Книга: Шкундин С. З., Берикашвили В. Ш. «Теория информационных процессов и систем»

Рассмотрены современные тенденции развития общей теории систем. Показана роль информационных процессов в работе больших и сложных производственных управляющих систем. Дан анализ и систематизация современных математических методов описания информационных процессов и систем. Рассмотрены особенности оцифровки, кодирования и сжатия информации, повышения помехоустойчивости и оптимального принятия решений. Показана связь увеличивающейся сложности технических средств и протекающих процессов, применяемых в современном производстве, а также необходимость повышения качества управления как техническими, так и организационными системами. Рассмотрена роль информации и информационных систем в социальных преобразованиях общества в связи с расширяющейся специализацией и кооперированием предприятий. Приведены методы математического моделирования и описания при разработке крупных автоматизированных, информационных систем и вычислительных комплексов, а также методы оптимальной организации взаимодействия элементов и выбора наилучшей структуры производственных систем. Даны общесистемные правила и ограничения для совершенствования методов оптимизации управления с привлечением общей теории информационных систем.
Для студентов вузов, обучающихся по направлению подготовки «Информационные системы».

Содержание:

Введение...... 5 Глава 1. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ...... 12 1. 1. Терминология и определения...... 12 1. 2. Общие характеристики и особенности систем...... 21 1. 3. Системный подход и системный анализ...... 27 1. 4. Качественное описание систем...... 32 1. 5. Количественные методы описания систем...... 39 1. 6. Моделирование систем...... 44 1. 7. Абстрактно-множественное описание систем...... 50 1. 8. Модели систем в виде дифференциальных уравнений...... 56 1. 9. Представление состояний систем в виде графов...... 57 1. 10. Каноническое описание динамических систем...... 61 1. 11. Динамические характеристики систем...... 64 1. 12. Кибернетический подход...... 67 1. 13. Агрегатное описание систем...... 68 1. 14. Иерархические модели системы и структурная теория алгоритмов...... 72 1. 15. Анализ и синтез систем на основе декомпозиции, агрегирования и моделирования...... 76 1. 16. Проектирование производственных предприятий на основе системно-целевого подхода...... 83 Контрольные вопросы и упражнения...... 85 Глава 2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ...... 87 2. 1. Информация, информатика и информационные системы...... 87 2. 2. Классификация информационных систем...... 101 2. 3. Описание сложных информационных и управляющих систем...... 108 2. 4. Общие свойства и виды информационных и управляющих систем...... 115 2. 5. Теория исследования и построения информационных систем...... 117 2. 6. Модель управления информационной сетью...... 119 2. 7. Модель вычислителей для сложных задач...... 121 2. 8. Макроструктура информационных и управляющих систем...... 122 2. 9. Структуры управляющих ЭВМ и их объединений...... 124 2. 10. Локальные информационно-управляющие сети и протоколы обмена данными...... 126 2. 11. Структура глобальной информационно-управляющей сети...... 127 Контрольные вопросы и упражнения...... 128 Глава 3. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ...... 130 3. 1. Информация, сообщение, сигнал...... 130 3. 2. Вероятностное описание процесса (сообщения)...... 137 3. 3. Элементы теории передачи информации...... 141 3. 4. Помехоустойчивость и оптимальная фильтрация...... 144 3. 5. Помехи, шумы и спектры сигналов...... 147 3. 6. Спектры сигналов при разных видах модуляции...... 148 3. 7. Пропускная способность дискретного канала без помех...... 150 3. 8. Пропускная способность канала связи с помехами...... 154 3. 9. Оценка вклада шума в искажения информации...... 161 3. 10. Сжатие информации...... 164 Контрольные вопросы и упражнения...... 171 Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ СИГНАЛОВ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ...... 172 4. 1. Информационные сигналы и процессы...... 173 4. 2. Пространства сигналов...... 190 4. 3. Дискретные представления сигналов...... 207 4. 4. Интегральные представления сигналов...... 219 4. 5. Преобразования Фурье, Гильберта и другие интегральные преобразования...... 223 4. 6. Интегральное представление узкополосных сигналов...... 227 4. 7. Полосовая фильтрация...... 231 4. 8. Интегральные числовые характеристики сигналов и функционалы...... 233 4. 9. Оптимизация выходного сигнала фильтра вариационным методом...... 240 Контрольные вопросы и упражнения...... 244 Глава 5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СИГНАЛОВ...... 244 5. 1. Представление преобразователей сигналов линейными операторами...... 244 5. 2. Линейные преобразования сигналов...... 246 5. 3. Линейные преобразования в конечномерном пространстве...... 248 5. 4. Операторы линейных преобразований...... 250 5. 5. Приближенное представление операторов...... 258 5. 6. Реализация вырожденных операторов...... 264 5. 7. Спектральное представление операторов...... 268 5. 8. Собственные значения и собственные пространства...... 269 5. 9. Спектральное представление нормальных компактных операторов...... 272 Контрольные вопросы и упражнения...... 275 Глава 6. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВ ИХ ОБРАБОТКИ...... 277 6. 1. Описание случайных процессов...... 277 6. 2. Стационарные случайные процессы и корреляционные функции...... 281 6. 3. Комплексные двумерные процессы...... 284 6. 4. Конечномерные представления случайного процесса и разложение Карунена-Лоэва...... 287 6. 5. Узкополосные стационарные процессы...... 291 6. 6. Модели случайных процессов и их корреляционные функции...... 293 6. 7. Процессы с циклической стационарностью...... 295 6. 8. Оптимальная фильтрация сигналов...... 297 6. 9. Непрерывная оценка формы сигнала...... 300 6. 10. Оценка амплитуд и согласованная фильтрация...... 306 6. 11. Теория обнаружения сигналов...... 312 6. 12. Критерии принятия решений и отношения правдоподобия...... 314 6. 13. Узкополосные сигналы и некогерентное обнаружение...... 327 Контрольные вопросы и упражнения...... 336 Глава 7. ЦИФРОВАЯ ПЕРЕДАЧА, КОДИРОВАНИЕ И СЖАТИЕ ИНФОРМАЦИИ...... 337 7. 1. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи...... 337 7. 2. Передача цифровых кодов по каналу связи...... 343 7. 3. Условная энтропия и энтропия объединения при передаче информации...... 349 7. 4. Представление кодовых последовательностей...... 354 7. 5. Линейные, составные и рефлексные групповые коды...... 358 7. 6. Систематические коды и код Хэмминга...... 363 7. 7. Циклические коды с обнаружением и исправлением ошибок...... 365 7. 8. Построение и декодирование циклических кодов...... 371 7. 9. Логическое кодирование и избыточные коды...... 376 7. 10. Скремблирование...... 377 7. 11. Кодирование для канала связи без шума и с шумом...... 381 7. 12. Кодирование производственной и экономической информации...... 391 7. 13. Сжатие информации...... 403 Контрольные вопросы и упражнения...... 414 Глава 8. ПРИНЯТИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ...... 415 8. 1. Выбор как реализация цели...... 415 8. 2. Выбор на основе критериев оптимальности...... 416 8. 3. Выбор на основе бинарных отношений...... 418 8. 4. Групповой выбор...... 419 8. 5. Выбор в условиях неопределенности...... 420 8. 6. Выбор в условиях статистической неопределенности...... 421 Контрольные вопросы и упражнения...... 423 Глава 9. РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ...... 425 9. 1. Радиотехнические информационные системы...... 426 9. 2. Системные методы и радиотехнические системы...... 427 9. 3. Структурные и функциональные схемы РТС...... 429 9. 4. Радиотехнические системы передачи информации...... 431 9. 5. Радиоэлектронная аппаратура (РЭА) РТС...... 434 9. 6. Искажения сообщений в РТС, помехоустойчивость и оптимальный прием...... 438 9. 7. Оптимизация выделения информации при действии помех...... 442 9. 8. Согласованные и оптимальные фильтры...... 445 9. 9. Энергетические соотношения в РТС...... 455 9. 10. Многоканальные радиотехнические системы передачи информации...... 458 9. 11. Системы телевидения, сотовой связи и спутниковая связь...... 463 Контрольные вопросы и упражнения...... 467 Список литературы...... 469

Издательство: "Горная книга" (2012)

ISBN: 9785986722856