Раздел 1. Сигналы и информация Глава 1. Общие сведения об информации § 1. Разделы науки, изучающие вопросы информации

Информация представляет собой сведения, предназначенные для передачи от отправителя к получателю, и дающие возможность ее получа­телю логически сформулировать представление об объекте передачи.

Вопросами получения, передачи, хранения и преобразования информации за­нимаются следующие разделы науки:

– теория информации;

– теория сообщений;

– теория сигналов.

Теория информации изучает методы определения количества информации, содержащейся в сообщениях различных видов. К ним относятся:

– оценка пропускной способности каналов связи;

– оценка объемов памяти запоминающих устройств;

– оценка достоверности сообщений.

Теория сообщений изучает рациональные способы представления сообщений (кодирование). Реализацией использования теории сообщений является оптимизация характеристик информационных систем, заключающаяся в согласовании характеристик подсистем сбора, хранения, передачи и обработки сообщений.

Теория сигналов изучает эффективные способы формирования, обнаружения, хранения и оценки носителей сообщений с учетом свойств среды и шумовых помех. Результатом использования теории сигналов является оптимизация характеристик отдельных подсистем.

§ 2. Преобразование и передача информации

Любые физические процессы, несущие информацию, называются сигналами. Сигнал как носитель информации может существовать только в пределах организо­ванной системы. Вне этой системы сигнал теряет свои информационные свойства. Например, свет в окне может быть сигналом только в том случае, если об этом име­ется определенная договоренность. Для всех других, кто не знает об этой договорен­ности, свет в окне является не сигналом, а обычным физическим явлением.

Таким образом, в качестве сигналов используются такие изменения состояния материального объ­екта, которые производятся по заранее известным правилам. Сведения, которыми распола­гает потребитель информации до ее получения, и на знание которых может рассчи­тывать отправитель, принято называть априорными.

В большинстве случаев для передачи информации используются электриче­ские сигналы. Как правило, получение электрических сигналов производится путем преобразования неэлектрических величин в электрические. Например, получение сигналов, используемых для передачи речи, осуществляется путем преобразования изменений звукового давления перед микрофоном в соответствующие изменения напряжения или тока.

Организованная система, предназначенная для передачи информации от от­правителя к получателю, называется системой связи.

§ 3. Понятие о сигналах и сообщениях

Форма представления информации в системе связи называется сообщением. Таким образом, для передачи информации в системе связи сообщение всегда преобразуется в сигнал, который в той или иной степени однозначно соответствует первоначальному сообщению. При этом сигнал является переносчиком информации.

Материальными носителями сообщений, а значит, и информации, яв­ляются:

– бумага с письменным текстом или рисунками;

– пленка с магнитофонной записью;

– колебания тока, напряжения или других электрических величин;

– механические колебания среды (воздуха, воды и т. п.);

– электромагнитные волны.

Сигналы, подлежащие передаче или хранению, форми­руются путем изменения тех или иных параметров физического носителя. Закон изменения этих параметров определяется содержанием сообщения. Процесс изменения параметров носителя называется модуляцией.

Одно и то же сообщение может передаваться с помощью раз­личных носителей. При этом может быть различной как физическая природа носите­лей, так и применяемый вид модуляции. Однако, содержание сообщения в любом случае остается неизменным. Таким образом, содержание передаваемой информации определяется не типом носителя или видом модуляции, а только законом модуляции.