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2016年下半年 上午试卷 综合知识
第 1 题
知识点 信息的传输模型   编码   信道   噪声  
关键词 编码器   传输   解码器   信道   信宿   信源   噪声   编码  
章/节 信息化基础  
 
 
信息的传输模型中包括信源、编码器、信道、解码器、信宿、躁声等要素。噪声主要对(1)形成干扰或影响。
 
  A.  信源
 
  B.  编码器
 
  C.  信道
 
  D.  解码器
 
 




 
 
相关试题     信息 

  第1题    2019年上半年  
在信息传输模型中,( )属于译码器。

  第1题    2015年下半年  
根据控制论的创始人维纳及信息论的奠基者香农对信息的定义,信息是(1).

  第1题    2016年上半年  
人通过获得、识别不同信息来区别不同事物,得以认识和改造世界。以下关于信息的叙述中,不正确的是:(1)。

 
知识点讲解
· 信息的传输模型
· 编码
· 信道
· 噪声
 
        信息的传输模型
        信息的传输技术(通常指网络、通信等)是信息技术的核心,信息的传输模型如下图所示。
        
        信息传输模型
        .信源:产生信息的实体。
        .信宿:信息的归宿或接受者。
        .信道:传送信息的通道,如TCP/IP网络。
        .编码:编码是将源信息按照一种标准转换为一种标准格式内容。
        .解码:解码和编码对应,使用和编码相同的标准将编码内容还原为最初的信息。
        .噪声:噪声可理解为干扰。干扰可来自于信息系统分层结构的任何一层,当噪声携带的信息大到一定程度时,在信道中传输的信息可以被噪声淹没导致传输失败。
 
        编码
               编码过程
               在给定了软件设计规格说明书后,下一步的工作就是编写代码。一般来说,编码工作可以分为四个步骤:
               (1)确定源程序的标准格式,制订编程规范。
               (2)准备编程环境,包括软硬件平台的选择,包括操作系统、编程语言、集成开发环境等。
               (3)编写代码。
               (4)进行代码审查,以提高编码质量。为提高审查的效率,在代码审查前需要准备一份检查清单,并设定此次审查须找到的bug数量。在审查时,要检查软件规格说明书与编码内容是否一致;代码对硬件和操作系统资源的访问是否正确;中断控制模块是否正确等。
               编码准则
               在嵌入式系统中,由于资源有限,且实时性和可靠性要求较高,因此,在开发嵌入式软件时,要注意对执行时间、存储空间和开发/维护时间这三种资源的使用进行优化。也就是说,代码的执行速度要越快越好,系统占用的存储空间要越小越好,软件开发和维护的时间要越少越好。
               具体来说,在编写代码时,需要做到以下几点:
               .保持函数短小精悍。一个函数应该只实现一个功能,如果函数的代码过于复杂,将多个功能混杂在一起,就很难具备可靠性和可维护性。另外,要限制函数的长度,一般来说,一个函数的长度最好不要超过100行。
               .封装代码。将数据以及对其进行操作的代码封装在一个实体中,其他代码不能直接访问这些数据。例如,全局变量必须在使用该变量的函数或模块内定义。对代码进行封装的结果就是消除了代码之间的依赖性,提高了对象的内聚性,使封装后的代码对其他行为的依赖性较小。
               .消除冗余代码。例如,将一个变量赋给它自己,初始化或设置一个变量后却从不使用它,等等。研究表明,即使是无害的冗余也往往和程序的缺陷高度关联。
               .减少实时代码。实时代码不但容易出错、编写成本较高,而且调试成本可能更高。如果可能,最好将对执行时间要求严格的代码转移到一个单独的任务或者程序段中。
               .编写优雅流畅的代码。
               .遵守代码编写标准并借助检查工具。用自动检验工具寻找缺陷比人工调试便宜,而且能捕捉到通过传统测试检查不到的各种问题。
               编码技术
                      编程规范
                      在嵌入式软件开发过程中,遵守编程规范,养成良好的编程习惯,这是非常重要的,将直接影响到所编写代码的质量。
                      编程规范主要涉及的三方面内容:
                      .命名规则。从编译器的角度,一个合法的变量名由字母、数字和下画线三种字符组成,且第一个字符必须为字母或下画线。但是从程序员的角度,一个好的名字不仅要合法,还要载有足够的信息,做到“见名知意”,并且在语意清晰、不含歧义的前提下,尽可能地简短。
                      .编码格式。在程序布局时,要使用缩进规则,例如变量的定义和可执行语句要缩进一级,当函数的参数过长时,也要缩进。另外,括弧的使用要整齐配对,要善于使用空格和空行来美化代码。例如,在二元运算符与其运算对象之间,要留有空格;在变量定义和代码之间要留有空行;在不同功能的代码段之间也要用空行隔开。
                      .注释的书写。注释的典型内容包括:函数的功能描述;设计过程中的决策,如数据结构和算法的选择;错误的处理方式;复杂代码的设计思想等。在书写注释时要注意,注释的内容应该与相应的代码保持一致,同时要避免不必要的注释,过犹不及。
                      性能优化
                      由于嵌入式系统对实时性的要求较高,因此一般要求对代码的性能进行优化,使代码的执行速度越快越好。以算术运算为例,在编写代码时,需要仔细地选择和使用算术运算符。一般来说,整数的算术运算最快,其次是带有硬件支持的浮点运算,而用软件来实现的浮点运算是非常慢的。因此,在编码时要遵守以下准则:
                      .尽量使用整数(char、short、int和long)的加法和减法。
                      .如果没有硬件支持,尽量避免使用乘法。
                      .尽量避免使用除法。
                      .如果没有硬件支持,尽量避免使用浮点数。
                      下图是一个例子,其中两段代码的功能完全一样,都是对一个结构体数组的各个元素进行初始化,但采用两种不同的方法来实现。下图(a)采用数组下标的方法,在定位第i个数组元素时,需要将i乘以结构体元素的大小,再加上数组的起始地址。下图(b)采用的是指针访问的方法,先把指针fp初始化为数组的起始地址,然后每访问完一个数组元素,就把fp加1,指向下一个元素。在一个奔腾4的PC上,将这两段代码分别重复10 700次,右边这段代码需要1ms,而左边这段代码需要2.13ms。
                      
                      算术运算性能优化的例子
 
        信道
        信道是数据传输的通路,在计算机网络中信道分为物理信道和逻辑信道。
        (1)物理信道。物理信道指用于传输数据信号的物理通路,由传输介质与有关通信设备组成。物理信道还可根据传输介质的不同而分为有线信道和无线信道,也可按传输数据类型的不同分为数字信道和模拟信道。
        (2)逻辑信道。逻辑信道指在物理信道的基础上,发送与接收数据信号的双方通过中间结点所实现的逻辑联系,由此为传输数据信号形成的逻辑通路。逻辑信道可以是有连接的,也可以是无连接的。
        信道传输按信息传送的方向与时间可以分为单工、半双工、全双工三种传输方式。
        (1)单工通信。单工通信就是单向传输,传统的电视、电台就是单工传输。单工传输能够节约传输的成本,但是没有了交互性。现在传统的电视向可以点播的电视方向发展,这使得必须对原来的单工传输的有线电视网络进行改造才能支持点播。
        (2)半双工通信。半双工通信可以传输两个方向的数据,但是在一段时间内只能接受一个方向的数据传输,许多对讲机使用的就是半双工方式,当一方按下按钮说话时,不能听见对方的声音。这种方式也称为“双向交替”。对于数字通道,如果只有一条独立的传输通道,那么就只能进行半双工传输。对于模拟通道,如果接收和发送使用同样的载波频率,那么它也只能使用半双工的传输方式。
        (3)全双工通信。全双工通信意味着两个方向的传输能够同时进行,电话是典型的全双工通信。要实现全双工通信,对于数字通道,必须有两个独立的传输路径。对于模拟通道,如果没有两条独立的路径,双方使用的载波频率不同,那么也能实现。另外还有一种“回声抵消”的方法,也能实现全双工通信。下图所示是单工、半双工和全双工示意图。
        
        传输方式比较示意图
 
        噪声
        噪声是通信系统性能的主要制约因素,噪声可分为四种:热噪声、内调制杂音、串扰和脉冲噪声。
        (1)热噪声。热噪声又称为白噪声,是由导体中电子的震动引起的,出现在所有电子设备和传输介质中。热噪声是在所有频谱中以相同的形态分布,是不能够消除的,由此对通信系统性能构成上限。热噪声的特点是:时刻存在,幅度较小,强度与频率无关,但频谱很宽,是一类随机噪声。
        (2)脉冲噪声。脉冲噪声由外界电磁干扰引起,与热噪声相比,冲击噪声幅度较大,是引起传输差错的主要原因。冲击噪声持续时间与数据传输中每位的发送时间相比,可能较长,因而冲击噪声引起相邻的多个数据位出错,所引起的传输差错为突发错。通信过程中产生的传输差错由随机错与突发错共同构成。
        (3)串扰。串扰是信号通路之间产生了不必要的耦合,一般在邻近的双绞线之间因电耦合,或在运载多个信号的同轴电缆中产生。
        (4)内调制杂音。当不同频率的信号共享同一传输介质的时候,可能导致内调制杂音,内调制杂音的结构往往产生这样一些信号,它们的频率是某两个频率的和、差或倍数。



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