Символьная скорость

Первая серия из раздела "Современная теория информации" на Академии Хана.

Брит Круз рассказывает про систему Бодо для мультиплексирования и символьную скорость.

Как мы должны измерять информацию таким образом, чтобы она была применима к любой системе коммуникации, которую вы можете себе представить, будь то человек, животное или инопланетянин. (дельфин пищит) Что ж, давайте вернемся в конец 19-го века, где в то время мы были сосредоточены, как и сегодня, на скорости. И одной из целей повышения скорости передачи информации была разработка машины, которая позволяла операторам вводить буквы, которые мы можем считать первичными символами, и заставляла машину автоматизировать (сигналы азбуки Морзе) сигнальные события более низкого уровня, такие как импульсы электричества, которые мы можем назвать вторичными символами. И машины могут приводиться в движение каким-то источником тактовых импульсов, позволяющим ему генерировать точный и быстрый поток импульсов, который, предположительно, будет работать намного быстрее, чем любая человеческая рука. И одним из ярких примеров этого была мультиплексная система Бодо. Проект был принят на вооружение в 1874 году. Он строился на тех же концептуальных идеях, которые мы видели в телеграфе затвора. Он состоял из 5 клавиш, которые можно было нажимать в любой комбинации. Думайте об этом как о аккорде. (одноручная фортепианная музыка)

Каждая комбинация будет представлять собой уникальное сообщение с пятью нотами каждая либо включена, либо выключена, вы можете играть два в силе пяти или 32 различных аккорда. Код присвоил 32 различных аккорда каждой букве алфавита с остатками, используемыми для возврата каретки, новой строки и пробелов. Таким образом, оператор буквально воспроизводил буквы, и их машина автоматически выводила поток импульсов, представляющих буквы.

Голос за кадром: Вот так, на букву "Т" Голос за Кадром: Или вот так, на букву "Р". Голос за кадром: Или вот так для буквы Б. Таким образом, мы имеем выходной сигнал, содержащий различные комбинации импульсов постоянного тока, сигнал, который точно представляет сообщение, напечатанное на телетайпе. (телеграмма выводит звон) Счетчик ямбов, механические нервы системы, превращают слова в отверстия на ленте, а отверстия на ленте-в электрические импульсы, несущиеся по проводам. (мягкая задумчивая музыка) Голос за кадром: Обратите внимание, что на самом низком уровне эта система обменивается либо наличием, либо отсутствием электрического тока в последовательности, разделенной с помощью часов. Итак, как быстро могут работать наши внутренние часы? Предельной скоростью были не часы.

Тогда и сегодня скорость передачи данных была физически ограничена минимальными промежутками между этими импульсами или частотой пульса. И эта проблема мучила инженеров, которые испытывали подземные подводные кабели, используя существующую систему азбуки Морзе. Это похоже на эхо или устойчивую ноту. Если посылать точки слишком быстро по длинному подводному контуру, они будут слипаться вместе на приемном конце. Потому что символ, который мы получим на дальнем конце схемы, будет немного более длинным с сглаженными подъемом и падением фронта, а не точной копией. А посылка импульсов слишком быстро приводит к интерференции между символами. Это происходит, например, когда более длинный поток тока перетекает в следующее деление времени и, возможно, меняет ноль на единицу. Таким образом, даже если мы автоматизируем обнаружение этих уровней тока, существует фундаментальный предел того, как далеко мы можем сжать два импульса вместе. Это та же самая проблема, с которой столкнулись Алиса и Боб со своей струнной системой связи (шуршание снега под ногами) (тяжелое дыхание), которую мы назвали максимальной скоростью срывания. Если они щипали быстрее, чем два щипка в секунду, они замечали, что начинают кровоточить вместе, и они путались. (Медленная струнная музыка) Так что это называется скоростью символов.

Помните, что символ может быть широко определен как текущее состояние некоторого наблюдаемого сигнала, который сохраняется в течение фиксированного периода времени. Независимо от того, используете ли вы огонь, (треск) звук, (одна струна щипала) электрический ток, что угодно, сигнальное событие - это просто переход из одного состояния в другое. Таким образом, скорость символа-это количество сигнальных событий, которые могут быть сжаты вместе за одну секунду. (Сигналы азбукой Морзе)

Источник: www.khanacademy.org

Комментарии: