Теория информационных процессов и систем

Аннотация:

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:

В в е д е н и е

Глава 1. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ
1.1. Терминология и определения
1.2. Общие характеристики и особенности систем
1.3. Системный подход и системный анализ
1.4. Качественное описание систем
1.5. Количественные методы описания систем
1.6. Моделирование систем
1.7. Абстрактно-множественное описание систем
1.8. Модели систем в виде дифференциальных уравнений
1.9. Представление состояний систем в виде графов
1.10. Каноническое описание динамических систем
1.11. Динамические характеристики систем
1.12. Кибернетический подход
1.13. Агрегатное описание систем
1.14. Иерархические модели системы и структурная теория алгоритмов
1.15. Анализ и синтез систем на основе декомпозиции, агрегирования и моделирования
1.16. Проектирование производственных предприятий на основе системно-целевого подхода
Контрольные вопросы и упражнения

Глава 2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ И УПРАВЛЯЮЩИЕ СИСТЕМЫ
2.1. Информация, информатика и информационные системы
2.2. Классификация информационных систем
2.3. Описание сложных информационных и управляющих систем
2.4. Общие свойства и виды информационных и управляющих систем
2.5. Теория исследования и построения информационных систем
2.6. Модель управления информационной сетью
2.7. Модель вычислителей для сложных задач
2.8. Макроструктура информационных и управляющих систем
2.9. Структуры управляющих ЭВМ и их объединений
2.10. Локальные информационно-управляющие сети и протоколы
обмена данными
2.11. Структура глобальной информационно-управляющей сети
Контрольные вопросы и упражнения

Глава 3. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ
3.1. Информация, сообщение, сигнал
3.2. Вероятностное описание процесса (сообщения)
3.3. Элементы теории передачи информации
3.4. Помехоустойчивость и оптимальная фильтрация
3.5. Помехи, шумы и спектры сигналов
3.6. Спектры сигналов при разных видах модуляции
3.7. Пропускная способность дискретного канала без помех
3.8. Пропускная способность канала связи с помехами
3.9. Оценка вклада шума в искажения информации
3.10. Сжатие информации
Контрольные вопросы и упражнения

Глава 4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПИСАНИЯ СИГНАЛОВ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
4.1. Информационные сигналы и процессы
4.2. Пространства сигналов
4.3. Дискретные представления сигналов
4.4. Интегральные представления сигналов
4.5. Преобразования Фурье, Гильберта и другие интегральные преобразования
4.6. Интегральное представление узкополосных сигналов
4.7. Полосовая фильтрация
4.8. Интегральные числовые характеристики сигналов и функционалы
4.9. Оптимизация выходного сигнала фильтра вариационным методом
Контрольные вопросы и упражнения

Глава 5. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ СИГНАЛОВ
5.1. Представление преобразователей сигналов линейными операторами
5.2. Линейные преобразования сигналов
5.3. Линейные преобразования в конечномерном пространстве
5.4. Операторы линейных преобразований
5.5. Приближенное представление операторов
5.6. Реализация вырожденных операторов
5.7. Спектральное представление операторов
5.8. Собственные значения и собственные пространства
5.9. Спектральное представление нормальных компактных операторов
Контрольные вопросы и упражнения

Глава 6. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СЛУЧАЙНЫХ СИГНАЛОВ И УСТРОЙСТВ ИХ ОБРАБОТКИ
6.1. Описание случайных процессов
6.2. Стационарные случайные процессы и корреляционные функции
6.3. Комплексные двумерные процессы
6.4. Конечномерные представления случайного процесса и разложение Карунена−Лоэва
6.5. Узкополосные стационарные процессы
6.6. Модели случайных процессов и их корреляционные функции
6.7. Процессы с циклической стационарностью
6.8. Оптимальная фильтрация сигналов
6.9. Непрерывная оценка формы сигнала
6.10. Оценка амплитуд и согласованная фильтрация
6.11. Теория обнаружения сигналов
6.12. Критерии принятия решений и отношения правдоподобия
6.13. Узкополосные сигналы и некогерентное обнаружение
Контрольные вопросы и упражнения

Глава 7. ЦИФРОВАЯ ПЕРЕДАЧА, КОДИРОВАНИЕ И СЖАТИЕ ИНФОРМАЦИИ
7.1. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи
7.2. Передача цифровых кодов по каналу связи
7.3. Условная энтропия и энтропия объединения при передаче информации
7.4. Представление кодовых последовательностей
7.5. Линейные, составные и рефлексные групповые коды
7.6. Систематические коды и код Хэмминга
7.7. Циклические коды с обнаружением и исправлением ошибок
7.8. Построение и декодирование циклических кодов
7.9. Логическое кодирование и избыточные коды
7.10. Скремблирование
7.11. Кодирование для канала связи без шума и с шумом
7.12. Кодирование производственной и экономической информации
7.13. Сжатие информации
Контрольные вопросы и упражнения

Глава 8. ПРИНЯТИЕ ОПТИМАЛЬНЫХ РЕШЕНИЙ В ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ
8.1. Выбор как реализация цели
8.2. Выбор на основе критериев оптимальности
8.3. Выбор на основе бинарных отношений
8.4. Групповой выбор
8.5. Выбор в условиях неопределенности
8.6. Выбор в условиях статистической неопределенности
Контрольные вопросы и упражнения

Глава 9. РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
9.1. Радиотехнические информационные системы
9.2. Системные методы и радиотехнические системы
9.3. Структурные и функциональные схемы РТС
9.4. Радиотехнические системы передачи информации
9.5. Радиоэлектронная аппаратура (РЭА) РТС
9.6. Искажения сообщений в РТС, помехоустойчивость и оптимальный прием
9.7. Оптимизация выделения информации при действии помех
9.8. Согласованные и оптимальные фильтры
9.9. Энергетические соотношения в РТС
9.10. Многоканальные радиотехнические системы передачи информации
9.11. Системы телевидения, сотовой связи и спутниковая связь
Контрольные вопросы и упражнения

Список литературы