Способы представления информации

С практической точки зрения информация всегда представляется в виде сообщения. Информационное сообщение связано с источником ин­формации (ИИ), каналами связи (КС), приемником информации (ПИ). Кроме того в канале передачи информации могут присутствовать аналого-цифровые (АЦП) и цифроаналоговые (ЦАП) преобразователи ((рис.1.2.1).

Источник информации служит для измерения параметров контролируемой среды и преобразования её к виду, удобному для передачи по кана­лам связи или использования в ЭВМ. Источником информации могут быть различные электронные устройства, хранящие, преобразующие и воспроиз­водящие информацию, а также сами ЭВМ.

Приёмником информации в одних случаях выступает ЭВМ, в других случаях - различные устройства автоматики: электромагниты, машинные усилители, пусковая аппаратура электродвигателей и др.

Сообщение от источника информации к приёмнику информации передаётся в материально-энергетической форме (электрический, звуковой, световой сигналы и т.д.) В качестве каналов передачи информации могут использоваться воздушная среда, проводные, кабельные или волоконно-оптические ли­нии связи. Информационное сообщение можно представить как изменение во времени параметров материально-энергетической среды и описать его функцией от времени, например, у =x(t).

В зависимости от физической природы измеряемой величины, а так­же способа измерения и преобразования, измеряемая величина может быть представлена в непрерывной - аналоговой форме или в виде дис­кретных сообщений. В ряде случаев переход от непрерыв­ного сообщения к дискретному даёт преимущества при передаче, хране­нии и обработке информации.

В нестоящее время для управления технологическими процессами и техническими системами, например, изготовления полимерных волокон, управления сложными механизмами, применяются цифровые ЭВМ. Поэто­му возникает объективная необходимость преобразования непрерывных параметров, характеризующих состояние технологического процесса (те­мпературы, давления, влажности, процентного содержания отдельных компонентов и т.д.) в дискретную форму. Устройства, осуществляющие такие преобразования, называются аналого-цифровыми преобразователями (АЦП). Цифровые ЭВМ выдают информацию также в дискретной форме, од­нако для управления некоторыми устройствами (машинные усилители, магнитные усилители, преобразователи энергии, двигатели постоянного тока) необходимы непрерывные сигналы. Обратное преобразование сигна­ла из дискретной в цифровую форму осуществляется с помощью цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП).

Для представления информации в ЭВМ используется алфавитный спо­соб, основой которого является использование фиксированного конечного набора символов любой природы, называемого алфавитом. Символы из набора алфавита называются буквами, а любая конечная последовательность букв этого алфавита - словом. При этом не требуется, чтобы сло­ве обязательноимело языковое смысловое значение. Примеры слов: ААВ, 10110110.

Символы алфавита при вводе в ЭВМ должны быть преобразованы в код. В цифровых ЭВМ преимущественное распространение получило двоичное кодирование, при котором символы вводимой в ЭВМ информации представляются средствами двоичного алфавита, состоящего из двух симво­лов “0” и “1”. Двоичный алфавит по числу входящих в него символов является минимальным, поэтому при двоичном кодировании алфавита, включающего большее число букв, каждой букве ставится в соответствие последова­тельность нескольких двоичных знаков или двоичное слово. Такие пос­ледовательности называются кодовыми комбинациями. Процесс получения кодовых комбинаций для представления букв одного алфавита средства­ми другого алфавита называется кодированием. Процесс обратного преобразования информации, относительно ранее выполненного кодирования называется декодированием. Например, представление буквы А русского ал­фавита с помощью двоичных символов 11100001 есть процесс кодирования, обратный процесс получения буквы А из двоичного кода 11100001- есть декодирование. Полный набор кодовых комбинаций, соответствую­щий представлению всех букв одного алфавита средствами другого алфа­вита называется кодом.

Число символов, составляющих кодовую комбинацию, называется длиной кода или разрядностью кода. Максимальное число кодовых комбинаций N при заданной разрядности определяется выражением N =2ⁿ.

Различают коды равномерные и неравномерные. В равномерных кодах число символов во всех кодовых комбинациях одинаковое, в неравномер­ных - не одинаковое. Примером неравномерных кодов является азбука Морзе, где, например, буква, Е имеет один короткий сигнал, а буква Ш - четыре длинных сигнала.

В вычислительной технике используются обычно равномерные коды. В IBM – совместимых ЭВМ для внутреннего представления используется ASCII код.

Для измерения объёма информации используются следующие единицы измерения:

бит - один двоичный символ;

байт -восемь двоичных символов;

слово - два байта, для 16 разрядных, или 4 байта, для 32 разрядных ЭВМ;

килобайт - 1024 бита (2¹⁰);

мегабайт - 1048576 байт (2²⁰) и более крупные единицы измерения – гигабайт – 2³⁰ байт и терабайт – 2⁴⁰ байт.

Контрольные вопросы

1. Назовите основные этапы развития информатики.

2. Дайте определение понятию информатика.

3. Какие основные задачи призвана решать информатика как наука.

4. Изобразите общую структурную схему передачи сообщений.

5. Что представляет собой информационное сообщение, в каком ви­де оно передаётся?

6. Опишите принцип работы системы передачи информации.

7. Что такое код? Какое количество кодовых комбинаций необходи­мо для кодирования всех символов русского алфавита, белорусского ал­фавита?

Дата добавления: 2014-01-06