Коммуникационный процесс. Процесс передачи информации, источник и приемник информации, канал передачи информации. Скорость передачи информации
Процесс передачи информации, источник и приемник информации, канал передачи информации. Скорость передачи информации.
Развитие человечества не было бы возможно без обмена информацией. С давних времен люди из поколения в поколение передавали свои знания, извещали об опасности или передавали важную и срочную информацию, обменивались сведениями. Например, в Петербурге в начале XIX века была весьма развита пожарная служба. В нескольких частях города были построены высокие каланчи, с которых обозревались окрестности. Если случался пожар, то на башне днем поднимался разноцветный флаг (с той или иной геометрической фигурой), а ночью зажигалось несколько фонарей, число и расположение которых означало часть города, где произошел пожар, а также степень его сложности.
В любом процессе передачи или обмене информацией существует ее источник и получатель , а сама информация передается по каналу связи с помощью сигналов : механических, тепловых, электрических и др. В обычной жизни для человека любой звук, свет являются сигналами, несущими смысловую нагрузку. Например, сирена — это звуковой сигнал тревоги; звонок телефона — сигнал, чтобы взять трубку; красный свет светофора — сигнал, запрещающий переход дороги.
В качестве источника информации может выступать живое существо или техническое устройство. От него информация попадает на кодирующее устройство, которое предназначено для преобразования исходного сообщения в форму, удобную для передачи. С такими устройствами вы встречаетесь постоянно: микрофон телефона, лист бумаги и т. д. По каналу связи информация попадает в декодирующее устройство получателя, которое преобразует кодированное сообщение в форму, понятную получателю. Одни из самых сложных декодирующих устройств — человеческие ухо и глаз.
В процессе передачи информация может утрачиваться, искажаться. Это происходит из-за различных помех, как на канале связи, так и при кодировании и декодировании информации. С такими ситуациями вы встречаетесь достаточно часто: искажение звука в телефоне, помехи при телевизионной передаче, ошибки телеграфа, неполнота переданной информации, неверно выраженная мысль, ошибка в расчетах. Вопросами, связанными с методами кодирования и декодирования информации, занимается специальная наука — криптография.
При передаче информации важную роль играет форма представления информации. Она может быть понятна источнику информации, но недоступна для понимания получателя. Люди специально договариваются о языке, с помощью которого будет представлена информация для более надежного ее сохранения.
Прием-передача информации могут происходить с разной скоростью. Количество информации, передаваемое за единицу времени, есть скорость передачи информации или скорость информационного потока.
Очевидно, эта скорость выражается в таких единицах, как бит в секунду (бит/с), байт в секунду (байт/с), килобайт в секунду (Кбайт/с) и т.д.
К сожалению, в отношении трактовки приставок существует неоднозначность. Встречается два подхода:
- при одном, килобит трактуется как 1000 бит (как килограмм или километр), мегабит как 1000 килобит и т. д. Основной довод сторонников такого подхода — отсутствие сложности в вычислениях.
- при другом подходе, килобит трактуется как 1024 бита (как килобайт), мегабит как 1024 килобита и так далее. Основной довод — соответствие с традиционными для вычислительной техники килобайтами (1024 байта), мегабайтами и т. п.
Применяются оба подхода, хотя для бита правильным считается «стандартный» подход, в отличии от байта, с которым «компьютерный» подход признают основным за традиционность. К битам, «компьютерный» подход применяют, преимущественно в компьютерной технике и программах.
Максимальная скорость передачи информации по каналу связи называется пропускной способностью канала .
Следует упомянуть еще одну единицу измерения скорости передачи информации - бод. Бод (англ. baud) в связи и электронике — единица скорости передачи сигнала, количество изменений информационного параметра несущего периодического сигнала в секунду. Названа по имени Эмиля Бодо, изобретателя кода Бодо — кодировки символов для телетайпов.
Зачастую, ошибочно считают что бод это количество бит переданное в секунду. В действительности же, это верно лишь для двоичного кодирования, которое используется не всегда. Например, в современных модемах используется квадратурная амплитудная манипуляция (КАМ), и одним изменением уровня сигнала может кодироваться несколько (до 16) бит информации. Например, при скорости изменения сигнала 2400 бод, скорость передачи может составлять 9600 бит/c, благодаря тому, что в каждом временном интервале передаётся 4 бита.
Кроме этого, бодами выражают полную емкость канала, включая служебные символы (биты), если они есть. Эффективная же скорость канала выражается другими единицами, например битами в секунду.
Одним из самых совершенных средств связи являются оптические световоды. Информация по таким каналам передается в виде световых импульсов, посылаемых лазерным излучателем. Оптические каналы отличаются от других высокой помехоустойчивостью и пропускной способностью, которая может составлять десятки и сотни мегабайт в секунду. Например, при скорости 50 Мбайт/с в течении 1 секунды передается объем информации, приблизительно равный содержанию 10 школьных учебников.
Используя ресурсы Интернет, найти ответы на вопросы:
Задание 1
1. Что представляет из себя процесс передачи информации?
Передача информации - физический процесс, посредством которого осуществляется перемещение информации в пространстве. Записали информацию на диск и перенесли в другую комнату. Данный процесс характеризуется наличием следующих компонентов:
2. Общая схема передачи информации
3. Перечислите известные вам каналы связи
По типу среды распространения каналы связи делятся на:
4. Что такое телекоммуникации и компьютерные телекоммуникации?Телекоммуникации
(греч. tele - вдаль, далеко и
лат. communicatio - общение) - это передача и прием любой информации
(звука, изображения, данных, текста) на расстояние по различным
электромагнитным системам (кабельным и оптоволоконным каналам,
радиоканалам и другим проводным и беспроводным каналам связи).
Телекоммуникационная сеть
- это система технических средств, посредством которой осуществляются телекоммуникации.
К телекоммуникационным сетям относятся:
1. Компьютерные сети (для передачи данных)
2. Телефонные сети (передача голосовой информации)
3. Радиосети (передача голосовой информации - широковещательные услуги)
4. Телевизионные сети (передача голоса и изображения - широковещательные услуги)
Компьютерные телекоммуникации - телекоммуникации, оконечными устройствами которых являются компьютеры.
Передача информации с компьютера на компьютер называется синхронной связью, а через промежуточную ЭВМ, позволяющую накапливать сообщения и передавать их на персональные компьютеры по мере запроса пользователем, - асинхронной.
Компьютерные телекоммуникации начинают внедряться в образование. В высшей школе их используют для координации научных исследований, оперативного обмена информацией между участниками проектов, обучения на расстоянии, проведения консультаций. В системе школьного образования - для повышения эффективности самостоятельной деятельности учащихся, связанной с разнообразными видами творческих работ, включая и учебную деятельность, на основе широкого использования исследовательских методов, свободного доступа к базам данных, обмена информацией с партнерами как внутри страны, так и за рубежом.
5. Что такое пропускная способность канала передачи информации?Пропускная способность - метрическая характеристика , показывающая соотношение предельного количества проходящих единиц (информации , предметов, объёма) в единицу времени через канал, систему, узел.
В информатике определение пропускной способности обычно применяется к каналу связи и определяется максимальным количеством переданной/полученной информации за единицу времени.
Пропускная способность - один из важнейших с точки зрения пользователей факторов. Она оценивается количеством данных, которые сеть в пределе может передать за единицу времени от одного подсоединенного к ней устройства к другому.
Скорость передачи информации зависит в значительной степени от скорости её создания (производительности источника), способов кодирования и декодирования. Наибольшая возможная в данном канале скорость передачи информации называется его пропускной способностью. Пропускная способность канала, по определению, есть скорость передачи информации при использовании «наилучших» (оптимальных) для данного канала источника, кодера и декодера, поэтому она характеризует только канал.
Обработка информации в вычислительных системах невозможна без передачи сообщений между отдельными элементами (оперативной памятью и процессором, процессором и внешними устройствами). Примеры процессов передачи данных приведены в следующей таблице.
| Передатчик | Канал | Приемник | |
|---|---|---|---|
| Разговор людей | Голосовой аппарат человека | Воздушная среда. Акустические колебания | Слуховой аппарат человека |
| Телефонный разговор | Микрофон | Проводник. Переменный электрический ток | Динамик |
| Передача данных в сети Интернет | Модулятор | Проводник. Оптоволоконный кабель . Переменный электрический ток. Оптический сигнал | Демодулятор |
| Радиотелефон, рация | Радиопередатчик | Эфир. Электромагнитные волны | Радиоприемник |
В перечисленных выше процессах передачи можно усмотреть определенное сходство. Общая схема передачи информации , , показана на рис.7.1 .
В канале сигнал подвергается различным воздействиям, которые мешают процессу передачи. Воздействия могут быть непреднамеренными (вызванными естественными причинами) или специально организованными (созданными) с какой-то целью некоторым противником. Непреднамеренными воздействиями на процесс передачи (помехами) могут являться уличный шум, электрические разряды (в т. ч. молнии), магнитные возмущения (магнитные бури), туманы, взвеси (для оптических линий связи) и т.п.
Рис.
7.1.
Для изучения механизма воздействия помех на процесс передачи данных и способов защиты от них необходима некоторая модель. Процесс возникновения ошибок описывает модель под названием двоичный симметричный канал (ДСК) , , схема которой показана на рис.7.2 .
Рис. 7.2.
При передаче сообщения по ДСК в каждом бите сообщения с вероятностью может произойти ошибка, независимо от наличия ошибок в других битах. Ошибка заключается в замене знака 0 на 1 или 1 на 0.
Некоторые типы ошибок:
Чаще других встречается замена знака. Этот тип ошибок исследован наиболее полно.
Способы повышения надежности передачи сообщений
Если при кодировании сообщений используются оптимальные коды, то при появлении всего лишь одной ошибки все сообщение или его значительная часть может быть искажена. Рассмотрим пример. Пусть кодирование элементарных сообщений источника осуществляется с использованием кодовой таблицы
| Сообщения | Кодовое слово |
|---|---|
| 00 | |
| 01 | |
| 10 | |
| 110 | |
| 111 |
Тогда закодированное сообщение имеет вид 011011100110. Если в первом знаке произойдет ошибка, то будет принято сообщение 111011100110, которое декодируется в слово . Полное искажение сообщения из-за одной ошибки происходит вследствие того, что одно кодовое слово переходит в другое кодовое слово в результате замены одного или нескольких знаков. Пример показывает, что оптимальное кодирование плохо защищает сообщения от воздействия ошибок.
На практике необходим компромисс между экономностью кода и защитой от ошибок.
Сначала удаляется "бесполезная" избыточность (в основном статистическая), а затем добавляется "полезная" избыточность , которая помогает обнаруживать и исправлять ошибки.
Рассмотрим некоторые методы повышения надежности передачи данных. Широко известными методами борьбы с помехами являются следующие :
- передача в контексте;
- дублирование сообщений;
- передача с переспросом.
Рассмотрим подробней каждый из этих способов.
- Передача в контексте. С этим хорошо известным и общепринятым способом сталкивался каждый, кто, пытаясь передать по телефону с плохой слышимостью чью-либо фамилию, называл вместо букв, ее составляющих, какие-нибудь имена, первые буквы которых составляют данную фамилию. В данном случае правильному восстановлению искаженного сообщения помогает знание его смыслового содержания.
- Дублирование сообщений . Этот способ тоже широко применяется в житейской практике, когда для того, чтобы быть правильно понятым, нужное сообщение повторяют несколько раз.
- Передача с переспросом . В случае, когда получатель имеет связь с источником сообщений , для надежной расшифровки сообщений пользуются переспросом, т. е. просят повторить все переданное сообщение или часть его.
Общим во всех этих способах повышения надежности является введение избыточности, то есть увеличение тем или иным способом объема передаваемого сообщения для возможности его правильной расшифровки при наличии искажений.
Следует отметить, что введение избыточности уменьшает скорость передачи информации, так как только часть передаваемого сообщения представляет интерес для получателя, а избыточная его доля введена для предохранения от шума и не несет в себе полезной информации.
Естественно выбирать такие формы введения избыточности, которые позволяют при минимальном увеличении объема сообщения обеспечивать максимальную помехоустойчивость.
Принципы обнаружения и исправления ошибок с использованием кодов
Способы введения избыточности, позволяющие обнаруживать и исправлять ошибки, можно разделить на два класса, один из которых соответствует блоковым кодам, а другой - сверточным кодам . Обе схемы кодирования применяются на практике. При блоковом кодировании последовательность, составленная из полученных в результате коди-рования источника кодовых слов, разбивается на блоки одинаковой длины. Каждый блок перед отправкой в канал обрабатывается независимо от других. Выход устройства, выполняющего сверточное кодирование , напротив, зависит не только от обрабатываемых в данный момент знаков, но и от предыдущих знаков. Остановимся более подробно на блоковом кодировании.
Как было показано ранее, ошибка в одном лишь разряде может испортить все сообщение. Чтобы избежать таких тяжелых последствий, сообщения, закодированные каким-либо экономным кодом, перед направлением в канал делятся на блоки одинаковой длины и каждый блок передается отдельно. При этом методы, позволяющие обнаруживать и исправлять ошибки, применяются к каждому блоку. Такой прием напоминает разделение большого судна на несколько изолированных друг от друга отсеков, что позволяет при пробоине в одном отсеке сохранить судно и груз в других отсеках.
Рассмотрим схему передачи данных, показанную на рис.7.3 .
С кодирующего устройства в канал поступают закодированные блоки (кодовые слова) одинаковой длины . В канале в результате действия различных помех в некоторых битах передаваемого сообщения могут происходить ошибки. Процедуру кодирования при передаче и
Рис. 7.3.
декодирования при приеме с использованием одной и той же кодовой таблицы иллюстрируем рис.7.4 . Предполагается, что появление ошибок описывается моделью дискретного симметричного канала
Рис. 7.4.
В геометрической интерпретации эти блоки можно рассматривать как точки n-мерного пространства , где 
. Точки этого пространства представляют собой последовательности чисел 0 и 1 длины . Пространства для можно представить в виде угловых точек единичного интервала (), вершин квадрата со стороной, равной 1 (), и вершин куба с ребрами длины 1 (). Эти пространства условно изображены на рис.7.5 .
Код, используемый для обнаружения и исправления ошибок, представляет собой некоторое
Что такое коммуникационный процесс? Под коммуникационным процессом мы понимаем процесс обмена информацией между двумя и более людьми. Цель коммуникационного процесса – обеспечить понимание передаваемой информации.
Элементы коммуникационного процесса
Коммуникационный процесс включает в себя четыре основных элемента. Первым элементом является отправитель. Отправитель передает информацию. Вторым элементом является сообщение. Сообщение – закодированная символами информация. Третий элемент – канал передачи сообщения. Четвертый элемент – получатель информации, то есть тот человек или группа людей, которым направляется сообщение.
Этапы коммуникации
Процесс коммуникации состоит из нескольких взаимосвязанных этапов. На каждом этапе велика вероятность искажения информации. Но нужно стараться, чтобы сообщение прошло все этапы с минимальным искажением, не теряя свой смысл.
Первым этапом процесса коммуникации является зарождение идеи. Это очень важный этап, часты случаи, когда процесс обмена информацией прерывается именно на этом этапе. Начало обмена информацией – выбор информации и формулирование идеи. Отправитель выбирает нужную информацию.
Вторым этапом коммуникационного процесса является кодирование и выбор канала. На данном этапе идея превращается в обращение, которое готово к передаче. Прежде чем закодировать обращение, необходимо выбрать систему кодирования. Не стоит забывать о том, что она должна быть известна получателю. Кодовыми знаками могут служить системы письма, видеосистемы, речевые системы (в основе с устной речью), знаки телодвижений, язык жестов, звуковые системы и прочие. Результат кодирования – сообщение, которое является идеей, принадлежащей отправителю. Сообщение должно восприниматься получателем адекватно заложенному в него смыслу.
Третий этап коммуникационного процесса – передача. Отправитель посылает информацию получателю с помощью канала передачи сообщения. Зачастую многие путают этап передачи информации с самим процессом коммуникации. Но ведь передача является лишь одним из этапов коммуникации. А чтобы процесс коммуникации был эффективен, необходимо пройти все этапы коммуникации.
Последним этапом коммуникации является декодирование. Информация, переданная получателю должна быть им раскодирована. Разные получатели могут раскодировать информацию по-разному, зависит это от их опыта и представлений. Процесс коммуникации будет более эффективным, если информация будет тщательно раскодирована.
Информационная обратная связь в коммуникационном процессе
Нельзя забывать о том, что в момент передачи, информация, так или иначе, искажается. Поэтому в коммуникационном процессе должна быть обратная связь, которая осуществляется различными способами. Обратная связь повышает эффективность коммуникационного процесса. Имея обратную связь, мы легко можем контролировать процесс искажения информации на каждом этапе коммуникации.
Коммуникационный процесс обмена информацией включает взаимосвязанные этапы:
1. Зарождение идеи или отбор информации;
2. Выбор канала передачи информации;
3. Передача сообщения;
4. Интерпретация сообщения.
Обмен информацией начинается с формулирования идеи или отбора информации. Отправитель решает, какую значимую идею или сообщение следует сделать предметом обмена. Его роль заключается в проектировании и кодировании информации с последующей передачей другим участникам процесса. Очень важно правильно и тщательно сформулировать свою идею, сделать ее конкретнее, с тем, чтобы она стала интересной и притягательной для получателя. Предварительно отправитель должен осуществить свою идентификацию в рамках коммуникационного процесса. К сожалению, многие попытки обмена информацией обрываются на этом первом этапе, поскольку отправитель не затрачивает достаточного времени на обдумывание идеи. Важно помнить, что идея еще не трансформирована в слова или не приобрела другой такой формы, в которой она послужит обмену информации. Отправитель решил только, какую именно концепцию он хочет сделать предметом обмена информацией. Чтобы осуществить обмен эффективно, он должен принять в расчет множество факторов.
Прежде чем передать идею, отправитель должен с помощью символов закодировать ее, использовав для этого слова, интонации и жесты (язык тела). Такое кодирование превращает идею в сообщение.
Отправитель должен также выбрать канал, совместимый с типом символов, использованных для кодирования. К некоторым общеизвестным каналам относятся передача речи и письменных материалов, а также электронные средства связи, включая компьютерные сети, электронную почту, видеоленты и видеоконференции. Если канал непригоден для физического воплощения символов, передача невозможна. Если канал не слишком соответствует идее, зародившейся на первом этапе, обмен информацией будет менее эффективен. Выбор средства сообщения не должен ограничиваться единственным каналом. Часто желательно использовать два или большее число средств коммуникаций в сочетании. Процесс усложняется, поскольку отправителю приходится устанавливать последовательность использования этих средств и определять временные интервалы в последовательности передачи информации. Тем не менее исследования показывают, что одновременное использование средств обмена
устной и письменной информацией обычно эффективнее, чем, скажем, только обмен письменной информацией.
На третьем этапе отправитель использует канал для доставки сообщения (закодированной идеи или совокупности идей) получателю. Речь идет о физической передаче сообщения, которую многие люди по ошибке и принимают за сам процесс коммуникаций. В то же время передача является лишь одним из важнейших этапов, через которые необходимо пройти, чтобы донести идею до другого лица.
Передача информации осуществляется с использованием знаковых систем. Существует несколько знаковых систем, используемых в коммуникационном процессе. При классификации коммуникативных процессов условно можно выделить вербальную коммуникацию, где в качестве знаковой системы используется речь, и невербальную коммуникацию, когда используются различные неречевые знаковые системы.
После передачи сообщения отправителем получатель декодирует его. Декодирование - это перевод символов отправителя в мысли получателя. Если символы, выбранные отправителем, имеют точно такое же значение для
получателя, последний будет знать, что именно имел в виду отправитель, когда формулировалась его идея. Если реакции на идею не требуется, процесс обмена информацией на этом должен завершиться.
Література [ 3, 6, 7, 11, 13].
