Формы представления информации

Формы представления информации в современном мире многообразны.

Информация, получаемая посредством визуального наблюдения, чтения, является зрительной информацией. Зрительную информацию можно не только получить, но и передать с помощью мимики и жестов, а также посредством книг, газет, картин, чертежей и других различных изображений.

В общении людей присутствует звуковая информация. К ней относятся устная речь, музыкальные звуки и всевозможные восклицания.

Особое внимание следует уделить письменности. Письменность – это знаковое (буквенное) представление устной речи, в котором звукам соответствуют буквы.

С одной стороны, чтение книг, журналов и других источников, в которых информация представлена в письменном виде, относится к зрительной информации. С другой стороны, письменность – это обозначение устной речи, которая относится к звуковой информации. Таким образом, одну и ту же информацию можно прочитать, т.е. увидеть и услышать.

Заметим, что устная информация намного богаче письменной. В разговоре всегда присутствуют различные интонации, выражающие эмоциональное состояние говорящего. Это придает особую выразительность и несет в себе дополнительную информацию.

Обмен информацией происходит не только среди людей. Современная жизнь не представляется без различных устройств и машин, которые облегчают работу и заменяют человека при решении многих задач. Между тем работа машин невозможна без процессов обработки информации.

В технических устройствах и системах прием, обработка и передача информации осуществляется с помощью сигналов. Сигналы отражают физические характеристики изучаемых объектов и процессов. Посредством сигналов информация может передаваться на малые и большие расстояния. Информация в виде сигнала может различным образом перерабатываться, сохраняться, уничтожаться и т.п.

Различают несколько видов сигналов:

• звуковые, которые можно услышать при работе милицейской сирены;

• световые, передающие информацию от пульта дистанционного управления к телевизору,

• электрические.

Рис. 1.3. Непрерывный сигнал

При передаче информации посредством электрического сигнала значение информации выражается в параметрах электрического тока – в силе тока и напряжении.

Существующие в технических устройствах сигналы делятся на непрерывные (или аналоговые) и дискретные.

Непрерывностьсигнала означает возможность его изменения на любую малую величину в любой заданный малый промежуток времени.

Образование аналогового сигнала происходит, например, при получении первичной информации с датчиков, связанных с изучаемым объектом или внешней средой. Полученный сигнал обычно требует дальнейшей обработки. Это может быть передача, преобразование или сохранение.

Продемонстрировать аналоговую обработку сигнала можно, рассматривая процесс преобразования сигнала, идущего от микрофона к динамику. Микрофон преобразует звуковой сигнал в слабый электрический, выходной характеристикой которого является напряжение.

Микрофон и динамик применяются в случае, когда стоит проблема усиления звукового сигнала. Для этого производится обработка, а именно целенаправленное усиление аналогового электрического сигнала до требуемой величины. Получив, таким образом, необходимый сигнал, динамик его преобразовывает в звуковой, но уже более сильный, чем поступивший на вход микрофона.

Примером аналоговой передачи сигнала является передача речи по телефонным проводам: речевая информация преобразуется в аналоговые электрические сигналы, которые по проводам передаются абоненту, а затем обратно преобразуются в речевую информацию. В этом случае никакой обработки сигнала не производится, только небольшое усиление, которое просто предотвращает затухание сигнала.

Аналоговое сохранение информации является также довольно распространенным явлением. Это, например, запись звукового сигнала на магнитофонную ленту.

До семидесятых годов XX в. технические устройства работали только с аналоговыми сигналами. Аналоговыми являлись и способы их обработки.

С появлением в семидесятых годах XX в. микропроцессора – основного элемента ЭВМ, а также микросхем с высокой степенью интеграции стали получать распространение дискретные и цифровые сигналы и соответствующие способы их обработки.

Дискретность сигнала означает возможность его измерения только на конечном отрезке, в строго определенные моменты времени т.е. сам сигнал представляет собой не непрерывную функцию, а последовательность дискретных значений.

Дискретные значения функции, полученные в дискретные моменты времени, имеют приближенные числовые значения. В зависимости от решаемой задачи эти значения могут быть зафиксированы только в данных временных точках, а могут сохранять свое значение в промежутке от данной до следующей точки измерения.

Дискретный сигнал, значения которого выражены определенными конечными числами, называется цифровым.

Для обработки, хранения, передачи цифровых сигналов также существуют специальные технические устройства.

Бурное развитие вычислительной техники, средств телекоммуникации непосредственно связано с обработкой именно цифровых сигналов, поскольку цифровая связь имеет множество преимуществ по сравнению с аналоговой.

Рис. 1.4. Цифровой сигнал

В цифровом виде хранится информация на аудио- и видео-компакт-дисках (CD-ROM).

С цифровой передачей данных мы сталкиваемся при обмене информацией между компьютерами с помощью модема или при работе с факсимильными средствами связи.

Несмотря на то, что цифровая обработка информации приобретает все большее распространение, отказаться от аналоговой невозможно. Еще остается достаточно много систем и устройств, в которых информация может передаваться только в виде аналогового сигнала. В связи с этим используются различные способы преобразования аналогового сигнала в цифровой и наоборот.

При преобразовании исходного аналогового сигнала в цифровой появляется определенная погрешность. Но, увеличивая число дискретов по оси времени и функции сигнала, можно достичь ее уменьшения. Использование современных высокоскоростных технических средств обработки и хранения цифровых сигналов позволяет значительно упростить и удешевить процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой, а также устранить недостатки, присущие аналоговой передаче сигнала, например влияние шумов. В результате даже такие традиционные области использования аналоговых сигналов, как телефонная связь и радиовещание, переходят на цифровую форму обработки и передачи сигналов.