Система сбора и обработки информации - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа

Главная

Программирование, компьютеры и кибернетика
Система сбора и обработки информации

Аналоговое и цифровое представление информации. Понятие, классификация и характеристика методов сжатия данных: алгоритмы одно- и двухпараметрической адаптации, линейной экстра- и интерполяции. Кодирование информации и вычисление циклического кода.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

1. Классификация информационных систем
2. Аналоговое и цифровое представление информации
2.4 Аналогово-цифровое преобразование
3.2.1 Характеристики методов сжатия
3.3.1 Алгоритм линейной экстраполяции
3.3.2 Алгоритм линейной интерполяции
3.4 Алгоритмы двухпараметрической адаптации
На сегодняшний день, каналы передачи информации столь загружены, что приходиться применять системы сжатия, которые, уменьшая процент избыточной информации в коде, позволяют снизить нагрузку на линию. Многоканальные системы сжатия информации, характеризуются очень большой степенью сжатия информации, а также количеством параметров, разнообразных по своим физическим и статистическим характеристикам. Также можно отметить, что современные методы сжатия, использующие новые многопараметрические алгоритмы адаптации превосходят по своим характеристикам традиционные методы сжатия и существует тенденция к увеличению степени сжатия информации. Применение двухпараметрической и более алгоритмов адаптации позволяет увеличить степень сжатия информации, но повышает временные, технические и экономические затраты на операцию.
Также одной из важных задач при построении информационных систем является задача построения системы сбора и передачи информации, которая предназначена для сбора информации поступающей с датчиков и кодирование её в помехоустойчивый код перед передачей в канал связи. Задача осложняется правильным выбором помехоустойчивого кода, при котором неизбежно появление избыточной информации. Кроме того помехоустойчивый код должен обеспечивать достаточную вероятность правильного приёма информации.
1. Классификация информационных систем
Информационные системы можно классифицировать по различным признакам, причем каждую классификацию следует рассматривать как условную, т.к. каждая система в различные моменты времени, при различных условиях может быть отнесена как к одному виду так и к другому.
На рисунке 1.1. приведена классификация по 6 различным признакам.
8. Вычисляется значение полинома в точке t 1 :
9. Рассчитывается погрешность восстановления:
10. Текущая погрешность сравнивается с допустимой.
11. Если погрешность меньше допустимой, то в линию ничего не передаётся.
12. Пусть в момент t 3 приходит выборка л 3 .
13. Выборка л 3 запоминается в ОЗУ, но не передаётся в линию связи.
14. Вычисляется разделённая разность:
* 2 (t) = 0 + (t 3 , t 0 )(t - t 0 ).
15. Вычисляем значение интерполяционного полинома в точках t 1 и t 2 :
* 2 (t 1 ) = 0 + (t 3 , t 0 )(t 1 - t 0 ),
* 2 (t 2 ) = 0 + (t 3 , t 0 )(t 2 - t 0 ).
17. Погрешность сравнивается с допустимой погрешностью.
18. Если все погрешности лежат ниже допустимой, то в линию связи ничего не передаётся.
19. Пусть в момент t k передаётся выборка л k , причём такая, что интерполяционный полином
* k (t) = 0 + (t k , t 0 )(t - t 0 )
не обеспечивает погрешность хотя бы для одной выборки лежащей внутри интервала интерполяции.
20. Интервал интерполяции обрывается и принимается равным T = t k-1 - t 0 , в линию связи передаётся выборка л k-1 .
По полученным л 0 и л k-1 строим интерполирующий полином:
* (t) = 0 + (t k-1 , t 0 )(t - t 0 ).
Преимущество интерполяционного алгоритма по сравнению с экстраполяционным - коэффициент сжатия при интерполяции выше, а недостаток заключается в невозможности работы в реальном времени.
3.4 Алгоритмы двухпараметрической адаптации
Сочетают автоматический выбор интервала представления с автоматическим выбором степени приближающего полинома, причем совмещается и интерполяция и экстраполяция. Две схемы реализации:
1. Сначала выбирают оптимальный интервал представления, затем происходит наращивание выбор степени полинома.
2. Выбор интервала представления и степени полинома осуществляется при последовательном чередовании двух процедур: на один или несколько шагов увеличивается интервал представления; на одну или несколько единиц увеличивается степень полинома.
Циклические коды относятся к числу блоковых систематических кодов, в которых каждая комбинация кодируется самостоятельно (в виде блока) таким образом, что информационные k и контрольные m символы всегда находятся на определенных местах.
Возможность обнаружения и исправления практически любых ошибок, при относительно малой избыточности по сравнению с другими кодами, а также простота схемной реализации аппаратуры кодирования и декодирования сделали эти коды широко распространенными.
Теория циклических кодов базируется на теории групп и алгебре многочленов над полем Галуа.
Многочлен (полином), который можно представить в виде произведения многочленов низших степеней, называют приводимым (в данном поле), в противном случае - неприводимым. Неприводимые многочлены играют роль, сходную с простыми числами в теории чисел. Неприводимые многочлены P(X) можно записать в виде десятичных или двоичных чисел, либо в виде алгебраического многочлена (табл.1).
Таблица 1 Неприводимые многочлены и их эквиваленты
P(X^8)=X^8+X^4+X^3+X^2+1>285>100011101
P(X^10)=X^10+X^3+1>2057>10000001001
В таблице 1 указаны все неприводимые многочлены до пятой степени включительно, используемые для построения циклических кодов. Многочлены более высоких степеней приводятся лишь выборочно.
Многочлен в поле двоичных чисел называется неприводимым, если он делится без остатка на себя или на единицу; что касается многочленов приведенных в табл. 1, то это определение справедливо только для конечного поля двоичных чисел.
В основу циклического кодирования положено использование неприводимого многочлена P(X), который применительно к циклическим кодам называется образующим, генераторным или производящим многочленом (полиномом).
В качестве информационных символов k для построения циклических кодов берут комбинации двоичного кода на все сочетания. В общем случае, если заданную кодовую комбинацию Q(X) умножить на образующий многочлен P(X), получится циклический код, обладающий теми или иными корректирующими свойствами в зависимости от выбора P(X). Однако в этом коде контрольные символы m будут располагаться в самых разнообразных местах кодовой комбинации. Такой код не является систематическим, что затрудняет его схемную реализацию. Ситуацию можно значительно упростить, если контрольные символы приписать в конце кода, т.е. после информационных символов. Для этой цели целесообразно воспользоваться следующим методом.
1) Умножаем кодовую комбинацию G(X), которую мы хотим закодировать на одночлен , имеющий ту же степень, что и образующий многочлен P(X).
2) Делим произведение на образующий многочлен P():
где Q(X) - частное от деления; R(X) - остаток.
Умножая выражение (10) на P(X) и перенося R(X) в другую часть неравенства, согласно алгебры двоичного поля, т.е. без перемены знака на обратный получаем:
Таким образом, согласно неравенству (11), циклический код, т.е. закодированное сообщение F(X) можно образовать двумя способами:
1) умножением одной из комбинаций двоичного кода на все сочетания [комбинация Q(X) принадлежит к той же группе того же кода, что и заданная комбинация G(X)] на образующий многочлен P(X);
2) умножением заданной кодовой комбинации G(X) на одночлен , имеющий ту же степень, что и образующий многочлен P(X), с добавлением к этому произведению остатка R(X), полученного после деления произведения на образующий многочлен P(X).
Требуется: разработать устройство сбора и обработки информации.
Система опрашивает 6 аналоговых 6 цифровых (разрядность 10) и 22 дискретных датчиков. Передача осуществляется в одном цифровом канале, зашумленном белым гауссовым шумом с ОСШ = 8dB. Необходимо обеспечить вероятность ошибочного приема 10 -18 . Аналогово-цифровой преобразователь должен осуществлять преобразование с погрешностью не более 0.06%. Для реализации сжатия данных следует разработать блок сжатия данных с применением алгоритма экстраполяции второго порядка.
Для реализации блока сжатия однопараметрической адаптации с использованием экстраполяции 2-го порядка необходимо синхронизировать поступление текущих отсчетов в блок вычисления, для чего перед входом в БСД синтезируются устройство согласования вычислений, которое позволяет оперировать тремя текущими отсчетами одновременно. На выходе блока вычисления необходимо реализовать компаратор, который будет сравнивать вычисленное значение погрешности с допустимым и подавать сигнал на запись в память, если это значение больше допустимой погрешности.
Все элементы блока сжатия данных получают синхросигналы от тактового генератора прямоугольных импульсов одной частоты. Некоторые устройства необходимо подключить к тактовому генератору прямоугольных импульсов с делением частоты (1/70).
Блок сжатия реализуется методом экстраполяции 2-го порядка.
Аналоговые датчики предполагают использование АЦП. Возможно два варианта коммутации сигналов с аналоговых датчиков: до преобразования и после. Реализация первого варианта осуществляется с меньшими аппаратными затратами, второй вариант обеспечивает более высокую точность и быстродействие. В данной курсовой работе использован второй вариант.
Все сигналы перед коммутацией должны иметь одинаковую разрядность, поэтому сигналы отличающиеся разрядностью от разрядности АЦП дополняются нулями для получения 11-ти разрядного кода.
Так как передача осуществляется в одном цифровомканале, зашумленном белым гауссовым шумом с ОСШ равным 13dB, необходимо ОСШ перевести из [dB] в безразмерную величину. Для этого необходимо сделать расчеты.
Все расчёты производились в программе MathCad2000Pro. При расчёте вероятностей учитывается что полученный результат в 1000000 раз больше реального.
Нужно выбрать вероятность, меньшую заданной вероятности ошибочного приёма, так чтобы их разность была наименьшей.
Чтобы определить число информационных символов необходимо, чтобы выполнялось условие k n_ACP, где n_ACP - разрядность аналогово-цифрового преобразователя. Разрядность АЦП рассчитываем по формуле:
где Ppreob - погрешность преобразования,
Полученное число округляем до 11. Получим n_ACP=11.
Для определения количества информационных символов (k) воспользуемся таблицей:
Таблица 2 Параметры циклических кодов БЧХ
Энтропия и количество информации. Комбинаторная, вероятностная и алгоритмическая оценка количества информации. Моделирование и кодирование. Некоторые алгоритмы сжатия данных. Алгоритм арифметического кодирования. Приращаемая передача и получение. курсовая работа [325,1 K], добавлен 28.07.2009
Задачи обработки и хранения информации при помощи ЭВМ. Сжатие и кодирование информации в информационно-вычислительных комплексах. Метод Лавинского как простейший метод сжатия информации (числовых массивов) путем уменьшения разрядности исходного числа. курсовая работа [66,0 K], добавлен 09.03.2009
Непрерывная и дискретная информация. Кодирование как процесс представления информации в виде кода. Особенности процедуры дискретизации непрерывного сообщения. Позиционные и непозиционные системы счисления. Представление информации в двоичном коде. реферат [117,3 K], добавлен 11.06.2010
Технология сбора информации традиционными методами. Правила сбора оффлайновой информации. Технические средства сбора информации. Операции для быстрого восстановления данных в системах хранения. Технологический процесс и процедуры обработки информации. курсовая работа [304,5 K], добавлен 02.04.2013
Методы компрессии информации. Обзор и характеристика существующих методов сжатия информации, основанных на процедуре кодирования Хаффмена. Алгоритмы динамического кодирования методом FGK и Виттера. Программная реализация и руководство пользователя. курсовая работа [33,2 K], добавлен 09.03.2009
Использование цифровых сигналов для кодирования информации, регистрации и обработки; унификация операций преобразования на всех этапах ее обращения. Задачи и физическая трактовка процессов идеальной интерполяции сигналов алгебраическими полиномами. реферат [1,3 M], добавлен 12.03.2011
Представление информации в двоичной системе. Необходимость кодирования в программировании. Кодирование графической информации, чисел, текста, звука. Разница между кодированием и шифрованием. Двоичное кодирование символьной (текстовой) информации. реферат [31,7 K], добавлен 27.03.2010
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Система сбора и обработки информации курсовая работа. Программирование, компьютеры и кибернетика.
Реферат по теме Кубинский кризис 1962 года
Внутренние миграционные потоки высококвалифицированных кадров на примере развитых стран ЕС
Мини Сочинение По Музыке 6 Класс
Реферат: Системные васкулиты
Сердца Людей Ценней Чем Золотые Слитки Эссе
Налогообложение предприятий оптовой торговли
21/03/1994 от Slava Luzev, 2:5002/10
Контрольная работа по теме Налоговые правоотношения
Курсовая работа: Вопросы регулирования труда несовершеннолетних
Реферат: Теория капитала и прибыли
Курсовая работа по теме Развитие пенсионной системы Казахстана и пути ее совершенствования
Ядерное Оружие И Очаг Ядерного Поражения Реферат
Основы Правового Статуса Личности В Рф Реферат
Контрольная Работа По Геометрии Решение Треугольников
Отчет по практике по теме Розробка екскурсійного маршруту
Курсовая работа по теме Тепловой расчёт двигателя внутреннего сгорания ВАЗ 2103
Отчет по практике: Электрический ток в жидких проводниках
Курсовая работа: Проблеми тривожності підлітків
Курсовая работа по теме Психологическая подготовка к материнству
Курсовая работа по теме Завершення війни та підписання Московського мирного договору 1940 р.
Характеристика классификации принципов права - Государство и право курсовая работа
Ценностные дисциплины Трейси и Вирсемы - Менеджмент и трудовые отношения контрольная работа
Структура та семантика словотворчого гнізда beauty у контексті сонетів Шекспіра - Иностранные языки и языкознание курсовая работа