Министерство путей сообщения Российской Федерации

Омский государственный университет путей сообщения

В.Г. Шахов

Введение в информационные системы и технологии

Омск 1998

УДК 681.518: 621.39

Введение в информационные системы и технологии. /Учебное пособие/ В.Г.Шахов.– Омский государственный университет путей сообщения, 1998.– 78с.

Пособие предназначено как вводный курс для студентов специальности 071900– Информационные системы на железнодорожном транспорте. Рассмотрены вопросы: теория сигналов; спектры и спектральные преобразования; дискретизация; теория информации; модуляция и многоканальная связь; сжатие данных.

Может быть использовано как основа для изучения теоретических аспектов информационных технологий студентами специальности 071900 и студентами других специальностей, а также при курсовом и дипломном проектировании.

Библиогр. 49 назв., табл. 3, илл. 59

Рецензенты: д.т.н. Н.Н.Лябах (РГУПС),

кафедра “Связь” (УрАПС),

д.т.н. В.А.Шапцев (ИМСОРАН),

д.т.н. Ю.М.Вешкурцев (ОмГТУ).

Содержание

Введение 4

1 Теоретические аспекты информационных технологий. 7

1.1 Теория сигналов и спектральный анализ 7

1.2 Управление колебаниями 44

1.3 Теория информации 56

1.4 Дискретизация и квантование. 70

2 Сжатие информации 75

2.1 Адаптивная дискретизация, разностная и дельта-модуляция. 76

2.2 Статистическое сжатие. 86

2.3 Сжатие динамического диапазона. 91

2.4 Эффективное кодирование 94

2.5 Модификации кодов Хафмана 101

2.6 Алгоритмы Лемпеля – Зива 106

2.7 Сжатие графических изображений 109

2.8 Видеостандарт MPEG 119

3 Многоканальная передача и уплотнение линий связи 124

3.1 Сравнение и анализ основных методов разделения каналов 125

3.2 Адресное разделение каналов. 133

3.3 Разделение каналов на основе псевдослучайных последовательностей 133

Введение

В концепции информатизации железнодорожного транспорта России, дающей программу развития до 2005 года, даётся следующее определение: “Информатизация железнодорожного транспорта – это процесс производства, распространения и повсеместного использования информации и информационных услуг на железнодорожном транспорте, базирующийся на массовом внедрении методов и средств сбора, обработки, передачи и хранения информации” [19].

Указанное определение отмечает следующие особенности этого направления развития.

Информация на железнодорожном транспорте всё больше приобретает стоимостное выражение, имеющее результатом ускорение железнодорожных перевозок и их персонификацию, уменьшение порожних пробегов и повышение безопасности движения. Потоки информации вместе с её абонентами, приёмо-передающей аппаратурой и каналами связи образуют единую информационную среду. Эта среда, с одной стороны, является частью общегосударственной, а с другой – разбивается на элементы по отраслевой принадлежности (грузоперевозки, пассажирское сообщение, строительство, подвижной состав, теплоснабжение и т. д.) с ограниченными правами доступа.

Возникает новая отрасль знаний, имеющая общее название “Информационные технологии”, заключающая в себя теоретические основы и программно-аппаратную реализацию. Сюда входят, например, принципы организации баз данных, сжатие информации, скоростные методы обработки, сортировка, индикация, документирование, многоканальная связь и т. д.

Настоящее пособие рассматривается как вводный курс, предназначенный для изучения способов представления информационных процессов, а также процедур преобразования сообщений (сигналов) для их передачи, хранения и воспроизведения (информационные технологии). Пособие предназначено для студентов специальности 071900-Информационные системы (железнодорожный транспорт) при изучении ими дисциплин “Информатика”, ”Теория информации”, ”Информационные технологии”, “Защита информации и информационная безопасность”, а также при курсовом и дипломном проектировании. Может быть также использовано для студентов других специальностей (2107-Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте; 2101-Управление и информатика в технических системах).