Что такое непрерывный сигнал в информатике определение
Учитель информатики
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
§ 1.1. Информация и её свойства
Информатика. 7 класса. Босова Л.Л. Оглавление
1.1.1. Информация и сигнал
Ключевые слова:
Информация (от лат. informatio — осведомление, разъяснение, изложение) — очень широкое понятие, имеющее множество трактовок.
В обыденной жизни под информацией понимают всякого рода сообщения, сведения о чём-либо, которые получают и передают люди. Информации содержится в речи людей, текстах книг, колонках цифр, в звуках и видах природы, в показаниях часов, термометров и других приборов. Каждый материальный объект, с которым происходят изменения, становится источником информации либо об окружающей среде, либо о происходящих в этом объекте процессах. Эту информацию мы получаем в виде сигналов — изменений физических величин (давления, температуры, цвета и др.). Различают световые, звуковые, тепловые, механические, электрические и другие типы сигналов.
Информация для человека — это содержание сигналов (сообщения), воспринимаемых человеком непосредственно или с помощью специальных устройств, расширяющее его знания об окружающем мире и протекающих в нём процессах.
Сигналы могут быть непрерывными или дискретными.
Непрерывный сигнал принимает бесконечное множество значений из некоторого диапазона. Между значениями, которые он принимает, нет разрывов.
Дискретный сигнал принимает конечное число значений. Все значения дискретного сигнала можно пронумеровать целыми числами.
Сравните лестницу и наклонную плоскость. В первом случае имеется строго определённое количество фиксированных высот, равное числу ступенек. Все их можно пронумеровать. Наклонная плоскость соответствует бесконечному количеству значений высоты.
В жизни человек чаще всего имеет дело с непрерывными сигналами. Примерами непрерывных сигналов могут служить речь человека, скорость автомобиля, температура в некоторой географической точке в течение определённого периода времени и многое другое. Примером устройства, подающего дискретные сигналы, является светофор. Сигнал светофора может быть красным, жёлтым или зелёным, т. е. принимать всего три значения.
1.1.2. Виды информации
Сигналы внешнего мира поступают в мозг человека через его органы чувств для анализа и осмысления. По способу восприятия человеком информация может быть разделена на следующие виды:
Около 80-90% информации здоровый человек получает при помощи органов зрения (визуально), примерно 8-15% — при помощи органов слуха (аудиально) и только 1-5% — при помощи остальных органов чувств (обоняния, вкуса, осязания). А вот, например, лисы, собаки и многие другие животные основную часть информации получают с помощью носа. У них хорошо развито обоняние. Для летучих мышей главная информация — звуковая. На сайте http://sc.edu.ru/ размещён электронный образовательный ресурс «Кто как видит» (135131 ) 1 который наглядно продемонстрирует вам особенности визуального восприятия информации из окружающего мира разными живыми существами. Узнать о некоторых особенностях зрительного восприятия информации человеком вам поможет виртуальная лаборатория «Оптические иллюзии» (134876).
1.1.3. Свойства информации
Информация является предметом интеллектуальной деятельности человека и продуктом этой деятельности. Учёба в школе — это специально организованный процесс передачи важнейшей информации (знаний) от предшествующих поколений подрастающему поколению.
Информация нужна человеку для того, чтобы ориентироваться в окружающей обстановке и принимать правильные решения. Но любая ли информация помогает нам в этом? Принятию правильного решения способствует владение объективной, достоверной, полной, актуальной, полезной и понятной информацией. Объективность, достоверность, полноту, актуальность, полезность и понятность называют свойствами информации. Рассмотрим их подробнее.
Информация объективна, если она не зависит от чьего-либо мнения, суждения. Объективную информацию можно получить с помощью измерительных приборов. Но, отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестаёт быть объективной, становится субъективной, так как преобразовывается (в большей или меньшей степени) в зависимости от опыта, знаний, пристрастий конкретного человека (субъекта).
Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Достоверная информация помогает нам принять правильное решение. Недостоверной информация может быть: в случае преднамеренного искажёния; в результате воздействия помех («испорченный телефон»); при приуменьшении или преувеличении значения реального факта (слухи и «рыбацкие истории», реклама и др.).
Информация полна, если её достаточно для понимания ситуации и принятия решения. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.
Информация актуальна, если она важна, существенна для настоящего времени. Только своевременно полученная информация может принести необходимую пользу. Информация неактуальна, если она является устаревшей или преждевременной.
Полезность информации оценивается по тем задачам, которые можно решить с её помощью. Оценка полезности информации всегда субъективна. То, что полезно для одного человека, может быть совершенно бесполезно для другого. Какие-либо сведения, например исторические, могут десятилетиями считаться ненужными, но в какой-то момент их полезность может резко возрасти.
Информация понятна, если она выражена на языке, доступном для получателя. Так, вы не сможете воспользоваться самой актуальной и достоверной информацией, если она будет выражена на незнакомом вам языке, т. е. вам непонятна.
В качестве примера попробуем охарактеризовать информацию, находящуюся в ваших школьных учебниках.
Самое главное.
Информация для человека — это содержание сигналов (сообщения), которые он получает из различных источников.
Сигналы могут быть непрерывными или дискретными. Непрерывный сигнал принимает бесконечное множество значений из некоторого диапазона. Дискретный сигнал принимает конечное число значений, которые можно пронумеровать.
По способу восприятия человеком выделяют такие виды информации, как: визуальная, аудиальнад, обонятельная, вкусовая, тактильная.
Объективность, достоверность, полноту, актуальность, полезность и понятность называют свойствами информации. Одна и та же информация может обладать разными свойствами для разных людей.
Вопросы и задания
1.Ознакомьтесь с материалом презентации к параграфу содержащейся в электронном приложении к учебнику. Что вы можете сказать о формах представления информации в презентации и в учебники? Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?
INFOблог
Поиск по этому блогу
воскресенье, 8 сентября 2013 г.
Непрерывные и дискретные сигналы
Тогда материальный объект (или среда), с помощью которого представляется та или иная информация будет являться носителем информации , а изменение какой-либо характеристики носителя мы будем называть сигналом .
Например, представим равномерно горящую лампочку, она не передает никакой информации. Но, если мы будем включать и выключать лампочку (т.е. изменять ее яркость), тогда с помощью чередований вспышек и пауз мы сможем передать какое-нибудь сообщение (например, посредством азбуки Морзе). Аналогично, равномерный гул не дает возможности передать какую-либо информацию, однако, если мы будем изменять высоту и громкость звука, то сможем сформировать некоторое сообщение (что мы и делаем с помощью устной речи).
При этом сигналы могут быть двух видов: непрерывный (или аналоговый ) и дискретный .
В учебнике даны следующие определения.
Непрерывный сигнал принимает множество значений из некоторого диапазона. Между значениями, которые он принимает, нет разрывов.
Дискретный сигнал принимает конечное число значений. Все значения дискретного сигнала можно пронумеровать целыми числами.
Немного уточним эти определения.
Сигнал называется непрерывным (или аналоговым), если его параметр может принимать любое значение в пределах некоторого интервала.
1.1.1. Информация и сигнал
Информация (от лат. informatio — осведомление, разъяснение, изложение) — очень широкое понятие, имеющее множество трактовок.
В обыденной жизни под информацией понимают всякого рода сообщения, сведения о чём-либо, которые получают и передают люди. Информации содержится в речи людей, текстах книг, колонках цифр, в звуках и видах природы, в показаниях часов, термометров и других приборов. Каждый материальный объект, с которым происходят изменения, становится источником информации либо об окружающей среде, либо о происходящих в этом объекте процессах. Эту информацию мы получаем в виде сигналов — изменений физических величин (давления, температуры, цвета и др.). Различают световые, звуковые, тепловые, механические, электрические и другие типы сигналов.
 Информация для человека — это содержание сигналов (сообщения), воспринимаемых человеком непосредственно или с помощью специальных устройств, расширяющее его знания об окружающем мире и протекающих в нём процессах. |
Сигналы могут быть непрерывными или дискретными.
Непрерывный сигнал принимает бесконечное множество значений из некоторого диапазона. Между значениями, которые он принимает, нет разрывов.
Дискретный сигнал принимает конечное число значений. Все значения дискретного сигнала можно пронумеровать целыми числами.
Сравните лестницу и наклонную плоскость. В первом случае имеется строго определённое количество фиксированных высот, равное числу ступенек. Все их можно пронумеровать. Наклонная плоскость соответствует бесконечному количеству значений высоты.
В жизни человек чаще всего имеет дело с непрерывными сигналами. Примерами непрерывных сигналов могут служить речь человека, скорость автомобиля, температура в некоторой географической точке в течение определённого периода времени и многое другое. Примером устройства, подающего дискретные сдгналы, является светофор. Сигнал светофора может быть красным, жёлтым или зелёным, т. е. принимать всего три значения.
Что такое непрерывный сигнал в информатике определение
В предыдущем шаге было сказано, что передача информация производится с помощью сигналов, а самим сигналом является изменение некоторой характеристики носителя с течением времени. При этом в зависимости от особенностей изменения этой характеристики (т.е. параметра сигнала) с течением времени выделяют два типа сигналов: непрерывные и дискретные.
Если обозначить Z – значение параметра сигнала, а t – время, то зависимость Z(t) будет непрерывной функцией (рис.1(а)).
Рис.1. Непрерывные и дискретные сигналы
Примерами непрерывных сигналов являются речь и музыка, изображение, показание термометра (параметр сигнала – высота столба спирта или ртути – имеет непрерывный ряд значений) и пр.
Пример дискретных сигналов представлен на рис. 1(б). Как следует из определения, дискретные сигналы могут быть описаны дискретным и конечным множеством значений параметров
Принципиальным и важнейшим различием непрерывных и дискретных сигналов является то, что дискретные сигналы можно обозначить, т.е. приписать каждому из конечного числа возможных значений сигнала знак, который будет отличать данный сигнал от другого.
Природа знака может любой – жест, рисунок, буква, сигнал светофора, определенный звук и т.д. Природа знака определяется носителем сообщения и формой представления информации в сообщении.
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, силу в физике принято обозначать буквой F – следовательно, F является символом физической величины сила в формулах. Другим примером символов могут служить пиктограммы, обозначающие в компьютерных программах объекты или действия.
Таким образом, понятия «знак», «буква» и «символ» нельзя считать тождественными, хотя весьма часто различия между ними не проводят, поэтому в информатике существуют понятия «символьная переменная», «кодировка символов алфавита», «символьная информация» – во всех приведенных примерах вместо термина «символьный» корректнее было бы использовать «знаковый» или «буквенный».
Представляется важным еще раз подчеркнуть, что понятия знака и алфавита можно отнести только к дискретным сообщениям.
В чем отличие непрерывного сигнала от дискретного в электротехнике и быту?
Любая информация, которую получает человек, поступает в мозг в виде потока данных. Поэтому нужно понимать, чем отличается непрерывный сигнал от дискретного. Эта информация важна не только для людей технических, но и творческих профессий (музыкантов, звукорежиссеров и т.д.).
Определения простыми словами
Все природные сигналы — непрерывные. В эту категорию попадают все звуки, запахи, изображения, которые человек извлекает из окружающего мира. Пение птиц и звуки музыкальных инструментов, пролетающая птица и проезжающая машина — все это примеры аналогового способа передачи данных.
Информация, которую получает мозг, поступает в него плавно и непрерывно. Постепенно затухают краски заката, нарастает шум колес приближающегося автомобиля и т.д.
Изначально, человек научился воспроизводить именно аналоговые сигналы. Первое радио и телевидение были созданы, опираясь на естественные методы распространения информации.
Дискретный сигнал отличается от непрерывного аналогового тем, что он передается не плавно, а отдельными порциями-пакетами. Этот метод транспортировки данных придумали и реализовали люди.
На графике ниже, разница показана наглядно.
Отличие дискретного наращения от непрерывного в том, что оно происходит ступенчато. И чем больше промежуток времени между пакетами сигналов, тем больше искажение информации.
Примеры отличия дискретной величины от непрерывной
Казалось бы, аналоговый метод передачи данных намного лучше, но это не так. При непрерывной трансляции информация передается «как есть», со всеми помехами и искажениями.
На нее влияет множество факторов: рельеф, погодные условия, помехи от других устройств и т.д. Все так же, как и в реальной жизни — громкая музыка или шум от газонокосилки могут помешать услышать собеседника даже на малом расстоянии.
Дискретные сообщения доставляются направленными пакетами. Здесь есть только два варианта: пакет дошел до адресата, либо нет.
Простой пример — телефонная связь.
В старых проводных телефонах использовался аналоговый метод передачи данных. Поэтому нередко возникали ситуации, в которых собеседника вроде и слышно, но через пелену рыпения, шипения и посторонних звуков.
Современная мобильная связь — это дискретный канал. Да, она тоже не идеальна, но при потере пакетов сигнал просто не доходит до получателя (в телефонной трубке тишина, либо разговор обрывается на середине).
С телевидением та же ситуация: в старом формате — двоит, снежит, но идет, а в новом — либо показывает качественно, либо картинка замирает и изображение пропадает вовсе.
Плюсы и минусы
Когда человечество только открыло для себя дискретные случайные величины, качество подобных сигналов было намного хуже, чем у привычных непрерывных.
Пакеты информации передавались с задержками и часто терялись.Разница между качеством звуковой дорожкой, записанной в цифровом MP3 и стандартном аудиоформате — была заметна даже дилетанту.
На сегодняшний день ситуация кардинально изменилась. Аналоговые сигналы достигли своего «потолка», в то время как дискретные далеко шагнули вперед.
Сейчас в список достоинств непрерывной передачи данных можно внести лишь более реалистичное предоставление данных. И то, настоящий аналоговый звук от дискретного сможет отличить только человек с очень тонким слухом, либо профессиональный звукорежиссер. Большинству обычных пользователей эта разница незаметна.
Этот сомнительный плюс перевешивают два существенных минуса:
К списку достоинств прерывистого способа передачи относят:
Основной недостаток данного метода — при большом количестве помех происходит полная потеря сигнала.
Выводы кратко
Аналоговый метод передачи данных — это пережиток прошлого. Но полностью отказаться от этого типа сигналов человечество не может по одной простой причине — вся природная информация распространяется этим способом. И только в этом виде человек может воспринимать данные.
Ученые придумали достойный ответ: в виде дискретного выражения материалов. С помощью специальных преобразователей звуки и изображения кодируются. В таком виде передаются конечному потребителю, после чего раскодируются обратно в непрерывный сигнал.