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Curso: Computer science theory > Unidade 3
Lição 2: Teoria da informação moderna- Taxa de símbolos
- Introdução à capacidade de canal
- Exploração do espaço de uma mensagem
- Medição de informações
- Origem das correntes de Markov
- Exploração da cadeia de Markov
- Teoria matemática da comunicação
- Exploração do texto de Markov
- Entropia da informação
- Códigos de compressão
- Correção de erro
- A busca por inteligência extraterrestre
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Taxa de símbolos
Introdução à taxa de símbolo (Baud). Versão original criada por Brit Cruise.
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Transcrição de vídeo
RKA10GM Como devemos medir as informações
de forma que se aplique a qualquer sistema de comunicação
que você pode pensar, como humano, animal ou alienígena? Vamos voltar ao final do século 19, época em que estávamos focados na velocidade,
assim como hoje. E um dos objetivos para melhorar
a velocidade era projetar uma máquina que permitiria que os operadores inserissem letras,
e nas quais podemos pensar como símbolos primários. E tem uma máquina automática, os eventos de sinalização de nível inferior,
tais como pulsos de energia elétrica, que podemos chamar de símbolos secundários. Essas máquinas poderiam ser
movidas por uma fonte relógio, que permitiria gerar
uma corrente de impulsos rápida e precisa que, com certeza, seria muito mais rápida
do que qualquer mão humana. E um grande exemplo disso foi
o Sistema Multiplex Baudot. Esse projeto foi colocado em serviço em 1874 e foi construído com o mesmo conceito
de ideias que vimos no telégrafo. Ele consistia em 5 chaves que poderiam ser
reproduzidas em qualquer combinação. Pense nisso como um acorde. Cada combinação representaria uma mensagem única, com 5 notas cada, ativadas ou não. Assim, você poderia tocar duas
para poder ter de 5 a 32 tons diferentes. O código atribuído aos 32 tons diferentes
para cada letra do alfabeto foi utilizado com retornos de transmissão,
nova linha e espaços. Assim, o operador pode, literalmente,
tocar nas letras e sua máquina faria, de modo automático, a saída de um fluxo
de impulsos que representa as letras. Assim para a letra "T". Ou este para a letra "R". Ou como este para a letra "B". Portanto, temos um sinal de cada saída contendo
várias combinações de impulsos da corrente contínua. Um sinal que representa com precisão
a mensagem digitada na máquina de escrever. O contador iâmbico, os nervos mecânicos do sistema
transformam as palavras em furos na fita, e os furos na fita para impulsos elétricos
de alta velocidade ao longo dos fios. Repare, no nível mais baixo, que este sistema muda a presença ou a ausência
de sistemas elétricos da corrente para uma sequência dividida utilizando um relógio. Então, quão rápido os nossos
relógios internos podem correr? O limite da velocidade não foi do relógio. Hoje, a velocidade de transmissão foi
fisicamente limitada pelos espaços mínimos entre esses impulsos, ou a taxa de pulso. Esse problema tem atormentado os engenheiros, que estavam testando cabos submarinos subterrâneos
utilizando o sistema de código Morse existente. É semelhante a um eco ou a uma nota sustentada. Se alguém enviar pontos muito rápido
ao longo de um circuito submarino, eles vão correr juntos até o final do recebimento. Porque o símbolo que recebemos
na extremidade do circuito será um pouco mais suavizado, sobe e desce,
e não uma réplica exata. E enviando pulsos de modo muito rápido,
o resultado é uma interferência entre símbolos. Isso ocorre, por exemplo, quando o fluxo de mais de uma letra atual
evade para a próxima divisão de tempo e, talvez, inverta um zero para um. Assim, mesmo se estamos automatizando
a detecção desses níveis atuais, há um limite fundamental para saber até onde
se pode espremer dois pulsos em conjunto. Este é o mesmo problema que Alice e Bob tiveram
com um sistema de comunicação com barbante. Chamamos essa velocidade
de velocidade máxima de clock. Se eles fizeram mais rápido
do que 2 clocks por segundo, eles notaram que começaram
a se perder e ficaram confusos. Então, isso é chamado de taxa de símbolos. Lembre-se, um símbolo pode ser amplamente
definido como o estado atual de qualquer sinal observado que persiste
por um período fixo de tempo. Se você estiver usando fogo, som, corrente elétrica ou qualquer coisa, um evento de sinalização é simplesmente
uma mudança de um estado para outro. Assim, a velocidade de símbolo é
o número de eventos de sinalização que podem ser colocados em conjunto
em um segundo.