Информация и коды в агрономии

Слайд 1. Информация и коды в агрономии

Передача, хранение и обработка данных простым языком

Слайд 2. Информация, данные и знания

Информация — это сведения об объектах и процессах, которые уменьшают неопределённость.

Данные — форма представления информации: числа, символы, сигналы, показания датчиков.

Знания — сведения, которые помогают объяснять ситуацию и принимать решения.

Пример: датчик передал данные о влажности почвы. Агроном понял, что участок пересыхает, и решил включить полив.

Слайд 3. Передача информации: кто и как?

Источник создаёт сообщение, приёмник его получает, канал связи переносит сигнал.

Например, датчик температуры — источник, контроллер — приёмник, радиоканал — канал связи.

Сигнал может быть электрическим, световым, радиоволной или звуковым.

При передаче сигнал может ослабнуть или исказиться, поэтому важны проверка и повторная отправка данных.

Слайд 4. Равномерные и неравномерные коды

Каждый символ занимает одинаковое число разрядов.

Пример: в двоичном коде фиксированной длины каждый символ может занимать $8$ бит.

Плюс: легко определить границы символов.

Символы имеют коды разной длины.

Частые символы получают короткие коды, редкие — длинные.

Плюс: можно уменьшить средний объём сообщения, но нужно однозначно разделять коды.

Слайд 5. Условие Фано: как читать код без разделителей

Ни один код не должен быть началом другого кода.

Такой код называют префиксным.

Пример корректного набора: А — 0, Б — 10, В — 110, Г — 111.

Сообщение 010111 читается однозначно: 0 | 10 | 111.

Задание: проверьте, удовлетворяет ли условию Фано набор 0, 01, 11.

Слайд 6. Скорость передачи и искажение данных

Скорость передачи показывает, сколько бит передаётся за единицу времени: $v=I/t$.

Единицы измерения: бит/с, Кбит/с, Мбит/с.

Если канал передаёт $I$ бит за $t$ секунд, скорость равна отношению объёма сообщения ко времени.

Причины искажений: помехи, слабый сигнал, перегрузка канала. Защита: контрольная сумма, повтор передачи и исправляющий код.

Слайд 7. Хранение информации и объём памяти

Бит принимает одно из двух значений: $0$ или $1$.

Байт содержит $8$ бит и часто используется для хранения символа.

Объём файла зависит от количества элементов и числа бит на один элемент.

Фото поля, карта урожайности и журнал датчиков занимают память устройства или облачного хранилища.

Слайд 8. Универсальность дискретного представления

Слайд 9. Системы управления и обратная связь

Теплица, поле или система полива, на которую воздействуют.

Контроллер получает данные и выбирает действие по заданному алгоритму.

Датчик проверяет результат: например, стала ли влажность почвы достаточной.

Слайд 10. Главное в теме

Информация передаётся от источника к приёмнику через канал связи.

Компьютер представляет текст, звук и изображения в универсальной двоичной форме.

Равномерные коды проще читать, а неравномерные могут экономить объём.

Условие Фано обеспечивает однозначное декодирование без разделителей.

Скорость передачи зависит от объёма сообщения и времени передачи.

В агрономии датчики, каналы связи и обратная связь помогают управлять поливом, микроклиматом и урожайностью.