МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ

НАЦІОНАЛЬНИЙ АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

В. С. Василенко

ТЕОРІЯ ІНФОРМАЦІЇ ТА КОДУВАННЯ

Курс лекцій

Київ 2011

УДК 621.391 (042.4)

ББК З 3811. 0я7

В 19

Укладач: В.С. Василенко

Затверджено методично-редакційною радою Національного авіаційного університету (протокол № від 2011)

Розглянуто технології забезпечення цілісності та доступності об’єктів інформаційно–телекомунікаційних мереж, основу яких складає завадостійке кодування. Подано основні з двійкових та узагальнених завадостійких кодів, а також технології організації інформаційного обміну із застосуванням зворотного зв’язку. Наведено відомості щодо проблематики та шляхів її розв’язання при забезпеченні вимог із пропускної спроможності каналів передачі даних.

Для студентів спеціальності 6.170103 «Управління інформаційною безпекою».

Зміст

ВСТУП 7

1. Теорія інформації та кодування як основа сучасних технологій. 8

1.1.Порядок вивчення дисципліни, звітність. Навчально-методичні матеріали з дисципліни. 8

1.2.Інформація і дані. Визначення інформації 8

1.3.Повідомлення та сигнали 13

2. Інформаційні технології. Кодування в інформаційно–телекомунікаційних системах. 15

2.1. Кодування повідомлень в інформаційно–
телекомунікаційних системах. Поняття про кодування
і код 15

2.2. Технологія кодування інформаційних об’єктів. Цифрове кодування. 18

3.Забезпечення цілісності та доступності інформаційних об’єктів. 23

3.1.Забезпечення цілісності та доступності інформаційних об’єктів у обчислювальних мережах. Методи захисту від спотворень 23

3.2.Двійкові завадостійкі коди 25

4.Завадостійке кодування. Двійкові та узагальнені завадостійкі коди. 30

4.1.Двійкові матричні коди 30

4.2.Код Хеммінга 32

4.3.Циклічні коди 36

4.4.Узагальнені завадостійкі коди. Контрольне додавання 40

5.Узагальнені завадостійкі коди. Перемежування та
виграш від кодування 41

5.1.Метод перемежування 41

5.2.Згортальні двійкові коди 45

5.3.Виграш від кодування 51

6.Захист від спотворень при використанні передачі зі зворотним зв’язком.. 53

6.1.Методи захисту від спотворень при використанні
передачі зі зворотним зв’язком 53

6.2.Системи передачі даних з очікуванням (стартстопний метод передачі) 55

6.3.Послідовний (потоковий) метод передачі 56

6.4.Системи передачі даних з ВЗЗ з адресним перезапитом комбінацій (вибіркова передача) 56

6.5.Порівняння систем передачі даних із ВЗЗ і систем
передачі при використанні коригувальних кодів за
відносною швидкістю передачі 57

7.Порівняння систем передачі з ВЗЗ і систем передачі при використанні коригувальних кодів. Пропускна спроможність каналу 63

7.1.Порівняння систем передачі з ВЗЗ і систем передачі при використанні коригувальних кодів за правильністю передачі
даних 64

7.2.Порівняння систем передачі з ВЗЗ і систем передачі при використанні коригувальних кодів за комплексною характеристикою 66

7.3.Оцінка впливу способів організації обміну в ТКМ на час доставляння повідомлень. 67

7.4.Підвищення пропускної спроможності неперервного
каналу шляхом прямого розширення смуги пропускання
каналу 70

8.Пропускна спроможність неперервного каналу. Шляхи підвищення пропускної спроможності каналу 72

8.1.Підвищення пропускної спроможності шляхом
дискретизації смуги пропускання каналу 73

8.2.Пропускна спроможність та співвідношення
сигнал/завада 77

8.3.Завадостійкі коди і пропускна спроможність каналу 82

9.Контрольні запитання для перевірки знань та вмінь 84

Основна та додаткова література 85

ВСТУП

Знання та вміння, отримані під час вивчення навчальної дисципліни «Теорія інформації та кодування», потрібні для засвоєння переважної більшості наступних дисциплін професійної та практичної підготовки фахівця.

Згідно з навчальною програмою на вивчення дисципліни відведено 36 години аудиторних занять та 36 годин самостійної роботи (усього–72 години). Вивчення здійснюється за модульно−рейтинговою системою. Дисципліна складається із одного модуля та розрахунково–графічної роботи.

Вивчення модуля завершується модульним контролем та диференційованим заліком.

Метою викладання дисципліни є розкриття сучасних наукових концепцій, понять, методів та інформаційних технологій, математичного моделювання та дослідження, вивчення основних напрямків досліджень у теорії інформації та кодування, в інформаційних системах, оволодіння методами кодування та декодування, оптимального виявлення та приймання сигналів, обробки та захисту інформації за наявності завад, управління потоками інформації в телекомунікаційних мережах.

Завданнями вивчення навчальної дисципліни є:

- сформувати та закріпити знання щодо основних об’єктів теорії інформації та кодування, методів перетворення сигналів та їх передачі каналами зв’язку;

- оволодіти методами кодування та декодування сигналів і повідомлень; аналізу впливу завад на всіх етапах передачі та обробки інформації;

- навчитися здійснювати вибір, оцінку та розроблення структур інформаційних систем, мереж та їх елементів для ефективної передачі та зберігання інформаційних об`єктів.

Навчальна дисципліна є теоретичною основою сукупності знань та вмінь, що формують профіль фахівця в галуз технічного захисту в інформаційних системах і технологіях управління. На основі здобутих знань та умінь фахівець зможе розв’язувати професійні задачі, що ґрунтуються на сучасних технологіях і методах побудови інформаційних систем. Здобуті під час вивчення знання є необхідними в подальшому при розробці засобів захисту інформації в комп’ютерних системах та мережах.

Поиск по сайту: