑप्टिक चैनल और केबल हैं। केबल समाक्षीय या मुड़ जोड़ी हो सकती है। पहले वाले तांबे के तार के साथ एक विद्युत केबल होते हैं, और दूसरे तांबे के तारों के मुड़ जोड़े होते हैं, जोड़े में पृथक होते हैं, जो एक ढांकता हुआ म्यान में स्थित होते हैं। ये केबल काफी लचीले और उपयोग में आसान हैं। एक ऑप्टिकल फाइबर में फाइबर ऑप्टिक स्ट्रैंड होते हैं जो प्रतिबिंब के माध्यम से प्रकाश संकेतों को प्रसारित करते हैं।

मुख्य विशेषताएं थ्रूपुट और शोर प्रतिरक्षा हैं। बैंडविड्थ को आमतौर पर उस सूचना की मात्रा के रूप में समझा जाता है जिसे एक निश्चित समय में चैनल पर प्रसारित किया जा सकता है। और शोर प्रतिरक्षा बाहरी हस्तक्षेप (शोर) के प्रभाव के लिए चैनल स्थिरता का पैरामीटर है।

डेटा ट्रांसफर को समझना

यदि आप कार्यक्षेत्र निर्दिष्ट नहीं करते हैं, तो सामान्य सूचना हस्तांतरण योजना सरल दिखती है, इसमें तीन घटक शामिल हैं: "स्रोत", "रिसीवर" और "ट्रांसमिशन चैनल"।

शैनन की योजना

क्लॉड शैनन, एक अमेरिकी गणितज्ञ और इंजीनियर, सूचना सिद्धांत के मूल में खड़े थे। उन्होंने तकनीकी संचार चैनलों के माध्यम से सूचना प्रसारित करने के लिए एक योजना प्रस्तावित की।

इस डायग्राम को समझना आसान है। खासकर यदि आप इसके तत्वों को परिचित वस्तुओं और घटनाओं के रूप में कल्पना करते हैं। उदाहरण के लिए, सूचना का स्रोत फोन पर बात करने वाला व्यक्ति है। हैंडसेट एक एनकोडर होगा जो भाषण या ध्वनि तरंगों को विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है। इस मामले में डेटा ट्रांसमिशन चैनल संचार नोड है, सामान्य तौर पर, एक टेलीफोन सेट से दूसरे तक जाने वाला संपूर्ण टेलीफोन नेटवर्क। सब्सक्राइबर का हैंडसेट डिकोडिंग डिवाइस के रूप में कार्य करता है। यह विद्युत संकेत को वापस ध्वनि में, यानी वाणी में परिवर्तित करता है।

सूचना हस्तांतरण प्रक्रिया के इस आरेख में, डेटा को एक सतत विद्युत संकेत के रूप में दर्शाया गया है। ऐसे कनेक्शन को एनालॉग कहा जाता है।

कोडिंग की अवधारणा

कोडिंग को स्रोत द्वारा भेजी गई सूचना का उपयोग किए गए संचार चैनल पर प्रसारण के लिए उपयुक्त रूप में परिवर्तन माना जाता है। कोडिंग का सबसे समझने योग्य उदाहरण मोर्स कोड है। इसमें सूचनाओं को डॉट्स और डैश के अनुक्रम में परिवर्तित किया जाता है, यानी छोटे और लंबे सिग्नल। प्राप्त करने वाली पार्टी को इस क्रम को डिकोड करना होगा।

आधुनिक प्रौद्योगिकियां डिजिटल संचार का उपयोग करती हैं। इसमें सूचनाओं को बाइनरी डेटा में परिवर्तित (एन्कोडेड) किया जाता है, यानी 0 और 1. यहां तक ​​​​कि एक बाइनरी वर्णमाला भी है। ऐसे संबंध को असतत कहा जाता है।

सूचना चैनलों में हस्तक्षेप

डेटा ट्रांसमिशन स्कीम में शोर भी मौजूद है। इस मामले में "शोर" की अवधारणा का अर्थ हस्तक्षेप है, जिसके कारण संकेत विकृत होता है और इसके परिणामस्वरूप, इसका नुकसान होता है। व्यवधान के कारण भिन्न हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, सूचना चैनल एक दूसरे से खराब तरीके से सुरक्षित हो सकते हैं। हस्तक्षेप को रोकने के लिए विभिन्न तकनीकी सुरक्षा विधियों, फिल्टर, परिरक्षण आदि का उपयोग किया जाता है।

के। शैनन ने शोर से निपटने के लिए कोडिंग सिद्धांत का उपयोग करने के लिए विकसित और प्रस्तावित किया। विचार यह है कि यदि सूचना शोर के प्रभाव में खो जाती है, तो प्रेषित डेटा बेमानी होना चाहिए, लेकिन इतना नहीं कि संचरण दर कम हो।

डिजिटल संचार चैनलों में, सूचना को भागों - पैकेटों में विभाजित किया जाता है, जिनमें से प्रत्येक के लिए एक चेकसम की गणना की जाती है। यह राशि प्रत्येक पैकेट के साथ प्रेषित की जाती है। सूचना प्राप्त करने वाला इस राशि की पुनर्गणना करता है और पैकेट को तभी स्वीकार करता है जब वह मूल से मेल खाता हो। अन्यथा, पैकेट फिर से भेज दिया जाता है। और तब तक जब तक भेजे गए और प्राप्त किए गए चेकसम मैच नहीं हो जाते।

सूचना प्रसारण प्रणालियों के अनुप्रयोग के विभिन्न क्षेत्रों की विशिष्टता के लिए ऐसी प्रणालियों के कार्यान्वयन के लिए एक अलग दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। टेलीफोन संचार चैनलों पर संचरण की प्रणाली, उदाहरण के लिए, अंतरिक्ष संचार या ट्रोपोस्फेरिक की प्रणाली से पूरी तरह से अलग है, न तो तकनीकी डिजाइन में, न ही मापदंडों के संदर्भ में। हालांकि, विभिन्न प्रणालियों के व्यक्तिगत उपकरणों के निर्माण और उद्देश्य के सिद्धांतों में बहुत आम है। सामान्य स्थिति में, सूचना प्रसारण प्रणाली की योजना चित्र में दिखाई गई है। 2.

विभिन्न भौतिक प्रकृति के संदेशों को प्रसारित करना संभव है: कंप्यूटर से प्राप्त डिजिटल डेटा, भाषण, टेलीग्राम के पाठ, नियंत्रण आदेश, विभिन्न भौतिक मात्राओं के माप परिणाम। स्वाभाविक रूप से, इन सभी संदेशों को पहले विद्युत दोलनों में परिवर्तित किया जाना चाहिए जो मूल संदेशों के सभी गुणों को बनाए रखते हैं, और फिर एकीकृत होते हैं, अर्थात एक सुविधाजनक रूप में प्रस्तुत किए जाते हैं

बाद के प्रसारण के लिए। चित्र में सूचना के स्रोत के तहत। 2 को एक उपकरण के रूप में समझा जाता है जिसमें पहले बताए गए सभी ऑपरेशन किए जाते हैं।

संचार लाइन के अधिक किफायती उपयोग के साथ-साथ विभिन्न हस्तक्षेपों और विकृतियों के प्रभाव को कम करने के लिए, स्रोत से प्रेषित सूचना को एक एनकोडर का उपयोग करके और परिवर्तित किया जा सकता है।

चावल। 2. सूचना हस्तांतरण का ब्लॉक आरेख।

यह परिवर्तन, एक नियम के रूप में, अतिरेक (सांख्यिकीय कोडिंग) को खत्म करने के साथ-साथ शोर और विरूपण (शोर-सुधार कोडिंग) के प्रभाव को कम करने के लिए अतिरिक्त तत्वों को पेश करने के लिए आने वाली जानकारी के आंकड़ों को ध्यान में रखते हुए कई ऑपरेशन शामिल हैं। ).

परिवर्तनों की एक श्रृंखला के परिणामस्वरूप, एनकोडर के आउटपुट पर तत्वों का एक क्रम बनता है, जो एक ट्रांसमीटर की मदद से एक संचार लाइन पर संचरण के लिए सुविधाजनक रूप में परिवर्तित हो जाता है। एक संचार लाइन एक ऐसा माध्यम है जिसके माध्यम से एक ट्रांसमीटर से रिसीवर तक सिग्नल प्रेषित किए जाते हैं। पर्यावरण के प्रभाव के लिए लेखांकन आवश्यक है। सूचना प्रसारण के सिद्धांत में, "संचार चैनल" की अवधारणा अक्सर सामने आती है - यह साधनों का एक समूह है जो संकेतों के संचरण को सुनिश्चित करता है।

रिसीवर के इनपुट पर, माध्यम से गुजरने वाले संकेतों के अलावा, विभिन्न हस्तक्षेप भी गिरते हैं। रिसीवर सिग्नल और शोर के मिश्रण से अनुक्रम निकालता है, जो एन्कोडर के आउटपुट पर अनुक्रम के अनुरूप होना चाहिए। हालाँकि, हस्तक्षेप की कार्रवाई, पर्यावरण के प्रभाव, विभिन्न परिवर्तनों की त्रुटियों के कारण, एक पूर्ण पत्राचार प्राप्त नहीं किया जा सकता है। इसलिए, ऐसा अनुक्रम डिकोडर के लिए इनपुट है, जो इसे संचरित अनुक्रम के अनुरूप अनुक्रम में परिवर्तित करने के लिए संचालन करता है। इस पत्राचार की पूर्णता कई कारकों पर निर्भर करती है: कोडित अनुक्रम की सुधारात्मक क्षमता, संकेत और हस्तक्षेप का स्तर, साथ ही उनके आंकड़े और डिकोडिंग डिवाइस के गुण। डिकोडिंग के परिणामस्वरूप गठित अनुक्रम सूचना प्राप्तकर्ता को भेजा जाता है। स्वाभाविक रूप से, सूचना प्रसारण प्रणालियों को डिजाइन करते समय, वे हमेशा ऐसी परिचालन स्थितियों को सुनिश्चित करने का प्रयास करते हैं कि स्रोत से प्राप्त जानकारी और प्राप्तकर्ता को प्रेषित सूचना के बीच का अंतर छोटा हो और एक निश्चित स्वीकार्य मूल्य से अधिक न हो। इस मामले में, संचरण गुणवत्ता का मुख्य संकेतक सूचना प्रसारण की विश्वसनीयता है - प्राप्त संदेश और प्रेषित संदेश के बीच पत्राचार की डिग्री।