Людина і інформація

Діяльність людей спрямована на створення матеріальних і духовних цінностей, вдосконалення суспільних відносин. Сфери діяльності визначаються практичними життєвими потребами членів суспільства. Процес створення матеріальних цінностей прийнято називати виробництвом. Без виробництва неможливе саме існування людей. Будь-якому виробництву поряд із знаряддями праці, сировиною, робочою силою необхідна інформація, накопичена людьми багатьох поколінь. Ця інформація зберігається в пам'яті людей, книгах, документах і т. д. Відомості про будь процесах, подіях, фактах або предметах і прийнято називати інформацією.

Слово «інформація» латинського походження і в перекладі на російську мову означає «роз'яснення», «виклад», «освідомлення». Інформація має цінність для виробництва тільки в тому випадку, якщо вона доступна людям, незважаючи на її віддаленість від місця виробництва і давність отримання. Звідси виникає необхідність запам'ятовування, збереження і передачі інформації на відстань.

Отримання інформації людиною відбувається на 80 – 90% через органи зору і на 10 – 20% через органи слуху. Інші органи чуття (дотик, нюх, смак) дають людині в сумі до 1 – 2% інформації. Таким чином, зорові і слухові органи людини в сукупності з його нервовою системою є основними каналами надходження інформації в мозок.

Видача інформації з мозку здійснюється також по каналах, утвореним нервовою системою і виконавчими органами. Основним є звуковий канал, що закінчується голосовими зв'язками. Певні коливання голосових зв'язок передаються в навколишнє середовище у вигляді окремих звуків, слів, речень і сприймаються слуховими органами людей.

Важливим для видачі інформації є також канал, виконавчим органом якого є руки людини. По-перше, руками за допомогою різних пристосувань людина пише, малює, тобто видає інформацію, фіксуючи її на носіях. По-друге, руками за допомогою різних інструментів і пристосувань людина видає звукову інформацію (музика, різні шуми). Нарешті, по-третє, певні рухи рук, іноді з використанням прапорців, ліхтарів та інших предметів, також є способом видачі інформації.

Інформаційний обмін для людей не примха, а така ж природна потреба, як їжа, повітря, сон і т. д. Обмін інформацією означає її передачу і прийом. Коли говорять про передачу інформації, то мають на увазі, що є джерело інформації, одержувач (споживач) інформації і засоби її передачі. Засоби передачі, зумовлені фізіологічними можливостями людини (наприклад, можливостями голосових зв'язок або зорових органів), не можуть вирішити проблему передачі великих обсягів інформації на значні відстані. Для її вирішення чоловік створив та широко користується технічними засобами-засобами телекомунікацій.

Таким чином, телекомунікації – це технічна база, що забезпечує передачу і прийом інформації між віддаленими один від одного людьми або якимись пристроями. Аналогія між телекомунікаціями та інформацією така ж, як у транспорту та вантажу, що перевозиться. Транспорт потрібен для перевезення вантажу, телекомунікації ж потрібні для передачі інформації на відстань

Повідомлення

Поняттю «інформація» близьке за змістом поняття «повідомлення». Повідомлення – це форма вираження (подання) інформації, зручна для передачі на відстань.

Здатність бачити дозволяє людині сприймати інформацію у формі нерухомих або рухомих зображень, званих оптичними повідомленнями. Приклади оптичних повідомлень у вигляді різних зображень наведено на рис. 4.1.

На рис. 4.1. А) приведено повідомлення – буквений текст, що являє собою певну послідовність з набору букв (алфавіту) і різних знаків пунктуації.

На рис. 4.1. Б) зображені дані, які складаються з послідовності цифр.

На рис. 4.1 В) наведено нерухоме зображення – фотографія.

Всі наведені повідомлення наносяться і зберігаються на певних носіях, найчастіше на папері. Тому вони називаються документальними повідомленнями.

Зображений на рис. 4.1, Г) кадр телевізійного зображення є фрагмент повідомлення, що містить інформацію про рухомому об'єкті.

Здатність чути дозволяє сприймати інформацію, що представляє собою механічні коливання частинок воз задушливій середовища, звані звуковими повідомленнями. Людина сприймає (чує) коливання, частота яких нахо диться в межах 16 – 16 000 Гц (1 Гц дорівнює одному коливанню за секунду).

Прикладами звукових повідомлень є мова і музика. При розмові інформація укладена не тільки в змісті промови, а й у її інтонації, ритмі і т. п. Музика також містить у собі інформацію. Вона здатна змінювати емоційний стан людини (порівняйте вплив траурної мелодії і святкового маршу).

А)	Б)
В)	Г)

Ріс.4.1 Приклади оптичних повідомлень: А) буквений текст; Б) цифрові дані; В) фотографія; Г) рухоме зображення.

Повідомлення у формі зображень чи звуків природні і зручні для спілкування між людьми, але сучасне виробництво неможливе без зв'язку людини з електронно-обчислювальними машинами (ЕОМ). З часом людина обов'язково «навчить» ЕОМ розпізнавати звукові образи (звуки), а поки ЕОМ сприймають інформацію у формі знаків. Знаки це літери, цифри та інші символи, з яких складаються повідомлення шляхом їх нанесення на спеціальні носії інформації: магнітні стрічки, компакт – диски та ін Повідомлення, призначені для обробки на ЕОМ або отримані від ЕОМ, прийнято називати даними.

Будь-яке повідомлення має параметр, у зміні якого «закладена» інформація, що міститься в повідомленні. Цей параметр називається інформаційним. Всі звукові повідомлення являють собою поєднання звукових коливань, що створюють в повітрі змінне звуковий тиск. Звуковий тиск основна кількісна характеристика звуку. Миттєве значення звукового тиску і є інформаційний параметр звукового повідомлення. Інформаційні параметри оптичних повідомлень характеризують оптичні властивості ділянок зображення. Для нерухомих зображень таким параметром є коефіцієнт відбиття світла. Ділянки з великим коефіцієнтом відбиття, тобто відображають велику частину падаючого світлового потоку, здаються більш світлими, а з меншим – темними. Інформаційним параметром рухомих чорно-білих зображень, спостережуваних на екранах телевізорів, служить яскравість світіння ділянок екрана. У текстових і цифрових повідомленнях носієм інформації, а, отже, і інформаційним параметром є знаки, з яких вони складаються.

За характером зміни інформаційних параметрів розрізняють безперервні і дискретні повідомлення. Якщо інформаційний параметр повідомлення в процесі зміни може приймати будь-які значення в деякому інтервалі, то повідомлення називається безперервним. Безперервними є звукові повідомлення. Дійсно, звуковий тиск може приймати в певному інтервалі будь-які значення, тобто мати нескінченну безліч значень.

Коефіцієнт відбиття і яскравість ділянок зображень також можуть приймати будь-які значення в деякому інтервалі, тобто мати нескінченне число значень. Отже, зображення також відносяться до безперервним повідомленнями.

Будь-які текстові і цифрові повідомлення складаються з певного, кінцевого і відомого набору знаків (наприклад, букв алфавіту). Подібні повідомлення прийнято називати дискретними.

Повідомлення прийнято ділити, у відповідність зі стандартними терміналами, на три види: мова (аудіоповідомлень),

зображення (відеоповідомлення) і дані (знаки у вигляді букв, цифр і символів).

У системах електрозв'язку повідомлення не можуть безпосередньо передаватися одержувачеві, вони додатково перетворюються в сигнал.

Сигнали

Завданням зв'язку є передача повідомлень на відстань від джерела до одержувача. Коли повідомлення записано на якомусь носії, наприклад папері, його можна доставити одержувачу за допомогою того чи іншого виду транспорту. Так чинять при передачі письмових повідомлень у поштовому зв'язку. Однак такий спосіб передачі не завжди зручний, зокрема не задовольняє споживачів по швидкості передачі повідомлень. Тому знайдені і широко використовуються більш швидкісні переносники повідомлень, що використовують фізичні процеси, здатні долати з певною швидкістю відстані (простір) між джерелом і одержувачем.

Сигнал * (лат. signum – знак) – процес зміни у часі фізичного стану об'єкта, службовець для відображення, реєстрації та передачі повідомлень. Сигнал – це матеріальний носій (переносник) повідомлень. У сучасній техніці застосовуються електричні, світлові, звукові, механічні, електромагнітні сигнали. У телекомунікаціях сигналами є світло, електромагнітні хвилі, електричні напруга або струм. Відображення повідомлення забезпечується зміною небудь фізичної величини, що характеризує процес. Ця величина є інформаційним параметром сигналу. У телекомунікаціях інформаційним параметром найчастіше виступає величина електричної напруги або струму.

Передача і прийом повідомлень будь-якого роду за допомогою електричних сигналів є ознакою електричного зв'язку, скорочено званої електрозв'язком (телекомунікаціями). Вибір електричних сигналів (напруги або струму) для перенесення повідомлень на відстань обумовлений тим, що швидкість їх поширення по проводах порівнянна з гранично можливою швидкістю поширення процесів, яка дорівнює швидкості світла, рівної 300 000 км / с.

Електричні сигнали, як і повідомлення, можуть бути безперервними і цифровими. Відмінність безперервного сигналу від цифрового полягає в тому, що інформаційний параметр безперервного сигналу (наприклад, напруга, струм, напруженість електричного або магнітного поля), з плином часу може приймати будь миттєві значення в певних межах. Безперервний сигнал часто називають аналоговим.

Цифровий сигнал характеризується кінцевим числом значень інформаційного параметра. Часто цей параметр приймає всього два значення, в цьому випадку він називається бінарним (двійковим).

Рис.4.2. Аналоговий, цифровий та бінарний сигнали.

Н а малюнку 4.2 зліва представлені аналоговий, цифровий та двійковий (бінарний) сигнали. Їх інтерпретація у вигляді показань стрілочних і електронних годинників показана на малюнку в правому верхньому куті. У правому нижньому куті показані деякі дозволені рівні для аналогового і цифрового сигналів, а також кодування дозволених рівнів у двійковому коді.

В даний час існують добре відпрацьовані технології перетворення сигналів з аналогової форми в цифрову і назад, з цифрової в аналогову.