Способы и методы передачи информации
В процессе развития человечества происходит постоянное совершенствование механизмов, при помощи которых передаются сведения. Способы хранения и передачи информации довольно разнообразны, поскольку существует несколько систем, в которых происходит обмен данных.
В системе передачи данных различают 3 направления: это передача от человека к человеку, от человека к компьютеру и от компьютера к компьютеру.
- Первоначально сведения получают при помощи органов чувств – зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания. Для передачи информации на ближнем расстоянии существует язык, который позволяет сообщить полученные сведения другому человеку. Кроме того, передать что-либо другому человеку можно, написав письмо либо в процессе спектакля, а также при разговоре по телефону. Несмотря на то, что в последнем примере используется средство связи, то есть промежуточное устройство, оно позволяет передать сведения в непосредственном контакте.
- Для передачи данных от человека к компьютеру необходимо введение ее в память устройства. Информация может иметь разный вид, о чем будет идти разговор далее.
- Передача от компьютера к компьютеру происходит посредством промежуточных устройств (флеш-карты, интернета, диска и т. д.).
Каким образом передается информация
В процессе развития человечества происходит постоянное совершенствование механизмов, при помощи которых передаются сведения. Способы хранения и передачи информации довольно разнообразны, поскольку существует несколько систем, в которых происходит обмен данных.
В системе передачи данных различают 3 направления: это передача от человека к человеку, от человека к компьютеру и от компьютера к компьютеру.
- Первоначально сведения получают при помощи органов чувств – зрения, слуха, обоняния, вкуса и осязания. Для передачи информации на ближнем расстоянии существует язык, который позволяет сообщить полученные сведения другому человеку. Кроме того, передать что-либо другому человеку можно, написав письмо либо в процессе спектакля, а также при разговоре по телефону. Несмотря на то, что в последнем примере используется средство связи, то есть промежуточное устройство, оно позволяет передать сведения в непосредственном контакте.
- Для передачи данных от человека к компьютеру необходимо введение ее в память устройства. Информация может иметь разный вид, о чем будет идти разговор далее.
- Передача от компьютера к компьютеру происходит посредством промежуточных устройств (флеш-карты, интернета, диска и т. д.).
Передача информации
Передача информации происходит от источника к получателю (приемнику) информации. Источником информации может быть все, что угодно: любой объект или явление живой или неживой природы. Процесс передачи информации протекает в некоторой материальной среде, разделяющей источника и получателя информации, которая называется каналом передачи информации. Информация передается через канал в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков, которые называются сообщением. Получатель информации — это объект, принимающий сообщение, в результате чего происходят определенные изменения его состояния. Все сказанное выше схематически изображено на рисунке.
Человек получает информацию от всего, что его окружает, посредством органов чувств: слуха, зрения, обоняния, осязания, вкуса. Наибольший объем информации человек получает через слух и зрение. На слух воспринимаются звуковые сообщения — акустические сигналы в сплошной среде (чаще всего — в воздухе). Зрение воспринимает световые сигналы, переносящие изображение объектов.
Не всякое сообщение информативно для человека. Например, сообщение на непонятном языке хотя и передается человеку, но не содержит для него информации и не может вызвать адекватных изменений его состояния.
Информационный канал может иметь либо естественную природу (атмосферный воздух, через который переносятся звуковые волны, солнечный свет, отраженный от наблюдаемых объектов), либо быть искусственно созданным. В последнем случае речь идет о технических средствах связи.
Технические системы передачи информации
Первым техническим средством передачи информации на расстояние стал телеграф, изобретенный в 1837 году американцем Сэмюэлем Морзе. В 1876 году американец А.Белл изобретает телефон. На основании открытия немецким физиком Генрихом Герцем электромагнитных волн (1886 г.), А.С. Поповым в России в 1895 году и почти одновременно с ним в 1896 году Г.Маркони в Италии, было изобретено радио. Телевидение и Интернет появились в ХХ веке.
Все перечисленные технические способы информационной связи основаны на передаче на расстояние физического (электрического или электромагнитного) сигнала и подчиняются некоторым общим законам. Исследованием этих законов занимается теория связи, возникшая в 1920-х годах. Математический аппарат теории связи — математическую теорию связи, разработал американский ученый Клод Шеннон.
Клод Элвуд Шеннон (1916–2001), США
Клодом Шенноном была предложена модель процесса передачи информации по техническим каналам связи, представленная схемой.
Техническая система передачи информации
Под кодированием здесь понимается любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи. Декодирование — обратное преобразование сигнальной последовательности.
Работу такой схемы можно пояснить на знакомом всем процессе разговора по телефону. Источником информации является говорящий человек. Кодирующим устройством — микрофон телефонной трубки, с помощью которого звуковые волны (речь) преобразуются в электрические сигналы. Каналом связи является телефонная сеть (провода, коммутаторы телефонных узлов, через которые проходит сигнал). Декодирующим устройством является телефонная трубка (наушник) слушающего человека — приемника информации. Здесь пришедший электрический сигнал превращается в звук.
Современные компьютерные системы передачи информации — компьютерные сети, работают по тому же принципу. Есть процесс кодирования, преобразующий двоичный компьютерный код в физический сигнал того типа, который передается по каналу связи. Декодирование заключается в обратном преобразовании передаваемого сигнала в компьютерный код. Например, при использовании телефонных линий в компьютерных сетях функции кодирования-декодирования выполняет прибор, который называется модемом.
Пропускная способность канала и скорость передачи информации
Разработчикам технических систем передачи информации приходится решать две взаимосвязанные задачи: как обеспечить наибольшую скорость передачи информации и как уменьшить потери информации при передаче. Клод Шеннон был первым ученым, взявшимся за решение этих задач и создавшим новую для того времени науку — теорию информации.
К.Шеннон определил способ измерения количества информации, передаваемой по каналам связи. Им было введено понятие пропускной способности канала, как максимально возможной скорости передачи информации. Эта скорость измеряется в битах в секунду (а также килобитах в секунду, мегабитах в секунду).
Пропускная способность канала связи зависит от его технической реализации. Например, в компьютерных сетях используются следующие средства связи:
— электрическая кабельная связь,
— оптоволоконная кабельная связь,
Пропускная способность телефонных линий — десятки, сотни Кбит/с; пропускная способность оптоволоконных линий и линий радиосвязи измеряется десятками и сотнями Мбит/с.
Шум, защита от шума
Термином “шум” называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи прежде всего возникают по техническим причинам: плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемых по одним и тем же каналам. Иногда, беседуя по телефону, мы слышим шум, треск, мешающие понять собеседника, или на наш разговор накладывается разговор совсем других людей.
Наличие шума приводит к потере передаваемой информации. В таких случаях необходима защита от шума.
В первую очередь применяются технические способы защиты каналов связи от воздействия шумов. Например, использование экранированного кабеля вместо “голого” провода; применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума, и пр.
Клодом Шенноном была разработана теория кодирования, дающая методы борьбы с шумом. Одна из важных идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована. Например, если при разговоре по телефону вас плохо слышно, то, повторяя каждое слово дважды, вы имеете больше шансов на то, что собеседник поймет вас правильно.
Однако нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведет к задержкам и удорожанию связи. Теория кодирования позволяет получить такой код, который будет оптимальным. При этом избыточность передаваемой информации будет минимально возможной, а достоверность принятой информации — максимальной.
В современных системах цифровой связи для борьбы с потерей информации при передаче часто применяется следующий прием. Все сообщение разбивается на порции — пакеты. Для каждого пакета вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с данным пакетом. В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого пакета и, если она не совпадает с первоначальной суммой, передача данного пакета повторяется. Так будет происходить до тех пор, пока исходная и конечная контрольные суммы не совпадут.
Методические рекомендации
Рассматривая передачу информации в пропедевтическом и базовом курсах информатики, прежде всего следует обсудить эту тему с позиции человека как получателя информации. Способность к получению информации из окружающего мира — важнейшее условие существования человека. Органы чувств человека — это информационные каналы человеческого организма, осуществляющее связь человека с внешней средой. По этому признаку информацию делят на зрительную, звуковую, обонятельную, тактильную, вкусовую. Обоснование того факта, что вкус, обоняние и осязание несут человеку информацию, заключается в следующем: мы помним запахи знакомых объектов, вкус знакомой пищи, на ощупь узнаем знакомые предметы. А содержимое нашей памяти — это сохраненная информация.
Следует рассказать ученикам, что в мире животных информационная роль органов чувств отличается от человеческой. Важную информационную функцию для животных выполняет обоняние. Обостренное обоняние служебных собак используется правоохранительными органами для поиска преступников, обнаружения наркотиков и пр. Зрительное и звуковое восприятие животных отличается от человеческого. Например, известно, что летучие мыши слышат ультразвук, а кошки видят в темноте (с точки зрения человека).
В рамках данной темы ученики должны уметь приводить конкретные примеры процесса передачи информации, определять для этих примеров источник, приемник информации, используемые каналы передачи информации.
При изучении информатики в старших классах следует познакомить учеников с основными положениями технической теории связи: понятия кодирование, декодирование, скорость передачи информации, пропускная способность канала, шум, защита от шума. Эти вопросы могут быть рассмотрены в рамках темы “Технические средства компьютерных сетей”.
Передача информации
Мы непрерывно передаём информацию . Передача информации происходит при чтении книг, журналов, газет, при просмотре телевизора.
В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приёмник информации : передачу информации осуществляет источник, а приёмник её принимает.
Органы чувств человека являются биологическими информационными каналами .
Техническими информационными каналами являются телефон, радио, телевидение, компьютерные сети.
По характеру передачи информационный канал может быть односторонним или двусторонним .
Если информация передаётся в одну сторону, то это односторонняя передача информации. Например, при чтении книги ты являешься приёмником информации, воспринимаешь информацию, которая находится в книге с помощью органов зрения, а книга — источником информации.
Переписываясь с другом в социальной сети, ты постоянно обмениваешься с ним сообщениями, также как и друг с тобой. Происходит взаимный обмен информацией.
Рассмотрим другую ситуацию. Например, просмотр фильма в кинотеатре. Источник информации здесь будет один — фильм, а приёмников информации будет несколько — все зрители в кинозале.
Для того чтобы передавать информацию на большие расстояния, человек использует различные средства связи.
Средства связи — способы передачи информации на расстояние. К традиционным средствам связи относятся сигнализация, почта, телеграф, телефон, радио, телевидение, Интернет.
6. GPRS
Стандарт GPRS — Обобщенные услуги пакетной радиосвязи (General Packet Radio Service) для сетей GSM предоставляет услуги мобильного доступа и передачи данных в рамках новой экономической модели. Благодаря внедрению стандарта GPRS для сегодняшних сетей GSM, ориентированных в основном на передачу голоса, началась эра беспроводного информационного бизнеса. GPRS обеспечивает новую, пакетно-ориентированную архитектуру сети (совместимую с Интернет), которая позволит операторам сотовой связи и другим компаниям предлагать широкий диапазон доходных и ценных услуг своим клиентам. Поскольку мобильная связь все больше становится нормой, у её подписчиков растет потребность доступа к информации в режиме реального времени. Феномен Интернета, а также возможность одновременной передачи голоса и данных, делают внедрение GPRS следующим революционным шагом на пути развития беспроводных коммуникаций.
GPRS — это беспроводной стандарт, призванный заложить основу для большого количества функций передачи данных при помощи пакетной передачи. Это новые, уникальные услуги операторов GSM, абоненты которых будут платить за использование только тех ресурсов, которыми они пользуются. Основной ресурс оператора сотовой связи — частотный диапазон — можно будет делить между многими пользователями одновременно, поскольку стандарт GPRS поддерживает одновременную передачу данных для гораздо большего числа пользователей. GPRS разработан с целью расширить мобильный доступ конечных пользователей к данным, делая постоянное соединение возможным и доступным по цене, а скорость передачи данных значительно выше. GPRS не просто дополнит существующие возможности передачи данных, предоставляемые операторами GSM, но и обеспечит внедрение услуг передачи данных, характерных для сетей сотовой связи «третьего поколения», за несколько лет до их появления.
Основное назначение GPRS — обеспечить эффективный, дешевый, пакетно-ориентированный доступ к услугам сети Интернет по принципу «от посылающего к получателю». GPRS позволяет абонентам использовать радиоканалы одновременно и создает перекрывающуюся пакетную сеть с узлами услуг доступа в Интернет.
Среди преимуществ GPRS можно отметить[19]:
· постоянное виртуальное соединение
· ширина частотной полосы определяется потребностями
· тарификация за единицу переданной информации
Стандарт GSM, в котором работают уже 230 сетей по всему миру, достиг впечатляющих успехов. Сегодня очевидно, что зарождается новый большой рынок: рынок мобильной передачи данных. Этот рынок отразит экстраординарный рост фиксированных локальных сетей с пакетной передачей данных (LAN) и региональных сетей (WAN). К примеру, сегодня в мире насчитывается более 100 миллионов пользователей сети Интернет, и потребность в услугах сети растет очень быстро.
Поскольку не менее быстро происходит рост числа беспроводных компьютеров, существует четкая, обусловленная условиями рынка возможность развития систем беспроводного подключения к сетям передачи данных. Часть операторов уже осознает потенциальные преимущества предоставления услуг передачи данных. Помимо прямой коммерческой выгоды, существуют еще и косвенные преимущества: например, уменьшение доли пользователей высокого уровня. С ростом набора услуг, предоставляемых оператором, для сети становится все более актуальным вопрос максимальной эффективности обслуживания. Передача сообщений SMS и стандартная технология циклической коммутации становятся все дороже с точки зрения планирования и сетевых ресурсов. Стандарт GPRS предоставляет технологические решения, обеспечивающие оптимальное соответствие всему диапазону возможных приложений. Очевидно, что более высокая скорость передачи данных, выделение частотных ресурсов по потребностям, виртуально- постоянное соединение, быстрая настройка вызова и тарификация за единицу объема могут потребоваться для удовлетворения нужд продвинутых пользователей и эффективной конкуренции с наземными линиями связи.
GPRS позволяет передавать данные в широкой полосе частот. Технология пакетной коммутации обеспечивает полное и мгновенное соединение беспроводного устройства или переносного компьютера с сетью Интернет или корпоративной сетью, позволяя свободно использовать все существующие Интернет-приложения, такие как электронная почта и поисковые веб-системы. Высокая пропускная способность сетей GPRS позволит ввести в практическое употребление и беспроводные мультимедийные приложения.
· Высокая скорость передачи данных;
· Быстрая настройка вызова;
· Пользователи могут быть «на линии» сутками, меньше загружая системные ресурсы;
· Пользователь платит за объем переданной информации, кроме того есть возможность комбинировать оплату по объему с оплатой по времени;
· Высокоэффективная емкость системы при передаче данных — от 2-х до 10- кратного увеличения по сравнению с сетями с циклической коммутацией;
· SMS-приложения для оптимальной производительности могут быть переведены на GPRS;
· Технология применима к широкому диапазону приложений для передачи данных — как импульсных, так и непрерывных, как низко-, так и высокоскоростных;
· Совместимость с протоколом IP: соединение с Интернет и с корпоративными сетями;
· Ступенька на пути к архитектуре и функциональным возможностям UMTS.
В дополнение к внутренним возможностям пакетной технологии, GPRS позволяет оптимально использовать имеющийся частотный диапазон благодаря возможности выделения радиоканалов. Такая возможность позволяет защитить инвестиции, вложенные в ресурсы, обеспечивая операторов свободой задания пороговых значений распределения ресурсов канала между передачей голоса и данных. Например, какие- то каналы могут выделяться только для передачи голоса и/или данных, по другим каналам оператор может передавать и данные, и звук, определяя соотношение между ними по собственному усмотрению.
GPRS основывается на использовании Интернет-протокола (IP). Поддержка IP может оказаться особенно важной, поскольку в настоящее время некоторые компании заинтересованы в доступе в Интернет, обеспечивающем удаленный доступ к корпоративным сетям. Благодаря поддержке IP любое приложение, действующее по этому протоколу, сможет работать по сети сотовой связи стандарта GSM. Сотовые связи, предоставляющие услуги GPRS, призваны стать беспроводными расширениями сети Интернет и корпоративных сетей.
Назначение GPRS — обеспечить технологические решения, которые можно будет использовать в любых приложениях. Основные преимущества сетей, работающих по стандарту GPRS (высокая скорость передачи данных, выделение частотных ресурсов по потребностям, виртуально-постоянное соединение, быстрая настройка вызова и возможность тарификации за единицу объема), являются ключом к успешному внедрению целого букета услуг. Вот лишь некоторые из них:
Классификация программного обеспечения компьютеров
информация программное обеспечение компьютер
Программное обеспечение можно разделить на две основные группы:
1) Прикладное ПО — выполняет задачу пользователя
2) Системное ПО (Базовое) — выполняет управление всей системы, обеспечивает функционирование системы.
К группе базовых программ можно отнести операционные системы, прикладное же программное обеспечение это программы ориентированные на работу под какой либо операционной системой.
Операционная система (ОС) — комплекс программ, обеспечивающих поддержку работы всех программ, аппаратных средств ПК и сети.
Под управлением ОС происходит проверка работоспособности и вся последующая работа персонального компьютера. Она загружается в оперативную память каждый раз при включении ЭВМ.
Функции операционной системы:
— организация диалога пользователя с ЭВМ;
— управление ресурсами ПК;
— запуск программ на выполнение;
— обеспечение удобного способа работы (интерфейса) пользователя с устройствами ПК.
Для ПК, созданных на базе микропроцессоров INTEL разработана ОС MS DOS (корпорация Microsoft). В состав ОС MS DOS входят основные модули:
— базовая система ввода, вывода — BIOS, которая осуществляет автоматический контроль работоспособности основных узлов в момент включения ПК. Программы BIOS находятся в ПЗУ (постоянная память), там размещены и драйвера (программы, обеспечивающие работу устройств ПК);
— блок начальной загрузки предназначен для считывания с системного блока в оперативную память остальных модулей MS DOS;
— модуль расширения базовой системы ввода и вывода, который позволяет дополнить BIOS другими драйверами, предназначенными для работы с новыми устройствами. Подключение дополнительных драйверов внешних устройств осуществляется с помощью файлов CONfIG.SYS;
— модуля обработки прерываний называется такой режим работы микропроцессора, когда по запросу внешнего устройства кратковременно прекращается выполнение основной программы и происходит обслуживание внешнего устройства, а затем продолжается выполнение основный программы;
— командный процессор- программа, которая размещается в файле COMMAND.com она осуществляет прием команд с клавиатуры, выполняет внутренние команды MS DOS (которые находятся в командном процессоре) и запускает на выполнение внешние команды (которые содержатся в виде отдельных файлов).
Дисковые устройства принято обозначать латинскими буквами: A и B — гибкие магнитные диски, C, D и так далее логические зоны жесткого диска и винчестера.
После успешной загрузки ОС на экране появляется приглашение, которое содержит имя активного диска и активного заголовка
Файл — это поименованная часть памяти на магнитном носителе, содержащая информацию. Каждый файл имеет обозначение: имя, расширение, разделенных точкой. В зависимости от расширения файлы имеют определенное содержание, так файлы с расширением txt — текстовые, exe,com — командные, исполнительные, BAT — пакетные, sys — системные, в различных программных средствах могут быть созданы файлы, соответствующих расширений (например, BAS — в Бейсике).
Каталог — это специальное место на диске, где содержатся сведения о файлах. Он может содержать файлы и другие каталоги, таким образом на диске организована разветвленная файловая структура (дерево).
На компьютерах типа IВМ РС, используемых в качестве рабочих мест пользователей, чаще всего применяются следующие операционные системы:
операционная система MS DOS фирмы Microsoft или совместимые с ней операционные системы РС DOS фирмы IBM и Novell DOS фирмы Novell и др. Мы будем называть эти ОС общим названием DOS;
операционная система Windows фирмы Microsoft, точнее, Windows версий 3.1 или 3.11 или Windows for Workgroups 3.11 (это расширение Windows с поддержкой одноранговых локальных сетей);
операционные системы Windows 95, Windows 98, Windows 2000 и Windows NТ Workstation (версий 3.51 и 4.0), Windows Me, Windows XP фирмы Microsoft;
операционная система OS/2 3.0 Warp фирмы IBM;
операционные системы Vista.
2) Прикладное ПО — это совокупность программ, выполняемых вычислительной системой. Прикладное ПО решает задачи пользователя во вех сферах его деятельности. Специальное ПО — это системные и инструментальные программы. Системные выполняют вспомогательные функции: управление ресурсами ПК, создание копий информации, проверка работоспособности устройств, выдача справочной информации о компьютере. Инструментальные программы обеспечивают процесс создания новых программ для компьютера.
Файловые менеджеры выполняют управление файловой системой: создание, переименование удаление файлов, а также навигацию по файловой системе.
Утилиты — программы вспомогательного назначения, которые расширяют и дополняют возможности ОС. Они выполняют упаковку информации, проверку и лечение компьютерных вирусов, пересылку информации в сети, тестирование и диагностику компьютера, оптимизацию памяти.
В процессе работы на компьютере возникают ситуации, когда может быть повреждена или утрачена информация, поэтому возникает необходимость ее восстановления. В этом случае нужны копии данной информации. Они могут быть получены с помощью команд копировании, но тогда для хранения копии потребуется столько же места, сколько и для оригинала. Поэтому целесообразно использовать архивирование информации, то есть хранение ее в сжатом виде. В процессе архивирования создается архивный файл. Архивный файл может содержать один или несколько файлов. Архивные файлы приобретают расширение той программы, с помощью которой произведена архивация, например: ZIP, RAR, IZN, ARJ, ARC. Информация в сжатом виде не может быть непосредственно использована. Чтобы получить информацию в исходном виде, выполняют процесс разархивирования — извлечение из архива.
