Системы с обратной связью RSA

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

 

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

 

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРИБОРОСТРОЕНИЯ И ИНФОРМАТИКИ

 

Кафедра "Персональные компьютеры и сети" (ИТ-4)

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

на тему:

«СИСТЕМЫ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Москва

2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

1. ПОНЯТИЕ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

Проще всего объяснить понятие обратной связи, пользуясь примерами. Если мы совершим удар по бильярдному шару, то он покатиться в том направлении, в  котором мы его направили, и с той скоростью, которую мы ему предали. Полёт брошенного камня тоже, по большому счёту, соответствует нашему желанию, если нет иных препятствий. Очевидно, что сам камень совершенно индифферентен по отношению к нам: не сопротивляется (если только не понимать под этим инерцию).

В противовес совсем иным будет поведение, к примеру, кошки, которая активно реагирует на наше воздействие. Так вот, если поведение объекта (любое изменение объекта по отношению к окружающей среде) зависит от воздействия на него, можно говорить, что в такой системе имеется обратная связь —между воздействием и её реакцией.

Поведение системы может усиливать внешнее воздействие: это называется положительной обратной связью. Если же оно уменьшает внешнее воздействие, то это отрицательная обратная связь. Особым случаем являются гомеостатические обратные связи, которые действуют, чтобы свести внешнее воздействие к нулю.

Простым примером может служить температура тела человека, которая остается постоянной благодаря гомеостатическим обратным связям. Подобных механизмов в организме огромное количество. Свойство системы, остающееся без изменений в потоке событий, называется инвариантом системы. В любом нашем движении с определённой целью участвуют механизмы обратной связи. Мы не можем заметить их действия, потому что они включаются автоматически.

Однако бывает, что иногда мы пользуемся ими сознательно. Скажем, один человек предлагает место встречи, а другой повторяет: да, мы встречаемся там-то и тогда-то. Это обратная связь, делающая договорённость более надёжной. Путём акцента на запоминании, полученной информации. Механизм обратной связи и призван сделать систему более устойчивой, надежной и эффективной.

В широком смысле понятие обратной связи означает, что часть выходной энергии аппарата или машины возвращается на вход. Положительная обратная связь прибавляется к входным сигналам, она не корректирует их. Термин «обратная связь» применяется также в более узком смысле для обозначения того, что поведение объекта управляется величиной ошибки в положении объекта по отношению к некоторой специфической цели. Механизм обратной связи делает систему принципиально иной, повышая степень ее внутренней организованности и давая возможность говорить о самоорганизации в данной системе.

 

2. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Существуют две основные возможности использования обратной связи для осуществления процедуры последовательного анализа. В первом варианте принятие решения о необходимости повторить переданный сигнал возлагается на решающую схему приёмника. Вторая в соответствии с установленным алгоритмом либо выносит решение о переданном сообщении и направляет его получателю, либо же, при значительной неопределенности переданного сообщения, принимает решение о необходимости повтора сигнала.

Обратный канал в таком случае может служить для того, чтобы сообщить о последнем решении на сторону передатчика. Подобные системы называют системами с решающей обратной связью или с автоматическим запросом ошибок (АЗО) или, проще, системами с переспросом. Во втором варианте решение о повторении сигнала принимает сам передатчик на основе информации, которая посылается по обратному каналу. Этой информацией может быть последовательность принятых (декодированных) символов или принятая сумма сигнала с помехой, или некоторый условный сигнал, сформированный по определённому закону из полученного сигнала и т. д. Подобный вариант — система с информационной обратной связью.

Помимо пары вышеописанных основных вариантов иногда рассматриваются смешанные системы или же системы со сложной обратной связью, в которых решение о повторении сигнала принимается в одних случаях на принимающей стороне, а в других — на передающей.

Независимо от того, где именно принимается решение о повторении сигнала, существует возможность, что оно будет приниматься в результате анализа непрерывного принимаемого сигнала  , либо дискретной последовательности кодовых символов, полученных после поэлементной демодуляции принятого сигнала. В первом случае имеет место обратная связь в непрерывном канале или, обратная связь «до решения», во втором случае — обратная связь в дискретном канале («после решения»). Безусловно, возможно существование и смешанных систем.

Важной характеристикой системы с обратной связью является судьба информации, содержащейся в отвергнутом сигнале, т. е. в том сигнале, после обработки коего было принято решение запросить повторную передачу. Очевидно, что даже отвергнутый сигнал содержит какую-либо информацию о передаваемом сообщении, которая может в той или иной мере использоваться для повышения верности при повторном приеме. Такие системы, в которых отвергнутый сигнал запоминается и содержащаяся в нём информация частично используется, называют системами с памятью. Все известные реально работающие системы с обратной связью являются системами без памяти, т. е. информация, содержащаяся в отвергнутом сигнале, безвозвратно теряется. Системы без памяти значительно проще систем с памятью и при прочих обычных условиях немногим уступают по помехоустойчивости. Лишь в тех случаях, когда энергия приходящего сигнала очень мала по сравнению со спектральной плотностью помехи, системы с памятью имеют заметное преимущество.

Помимо этого системы с обратной связью подразделяют на системы с неограниченным и ограниченным числом повторений. Системы с неограниченным числом повторений, строго говоря, возможны только тогда, когда сообщения исходят от источника с управляемой скоростью. Если источник имеет фиксированную скорость, то для осуществления обратной связи необходимо предусмотреть устройство буферной памяти между источником и модулятором. Поскольку объём этой памяти конечен, число возможных повторений оказывается ограниченным, так как при переполнении памяти необходимо прекратить повторения, чтобы новая информация, выдаваемая источником, не оказалась полностью потерянной. Однако если объем буферной памяти достаточно велик, вероятность её переполнения мала, и в первом приближении можно полагать число повторений неограниченным.

 

3. УПРАВЛЕНИЕ СИСТЕМОЙ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Понятие информационных систем с обратной связью является основой для создания базовой структуры интегрирующей различные стороны процесса управления логистической системы.

Система с обратной связью существует там, где окружающая среда способствует принятию решения, которое оказывает влияние на данную среду, а, следовательно, и на дальнейшие решения.

Представленные ниже примеры относятся к управлению информационными системами с обратной связью:

термостат получает информацию о температуре и принимает решение о включении печи, температура повышается и печь выключается;

принятие решений относительно числа обслуживаемых потребителей зависит от числа заказов и объема складских запасов;

стремление конкурирующих фирм выпускать новые изделия увеличивает затраты на исследования и технические усовершенствования, что приводит к соответствующим изменениям в технологии производства.

Такие системы обычно имеют три характеристики: структуру, запаздывания и усиления системы. Структура системы характеризует взаимосвязь отдельных частей. Запаздывания всегда существуют при получении информации, принятии решений, основанных на этой информации и в процессе выполнения этих решений. Усиления обычно происходят во всей информационной системе, особенно при действующем порядке принятий решений в логистической системе. Они проявляются в тех случаях, когда действие оказывается более сильным, чем это можно предполагать, исходя из ввода информации, определяющей регулирующие решения.

В информационной системе с обратной связью существует определенный базис, на основе которого основывается практика принимаемых решений. Их решения не могут являться выражением полной «свободы воли», а обязательно обусловлены внешними обстоятельствами. Однако имеет место быть установка правил, которые способны регулировать подобные решения, и определять влияние правил на производственное и экономическое поведение систем.

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. 2-е изд. — М.: Советское радио, 1968.
2. Неруш Ю.М. Логистические информационные системы. — М.: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998.
3. Никулин Е.А. Основы теории автоматического управления. Частотные методы анализа и синтеза. Учеб.пособие для вузов. — СПб.: БХВ-Петербург, 2004.
4. Каневский З. М. Передача сообщений с информационной обратной связью. — Изд-во «Связь», 1969.
5. Грин П. E. Системы с обратной связью. В кн. «Лекции не теории систем связи», под ред. Е. Дж. Багдади. — Изд-во «Мир», 1964.
6. Черепов Н. Н. Основные характеристики системы передачи двоичной информации со сложной информационной обратной связью. — «Электросвязь», 1966, № 1.