В учебнике систематически изложены основные понятия, принципы построения и исследования информационно-измерительных систем, базирующиеся на математическом аппарате преобразования измерительных сигналов, технологиях измерения, передачи и обработки сигналов и данных, на помехоустойчивом кодировании, использовании современных информационно-коммуникационных каналов передачи информации, на алгоритмах шифрования и дешифрования передаваемых данных, методах исследования метрологических характеристик и пр. После каждой главы размещены основные выводы, вопросы для самоконтроля, а также ключевые слова на русском и английском языках. Для студентов технических специальностей высших учебных заведений, аспирантов, научных и инженерно-технических работников и специалистов в области измерительных технологий. Оглавление Список сокращений 13 Предисловие 15 Глава 1. Задачи функционирования информационно- измерительных систем (Л. Н. Щербак) 1.1. Метрология как наука об измерениях. Термины и определения метрологии 18 1.2. Развитие средств измерений и классификация систем 24 1.3. Проблемы теории измерений и задачи функционирования систем 33 1.4. Аппаратно-программная реализация и пути развития систем... 53 Основные выводы 70 Вопросы для самоконтроля 73 Conclusions 74 Глава 2. Количественные оценки измерительной информации (В. П. Бабак) 77 2.1. Измерительная информация, функции и ее свойства 78 2.2. Количественные характеристики информации 81 2.3. Меры информации 83 2.4. Энтропия и её свойства 87 2.5. Производительность и избыточность источника информации 90 2.6. Связь информации с характеристиками сигналов 107 Основные выводы 111 Вопросы для самоконтроля 112 Conclusions 113 Глава 3. Сигналы, их математические модели и преобразования (В. П. Бабак, С. В. Бабак) 115 3.1 .Виды сигналов и их математические модели 116 3.2. Случайные сигналы и помехи 134 3.3. Числовые характеристики сигналов и помех 141 3.4. Математические модели сигналов с ограниченным спектром 146 3.5. Дискретные сигналы 158 Основные выводы 178 Вопросы для самоконтроля 181 Conclusions 182 Глава 4. Методы анализа данных измерений (Ю. В. Куц, Н. А. Пустовойтов) 185 4.1. Применение математических методов в задачах измерений 186 4.2. Методы линейной вычислительной алгебры 193 4.3. Функциональные пространства. Методы представления функций 218 4.4. Элементы теории дифференциальных и разностных уравнений 236 Основные выводы 251 Вопросы для самоконтроля 252 Conclusions 253 Глава 5.Статистическая обработка данных (В. С. Еременко, Ю. В. Куц, В. М. Мокийчук) 255 5.1. Основные понятия статистической обработки данных измерений 256 5.2. Методы обработки данных измерений 264 5.3. Основы регрессионного анализа 276 5.4. Статистическая обработка случайных углов 280 5.5. Типовые методы обработки результатов измерений 296 Основные выводы 304 Вопросы для самоконтроля 307 Conclusions 309 Глава 6. Статистическое оценивание характеристик случайных процессов (Н. Б. Марченко, Л. Н. Щербак) 313 6.1 .Характерные особенности статистического оценивания характеристик стационарных процессов 314 6.2. Статистическое оценивание стационарности случайной последовательности 325 6.3. Статистическое оценивание временных характеристик стационарной последовательности 329 6.4. Статистическое оценивание спектральных характеристик стационарной последовательности 336 Основные выводы 343 Вопросы для самоконтроля 345 Conclusions 347 Глава 7. Преобразователи измерительных систем (Ю. В. Куц, Е. В. Монченко, Д. П. Орнатский) 349 7.1. Классификация и основные характеристики измерительных преобразователей 350 7.2. Основные типы датчиков 354 7.3. Модель идеального операционного усилителя 389 7.4. Модель реального операционного усилителя 396 7.5. Погрешности преобразователей на операционных усилителях 404 Основные выводы 414 Вопросы для самоконтроля 415 Conclusions 417 Глава 8. Аналоговые интерфейсы (Ю. В. Куц, Д. П. Орнатский) 419 8.1. Основные термины и определения 420 8.2. Разновидности аналоговых интерфейсов 425 8.3. Метрологические характеристики аналоговых интерфейсов ... 438 Основные выводы 442 Вопросы для самоконтроля 443 Conclusions 443 Глава 9. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи (Ю. В. Куц, В. С. Еременко) 445 9.1. Дискретизация, квантование и цифровое кодирование измерительных сигналов 446 9.2. Средства аналого-цифрового преобразования 452 9.3. Цифро-аналоговые преобразователи 473 Основные выводы 486 Вопросы для самоконтроля 489 Conclusions 490 Глава 10. Цифровые интерфейсы (Ю. В. Куц, В. Г. Павлов) 493 10.1. Вычислительные ресурсы компьютеризированных систем 494 10.2. Классификация цифровых интерфейсов 509 10.3. Параллельный интерфейс 512 10.4. Последовательный интерфейс 520 10.5. Интерфейс USB 534 Основные выводы 549 Вопросы для самоконтроля 551 Conclusions 552 Глава 11. Передача измерительной информации в каналах систем (В. П. Бабак, С. В. Бабак) 555 11.1. Системы передачи данных 556 11.2. Виды информационных каналов, их математические модели и характеристики 561 11.3. Скорость передачи информации в каналах связи 575 11.4. Синтез элементов информационных систем. Оптимальный приёмник 586 11.5. Многоканальные сети передачи данных. Разделение информационных каналов 597 11.6. Помехоустойчивость систем передачи информации 605 Основные выводы 611 Вопросы для самоконтроля 612 Conclusions 613 Глава 12. Кодирование измерительной информации (В.П.Бабак, СВ. Бабак) 615 12.1. Кодирование источника сообщений и передача данных 616 12.2. Помехоустойчивое кодирование 631 12.3. Блочное помехоустойчивое кодирование 640 12.4. Свёрточное помехоустойчивое кодирование 660 Основные выводы 675 Вопросы для самоконтроля 677 Conclusions 677 Глава 13. Шифрование и дешифрование измерительной информации (В.П. Бабак, СВ. Бабак) 679 13.1. Модели и системы шифрования 680 13.2. Шифрование в каналах связи 684 13.3. Алгоритмы и системы симметричного и асимметричного шифрования (криптографической защиты информации) 688 13.4. Электронная цифровая подпись 698 13.5. Стеганографические методы 711 13.6. Методы криптоанализа 723 Основные выводы 726 Вопросы для самоконтроля 728 Conclusions 729 Глава 14. Защита измерительной информации от несанкционированного доступа (В.П. Бабак) 731 14.1. Методы несанкционированного доступа к ресурсам информационных систем 732 14.2. Средства защиты от несанкционированного доступа 745 14.3. Моделирование систем и процессов защиты информации 750 14.4. Противодействие сетевому несанкционированному доступу. 759 Основные выводы 774 Вопросы для самоконтроля 777 Conclusions 777 Глава 15. Метрологическое обеспечение систем (B.C. Еременко, В.М. Мокийчук) 781 15.1. Содержание метрологического обеспечения систем 782 15.2. Основные метрологические характеристики систем 788 15.3. Методы определения метрологических характеристик систем 796 Основные выводы 818 Вопросы для самоконтроля 820 Conclusions 821 Предметный указатель 823 Список литературы 830