Триада информации С информацией всегда связывают три понятия

Триада информации С информацией всегда связывают три понятия: • источник информации – тот элемент окружающего мира (объект, процесс, явление, событие), сведения о котором являются объектом преобразования; • потребитель информации – тот элемент окружающего мира, который использует информацию (для выработки поведения, для принятия решения, для управления или для обучения); • сигнал – материальный носитель, который фиксирует информацию для переноса ее от источника к потребителю. Чаще всего сигнал носит электронный характер.

Взаимосвязь элементов триады

Преобразование информации Всю информацию, участвующую в электронном вычислительном процессе, можно разделить на обрабатываемую (данные) и управляющую (программы).

Схема преобразования информации В схеме преобразования информации в данные представлены проводимые над информацией и данными процессы, которые образуются после введения информации в компьютер. Также представлены процедуры и связи между ними, с помощью которых осуществляются эти процессы.

Сигнал • Сигнал является материальным носителем информации, которая передается от источника к потребителю. • Он может быть дискретным и непрерывным (аналоговым).

Дискретный сигнал • Дискретный сигнал слагается из счетного множества (т. е. такого множества, элементы которого можно пересчитать) элементов (информационных элементов). • В зависимости от прагматики сигнала можно выделять разные информационные элементы. • Набор самых “мелких” элементов дискретного сигнала называется алфавитом, а сам дискретный сигнал называют также сообщением.

Пример • Именно в виде дискретного сигнала представлена та информация, которую вы сейчас осваиваете. • Можно выделить следующие ее элементы: разделы (например, “Информация”), • подразделы (например, “Свойства”), • абзацы, предложения, отдельные фразы, слова и отдельные знаки (буквы, цифры, знаки препинания и т. д. ).

Непрерывный сигнал • Непрерывный сигнал – отражается некоторой физической величиной, изменяющейся в заданном интервале времени, например, тембром или силой звука. • В виде непрерывного сигнала представлена информация для тех студентов – потребителей, которые посещают лекции, и не только по информатике, и через звуковые волны (иначе говоря, голос лектора), носящие непрерывный характер, воспринимают материал.

Пример • В виде непрерывного сигнала представляется информация для тех студентов – потребителей, которые посещают лекции и через звуковые волны (иначе говоря, голос лектора), носящие непрерывный характер, воспринимают материал.

Преобразования сигнала • Дискретный сигнал лучше поддается преобразованиям, поэтому имеет преимущества перед непрерывным. Однако в технических системах и в реальных процессах преобладает непрерывный сигнал. • Это вынуждает разрабатывать способы преобразования непрерывного сигнала в дискретный. Для преобразования непрерывного сигнала в дискретный используется процедура, которая называется квантованием. • Различают два вида квантования – по времени и по уровню.

Квантование по времени – это замена непрерывной (по времени и по уровню) функции x(t) некоторым множеством непрерывных (по уровню) функций x(ti) ( i = {1, 2, 3, 4}):

Погрешность квантования • Квантование по времени связано с потерей информации. • Погрешность ε зависит от шага дискретизации Δt = ti – ti-1: при малых значениях шага дискретизации число точек замера высоко, и теряется мало информации; очевидно, картина обратная при больших шагах дискретизации

Виды квантования по времени • • Виды квантования по времени различаются по регулярности отсчетов: равномерный вид, когда Δt постоянно; неравномерный вид, когда Δt переменно, причем этот вид, в свою очередь, делится на подвиды: адаптивный, когда Δt меняется автоматически в зависимости от текущего изменения сигнала. Это позволяет увеличивать шаг дискретизации, когда изменения сигнала x(t) незначительны, и уменьшать – в противном случае; программируемый, когда Δt изменяется оператором или в соответствии с заранее выставленными условиями, например, в фиксированные моменты времени.

Квантование по уровню Шаг квантования Δx определяется по формуле: Δx = xj – xj-1 Квантование по уровню - это преобразование непрерывных (по уровню) сигналов x(ti), полученных в результате квантования по времени, в моменты отсчета ti в дискретные. В результате непрерывное множество значений сигнала x(ti) в диапазоне от xmin до xmax преобразуется в дискретное множество значений xk – уровней квантования

Виды квантования по уровню • равномерное, когда диапазон изменения сигнала разбивается на m одинаковых частей. Тогда, зная размер шага квантования, для представления xk достаточно знать число k. • неравномерное, когда диапазон изменения сигнала разбивается на m различных частей. Погрешность квантования по уровню тем меньше, чем меньше шаг квантования