5. Формы представления информации

Передача информации производится с помощью сигналов, а самим сигналом является изменение некоторой характеристики носителя с течением времени. При этом в зависимости от особенностей изменения этой характеристики (то есть параметра сигнала) с течением времени выделяют два типа сигналов:

• Непрерывные сигналы;

• Дискретные сигналы;

Сигнал называется непрерывным (или аналоговым), если его параметр может принимать любое значение в пределах некоторого интервала.

Если – значение параметра сигнала, а– время, то зависимостьбудет непрерывной функцией, а производнаяконечна во всех точкахвнутри области определения функции.

Примерами непрерывных сигналов являются речь, изменение показаний термометра (параметр сигнала – высота столба ртути – имеет непрерывный ряд значений) и так далее

Сигнал называется дискретным, если его параметр может принимать конечное число значений в пределах некоторого интервала.

Дискретные сигналы могут быть описаны дискретным и конечным множеством значений параметров . Производнаябесконечна по модулю в точках, в которых происходит смена значения параметра сигнала, и равна нулю во всех других точках.

Примерами устройств, использующих дискретные сигналы, являются книги, электронные часы, цифровые измерительные приборы, табло, бытовая электроника, компьютерная техника и так далее

Поскольку последовательность сигналов есть сообщение, качество прерывности–непрерывности сигналов переносится и на сообщение – существуют понятия «непрерывное сообщение» (построенное из непрерывных сигналов) и «дискретноесообщение» (построенное из дискретных сигналов).

Однако, строго говоря, нет оснований приписывать качество непрерывности или дискретности самой информации, так как информация – категория нематериальная и не может обладать свойством непрерывности или дискретности. Тем не менее, в информатике существуют и используются сочетания «непрерывная информация» и «дискретная информация». Эти понятия нужно понимать только как сокращение полных фраз: «информация, представленная посредством непрерывных сигналов» и «информация, представленная посредством дискретных сигналов».

Принципиальным и важнейшим различием непрерывных и дискретных сигналов является то, что дискретные сигналы можно обозначить, то есть приписать каждому значению из конечного множества возможных значений параметра сигнала знак, который будет отличать данный сигнал от другого.

Знак – это элемент некоторого конечного множества отличных друг от друга сущностей.

Теоретически можно было бы обойтись без требования конечности, однако, это не имело бы никакого практического применения, поскольку за конечное время всегда можно передать только сообщения, построенные из конечного числа знаков.

Природа знака может быть любой – жест, рисунок, буква, сигнал светофора, определенный звук и так далее Природа знака определяется носителем сообщения и формой представления информации в сообщении.

Вся совокупность знаков, используемых для представления дискретной информации, называется набором знаков.Набор есть дискретное множество знаков.

Набор знаков, в котором установлен порядок их следования, называется алфавитом.Алфавит – это упорядоченная совокупность знаков. Порядок следования знаков в алфавите называетсялексикографическим. Благодаря этому порядку между знаками устанавливаются отношения «больше–меньше»: для двух знаковипринимается, что, если порядковый номер знакав алфавите меньше, чем порядковый номер знака.

Примером алфавита может служить совокупность арабских цифр 0,1…9 – с помощью этого алфавита можно записать любое число в системах счисления от двоичной до десятичной. Если к этому алфавиту добавить знаки «+» и «–», то сформируется набор знаков, применимый для записи любого целого числа, как положительного, так и отрицательного. Однако, этот набор нельзя будет считать алфавитом, если в нем не заданы порядковые номера следования знаков «+» и «–». Наконец, если добавить знак разделителя разрядов («.» или «,»), то такой набор знаков позволит записать любое вещественное число.

При передаче сообщения параметр сигнала должен меняться, поэтому минимальное количество различных его значений равно двум. Следовательно, алфавит содержит минимум два знака (такой алфавит называется двоичным).

Верхней границы числа знаков в алфавите не существует; примером могут служить иероглифы, каждый из которых обозначает целое понятие, и общее их количество исчисляется десятками тысяч.

Знаки, используемые для обозначения фонем человеческого языка, называются буквами, а их совокупность –алфавитом языка.

Сами по себе знак или буква не несут никакого смыслового содержания. Однако такое содержание им может быть приписано – в этом случае знак будет называться символом. Например, массу в физике принято обозначать буквой – следовательно, является символом физической величины «масса» в формулах. Иероглифы – тоже символы, поскольку наделены смыслом. Символами являются ипиктограммыв комьютерных интерфейсах, обозначающие в компьютерных программах объекты или действия.

Таким образом, понятия «знак», «буква» и «символ» не тождественны.