Каналом передачи называется совокупность технических средств и среды распространения, обеспечивающая передачу электромагнитных сигналов, ограниченных по мощности, в определённой области частот или с определенной скоростью передачи.

Различают дискретные и непрерывные (аналоговые) сообщения.

Рис. 1 Структурная схема канала передачи дискретной информации

Рис. 2 Структурная схема канала передачи аналоговой информации

На рис.1 и рис.2:

ИС – источник сообщения (речевой сигнал, информационно-измерительный датчик, ЭВМ и т.п.);

ПСС – преобразователь не электрической величины в электрическую;

Передатчик – преобразует передаваемое сообщение в сигнал, который можно передавать по линии связи (ЛС). В цифровых системах передачи информации передатчик осуществляет дискретизацию по времени и квантование сигнала по уровню;

К – кодер осуществляет преобразование дискретных сообщений в последовательность кодовых импульсов;

Мод – модулятор осуществляет изменение параметра физического процесса (переносчика информации), в соответствии с текущими значениями передаваемого сигнала (модулирующего сигнала);

Г – генератор несущего колебания;

НЭ –нелинейный элемент;

УС – усилитель сигнала;

Фпер – фильтр передатчика;

Приемник – обеспечивает выделение передаваемого сообщения из сигнала в модулирующий сигнал;

Фпр – фильтр приемника;

УС – усилитель сигнала;

Дем – демодулятор осуществляет преобразование модулированного сигнала в модулирующий сигнал;

Дек – декодер осуществляет восстановление дискретного сообщения по выходному сигналу дискретного канала;

Всп.рег – вспомогательный регистр осуществляет хранение данных на время обработки сообщения.

В аналоговых каналах передачи продемодулированный сигнал, как правило, сразу поступает получателю сообщения.

Сигнал может быть принят с преобразованием частоты или без него;

ПЧ – преобразователь частоты;

Гет – вспомогательный (специальный) генератор;

См – смеситель осуществляет перемножение входного и гетеродинного сигнала;

Д – детектор (демодулятор) преобразует модулированный сигнал с переносом спектра модулирующего сигнала из области высоких в область низких частот;

В системах передачи дискретной информации используют два метода восстановления сообщения - поэлементный приём и приём в целом.

При поэлементном приеме анализируются элементы принятого сигнала, соответствующие кодовым символам. При этом, на выходе демодулятора появляется последовательность кодовых символов, которая затем восстанавливает дискретное сообщение.

При приеме сигнала в целом анализируется полное кодовое слово и отождествляется с тем или иным сообщением.

В приемниках анализируется входной сигнал и принимается решение о переданном сообщении. Часть приемника, где происходят эти операции, называется решающей схемой. При поэлементном приеме функции решающей схемы выполняют демодулятор и декодер.

ИП – источник помех;

ПС – получатель сообщения – потребитель или устройство для которого предназначено сообщение;

Модем – совокупность модулятора и демодулятора;

Кодек – совокупность кодера и декодера;

ЛС – линия связи это среда, используемая для передачи сигналов. В качестве линий связи используют: провода, жилы кабеля рельсы, пространство, в котором распространяются электромагнитные волны, оптоволокно.

Схематично процесс передачи информации показан на рисунке. При этом предполагается, что имеется источник и получатель информации. Сообщение от источника к получателю передается посредством канала связи (информационного канала).

Рис. 3. – Процесс передачи информации

В таком процессе информация представляется и передается в форме некоторой последовательности сигналов, символов, знаков. Например, при непосредственном разговоре между людьми происходит передача звуковых сигналов - речи, при чтении текста человек воспринимает буквы – графические символы. Передаваемая последовательность называется сообщением. От источника к приемнику сообщение передается через некоторую материальную среду (звук - акустические волны в атмосфере, изображение – световые электромагнитные волны). Если в процессе передачи используются технические средства связи, то их называют каналами передачи информации (информационными каналами). К ним относятся телефон, радио, телевидение.

Можно говорить о том, что органы чувств человека выполняют роль биологических информационных каналов. С их помощью информационное воздействие на человека доносится до памяти.

Клодом Шенноном , была предложена схема процесса передачи информации по техническим каналам связи, представленная на рисунке.

Рис. 4. – Процесс передачи информации по Шеннону

Работу такой схемы можно пояснить на процессе разговора по телефону. Источником информации является говорящий человек. Кодирующим устройством – микрофон телефонной трубки, с помощью которого звуковые волны (речь) преобразуются в электрические сигналы. Каналом связи является телефонная сеть (провода, коммутаторы телефонных узлов через которые проходит сигнал)). Декодирующим устройством является телефонная трубка (наушник) слушающего человека – приемник информации. Здесь пришедший электрический сигнал превращается в звук.

Связь, при которой передача производится в форме непрерывного электрического сигнала, называется аналоговой связью.

Под кодированием понимается любое преобразование информации, идущей от источника, в форму, пригодную для ее передачи по каналу связи.

В настоящее время широко используется цифровая связь, когда передаваемая информация кодируется в двоичную форму (0 и 1 - двоичные цифры), а затем декодируется в текст, изображение, звук. Цифровая связь является дискретной.

Термином "шум" называют разного рода помехи, искажающие передаваемый сигнал и приводящие к потере информации. Такие помехи, прежде всего, возникают по техническим причинам: плохое качество линий связи, незащищенность друг от друга различных потоков информации, передаваемой по одним и тем же каналам. В таких случаях необходима защита от шума.

В первую очередь применяются технические способы защиты каналов связи от воздействия шумов. Например, использование экранного кабеля вместо "голого" провода; применение разного рода фильтров, отделяющих полезный сигнал от шума и пр.

Клодом Шенноном была разработана специальная теория кодирования, дающая методы борьбы с шумом. Одна из важным идей этой теории состоит в том, что передаваемый по линии связи код должен быть избыточным. За счет этого потеря какой-то части информации при передаче может быть компенсирована.

Однако, нельзя делать избыточность слишком большой. Это приведет к задержкам и подорожанию связи. Теория кодирования К. Шеннона как раз и позволяет получить такой код, который будет оптимальным. При этом избыточность передаваемой информации будет минимально-возможной, а достоверность принятой информации - максимальной.

В современных системах цифровой связи часто применяется следующий прием борьбы с потерей информации при передаче. Все сообщение разбивается на порции - блоки. Для каждого блока вычисляется контрольная сумма (сумма двоичных цифр), которая передается вместе с данным блоком. В месте приема заново вычисляется контрольная сумма принятого блока, и если она не совпадает с первоначальной, то передача данного блока повторяется. Так будет происходить до тех пор, пока исходная и конечная контрольные суммы не совпадут.

Скорость передачи информации – это информационный объем сообщения, передаваемого в единицу времени. Единицы измерения скорости информационного потока: бит/с, байт/с и др.

Технические линии информационной связи (телефонные линии, радиосвязь, оптико-волоконный кабель) имеют предел скорости передачи данных, называемый пропускной способностью информационного канала . Ограничения на скорость передачи носят физический характер.

Различают три основных способа передачи информации; каждый из них используется в клетке для различных целей (смотрите рисунки ниже).

Передача генетической информации состоит из дупликации (слева), транскрипции (справа) и трансляции (смотрите рисунки ниже). Генетическая информация записана в гигантских цепях молекул дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). Кодирующими «буквами» служат четыре основания: аденин (А), тимин (Т), гуанин (Г) и цитозин (Ц). Обычная ДНК состоит из двух комплементарных цепей, в которых А образует пару с Т, а Г - с Ц. Во время дупликации на каждой из родительских цепей с помощью неизвестного механизма синтезируется новая комплементарная цепь ДНК. При транскрипции матрицей служит только одна цепь ДНК, на которой образуется молекула рибонуклеиновой кислоты (РНК). В молекуле РНК вместо аденина стоит не тимин, а урацил (У). Молекулы РНК делятся на «переводимые» (информационные) и «непереводимые».

Процесс трансляции заключается в переводе генетической информации с четырехбуквенного «языка» нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) на двадцатибуквенный «язык» белков. «Буквами» белкового «языка» служат 20 аминокислот, которые соединяются в белковые цепи. Код ДНК «переписывается» в структуру информационной РНК, которая связывается с одной или несколькими частицами, так называемыми рибосомами, где и протекает белковый синтез. Рибосомы состоят из белка и двух видов не информационной РНК (16 S-PHK и 23 S-PHK). Существует еще растворимая, или транспортная, РНК; ее функция - перенос аминокислот к месту белкового синтеза. По-видимому, каждую аминокислоту кодирует в информационной РНК группа из трех оснований. Согласно общепринятой гипотезе, кодирующую группу «узнает» комплементарный набор оснований в транспортной РНК. Рибосомы служат, очевидно, своего рода зажимным приспособлением для достраивания аминокислот к растущей белковой цепи по мере продергивания «ленты» информационной РНК.

Первый способ - дупликация, или удвоение, то есть образование точных копий молекулы ДНК для передачи следующему поколению клеток. В процессе копирования «язык» и «алфавит» остаются неизменными.

Второй способ - транскрипция, или переписывание,- использует тот же язык, но слегка измененный алфавит. На этой стадии молекула ДНК «переписывается» в молекулу рибонуклеиновой кислоты (РНК); ее цепи построены, подобно цепям ДНК, из четырех кодирующих единиц. Три из них (А, Г и Ц) те же, что и в ДНК, но вместо четвертой - тимина (Т) - стоит урацил (У). Одна определенная разновидность РНК несет всю необходимую программу для белкового синтеза. Эту РНК нередко называют «РНК-посредником», но я предпочитаю термины «переводимая», или «информационная», РНК: информацию можно перевести, а «посредника» нельзя.

Третий способ передачи информации, справедливо названный трансляцией, или переводом, заключается в переводе с языка информационной РНК (четырехбуквенный алфавит) на язык белков (двадцатибуквенный алфавит). Всякий перевод требует словаря; в клетке тоже есть свой словарь. Он состоит из набора сравнительно небольших молекул так называемых транспортных (или растворимых) РНК; их задача сводится к переносу специфических аминокислот к месту белкового синтеза. Соединение каждой аминокислоты с молекулой транспортной РНК катализируется специфическим активирующим ферментом.

«Молекулы и клетки», под ред. Г.М.Франка

Чтобы лучше понимать процесс обмена информацией и условия его эффективности, следует иметь представление об элементах и этапах коммуникационного процесса.

Коммуникационный процесс

В процессе обмена информацией можно выделить четыре базовых элемента (рис. 1.4):

• отправитель – лицо, генерирующее идеи или собирающее и передающее информацию;
• сообщение – собственно информация, закодированная с помощью символов;
• канал – средство передачи информации;
• получатель – лицо, которому предназначена информация и которое интерпретирует ее.

Рис. 1.4.

При обмене информацией отправитель и получатель проходят несколько взаимосвязанных этапов. Основная задача отправителя – составить сообщение и использовать канал для его передачи таким образом, чтобы обе стороны поняли и разделили исходную идею. Это сложно, так как на каждом этапе смысл сообщения может быть искажен или полностью утрачен .

В процессе движения информации происходит ее продвижение но следующим этапам :

• зарождение идеи;
• кодирование и выбор канала;
• передача;
• декодирование;
• обратная связь.

Рассмотрим этапы коммуникационного процесса более подробно для того, чтобы показать, какие проблемы могут возникать в его разных точках (рис. 1.5).

1. Зарождение идеи. Обмен информацией начинается с формулирования идеи или отбора информации. При этом отправитель решает, какую именно идею или сообщение следует сделать предметом обмена. Его роль заключается в провотировании и кодировании информации с последующей передачей другим участникам процесса.

Очень важно правильно и тщательно сформулировать свою идею, с тем, чтобы она стала интересной и привлекательной для получателя. Важно помнить, что идея еще не трансформирована в слова и не приобрела другой формы, в которой она послужит обмену информацией. Отправитель решил только, что именно он хочет передать.

2. Кодирование и выбор канала. Прежде чем передать идею, отправитель должен закодировать ее с помощью символов. Например, он может использовать в качестве символов слова, интонации и жесты (язык тела). Такое кодирование превращает идею в сообщение.

Отправитель должен также выбрать канал, совместимый с типом символов, использованных для кодирования. К некоторым общеизвестным каналам относятся: передача речи, письменных материалов, электронные средства связи, включая компьютерные сети и электронную почту, видеоленты и видеоконференции. Если канал непригоден для физического воплощения символов, передача невозможна. Если канал не слишком соответствует идее, обмен информацией будет неэффективен.

Следует помнить, что выбор средства сообщения не должен ограничиваться единственным каналом. Часто желательно использовать два или более средства коммуникации в определенном сочетании. В связи с этим процесс усложняется, поскольку отправителю приходится устанавливать последовательность использования этих средств и определять временные интервалы для передачи информации. Тем не менее считается, что одновременное использование средств обмена устной и письменной информацией обычно эффективнее, чем обмен только письменной. Например, если на собрании начальников отделов, у начальника финансового отдела есть предложения по упрощению взаиморасчетов, эффективнее будет их представить письменно в виде раздаточного материала, на экране или флип-чарте в виде графиков, схем, или видеороликов, сопровождая их демонстрацию устными комментариями. При этом больше вероятность, что информация будет воспринята, во-первых, положительно, во-вторых, полностью (или в максимальном объеме), в-третьих, будут оперативно учтены пожелания и предложения заинтересованных коллег.

• 3. Передача. На третьем этапе отправитель использует канал для доставки сообщения (закодированной идеи или совокупности идей) получателю. Здесь речь идет о физической передаче сообщения, которую многие люди по ошибке и принимают за сам процесс коммуникации. В то же время передача является лишь одним из важнейших этапов, через которые необходимо пройти, чтобы донести идею до другого лица.
• 4. Декодирование. После передачи сообщения отправителем получатель декодирует его. Декодирование – это перевод символов отправителя в мысли получателя. Если символы, выбранные отправителем, имеют точно такое же значение для получателя, последний будет знать, что именно имел в виду отправитель, когда формулировалась его идея. Если реакции на идею не требуется, процесс обмена информацией на этом завершается.
• 5. Обратная связь. Обмен информацией можно считать эффективным, если получатель продемонстрировал понимание идеи через обратную евязь. Например, произвел действия, которых ждал от него отправитель.

Несмотря на внешнюю простоту коммуникационного процесса, он редко протекает без помех. Существует множество потенциальных препятствий, которые мешают эффективным коммуникациям. Факторы, нарушающие чистоту передачи сообщений, принято называть "шумом" в процессе коммуникаций.

"Шум" – это любой фактор, способный нарушить четкость передачи послания в любой момент процесса коммуникации.

Источники шума варьируются от сложности или неточности языка послания до различий в восприятии людей его получающих, из-за которых может изменяться смысл в процессах кодирования и декодирования. Например, говорят о шуме, когда сообщения плохо закодированы (написаны неясно) или плохо декодированы (не поняты), или когда каналы коммуникации не эффективны (внимание получателя отвлечено от сообщения). Помехой может служить также различие в организационном статусе между руководителем и подчиненным, что также затрудняет точную передачу информации.

Таким образом, шум но своей сути является барьером в процессе коммуникации.

Определенный шум в процессе коммуникации есть всегда, поэтому на каждом этапе процесса обмена информацией происходит некоторое искажение смысла. Если уровень шума достаточно высок, то может происходить заметная потеря смысла послания или даже полная блокировка информационного обмена.

Рис. 1.5.

Таким образом, коммуникационный процесс – это последовательность действий при общении людей. Цель коммуникационного процесса – обеспечение понимания информации, являющейся предметом обмена. Коммуникационный процесс имеет определенные элементы и происходит поэтапно. На каждом из этапов может возникать "шум" (помехи в коммуникациях), который способен существенно понижать их эффективность.

Как было отмечено выше, главная цель коммуникации – обмен различного рода информацией. Каждое предприятие пронизано сетью информационных каналов, которые предназначены для ее сбора, анализа и систематизации. При этом руководитель во многих случаях может выбирать и использовать наиболее удобные для него каналы общения с другими руководителями и подчиненными. Например, обсуждать проблему можно в личной беседе или по телефону; допускается передать работникам информацию, написав записку или письмо, или повесить сообщение на доску объявлений. Конкретный канал во многом определяется природой сообщения (рис. 1.6).

Коммуникативные каналы классифицируют по их пропускной способности.

Пропускная способность канала – это объем информации, который может быть передан через него за один коммуникативный эпизод.

В целом коммуникация становится более эффективной при использовании всего множества каналов как письменных, так и устных.

На емкость коммуникативных каналов влияют три фактора :

• способность обрабатывать несколько сигналов одновременно;
• возможность обеспечения быстрой, двусторонней обратной связи;
• способность обеспечивать личный подход к коммуникациям.

С точки зрения этих возможностей самым лучшим средством является личное общение. Только оно гарантирует прямое воздействие, передачу множественных информационных сигналов, немедленную обратную связь и личный подход.

Общение по телефону или с помощью других электронных средств ускоряет процесс коммуникации, однако в нем отсутствует "эффект присутствия".

Персональные письменные сообщения – записки, письма, замечания – тоже могут иметь личностную направленность, но они доносят только написанные на бумаге слова и не могут обеспечить быструю обратную связь.

Безличные коммуникативные каналы – бюллетени, стандартные компьютерные отчеты – являются самыми "мелкими", их пропускная способность ограничена в наибольшей степени.

По сути, эффективность способа коммуникации зависит от того, насколько он подходит для той информации, которую нужно передать. В частности, исследования показали, что в тех случаях, когда информация носит неоднозначный характер (т.е. нуждается в разъяснениях), устные средства связи более эффективны, чем письменные. Однако письменная форма передачи сообщений более действенна, когда информация очевидна, проста и прямолинейна. Например, доведение до работников рабочих заданий, информирование их о принятых решениях или закрепление в письменной форме достигнутых ранее договоренностей.

В любом случае важен не только вопрос, какую форму коммуникации выбрать, но и как ее правильно использовать. В табл. 1.1 приведены некоторые полезные советы по использованию традиционных средств коммуникаций .

• См.: Дафт Р. Л. Уроки лидерства.
• См.: Дафт Р. Л. Уроки лидерства.
• Гринберг Дж., Бейрон Р. Организационное поведение: от теории к практике. М., 2004. С. 441.

Жизнь является процессом существования белковых молекул. Именно так о ней выражаются многие ученые, которые убеждены, что белок является основой всего живого. Эти суждения абсолютно правильны, потому как у данных веществ в клетке наибольшее число основных функций. Все прочие органические соединения играют роль энергетических субстратов, а энергия снова нужна для синтеза белковых молекул.

Этапная характеристика биосинтеза белка

Структура белка закодирована в нуклеиновой или РНК) в виде кодонов. Это наследственная информация, которая воспроизводится каждый раз, когда клетке требуется новое белковое вещество. Началом биосинтеза является в ядро о необходимости синтезировать новый белок с уже заданными свойствами.

В ответ на это деспирализуется участок нуклеиновой кислоты, где закодирована его структура. Это место дублируется информационной РНК и передается на рибосомы. Они отвечают за построение полипептидной цепи на основании матрицы - информационной РНК. Коротко все этапы биосинтеза представлены следующим образом:

• транскрипция (этап удвоения участка ДНК с закодированной структурой белка);
• процессинг (этап образования информационной РНК);
• трансляция (синтез белков в клетке на основании информационной РНК);
• посттрансляционная модификация ("созревание" полипептида, формирование его объемной структуры).

Транскрипция нуклеиновой кислоты

Весь синтез белков в клетке осуществляют рибосомы, а информация о молекулах содержится в нуклеиновой или ДНК). Она располагается в генах: каждый ген - это определенный белок. В генах заложена информация об аминокислотной последовательности нового белка. В случае с ДНК изъятие генетического кода ведется таким образом:

• начинается освобождение участка нуклеиновой кислоты от гистонов, происходит деспирализация;
• ДНК-полимераза удваивает участок ДНК, в котором хранится ген белка;
• удвоенный участок представляет собой предшественника информационной РНК, который обрабатывается ферментами для удаления некодирующих вставок (на его основании ведется синтез иРНК).

На основании проинформационной РНК происходит синтез иРНК. Она уже является матрицей, после этого синтез белков в клетке происходит на рибосомах (в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме).

Рибосомальный синтез белка

Информационная РНК имеет два конца, которые оформляются как 3`- 5`. Считывание и синтез белков на рибосомах начинается с 5`конца и продолжается до интрона - участка, который не кодирует никакую из аминокислот. Это происходит следующим образом:

• информационная РНК "нанизывается" на рибосому, присоединяет первую аминокислоту;
• рибосома смещается по информационной РНК на один кодон;
• транспортная РНК предоставляет нужную (закодированную данным кодоном иРНК) альфа-аминокислоту;
• аминокислота присоединяется к стартовой аминокислоте с формированием дипептида;
• затем иРНК снова смещается на один кодон, подносится альфа-аминокислота и присоединяется к растущей цепочке пептида.

Как только рибосома достигает интрона (некодирующей вставки), информационная РНК просто продвигается далее. Затем, по мере продвижения информационной РНК, рибосома снова достигает экзона - участка, нуклеотидная последовательность которого соответствует определенной аминокислоте.

С этого места снова начинается присоединение мономеров белка к цепочке. Процесс продолжается до момента появления очередного интрона или до стоп-кодона. Последний прекращает синтез полипептидной цепочки, после чего считается завершенной и начинается этап постсинтетической (посттрансляционной) модификации молекулы.

Посттрансляционная модификация

После трансляции синтез белков происходит в цистернах гладкой Последняя содержит небольшое количество рибосом. В некоторых клетках они могут вообще отсутствовать в РЭС. Такие участки нужны для образования сначала вторичной, затем уже третичной или, если это запрограммировано, четвертичной структуры.

Весь синтез белков в клетке происходит с затратой огромного количества энергии АТФ. Потому все остальные биологические процессы нужны для поддержания белкового биосинтеза. Вдобавок некоторая часть энергии нужна для переноса белков в клетке активным транспортом.

Многие из белков переносятся из одной локации клетки в другую для модификации. В частности, посттрансляционный синтез белков происходит в комплексе Гольджи, где к полипептиду определенной структуры присоединяется углеводный или липидный домен.