Дискретное и аналоговое представление информации

Сигнал — это носитель информации по техническим средствам передачи.

Для передачи данных используется физический процесс, который может быть описан математической формулой и называется сигналом. Сигналы различаются по способу их представления: аналоговые и дискретные.

Аналоговая информация характеризуется плавным и непрерывным изменением ее параметров. Дискретная информация базируется на ряде параметров, взятых в определенные промежутки времени. Когда в определенные моменты времени параметры принимают конкретные значения, то можно говорить о цифровом представлении информации. Аналоговую информацию легко преобразовать в цифровую. Это делают аналогоцифровые преобразователи (АЦП). Обратное преобразование обеспечивают цифроаналоговые преобразователи (ЦАП). (рис.)

В качестве носителей аналоговой информации могут использоваться различные физические величины, например электрический ток, радиоволна и т. д.

Аналоговыми устройствами являются:

1. телевизор на ЭЛТ — луч кинескопа непрерывно перемещается по эк­рану, чем сильнее луч, тем ярче светится точка, в которую он попадает. Изменение свечения точек происходит плавно и непрерывно;

2. проигрыватель грампластинок — чем больше высота неров­ностей на звуковой дорожке, тем громче звучит звук;

3. проводной телефон — чем громче мы говорим в трубку, тем выше сила тока, проходящего по проводам, тем громче звук, который слышит собеседник.

Первые технические устройства разрабатывались исходя из представлений восприятия живых организмов, поэтому они относятся к аналоговым.

К дискретным устройствам относятся:

1. ЖК монитор — яркость свечения точки изменяется не плавно, а скачкообраз­но (дискретно). Свечение либо есть, либо его нет. Если свечение есть, то мы видим яркую точку (белую или цветную). Если свечения нет, мы видим черную точку. Поэтому изображение на экране ЖК монитора получается более четким, чем на экране с ЭЛТ;

2. привод для оптических дисков — звуковая дорожка представлена участками с разной отражающей способностью;

3. струйный принтер — изображение состоит из отдельных точек разного цвета.

Человек благодаря своим органам чувств привык иметь дело с аналоговой информацией, а в компьютере информация представлена в цифровом виде. Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации.

Дискретизация — это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов, то есть разбиения непрерывного графического изображения или звукового сигнала на отдельные элементы.

При передаче дискретных данных по каналам связи применяются два основных способа. Первый способ называется модуляций или аналоговой модуляцией, подчеркивая тот факт, что кодирование осуществляется за счет изменения параметров аналогового сигнала. Второй способ называют цифровым кодированием.

Чаще данные, изначально имеющие ана­логовую форму (речь, телевизионное изображение), передаются по каналам связи в дискретном виде, то есть в виде последовательности единиц и нулей. Процесс представления аналоговой информации в дискретной форме называется дискретной модуляцией. Аналоговая модуляция применяется для передачи дискретных данных, по каналам с узкой полосой частот, типичным представителем является канал тональной частоты (телефонная сеть).

Возможности аналоговых машин ограничены преобразованиями строго определенных типов сигналов, компьютеры обладают свойством универсальности, т.е. компьютер может производить преобразования любых данных благодаря программе, составленной для выполнения той или иной задачи. Эта способность компьютера достигается за счет универсальности его системы команд.

На входе и выходе в компьютер в качестве данных может поступать информация любого типа. Внутри системы эта информация кодируется в виде последователи сигналов, принимающих лишь два различных значения.

В закодированном виде может быть представлена любая дискретная информация, а также — с любой степенью точности — произвольная непрерывная информация. Свойство универсальности открывает возможности моделирования, в том числе любых мыслительных процессов.

Технологии цифровой обработки акустических сигналов и изо­бражений находят все более широкое применение в различных областях, в частности при идентификации пользователей или для построения многоуровневых систем защиты.

Дата добавления: 2015-05-10