Целесообразность разработки адаптивной системы передачи данных. Возможность изменения параметров помехоустойчивых кодов. Информационный подход к оценке качества функционирования систем передачи информации. Алгоритм работы передатчика и приемника.
Аннотация к работе
В процессе функционирования автоматизированной системы управления между ее элементами осуществляется непрерывный обмен различного рода информацией: объективной и субъективной. От скорости передачи и достоверности этой информации зависит качество и своевременность принятия решений управленческим аппаратом, а значит, и выполнение задач системой управления. Передача информации в АСУ осуществляется с помощью систем передачи данных. В адаптивных СПД осуществляется необходимый контроль и по обратному каналу передается информация о состоянии канала связи и аппаратуры с целью изменения режима работы (скорости, кода, параметров сигналов и т.п.) передатчика и приемника. Цель данной работы состоит в разработке адаптивной системы передачи информации, самоприспосабливающейся системы, меняющей свой алгоритм при изменении внешних условий для достижения оптимального состояния и корректной передачи данных.Для создания модели адаптивной системы передачи данных, необходимо разработать структуру СПД, которая может применяться в различных автоматизированных системах управления требующих повышенной достоверности передаваемых данных. Адаптивные системы делят на две большие группы: а) по характеру изменений в управляющем устройстве: 1) самонастраивающиеся (изменяются только значения параметров регулятора); В таких системах для определения управляющих воздействий, обеспечивающих движение к экстремуму, к управляющему сигналу добавляется поисковый сигнал. Беспоисковые адаптивные системы управления по способу получения информации для подстройки параметров регулятора делятся: а) системы с эталонной моделью (ЭМ) б) системы с идентификатором, в литературе иногда называют, как системы с настраиваемой моделью (НМ). По способу достижения эффекта самонастройки системы с моделью делятся на: а) системы с сигнальной (пассивной);Чаще всего заранее выбирают код с определенными, наилучшими для данной кодовой конструкции параметрами. Это объясняется тем, что многие алгоритмы кодирования и декодирования кодов привязаны к структуре порождающих и проверочных полиномов кода, а при изменении параметров кода эти полиномы могут меняться. Аналогично и для кодов с перестановочным декодированием, которое можно использовать для кодов с определенным соотношением блоковой и информационной длин кода. При этом несложно обеспечить необходимую корректирующую способность кода Рида-Соломона, которая связана с параметрами кода простым соотношением d(X,Y) = n-m 1, (1.1), где d(X,Y) - минимальное кодовое расстояние кода, n - блоковая длина кода m - информационная длина. Точность статистических признаков задается доверительными вероятностями и интервалами, результаты декодирования кода определяют статистику ошибок только в пределах корректирующей способности кода.При восстановлении переданного сообщения по принятому сигналу в канале с помехами и случайными искажениями можно судить только о вероятности того, что был передан тот или иной сигнал из множества используемых сигналов. Основная задача приемника канала передачи дискретной информации - на основе анализа принимаемого сигнала с учетом всех известных сведений об источнике и канале связи должен принять решение о том, какое элементарное сообщение было передано. В результате действия помех и искажений в канале связи приемник может принять неправильное решение, отождествить принятый сигнал не с фактически переданным символом, а с каким-то другим. При передаче данных возможны два рода ошибок: а) передан символ "0", но под воздействием помех на приемной стороне зарегистрирован символ "1" (ошибка первого рода или "ложная тревога"). б) передан символ "1", а на приемной стороне зарегистрирован символ "0" (ошибка второго рода или "пропуск цели").Особенностью современного этапа развития теории информации и передачи данных является использование системного подхода к оцениванию эффективности передачи информации. При этом подходе учитывают все факторы, влияющие на достижение цели передачи информации и выполнение СПД основных задач. Одной из главных целей, решаемых СПД, является обеспечение максимального количества передаваемой информации при фиксированных затратах и обеспечение требуемого качества передачи при минимальных затратах. И в том и в другом случае необходимо оценить технико-экономическую эффективность системы в учетом ее надежности и других факторов, влияющих на качество передачи информации. В общем случае выражение для эффективности можно записать в виде произведения двух величин и = , где - эффективность системы кодирования, равная коэффициенту сжатия = 1 - r (1.21);Модель - это физическое или абстрактное описание системы, которая позволяет адекватно отражать требуемые для данного этапа функциональные характеристики. Модель служит необходимым средством в понимании или совершенствовании реальной системы. Языком философии модель может представляться эффективным средством общения и осмысления действительности. В первом случае модель помогает выявить взаимозависи
План
Содержание
Введение
1. Анализ структур адаптивных систем
1.1 Анализ классифицирующих признаков адаптивных систем
1.2 Анализ возможностей изменения параметров помехоустойчивых кодов
1.3 Анализ возможностей изменения параметров методов передачи данных
1.4 Информационный подход к оценке качества функционирования систем передачи данных
1.5 Анализ процесса моделирования
Выводы
2. Разработка модели адаптивной системы передачи
2.1 Разработка структуры модели
2.1.1 Разработка структуры модели
2.1.2 Разработка модели передающего устройства адаптивной системы СПД
2.1.3 Разработка модели приемного устройства адаптивной системы СПД
2.2 Разработка алгоритма работы передатчика и приемника
2.3 Разработка интерфейса модели
Выводы
3. Особенности программной реализации модели
3.1 Выбор среды программирования
3.2 Реализация обмена данными между ЭВМ
3.3 Требования к разрабатываемой программе
3.4 Описание программы
Выводы
4. Экономическая эффективность
4.1 Расчет экономической эффективности от внедрения
4.2 Экономический эффект
Выводы
Заключение
Список использованной литературы
Приложение
Список сокращений
Введение
В процессе функционирования автоматизированной системы управления между ее элементами осуществляется непрерывный обмен различного рода информацией: объективной и субъективной. От скорости передачи и достоверности этой информации зависит качество и своевременность принятия решений управленческим аппаратом, а значит, и выполнение задач системой управления. Передача информации в АСУ осуществляется с помощью систем передачи данных.
Системы передачи данных (СПД) являются одним из основных элементов технического обеспечения автоматизированных систем управления (АСУ).
Качество их функционирования существенно влияет на своевременность и правильность принятия решения. Функционирование средств передачи информации в АСУ протекает в различных условиях помеховой обстановки, когда велика вероятность выхода (вывода) этих средств из строя. Их отказы и повреждения приводят к нарушению управления. Быстрое восстановление работоспособности этих средств позволяет уменьшить тяжесть этих последствий. Одним из путей повышения качества функционирования является применение адаптивных систем (самоприспосабливающаяся систем), автоматически изменяющих алгоритмы своего функционирования и (иногда) свою структуру с целью сохранения или достижения оптимального состояния при изменении внешних условий. Адаптивные системы передачи данных относятся к СПД с обратной связью.
В адаптивных СПД осуществляется необходимый контроль и по обратному каналу передается информация о состоянии канала связи и аппаратуры с целью изменения режима работы (скорости, кода, параметров сигналов и т.п.) передатчика и приемника.
Цель данной работы состоит в разработке адаптивной системы передачи информации, самоприспосабливающейся системы, меняющей свой алгоритм при изменении внешних условий для достижения оптимального состояния и корректной передачи данных. Поставленная цель достигается с помощью моделей, алгоритмов и СПД.
Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: 1) обоснована целесообразность разработки адаптивной системы передачи данных;
2) разработаны модели и алгоритмы работы системы;
3) разработан автоматизированный комплекс, позволяющий передавать данные.
При программной реализации полученных концепций использовались методы теории алгоритмов, структурного и объектно-ориентированного программирования.
Проектирование автоматизированной системы - логически сложная, трудоемкая и длительная работа. Тенденции развития современных информационных технологий приводят к возрастанию сложности автоматизированной системы, что способствовало их появлению
Порядок построения работы следующий: вначале анализируются структуры адаптивных систем, рассматривается их классификация, анализируются возможности изменения параметров помехоустойчивых кодов, изменение параметров методов передачи данных, оценка качества функционирования систем передачи данных, анализируется процесс моделирования.
Во втором разделе разрабатывается модель адаптивной системы передачи данных: передающего и принимающего устройства.
В третьем разделе решаются вопросы, связанные с конкретной реализацией проекта, такие как постановка требований к разрабатываемой программе, выбор среды программирования, реализация обмена данными между ЭВМ, непосредственно разработка программных модулей, описание программного продукта.
Для написания адаптивной системы передачи информации выбрана среда программирования Delphi 7.0. Она полностью отвечает требованиям скорость и качество создания программ и подходит для создания систем любой сложности. В основе такой общепризнанной популярности Delphi лежит тот факт, что Delphi, как никакая другая система программирования, удовлетворяет требованиям " быстрота, простота, эффективность, надежность ". Действительно, приложения с помощью Delphi разрабатываются быстро, причем взаимодействие разработчика с интерактивной средой Delphi не вызывает внутреннего отторжения, а наоборот, оставляет ощущение комфорта. Delphi-приложения эффективны, если разработчик соблюдает определенные правила (и часто - если не соблюдает). Эти приложения надежны и при эксплуатации обладают предсказуемым поведением.
В четвертом разделе производится экономическое обоснование разработки: просчитывается общая стоимость проектирования и исполнения комплекса.