Каналом передачіназивається сукупність технічних засобівта середовища поширення, що забезпечує передачу електромагнітних сигналів, обмежених за потужністю, у певній області частот або з певною швидкістю передачі.

Розрізняють дискретні та безперервні (аналогові) повідомлення.

Рис. 1 Структурна схемаканалу передачі дискретної інформації

Рис. 2 Структурна схема каналу передачі аналогової інформації

На рис.1 та рис.2:

ІВ –джерело повідомлення (мовний сигнал, інформаційно-вимірювальний датчик, ЕОМ тощо);

ПСС- Перетворювач не електричної величини в електричну;

Передавач– перетворює повідомлення, що передається в сигнал, який можна передавати по лінії зв'язку (ЛЗ). У цифрових системах передачі інформації передавач здійснює дискретизацію за часом та квантування сигналу за рівнем;

До– кодер здійснює перетворення дискретних повідомлень на послідовність кодових імпульсів;

Мод– модулятор здійснює зміну параметра фізичного процесу (переносника інформації), відповідно до поточних значень сигналу, що передається (модулюючого сигналу);

Г- генератор несучого коливання;

НЕ-Нелінійний елемент;

УС- посилювач сигналу;

Фпер– фільтр передавача;

Приймач– забезпечує виділення повідомлення, що передається з сигналу в модулюючий сигнал;

Фпр- Фільтр приймача;

УС- посилювач сигналу;

Дем– демодулятор здійснює перетворення модульованого сигналу на модульний сигнал;

Грудень– декодер здійснює відновлення дискретного повідомлення вихідним сигналом дискретного каналу;

Всп.рег- Допоміжний регістр здійснює зберігання даних на час обробки повідомлення.

У аналогових каналах передачі продемодулированный сигнал, зазвичай, відразу надходить одержувачу повідомлення.

Сигнал може бути прийнятий із перетворенням частоти або без нього;

ПЧ- перетворювач частоти;

Гет- Допоміжний (спеціальний) генератор;

Див– змішувач здійснює перемноження вхідного та гетеродинного сигналу;

Д- детектор (демодулятор) перетворює модульований сигнал з перенесенням спектра модулюючого сигналу з області високих в область низьких частот;

У системах передачі дискретної інформації використовують два методи відновлення повідомлення - поелементний прийом та прийом у цілому.

При поелементному прийомі аналізуються елементи прийнятого сигналу відповідні кодовим символам. При цьому на виході демодулятора з'являється послідовність кодових символів, яка відновлює дискретне повідомлення.

При прийомі сигналу загалом аналізується повне кодове слово та ототожнюється з тим чи іншим повідомленням.

У приймачах аналізується вхідний сигнал та приймається рішення про передане повідомлення. Частина приймача, де ці операції, називається вирішальної схемою. При поелементному прийомі функції вирішальної схеми виконують демодулятор та декодер.

ІП- Джерело перешкод;

ПС– одержувач повідомлення – споживач або пристрій, для якого призначено повідомлення;

Модем– сукупність модулятора та демодулятора;

Кодек– сукупність кодера та декодера;

ЛЗ– лінія зв'язку – це середовище, що використовується для передачі сигналів. Як лінії зв'язку використовують: проводи, жили кабелю рейки, простір, у якому поширюються електромагнітні хвилі, оптоволокно.

Спадкова інформація - це інформація про будову білка (інформація про те, які амінокислоти в якому порядкупоєднувати при синтезі первинної структури білка).

Інформація про будову білків закодована в ДНК, яка в еукаріотів входить до складу хромосом і знаходиться в ядрі. Ділянка ДНК (хромосоми), в якій закодована інформація про один білок, називається ген.

Транскрипція- це переписування інформації з ДНК іРНК (інформаційну РНК). іРНК переносить інформацію з ядра до цитоплазми, до місця синтезу білка (до рибосоми).

Трансляція- Це процес біосинтезу білка. Всередині рибосом до кодонів іРНК за принципом комплементарності приєднуються антикодони тРНК. Рибосома пептидним зв'язком з'єднує між собою амінокислоти, принесені тРНК, виходить білок.

Реакції транскрипції, трансляції, а також реплікації (подвоєння ДНК) є реакціями матричного синтезу. ДНК служить матрицею для синтезу іРНК, іРНК є матрицею для синтезу білка.

Генетичний код- це спосіб, за допомогою якого інформація про будову білка записана ДНК.

Властивості генкоду

1) Триплетність: одна амінокислота кодується трьома нуклеотидами. Ці 3 нуклеотиди в ДНК називаються триплет, іРНК - кодон, в тРНК - антикодон (але в ЄДІ може бути і «кодовий триплет» і т.п.)

2) Надмірність(виродженість): амінокислот всього 20, а триплетів, що кодують амінокислоти – 61, тому кожна амінокислота кодується кількома триплетами.

3) Однозначність: кожен триплет (кодон) кодує лише одну амінокислоту.

4) Універсальність: генетичний код однаковий для всіх живих організмів на Землі

Завдання

Завдання на кількість нуклеотидів/амінокислот
3 нуклеотиду = 1 триплет = 1 амінокислота = 1 тРНК

Завдання на АТГЦ
ДНК іРНК тРНК
А У А
Т А У
ГЦГ
Ц Г Ц

Виберіть один, найбільш правильний варіант. іРНК є копією
1) одного гена чи групи генів
2) ланцюга молекули білка
3) однієї молекули білка
4) частини плазматичної мембрани

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Первинна структура молекули білка, задана послідовністю нуклеотидів іРНК, формується у процесі
1) трансляції
2) транскрипції
3) редуплікації
4) денатурації

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Яка послідовність правильно відображає шлях реалізації генетичної інформації
1) ген -> іРНК -> білок -> ознака
2) ознака -> білок -> іРНК -> ген -> ДНК
3) іРНК -> ген -> білок -> ознака
4) ген -> ДНК -> ознака -> білок

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Виберіть правильну послідовність передачі в процесі синтезу білка в клітині
1) ДНК -> інформаційна РНК -> білок
2) ДНК -> транспортна РНК -> білок
3) рибосомальна РНК -> транспортна РНК -> білок
4) рибосомальна РНК -> ДНК -> транспортна РНК -> білок

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Однією і тією ж амінокислотою відповідає антикодон ЦАА на транспортній РНК і триплет на ДНК
1) ЦАА
2) ЦУУ
3) ГТТ
4) ДАА

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Антикодону ААУ на транспортній РНК відповідає триплет на ДНК
1) ТТА
2) ААТ
3) ААА
4) ТТТ

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Кожна амінокислота в клітині кодується
1) однією молекулою ДНК
2) кількома триплетами
3) кількома генами
4) одним нуклеотидом

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Функціональна одиниця генетичного коду
1) нуклеотид
2) триплет
3) амінокислота
4) тРНК

Відповідь

Виберіть три варіанти. Внаслідок реакцій матричного типу синтезуються молекули
1) полісахаридів
2) ДНК
3) моносахаридів
4) іРНК
5) ліпідів
6) білка

Відповідь

1. Визначте послідовність процесів, що забезпечують біосинтез білка. Запишіть відповідну послідовність цифр.
1) утворення пептидних зв'язків між амінокислотами
2) приєднання антикодону тРНК до комплементарного кодону іРНК
3) синтез молекул іРНК на ДНК
4) переміщення іРНК у цитоплазмі та її розташування на рибосомі
5) доставка за допомогою тРНК амінокислот до рибосоми

Відповідь

2. Встановіть послідовність процесів біосинтезу білка у клітині. Запишіть відповідну послідовність цифр.
1) утворення пептидного зв'язку між амінокислотами
2) взаємодія кодону іРНК та антикодону тРНК
3) вихід тРНК із рибосоми
4) з'єднання іРНК з рибосомою
5) вихід іРНК з ядра до цитоплазми
6) синтез іРНК

Відповідь

3. Встановіть послідовність процесів у біосинтезі білка. Запишіть відповідну послідовність цифр.
1) синтез іРНК на ДНК
2) доставка амінокислоти до рибосоми
3) утворення пептидного зв'язку між амінокислотами
4) приєднання амінокислоти до тРНК
5) з'єднання іРНК з двома субодиницями рибосоми

Відповідь

4. Встановіть послідовність етапів біосинтезу білка. Запишіть відповідну послідовність цифр.
1) відділення молекули білка від рибосоми
2) приєднання тРНК до стартового кодону
3) транскрипція
4) подовження поліпептидного ланцюга
5) вихід мРНК із ядра в цитоплазму

Відповідь

5. Встановіть правильну послідовність процесів біосинтезу білка. Запишіть відповідну послідовність цифр.
1) приєднання амінокислоти до пептиду
2) синтез іРНК на ДНК
3) впізнавання кодоном антикодону
4) об'єднання іРНК з рибосомою
5) вихід іРНК у цитоплазму

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Який антикодон транспортної РНК відповідає триплету ТГА у молекулі ДНК
1) АЦУ
2) ЦУГ
3) УГА
4) АДА

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Генетичний код є універсальним, оскільки
1) кожна амінокислота кодується трійкою нуклеотидів
2) місце амінокислоти в молекулі білка визначають різні триплети
3) він єдиний всім живих Землі істот
4) кілька триплетів кодують одну амінокислоту

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Ділянку ДНК, що містить інформацію про один поліпептидний ланцюг, називають
1) хромосомою
2) триплетом
3) геном
4) кодом

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Трансляція - це процес, за якого
1) подвоюється кількість ниток ДНК
2) на матриці ДНК синтезується іРНК
3) на матриці іРНК у рибосомі синтезуються білки
4) розриваються водневі зв'язки між молекулами ДНК

Відповідь

Виберіть три варіанти. Біосинтез білка, на відміну фотосинтезу, відбувається
1) у хлоропластах
2) у мітохондріях
3) у реакціях пластичного обміну
4) у реакціях матричного типу
5) у лізосомах
6) у лейкопластах

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Матрицею для трансляції служить молекула
1) тРНК
2) ДНК
3) рРНК
4) іРНК

Відповідь

Всі наведені нижче ознаки, крім двох, можна використовувати для опису функцій нуклеїнових кислотв клітці. Визначте дві ознаки, що «випадають» із загального списку, та запишіть у таблицю цифри, під якими вони вказані.
1) здійснюють гомеостаз
2) переносять спадкову інформацію від ядра до рибосоми
3) беруть участь у біосинтезі білка
4) входять до складу клітинної мембрани
5) транспортують амінокислоти

Відповідь

АМІНОКИСЛОТИ - КОДОНИ ІРНК
Скільки кодонів іРНК кодують інформацію про 20 амінокислот? У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

АМІНОКИСЛОТИ - НУКЛЕОТИДИ ІРНК
1. Ділянка поліпептиду складається із 28 амінокислотних залишків. Визначте число нуклеотидів у ділянці іРНК, що містить інформацію про первинну структуру білка.

Відповідь

2. Скільки нуклеотидів містить м-РНК, якщо синтезований по ній білок складається із 180 амінокислотних залишків? У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

3. Скільки нуклеотидів містить м-РНК, якщо синтезований нею білок складається з 250 амінокислотних залишків? У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

4. Білок складається з 220 амінокислотних ланок (залишків). Встановіть число нуклеотидів ділянки молекули іРНК, що кодує цей білок. У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

АМІНОКИСЛОТИ - НУКЛЕОТИДИ ДНК
1. Білок складається із 140 амінокислотних залишків. Скільки нуклеотидів у ділянці гена, в якому закодовано первинну структуру цього білка?

Відповідь

2. Білок складається із 180 амінокислотних залишків. Скільки нуклеотидів у гені, в якому закодована послідовність амінокислот у цьому білку. У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

3. Фрагмент молекули ДНК кодує 36 амінокислот. Скільки нуклеотидів містить цей фрагмент молекули ДНК? У відповіді напишіть відповідне число.

Відповідь

4. Поліпептид складається з 20 амінокислотних ланок. Визначте кількість нуклеотидів на ділянці гена, які кодують ці амінокислоти в поліпептиді. Відповідь запишіть у вигляді числа.

Відповідь

5. Скільки нуклеотидів у ділянці гена кодують фрагмент білка із 25 амінокислотних залишків? У відповідь запишіть лише відповідне число.

Відповідь

6. Скільки нуклеотидів у фрагменті матричного ланцюга ДНК кодують 55 амінокислот у фрагменті поліпептиду? У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

АМІНОКИСЛОТИ - тРНК
1. Яка кількість тРНК взяла участь у синтезі білка, який включає 130 амінокислот? У відповіді напишіть відповідне число.

Відповідь

2. Фрагмент молекули білка складається з 25 амінокислот. Скільки молекул тРНК брали участь у його створенні? У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

3. Яка кількість молекул транспортних РНК брали участь у трансляції, якщо ділянка гена містить 300 нуклеотидних залишків? У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

4. Білок складається з 220 амінокислотних ланок (залишків). Встановіть число молекул тРНК, необхідних переносу амінокислот до місця синтезу білка. У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

АМІНОКИСЛОТИ - ТРИПЛЕТИ
1. Скільки триплетів містить фрагмент молекули ДНК, що кодує 36 амінокислот? У відповіді напишіть відповідне число.

Відповідь

2. Скільки триплетів кодує 32 амінокислоти? У відповідь запишіть лише відповідне число.

Відповідь

НУКЛЕОТИДИ - АМІНОКИСЛОТИ
1. Яка кількість амінокислот зашифрована в ділянці гена, що містить 129 нуклеотидних залишків?

Відповідь

2. Скільки амінокислот кодує 900 нуклеотидів? У відповідь запишіть лише відповідне число.

Відповідь

3. Яка кількість амінокислот у білку, якщо його кодуючий ген складається з 600 нуклеотидів? У відповідь запишіть лише відповідне число.

Відповідь

4. Скільки амінокислот кодує 1203 нуклеотидів? У відповідь запишіть лише кількість амінокислот.

Відповідь

5. Скільки амінокислот необхідно для синтезу поліпептиду, якщо його частина, що кодує, іРНК містить 108 нуклеотидів? У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

НУКЛЕОТИДИ іРНК - НУКЛЕОТИДИ ДНК
У синтезі білка бере участь молекула іРНК, фрагмент якої містить 33 нуклеотидних залишків. Визначте число нуклеотидних залишків у ділянці матричного ланцюга ДНК.

Відповідь

НУКЛЕОТИДИ - тРНК
Яка кількість транспортних молекул РНК брали участь у трансляції, якщо ділянка гена містить 930 нуклеотидних залишків?

Відповідь

ТРИПЛЕТИ - НУКЛЕОТИДИ ІРНК
Скільки нуклеотидів у фрагменті молекули іРНК, якщо фрагмент кодуючого ланцюга ДНК містить 130 триплетів? У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

тРНК - АМІНОКИСЛОТИ
Визначте число амінокислот у білку, якщо у процесі трансляції брало участь 150 молекул т-РНК. У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

ПРОСТО
Скільки нуклеотидів становлять один кодон іРНК?

Відповідь

Скільки нуклеотидів становлять один стоп-кодон іРНК?

Відповідь

Скільки нуклеотидів становлять антикодон тРНК?

Відповідь

СКЛАДНО
Білок має відносну молекулярну масу 6000. Визначте кількість амінокислот у молекулі білка, якщо відносна молекулярна маса одного амінокислотного залишку 120. У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

У двох ланцюгах молекули ДНК налічується 3000 нуклеотидів. Інформація про структуру білка кодується однією з ланцюгів. Підрахуйте скільки закодовано амінокислот на одному ланцюзі ДНК. У відповідь запишіть лише число, що відповідає кількості амінокислот.

Відповідь

У процесі трансляції молекули гормону окситоцину брало участь дев'ять молекул тРНК. Визначте число амінокислот, що входять до складу білка, що синтезується, а також число триплетів і нуклеотидів, які кодує цей білок. Запишіть числа в порядку, вказаному в завданні, без роздільників (прогалин, ком і т.п.).

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Однією і тією ж амінокислотою відповідає антикодон УЦА на транспортній РНК і триплет у гені на ДНК
1) ГТА
2) АЦА
3) ТГТ
4) ТЦА

Відповідь

Виберіть один, найбільш правильний варіант. Синтез гемоглобіну у клітині контролює певний відрізок молекули ДНК, який називають
1) кодоном
2) триплетом
3) генетичним кодом
4) геном

Відповідь

У яких із перелічених органоїдів клітини відбуваються реакції матричного синтезу? Визначте три вірні твердження із загального списку та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) центріолі
2) лізосоми
3) апарат Гольджі
4) рибосоми
5) мітохондрії
6) хлоропласти

Відповідь

Розгляньте малюнок із зображенням процесів, що протікають у клітині, та вкажіть А) назву процесу, позначеного буквою А; Б) назву процесу, позначеного буквою Б; В) назву типу хімічних реакцій. Для кожної літери оберіть відповідний термін із запропонованого списку.
1) реплікація
2) транскрипція
3) трансляція
4) денатурація
5) екзотермічні реакції
6) реакції заміщення
7) реакції матричного синтезу
8) реакції розщеплення

Відповідь

Розгляньте малюнок та вкажіть (А) назву процесу 1, (Б) назву процесу 2, (в) кінцевий продукт процесу 2. Для кожної літери оберіть відповідний термін або відповідне поняття із запропонованого списку.
1) тРНК
2) поліпептид
3) рибосома
4) реплікація
5) трансляція
6) кон'югація
7) АТФ
8) транскрипція

Відповідь

1. Встановіть відповідність між процесами та етапами синтезу білка: 1) транскрипція; 2) трансляція. Запишіть цифри 1 та 2 у правильному порядку.
А) перенесення амінокислот т-РНК
Б) бере участь ДНК
В) синтез і-РНК
Г) формування поліпептидного ланцюга
Д) відбувається на рибосомі

Відповідь

2. Встановіть відповідність між характеристиками та процесами: 1) транскрипція; 2) трансляція. Запишіть цифри 1 та 2 у порядку, що відповідає літерам.
А) синтезується три види РНК
Б) відбувається за допомогою рибосом
В) утворюється пептидна зв'язок між мономерами
Г) у еукаріотів відбувається в ядрі
Д) як матриця використовується ДНК
Е) здійснюється ферментом РНК-полімеразою

Відповідь

Встановіть відповідність між характеристиками та видами матричних реакцій: 1) реплікація; 2) транскрипція; 3) трансляція. Запишіть цифри 1-3 у порядку, що відповідає буквам.
а) Реакції відбуваються на рибосомах.
Б) Матрицею служить РНК.
В) утворюється біополімер, що містить нуклеотиди з тиміном.
Г) Синтезований полімер містить дезоксирибозу.
Д) Синтезується поліпептид.
е) Синтезуються молекули РНК.

Відповідь

Всі наведені нижче ознаки, крім двох, використовуються для опису зображеного на малюнку процесу. Визначте дві ознаки, що «випадають» із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) за принципом комплементарності послідовність нуклеотидів молекули ДНК перетворюється на послідовність нуклеотидів молекул різних видівРНК
2) процес переведення послідовності нуклеотидів у послідовність амінокислот
3) процес перенесення генетичної інформації з ядра до місця синтезу білка
4) процес відбувається у рибосомах
5) результат процесу – синтез РНК

Відповідь

Молекулярна маса поліпептиду становить 30 000 у.о. Визначте довжину гена, що кодує, якщо молекулярна маса однієї амінокислоти в середньому дорівнює 100, а відстань між нуклеотидами в ДНК становить 0,34 нм. У відповіді запишіть лише відповідне число.

Відповідь

Виберіть із наведених нижче реакцій дві, які стосуються реакцій матричного синтезу. Запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) синтез целюлози
2) синтез АТФ
3) біосинтез білка
4) окислення глюкози
5) реплікація ДНК

Відповідь

Виберіть три правильні відповіді з шести та запишіть у таблицю цифри, під якими вони вказані. До матричних реакцій у клітині відносять
1) реплікацію ДНК
2) фотоліз води
3) синтез РНК
4) хемосинтез
5) біосинтез білка
6) синтез АТФ

Відповідь

Всі наведені нижче ознаки, крім двох, можна використовувати для опису біосинтезу білка в клітині. Визначте дві ознаки, які «випадають» із загального списку, і запишіть у відповідь цифри, під якими вони вказані.
1) Процес відбувається за наявності ферментів.
2) Центральна роль процесі належить молекулам РНК.
3) Процес супроводжується синтезом АТФ.
4) Мономерами освіти молекул служать амінокислоти.
5) Складання молекул білків здійснюється в лізосомах.

Відповідь

Знайдіть три помилки у наведеному тексті. Вкажіть номери пропозицій, у яких вони зроблені.(1) При біосинтезі білка протікають реакції матричного синтезу. (2) До реакцій матричного синтезу відносять лише реакції реплікації та транскрипції. (3) В результаті транскрипції синтезується іРНК, матрицею для якої є вся молекула ДНК. (4) Пройшовши через пори ядра, іРНК надходить у цитоплазму. (5) Інформаційна РНК бере участь у синтезі тРНК. (6) Транспортна РНК забезпечує доставку амінокислот для збирання білка. (7) На з'єднання кожної з амінокислот з тРНК витрачається енергія молекул АТФ.

Відповідь

Усі перелічені нижче поняття, крім двох, використовуються для опису трансляції. Визначте дві ознаки, які «випадають» із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) матричний синтез
2) мітотичне веретено
3) полісома
4) пептидна зв'язок
5) вищі жирні кислоти

Відповідь

Всі наведені нижче ознаки, крім двох, використовують для опису процесів, необхідних для синтезу поліпептидного ланцюга. Визначте дві ознаки, що «випадають» із загального списку, та запишіть цифри, під якими вони вказані.
1) транскрипція інформаційної РНК у ядрі
2) транспорт амінокислот з цитоплазми рибосому
3) реплікація ДНК
4) утворення піровиноградної кислоти
5) з'єднання амінокислот

Відповідь

© Д.В.Поздняков, 2009-2019

Схематично процес передачі показаний малюнку. При цьому передбачається, що є джерело та одержувач інформації. Повідомлення від джерела до одержувача передається через канал зв'язку (інформаційного каналу).

Рис. 3. - Процес передачі інформації

У такому процесі інформація подається та передається у формі деякої послідовності сигналів, символів, знаків. Наприклад, за безпосередньої розмові для людей відбувається передача звукових сигналів - промови, під час читання тексту людина сприймає букви – графічні символи. Передається послідовність називається повідомленням. Від джерела до приймача повідомлення передається через деяке матеріальне середовище (звук - акустичні хвилі у атмосфері, зображення – світлові електромагнітні хвилі). Якщо в процесі передачі використовуються технічні засоби зв'язку, їх називають каналами передачі інформації(Інформаційними каналами). До них належать телефон, радіо, телебачення.

Можна говорити, що органи чуття людини виконують роль біологічних інформаційних каналів. З їхньою допомогою інформаційний вплив на людину доноситься до пам'яті.

Клодом Шенноном, Запропоновано схема процесу передачі інформації по технічних каналах зв'язку, представлена ​​на малюнку.

Рис. 4. - Процес передачі інформації по Шеннону

Роботу такої схеми можна пояснити на розмові по телефону. Джерелом інформації є людина, що говорить. Кодуючим пристроєм – мікрофон трубки, за допомогою якого звукові хвилі (мова) перетворюються на електричні сигнали. Каналом зв'язку є телефонна мережа (проводи, комутатори телефонних вузлів, через які проходить сигнал)). Декодуючим пристроєм є телефонна трубка (навушник) людини, що слухає – приймач інформації. Тут електричний сигнал, що прийшов, перетворюється на звук.

Зв'язок, при якій передача виробляється у формі безперервного електричного сигналу, називається аналоговим зв'язком.

Під кодуваннямрозуміється будь-яке перетворення інформації, що йде від джерела, у форму, придатну для її передачі каналом зв'язку.

В даний час широко використовується цифровий зв'язок, коли інформація, що передається, кодується в двійкову форму (0 і 1 - двійкові цифри), а потім декодується в текст, зображення, звук. Цифровий зв'язок є дискретним.

Терміном "шум" називають різного роду перешкоди, що спотворюють сигнал, що передається і приводять до втрати інформації. Такі перешкоди, перш за все, виникають з технічних причин: погана якість ліній зв'язку, незахищеність один від одного різних потоків інформації, що передається одним і тим самим каналам. У таких випадках необхідний захист від шуму.

Насамперед застосовуються технічні способизахисту каналів зв'язку від дії шумів. Наприклад, використання екранного кабелю замість "голого" дроту; застосування різного роду фільтрів, що відокремлюють корисний сигнал від шуму та ін.

Клодом Шенноном було розроблено спеціальну теорію кодування, що дає методи боротьби з шумом. Одна з важливих ідей цієї теорії полягає в тому, що код, що передається по лінії зв'язку, повинен бути надлишковим. За рахунок цього втрата якоїсь частини інформації під час передачі може бути компенсована.

Однак, не можна робити надмірність надто великою. Це призведе до затримок та подорожчання зв'язку. Теорія кодування К. Шеннона таки дозволяє отримати такий код, який буде оптимальним. При цьому надмірність інформації, що передається, буде мінімально-можливою, а достовірність прийнятої інформації - максимальною.

У сучасних системах цифрового зв'язку часто застосовується наступний прийом боротьби з втратою інформації під час передачі. Усі повідомлення розбивається на порції – блоки. Для кожного блоку обчислюється контрольна сума (сума двійкових цифр), яка передається разом із цим блоком. У місці прийому знову обчислюється контрольна сума прийнятого блоку, і якщо вона не збігається з початковою, то передача цього блоку повторюється. Так відбуватиметься доти, доки вихідна та кінцева контрольні суми не співпадуть.

Швидкість передачі– це інформаційний обсяг повідомлення, яке передається в одиницю часу. Одиниці виміру швидкості інформаційного потоку: біт/с, байт/с та ін.

Технічні лінії інформаційного зв'язку (телефонні лінії, радіозв'язок, оптико-волоконний кабель) мають межу швидкості передачі даних, яка називається пропускною спроможністю інформаційного каналу. Обмеження на швидкість передачі мають фізичний характер.

Розрізняють три основні способи передачі; кожен з них використовується в клітці для різних цілей (дивіться нижче малюнки).

Передача генетичної інформації складається з дуплікації (ліворуч), транскрипції (праворуч) та трансляції (дивіться малюнки нижче). Генетична інформація записана в гігантських ланцюгах молекул дезоксі рибонуклеїнової кислоти(ДНК). Кодуючими «літерами» є чотири підстави: аденін (А), тимін (Т), гуанін (Г) і цитозин (Ц). Звичайна ДНК складається з двох комплементарних ланцюгів, в яких А утворює пару з Т, а Г - з Ц. Під час дуплікації на кожному з батьківських ланцюгів за допомогою невідомого механізму синтезується новий комплементарний ланцюг ДНК. При транскрипції матрицею служить лише один ланцюг ДНК, на якій утворюється молекула рибонуклеїнової кислоти (РНК). У молекулі РНК замість аденіну стоїть не тімін, а урацил (У). Молекули РНК діляться на "перекладаються" (інформаційні) і "неперекладні".

Процес трансляції полягає в перекладі генетичної інформації з чотирилітерної «мови» нуклеїнових кислот (ДНК та РНК) на двадцятилітерну «мову» білків. "Литерами" білкової "мови" служать 20 амінокислот, які з'єднуються в білкові ланцюги. Код ДНК «переписується» до структури інформаційної РНК, яка зв'язується з однією або декількома частинками, так званими рибосомами, де і протікає синтез білка. Рибосоми складаються з білка та двох видів неінформаційної РНК (16 S-PHK та 23 S-PHK). Існує ще розчинна, чи транспортна, РНК; її функція – перенесення амінокислот до місця білкового синтезу. Очевидно, кожну амінокислоту кодує в інформаційній РНК група із трьох підстав. Відповідно до загальноприйнятої гіпотези, кодуючу групу «дізнається» комплементарний набір основ у транспортній РНК. Рибосоми служать, очевидно, свого роду затискним пристосуванням для добудування амінокислот до білкового ланцюга, що росте, у міру просмикування «стрічки» інформаційної РНК.

Перший спосіб - дуплікація, або подвоєння, тобто утворення точних копій молекули ДНК передачі наступному поколінню клітин. У процесі копіювання «мова» та «алфавіт» залишаються незмінними.

Другий спосіб - транскрипція, або переписування, - використовує ту ж мову, але трохи змінений алфавіт. На цій стадії молекула ДНК "переписується" в молекулу рибонуклеїнової кислоти (РНК); її ланцюги побудовані, подібно ланцюгам ДНК, з чотирьох одиниць, що кодують. Три з них (А, Г і Ц) ті ж, що і в ДНК, але замість четвертої – тиміну (Т) – стоїть урацил (У). Один певний різновид РНК несе весь необхідну програмудля синтезу білків. Цю РНК нерідко називають «РНК-посередником», але я віддаю перевагу термінам «перекладана», або «інформаційна», РНК: інформацію можна перекласти, а «посередника» не можна.

Третій спосіб передачі інформації, справедливо названий трансляцією, або перекладом, полягає у перекладі з мови інформаційної РНК (чотирилітерний алфавіт) на мову білків (двадцятилітерний алфавіт). Кожен переклад вимагає словника; у клітці теж є свій словник. Він складається з набору порівняно невеликих молекул про транспортних (або розчинних) РНК; їхнє завдання зводиться до перенесення специфічних амінокислот до місця білкового синтезу. З'єднання кожної амінокислоти з молекулою транспортної РНК каталізується специфічним ферментом, що активує.

«Молекули та клітини», під ред. Г.М.Франка

Ефективне кодуваннявирішує задачу компактнішого запису повідомлень, що виробляються джерелом за рахунок їх перекодування. І застосовується практично у всіх архіваторах типу Rar, Zip та ін. біт у біт». Якщо ж не потрібно відновлення інформації "біт в біт", то застосовуються інші методи перекодування, що дозволяють досягти стиснення в десятки разів. Вони ґрунтуються на вивченні закономірностей створення повідомлень джерелом, вивченні властивостей самого джерела та розуміння того, наскільки необхідно зберігати початкову інформацію для споживача. Наприклад, при передачі мови можна не передавати її «біт у біт», а допускати спотворення, які одержувач голосового повідомлення просто не помітить через нечутливість слухового апарату людини до цих змін. При цьому збережеться і розбірливість мови, і впізнаваність голосу, і його емоційне забарвлення. Часткова втрата цих якостей збільшує її стиск. Ще раз наголосимо, що ефективне кодування це стиснення та відновлення інформації «біт у біт».

Загальне визначення кодування та коду. Завдання кодування

Кодування – у сенсі слова – це уявлення повідомлень у формі, зручною передачі по даному каналу.

Операція, зворотна до кодування, називається декодування.

Повернемося знову до розгляду загальної схеми системи передачі інформації.

Рис. 3.1. Загальна схема системи передачі

Повідомлення Xна виході джерела інформації (ІІ) необхідно поставити у відповідність певний сигнал. Оскільки кількість повідомлень при необмеженому збільшенні часу прагне нескінченності, ясно, що створити свій сигнал для кожного повідомлення практично неможливо.

Оскільки дискретні повідомлення складаються з букв, а безперервні повідомлення можна уявити послідовністю цифр у кожен момент відліку, є важлива можливість обійтися кінцевим числом зразкових сигналів, відповідних окремим буквам алфавіту джерела.

При великому обсязі алфавіту вдаються до представлення літер в іншому алфавіті з меншим числом літер, які називатимемо символами.

Для позначення цієї операції використовується той самий термін - кодування, що розуміється тепер у вузькому значенні.

Оскільки алфавіт символів менший за алфавіт букв, то кожній букві відповідає деяка послідовність символів, звана кодовою комбінацією. Число символів у кодовій комбінації називається її значущістю.

У процесі перетворення літер на символи може переслідуватися кілька цілей:

1. Перша з них полягає в тому, щоб перетворити інформацію в таку систему символів (код), щоб він забезпечував простоту та надійність апаратурної реалізації інформаційних пристроїв, тобто:

• простоту апаратури розрізнення окремих символів;
• мінімальний час передачі;
• мінімальний обсяг пристрою для зберігання при зберіганні;
• простоту виконання у прийнятій системі арифметичних та логічних дій.

Статистичні властивості джерела повідомлень та перешкод у каналі зв'язку при цьому не беруться до уваги.

Технічна реалізація процесу кодування в такому найпростішому вигляді при вхідному безперервному сигналі здійснюється аналого-кодовими (цифровими) перетворювачами.

2. Другою метою кодування є на підставі теорем Шеннона - узгодження властивостей джерела повідомлень з властивостями каналу зв'язку.

Так званий кодер джерела (КІ) має на меті забезпечити таке кодування, при якому шляхом усунення надмірності суттєво зменшується середня кількість символів, потрібна на 1 літеру повідомлення.

За відсутності перешкод це безпосередньо дає виграш у часі передачі чи обсягу запам'ятовуючого пристрою, тобто. підвищує ефективність системи. http://peredacha-informacii.ru/ Таке кодування отримало назву ефективне кодування.

За наявності перешкод у каналі ефективне кодування дозволяє перетворити вхідну інформацію на послідовність символів, найкраще підготовлену для подальшого перетворення (максимально стиснуту).

Так званий кодер каналу (КК) має на меті забезпечити задану достовірність при передачі або зберіганні інформації шляхом додаткового внесення надмірності, але вже за простими алгоритмами та з урахуванням статистичних закономірностей перешкоди у каналі зв'язку. Таке кодування отримало назву завадостійкого.

Доцільність усунення надмірності повідомлення методами ефективного кодування з наступним перекодуванням перешкодостійким кодом обумовлено тим, що надмірність джерела повідомлення в більшості випадків не узгоджена зі статистичними закономірностями перешкоди в каналі зв'язку і тому не може бути повністю використана для підвищення достовірності прийнятого повідомлення, тоді як можна підібрати даної перешкоди завадостійкий код.

Крім того, надмірність повідомлення часто є наслідком дуже складних імовірнісних залежностей і дозволяє виявити та виправити помилки лише після декодування всього повідомлення, користуючись найскладнішими алгоритмами та інтуїцією.

Отже, вибір пристроїв, що кодують і декодують, залежить від статистичних властивостей джерела повідомлень, а так само рівня і характеру перешкод у каналі зв'язку.

Якщо надмірність джерела повідомлень і перешкоди у каналі зв'язку практично відсутні, то як кодера джерела, так і кодера каналу введення недоцільно.

Коли надмірність джерела повідомлень висока, а перешкоди малі, доцільно лише введення кодера джерела.

Коли надмірність джерела мала, а перешкоди великі, доцільно введення кодера каналу.

При великій надмірності і високому рівні перешкод доцільно введення обох додаткових пристроїв, що кодують і декодують.

Після кодера каналу КК кодований сигнал надходить у пристрій кодування символів сигналами – модулятор М. Отримуваний на виході модулятора сигнал Yпідготовлений до передачі по конкретній лінії зв'язку ЛЗ.

У пристрій декодування сигналів символи (демодулятор ДМ) з лінії зв'язку приходить сигнал, спотворений шумом, який позначений на схемі – Z.

Пристрій декодування перешкодостійкого коду (декодер каналу ДК) та пристрій декодування повідомлень (декодер джерела ДІ) видає декодоване повідомлення Wодержувачу П (людині чи машині).

Ефективне кодування інформації при передачі каналами зв'язку

1.7. Передача інформації по каналу без перешкод

Якщо через канал зв'язку без перешкод передається послідовність дискретних повідомлень тривалістю, то межа відношення

де кількість інформації, що міститься в послідовності повідомлень (швидкість передачі по каналу зв'язку). Граничне значення швидкості передачі називається пропускної здатністю каналу зв'язку:

Як відомо, кількість інформації в повідомленнях є максимально при рівній ймовірності станів. Тоді

Швидкість передачі в загальному випадку залежить від статистичних властивостей повідомлення та параметрів

канал зв'язку. Пропускна здатність - це характеристика каналу зв'язку, яка залежить від швидкості передачі. Кількісно пропускна спроможністьканалу зв'язку виражається максимальною кількістюдвійкових одиниць інформації, яке даний каналзв'язку може передати за секунду.

Для найбільш ефективного використанняканалу зв'язку необхідно, щоб швидкість передачі була якомога ближче до пропускної спроможності каналу зв'язку.

Якщо швидкість надходження інформації на вхід каналу зв'язку перевищує пропускну здатність каналу, то каналом буде передана не вся інформація, тобто повинна виконуватися умова

Це основна умова узгодження джерела інформації та каналу зв'язку. Узгодження здійснюється шляхом відповідного кодування повідомлень. Доведено, що, якщо швидкість інформації, що виробляється джерелом повідомлень, досить близька до пропускної спроможності каналу , тобто де будь-яка мала величина, завжди можна знайти такий спосіб кодування, який забезпечить передачу повідомлень, що виробляються джерелом, причому швидкість передачі інформації буде дуже близька до пропускної спроможності каналу.

Зворотне твердження полягає в тому, що неможливо забезпечити тривалу передачу всіх повідомлень, якщо потік інформації, що виробляється джерелом, перевищує пропускну здатність каналу.

Якщо до входу каналу підключено джерело повідомлень з ентропією на символ, що дорівнює пропускній здатності каналу зв'язку, вважається, що джерело узгоджено з каналом. Якщо ентропія джерела менша за пропускну здатність каналу, що може бути у разі нерівноймовірності станів джерела, то джерело не погоджується.

ван з каналом зв'язку, тобто канал використовується не повністю.

Погодження у статистичному сенсі досягається за допомогою так званого статистичного кодування. Для з'ясування принципу статистичного кодування розглянемо дві послідовності повідомлень, що представляють, наприклад, записані через рівні проміжки часу сигналом стані двопозиційного контрольованого об'єкта (включено або вимкнено):

Символу 1 відповідає сигнал «об'єкт увімкнено», символу 0 «об'єкт вимкнено». Вважатимемо, що символи з'являються незалежно один від одного.

Для першої послідовності символи 1 і 0 рівноймовірні, для другої - ймовірність першого символу другого символу

Ентропія першої послідовності Ентропія другої послідовності Отже, кількість інформації на символ у другій послідовності вдвічі менша, ніж у першій.

При передачі послідовностей через бінарний канал зв'язку з перша послідовність буде узгоджена з каналом у той час як при передачі другої послідовності пропускна здатність двійкового каналу на символ вдвічі більша за ентропію джерела, тобто канал недовантажений і в статистичному сенсі не узгоджений з джерелом

Статистичне кодування дозволяє підвищити ентропію повідомлень, що передаються, в межі до величини, яка виходить, якщо символи нової послідовності рівноймовірні. При цьому кількість символів у послідовності буде скорочено. В результаті

джерело інформації узгоджується з каналом зв'язку. Техніка такого кодування викладена у § 2.9.

Глава 1. ЗАГАЛЬНІ ВІДОМОСТІ