 |
Сигнал-способ передачи информации.
|
|
|
|
Сигнал - физический процесс, имеющий информационное значение. Он может быть непрерывным или дискретным.
Аналоговый сигнал-сигнал, непрерывно изменяющийся по амплитуде и во времени (плавно меняющееся напряжение, ток или температура).
Сигнал называется дискретным, если он может принимать лишь конечное число значений в конечном числе моментов времени (дискретный – не непрерывный).
Сигналы, несущие текстовую, символическую информацию, дискретны.
Аналоговые сигналы используют, например, в телефонной связи, радиовещании, телевидении.
|
| ||||
Аналоговые сигналы могут быть представлены в дискретном (цифровом) виде. Поясним это на примере. На рисунке изображена температурная кривая, вычерченная термометром – самописцем, 15 июля на берегу реки Цны. Рассматривая график, можно сделать вывод о том, что температура за сутки изменилась от +120 0С до +240 0С. Можно ли эту информацию, полученную в непрерывной (аналоговой) форме, представить в виде отдельных значений, таблицей, т.е. в дискретной форме? Занесем в таблицу значения температуры на конец каждого часа. Легко заметить, что таблица дает неточную картину процесса: например, самая высокая температура достигнута 14 и 15 часами. Ясно, что таблицу можно улучшить, если занести в нее значения температуры, наблюдаемые каждые полчаса.
|
|
|
| Час | ... | ... | ||||||
| t0C | 12,3 | ... | 21,2 | ... |
Выбор временного интервала называют временным шагом дискретизации, а сам процесс представления какой-либо величины в виде последовательного ряда ее отдельных (дискретных) значений называют дискретизацией.
Сигналы, передаваемые в электрической форме, обладают множеством достоинств:
- не требуют движущихся механических устройств, медленных и подверженных поломкам:
- скорость передачи электрических сигналов приближается к максимально возможной скорости света:
- электрические сигналы легко обрабатывать, сравнивать и преобразовывать с помощью электронных устройств, отличающихся чрезвычайно высоким быстродействием.
Задания для повторения
- Во всех рассмотренных в этом параграфе примерах
- выделите носитель информации;
- определите, является ли сигнал, передающий эту информацию, дискретным или непрерывным.
2. Приведите примеры информации с указанием ее носителя. Какого типа сигнал передает эту информацию?
- Приведите примеры непрерывных сигналов.
- Приведите примеры дискретных сигналов.
Вопросы-проблемы
1. Является ли вакуум носителем информации?
2. Подумайте, каким образом можно поставить в соответствие тексту «Я помню чудное мгновенье» какое-либо цифровое выражение. Вы можете это сделать, так как текстовая информация дискретна (можно «подсмотреть» в параграфе о кодировании информации).
Для любознательных
В информатике и технике под термином «сигнал» понимают любой процесс, несущий информацию. Он может иметь произвольную физическую природу: механическую (движение, давление), тепловую, световую, электрическую, акустическую.
Среди параметров процесса выбираются один или несколько, значения которых должны нести информацию. Такими параметрами могут быть длительность, амплитуда, частота, яркость, цвет и т. д. Не обязательно, чтобы физически различные значения выбранного параметра соответствовали различной информации.
|
|
|
F Например, в сигнализации на транспорте информационный смысл имеют три значения цвета светофора: красный, желтый, зеленый. Разные оттенки красного или зеленого не играют роли. Напротив, в дизайне, а особенно в живописи различные оттенки играют решающую роль. Вся живопись и построена на игре оттенков.
Если выбранные информационные значение образуют дискретное множества, сигнал называется дискретным и ли цифровым. Цифровым он называется потому, что можем поставить в соответствие число.
Сигнал в его простейшей форме может принимать два дискретных и вполне определенных значения. Например, на сигнальной башне огонь есть огня нет. Если костер на башне жгут постоянно или не зажигают вовсе, то нет никакой возможности узнать, например, когда же вторгся неприятель. Вот почему не бывает сигнала, принимающего только одно дискретное значение.
Различная аппаратура систем обработки информации в вычислительной технике управлении в зависимости от того, какие сигналы она обрабатывает, делится на аналоговую и дискретную. К аналоговой технике относятся различные регуляторы, измерительные приборы и т.п. Различные компоненты ЭВМ, логические схемы управления это цифровая техника.
В системах передачи и обработки информации сигналы обычно неоднократно преобразуют. При этом их физическая природа может меняться без потери информации.
F Например, при телефонной связи сначала акустический сигнал от говорящего преобразуется в электрический, которой затем в телефонной трубке превращается снова в акустической. Может измениться информационный характер сигнала: непрерывный сигнал становится дискретным (такое преобразование называется дискретизацией или квантованием) и наоборот. Переход от аналоговых представлений информации к цифровым (например, ввод результатов измерения непрерывных величин в ЭВМ) и обратно в технике осуществляется специальными устройствами: аналого-цифровыми и цифро-аналоговыми преобразователями. Пример такого преобразователя-модем.
Виды информации
Какие типы или виды информации можно выделить?
|
|
|
Во-первых, по способу восприятия информации.
У человека пять органов чувств:
· зрение; с помощью глаз люди различают цвета, воспринимают зрительную информацию, к которой относятся и текстовая, и числовая, и графическая;
· слух; уши помогает воспринимать звуковую информацию-речь, музыку, звуковые сигналы, шум;
· обоняние; с помощью носа люди получают информацию о запахах окружающего мира;
· вкус; вкусовые рецепторы языка дают возможность получить информацию о том, каков предмет на вкус – горький, кислый, сладкий, соленый;
· осязание; кончиками пальцев (или просто кожей), на ощупь можно получить информацию о температуре предмета – горячий он или холодный, о качестве его поверхности – гладкий или шершавый.
Человек получает информацию о внешнем мире с помощью своих органов чувств. Практически около 90% информации человек получает при помощи органов зрения (визуальный), примерно 9% -при помощи органов слуха (аудиальный) и только 1% при помощи остальных органов чувств (обоняния, вкуса, осязания).
Следует отметить, что органы чувств человека получили название анализаторов, поскольку именно через эти органы информация попадает в головной мозг. А вот, например, для лисы, собаки и многих других животных основная информация та, которая поступает через нос. У них хорошо развито обоняние. Для летучих мышей главная информация – звуковая, они воспринимают ее своими большими, чуткими ушами.
Компьютер, помогающий человеку хранить и обрабатывать информацию, приспособлен в первую очередь для обработки текстовой, числовой, графической информации.
Во-вторых, по форме представления информации.
Рассмотрим только те виды информации, которые «понимают» технические устройства (в частности, компьютер).
Текстовая информация, например текст в учебнике, сочинение в тетради, реплика актера в спектакле, прогноз погоды, переданный по радио. Заметим, что в устном общении (личная беседа, разговор по телефону, радиопостановка спектакля) информация может быть представлена только в словесной, текстовой форме.
|
|
|
Числовая информация, например таблица умножения, арифметический пример, счет в хоккейном матче, время прибытия поезда и др. В чистом виде числовая информация встречается редко, разве что на контрольных по математике. Чаще всего используется комбинированная форма представления информации.
F Рассмотрим пример. Вы получили телеграмму: «Встречайте двенадцатого. Поезд прибывает в восемь вечера». в данном тексте слова «двенадцатого» и «восемь» мы понимаем как числа, хотя они и выражены словами.
Графическая информация: рисунки, схемы, чертежи, фотографии. Такая форма представления информации наиболее доступна, так как сразу передает необходимый образ (модель), а словесная и числовая требуют мысленного воссоздания образа. В то же время графическая форма представления не дает исчерпывающих разъяснений о передаваемой информации. Поэтому наиболее эффективно сочетание текста, числа и графики.
F Например, при решении задач по геометрии мы используем чертеж (графика) + пояснительный текст (текст) + числовые расчеты (числа).
Музыкальная (звуковая) информация.
В настоящее время мультимедийная (многосредовая, комбинированная) форма представления информации в вычислительной техники становится основной. Цветная графика сочетается в этих системах со звуком и текстом, с движущимися видеоизображением и трехмерными образами.
В-третьих, по общественному значению информации.
Информация может быть:
· личной – это знания, опыт, интуиция, умения, эмоции, наследственность конкретного человека:
· общественной, общественно-политическая, научно-популярная, т.е. то, что мы получаем из средств массовой информации. Кроме того, это опыт всего человечества, исторические, культурные и национальные традиции и др.;
· обыденная – та, которой мы обмениваемся в процессе общения;
· эстетическая –изобразительное искусство, музыка, театр и др.;
· специальная – научная, производственная, техническая, управленческая.
Материал для запоминания
Говорить об информации вообще, а не применительно к какому-то ее конкретному виду (роду, типу, класс) беспредметно.
| Виды классификации информации | ||
| По способам восприятия | По форме представления | По общественному значению |
| Визуальная Аудиальная Тактилная Обонятельная Вкусовая | Текстовая Числовая Графическая Музыкальная Комбинированная | Массовая: обыденная; общественно-политическая; эстетическая Специальная: научная; производственная; техническая; управленческая Личная: знания; умения; интуиция |
Задания для повторения
|
|
|
1. Приведите примеры информации, представленной в текстовой, числовой, графической формах.
2. Приведите пример, в котором числовая информация используется вместе с текстовой, графическая вместе с числовой.
3. Назовите виды информации, которые являются основными для человека, животных, компьютера.
4. Укажите, в каком виде представлена информация в следующих примерах:
| Пример | Вид информации | Носители | ||||
| по способу восприятия | по форме представления | |||||
| 1. | Задача по алгебре | |||||
| 2. | Письмо | |||||
| 3. | Картина | |||||
| 4. | Опера | |||||
| 5. | Радиопередача | |||||
| 6. | Телевизионная передача | |||||
| 7. | Аромат сирени | |||||
| 8. | Вкус лимона | |||||
| Желтый цвет | ||||||
Для любознательных
Некоторые представление о разнообразии видов информации может дать следующее определение информации, приведенное в Советском энциклопедическом словаре: «Информация – общенаучное понятие, включающее обмен сведениями между людьми, человеком и автоматом, автоматом и автоматом, обмен сигналами в животном и растительном мире; передачу признаков от клетки к клетке, от организма к организму»
В приведенном определении выделены четыре вида информации:
· социальная (человек - человек);
· техническая (человек - автомат, автомат - автомат);
· биологическая (информация в животном и растительном мире);
· генетическая (передача признаков от клетки к клетке, от организма к организму).
Можно предложить и другие варианты классификации информации:
· по способам и формам получения (восприятия) информации;
· по характеру носителя информации;
· по характеру источников информации;
· по сфере применения информации;
· по общественному значению
Конкретный исследователь выбирает для себя ту или иную классификацию в зависимости от стоящей перед ним проблемы, о тех взаимосвязей, которые он изучает. Например, химик, физик, биолог использует классификацию по характеру носителя информации. В теории информации и кодирования рассматриваются источники информации. В социологии наиболее интересным является сфера применения и общественное значение информации.
|
|
|
