Теория информации

Понятие об информации и её природе

Категории свойств

информации:

•Атрибутивные - это свойства, без которых информация не может

существовать.

•Прагматические - это свойства, которые показывают полезность

информации для практики.

•Динамические - это свойства, которые показывают изменения информации во

времени.

Катрибутивным относятся такие свойства, как языковая природа, неотрывность от материального носителя и независимость от него.

Кпрагматическим - наличие смысла, новизна, ценность (полезность).

Кдинамическим - свойства роста, старения, рассеивания.

Определение

•Информация – это содержание сигналов, поступающих в кибернетическую систему из окружающей среды, которое может быть (раньше или позже) использовано системой для целей управления.

•Информация – не материя, а свойство организованной материи (нет такого свойства как масса, она не подчиняется законам сохранения массы и энергии). Сама информация не является материальной категорией.

Формы представления информации:

•Информация о каких-либо событиях и состоянии материальных объектов и, соответственно, сигналы, в которых содержится эта информация, могут

быть представлены в непрерывной (аналоговой) и дискретной форме.

Непрерывные сигналы

Понятие непрерывности сигнала включает его непрерывность во времени и по уровню.

Первое свойство означает, что в любой произвольно взятый момент времени значение сигнала соответствует некоторому сообщению. Второе свойство указывает на то, что величина сигнала может принимать бесконечное множество различных значений, которые могут отличаться друг от друга сколь угодно малыми приращениями. Существуют также непрерывные сигналы, обладающие свойством непрерывности только во времени или только по уровню.

Дискретные сигналы

Дискретные сигналы можно разделить на сигналы

дискретные во времени и дискретные по величине.

Дискретность во времени означает, что сигнал содержит информацию лишь в некоторый фиксированный момент времени. В промежутках между этими моментами сигнал может либо вообще отсутствовать, либо его значение может не содержать полезной информации.

Дискретность по величине означает, что амплитуда или величина, уровень сигнала может принимать лишь определённое конечное количество значений. Дискретный сигнал может обладать свойством дискретности только во времени или только по величине.

Квантование сигнала

Рассмотрим один из весьма важных для техники передачи информации по каналам связи вопрос о квантовании непрерывных сигналов.

Процесс непрерывно-дискретного преобразования сводится при квантовании во времени к определению ряда значений непрерывного сигнала u(t), взятых последовательно в определённые фиксированные моменты времени t0, t1, t2,…,

tn.

Естественно, что для абсолютно точного представления непрерывной функции на некотором конечном отрезке времени T необходимо при квантовании взять бесчисленное множество отсчётов её значений.

При этом очевидно, шаг квантования ∆t→0. Практически, конечно, такое аналого- дискретное преобразование реализовать невозможно. Но соблюдение этого условия было бы необходимо только для идеальных непрерывных функций с бесконечным частотным спектром.

Как известно, непрерывную функцию времени u(t) можно представить, по Фурье, в виде суммы некоторой постоянной составляющей, основной гармонической функции и бесконечного ряда её гармоник, то есть гармонических колебаний удвоенных, утроенных и так далее частот. Однако все реальные функции, которые необходимо передавать по каналам связи, можно считать ограниченными по своему спектральному составу.

Например, при телефонной передаче не имеет смысла передавать частотные составляющие выше 20 кГц, ибо их человеческое ухо не воспринимает. Более того, для хорошей разборчивости телефонных сообщений достаточно воспроизводить диапазон частот лишь в пределах от 300 до 3400 Гц (несколько нарушается тембр голоса, но воспроизведение не нарушается).