67567

Кодирование информации в информационно-вычислительных сетях

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Поскольку в канале передачи данных по ряду причин (например, по причине электромагнитных волн) могут возникнут помехи, искажающие передаваемую информацию, используется специальное кодирование данных кодами, исправляющими ошибки.

Русский

2014-09-12

46 KB

2 чел.

Кодирование информации

в информационно-вычислительных сетях

Поскольку в канале передачи данных по ряду причин (например, по причине электромагнитных волн) могут возникнут помехи, искажающие передаваемую информацию, используется специальное кодирование данных кодами, исправляющими ошибки.

Кодирование – это представление сообщения последовательностью элементарных символов. Источником информации является, как правило, сообщение, сформированное пользователем или программными средствами управления связью согласно протоколу. Источником информации также может быть передаваемая аппаратура сети, генерирующая специальные сигналы, согласно протоколам физического уровня модели ВОС.

Основная задача, возникающая в технике связи, состоит в том, чтобы построить оптимальный  и эффективный кодер и декодер. Кодер преобразует сообщение в сигналы, которые могут быть переданы по каналу. Эти сигналы в канале искажаются шумом. Затем искаженный сигнал поступает в декодер, который восстанавливает посланное сообщение и направляет его получателю. На рис. 4.1 изображена схема типичной системы связи с использованием кодов, исправляющих ошибки. Полный цикл обнаружения/исправления ошибки, возникшей при передаче данных по сети, называют управлением ошибками.

Существует несколько основных стратегий, позволяющих передающему ООД установить правильность получения принимающим ООД переданного ему кадра. Однако в настоящее время на практике используются только две: автоматический запрос на повторение передачи (АЗП) и усовершенствованное управление ошибками (УУО).

Для первой стратегии применяются коды, обнаруживающие ошибки. При этом в случае обнаружения ошибки  требуется повторная передача данных.

Для второй стратегии применяются коды, исправляющие ошибки передачи данных в сети. К таким кодам относят коды Хэмминга, Рида-Маллера, Рида-Соломона и др. В этом случае к сообщению добавляется достаточное количество бит, чтобы обнаружить искаженный бит и исправить его путем простого инвертирования. При использовании таких кодов могут быть исправлены не только одиночные ошибки, но и пакеты ошибок. Однако эти коды не могут исправлять любую возможную комбинацию ошибок, они предназначены для того, чтобы исправлять наиболее правдоподобные комбинации.

На практике число дополнительных контрольных битов для исправления ошибок достаточно велико, поэтому в большинстве приложений, использующих надежную связь, более эффективными оказываются методы АЗП. Эти методы опираются на наличие обратного тракта для возврата ответов.

Однако во многих случаях обратного пути может и не быть или же задержка от такого кругового обращения может оказаться слишком большой. Например, при получении информации от космических зондов используется только односторонний канал связи. А при использовании спутниковой связи задержки передачи от большинства спутников столь велики, что передающая станция успевает передать несколько сотен сообщений, прежде чем поступит сообщение в обратном направлении, подтверждающее правильность принятия первого. Поэтому в таких сетях совместно с методами АЗП используются методы УУО, что позволяет сократить число повторных передач.

-2-

Рис. 4.1. Схема типичной системы связи с использованием кодов, исправляющих ошибки

получатель

источник

модем,

сетевой адаптер

например, в коды Хэмминга

например, в ASCII или EBCDIC (используются в IBM), КОИ-8, кодировка 1251 (Windows)

модем,

сетевой адаптер

Устройство для исправления ошибок в

двоичных символах

Декодер,  декодирующий сигналы на входе канала в двоичные символы

(демодулятор)

Декодер, декодирующий двоичные символы в сообщения для получателя

Канал или среда

хранения данных

Кодер, кодирующий

сообщение в

символы

Кодер, кодирующий двоичные символы

Кодер, кодирующий двоичные символы в

сигналы на входе канала (модулятор)


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

78861. Проблема роста научного знания у К. Поппера 29 KB
  Проблема роста научного знания у К. Говоря о росте знания он имеет в виду не его накопление а ниспровержение старых научных теорий и их замену лучшими научными теориями. В своей концепции он формулирует три основных требования к росту знания: 1 Новое знание должно исходить из новой простой идеи; 2 Новое знание должно приводить к представлению явлений которые до сих пор не наблюдались; 3 Новое знание должно выдерживать новые и строгие поверки В частности именно он ввёл понятие фальсифицируемости лат. flsus ложный необходимого...
78862. Концепция исследовательских программ Лакатоса 30 KB
  Концепция исследовательских программ Лакатоса Лакатос автор теории и методологии научноисследовательских программ в рамках которых вслед за К. Лакатос полагает что основой теории научной рациональности должен стать принцип критицизма универсальный принцип всякой научной деятельности. Лакатос полагает что можно на протяжении длительного времени защищать любую теорию даже если эта теория ложна. Cуть концепции Лакатоса: Согласно Лакатосу в науке образуются не просто цепочки сменяющих одна другую теорий о которых пишет Поппер но...
78863. Эволюция концепции науки в позитивизме 29.5 KB
  Эволюция концепции науки в позитивизме. Позитиви́зм философское учение и направление в методологии науки определяющее единственным источником истинного действительного знания эмпирические исследования и отрицающее познавательную ценность философского исследования. Сущность позитивистской концепции соотношения философии и науки отражается во фразе О. Эталоном научного знания для позитивизма является естествознание методы которого автоматически переносятся на другие науки в том числе социальногуманитарные.
78864. Проблемы развития науки в постпозитивизме 13.56 KB
  Проблемы развития науки в постпозитивизме. философии науки развивается течение постпозитивизма. Постпозитивисты Поппер Мун Лакатос Фейрабенб Полани подвергли критике позитивистский идеал факта введя в анализ науки историческое социологическое и культурологическое измерение. Постпозитивизм общее название используемое в философии науки для обозначения множества методологических концепций пришедших на смену тем которые были присущи методологии логического позитивизма.
78865. Специфика социально-гуманитарного познания 14.44 KB
  Предмет социального познания мир человека а не просто вещь как таковая. Все указанные и им подобные моменты входят в процесс социального исследования и неизбежно сказываются на содержании получаемых в этом процессе знаний. между объектом и субъектом социального познания стоят письменные источники хроники документы и т. Текстовая природа социального познания характерная его черта.
78866. Философия в системе социально-гуманитарного знания 28.5 KB
  Философия в системе социально-гуманитарного знания. При изучении социально-культурных процессов и явлений общество культура человек в современной науке принято делать отличия социально-гуманитарного знания от естественного...
78867. Методы в социально-гуманитарных науках 13 KB
  Методы в социальногуманитарных науках. Разновидностью включенного наблюдения является этнометодология суть которой состоит в том чтобы результаты описания и наблюдения социальных явлений и событий дополнить идеей их понимания. В социальногуманитарных науках широко применяется сравнительный компаративистский метод опять же с учетом специфики их предмета. Так в психологии этот метод реализуется в двух вариантах: а Сопоставление различных групп по возрастам деятельности и другим параметрам метод поперечных срезов.
78868. Место проблемы человека в системе социально-гуманитарного знания 28.5 KB
  Место проблемы человека в системе социальногуманитарного знания Построить социальную онтологию отвлекаясь от человеческих индивидов как субъектов социального процесса невозможно. Поэтому главное внимание социальная философия уделяет исследованию человека как предпосылки и субъекта социальноисторического процесса. Что такое человек Каковы его природа и сущность Каковы характерные особенности и направленность эволюции человека Все это суть проблемы философской антропологии учения о человеке исследующего своеобразие человеческого...
78869. Концепция социальной рациональности Макса Вебера 29 KB
  Концепция социальной рациональности Макса Вебера. Вебер внёс существенный вклад в такие области социального знания как общая социология методология социального познания политическая социология социология права социология религии экономическая социология теория капитализма. Свою концепцию Вебер называл понимающей социологией. Вебер в этом плане решительно расходится с Дюркгеймом полагая что реальным действующим лицом может быть не мифическое коллективное сознание государство или класс а конкретный индивид.