Преобразование сообщений

Поскольку имеется два типа преобразований, то возможно четыре варианта преобразований:

Непр1 (н1) Непр2 (н2)

Дискр21(д2) Дискр2(д2)

Н1®Н2

Примеры: а) микрофон: звук преобразовывается в электрические сигналы

б) телекамера: изображение и звук – в электрические сигналы

При таком преобразовании из-за помех, образуемых самим техническим устройством всегда происходит потеря информации.

Д1®Д2

Это преобразование связано с переходом при представлении сигналов к другому алфавиту. Эта операция называется перекодировка. Шифровка текста, "пляшущие человечки", русские лова английскими буквами и т.п.

Н®Д

С математической точки зрения переход от аналоговой формы сигнала к искретной означает замену описывающей его непрерывной функции Z(t) на некотором временном интервале [t₁,t₂] конечным множеством {z_i,t_i}, i=0,..n, где n – количество точек разбиения временного интервала.

Это преобразование называется дискретизациейнепрерывного сигнала и осуществляется посредством следующих процедур:

а) развертки по времени

б) квантования по величине

Развертка по времени осуществляется за счет того, что наблюдение за Z(t) проводится не непрерывно, а только в определенные моменты времени с интервалом:

Квантование по величине – это отображение значения Z(t) в конечное множество чисел, кратных так называемому шагу квантования .

Практически совместное выполнение этих операций равносильно:

1) нанесению масштабной сетки на график Z(t) в соответствии с величинами и

2) выбора в качестве пар значений {z_i,t_i} узлов сетки, расположенных наиболее близко к z(t_i). Полученное множество называется дискретным представлением исходной непрерывной функции.

Оче
видно, что чем меньше n, тем меньше узлов, но и меньше точность. То есть может происходить потеря информации. Казалось бы, что увеличивая n можно неограниченно повысить точность, но полностью избежать потерь это все-таки не позволит, так как n –конечная величина. Как же избежать потерь информации. Ответом на этот вопрос является следующая теорема, которую мы примем без доказательств:

Таким образом, с выбором все ясно. А как выбирают щаг квантования? определяется чувствительностью приемного устройства. Например, если глаз человека способен воспринимать 16 миллионов цветов, то при квантовании просто нет смысла делать большее число градаций.

Д®Н

Теорема отсчетов дает ответ и на вопрос о возможности проведения такого преобразования без потери информации. Более подробно мы не будем на нем останавливаться.

ВЫВОД: во всех видах преобразования сообщений, где имеется Д-сообщения возможно преобразование без потери информации.

Другие достоинства дискретно формы информации6

1) высокая помехоустойчисвость

2) простота и надежность устройств по обработке информации

3) точность обрботки информации

4) универсальность устройств.

Последнее свойство является следствием того обстоятельства, что любые дискретные сообщения, составленные в совершенно различных алфавитах можно привести к некоторому единому алфавиту, который принять за БАЗОВЫЙ (за счет Д®Д). А алее можно в этом бзовом алфавите представлять всю искретную информацию. Слеовательно усройство, работающее с информацией в этом базовом алфавите универсально, так как может быть использовано для любой дискретной информации. Такой базовый алфавит – двоичный, а устройство – компьютер.

Глобальный вывод: Везде далее можем говорить только о дискретной информации, а ля ее представления использовать фиксированный алфавит. При этом не нао рассматривать ФИЗИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ передачи и представления, то естьхарактер процессов и виды сигналов. Полученные результаты будут справедливы ля любой дискретной информации независимо от реализации сообщения, с которым она связана. С этого момента и начинается наука ИНФОРМАТИКА J.

Подводя итог относительно понятия ИНФОРМАЦИЯ, можно сказать, что информацию нельзя считать лишь техническим термином, это фундаментальная философская категория, которой присущи такие свойства как запоминаемость, передаваемость, преобразуемость, воспроизводимость, стираемость. Можно дать следующее определение:

Информация – специфический атрибут реального мира, представляющий собой его объективное отражение в виде совокупности сигналов и проявляющийся при взаимодействии с «приемником» информации, позволяющим выделять, регистрировать эти сигналы из окружающего мира и по тому или иному критерию их идентифицировать. Таким образом:

1. информация объективна, така как это свойства материи – отражение

2. информация проявляется в виде сигналов и лишь при взаимодействии объектов.

3. одна и та же информация различными получателями может быть интерпретирована по-разному.

Информация имеет определенные функции и этапы обращения в обществе. Основными из них являются:

1. познавательная, цель которой — получение новой инфор­мации. Функция реализуется в основном через такие этапы обращения информации, как:

— ее синтез (производство),

— представление,

— хранение (передача во времени),

— восприятие (потребление);

2. коммуникативная — функция общения людей, реализуемая через такие этапы обращения информации, как:

— передача (в пространстве),

— распределение;

3. управленческая, цель которой — формирование целесооб­разного поведения управляемой системы, получающей ин­формацию. Эта функция информации неразрывно связана с познавательной и коммуникативной и реализуется через все основные этапы обращения, включая обработку.

Без информации не может существовать жизнь в любой фор­ме и не могут функционировать созданные человеком любые ин­формационные системы. Без нее биологические и технические системы представляют груду химических элементов. Общение, коммуникации, обмен информацией присущи всем живым суще­ствам, но в особой степени — человеку. Будучи аккумулирован­ной и обработанной с определенных позиций, информация дает новые сведения, приводит к новому знанию. Получение инфор­мации из окружающего мира, ее анализ и генерирование состав­ляют одну из основных функций человека, отличающую его от остального живого мира.

На одной из следующих лекций мы вернемся к понятию информация и определим ее количественную меру.

Объект и система.

Понятие объект мы будем употреблять в контексте объектно-ориентированных информационных технологий.

Объект - любой предмет, явление процесс или состояние, которое воспринимается нашим сознанием как некое целое, характеризуется признаками и имеет имя.

Объекты бывают долгоживущие и временные. В компьютерных технологиях долгоживущими называют объекты, время жизни которых выходит за время жизни порождающих их программ. Например – файлы, папки документов и пр. Объектом может быть некий «исполнитель», который «умеет» выполнять предписания, команды, операции (например, компьютер).

Объекты делятся на активные и пассивные.

Активные – те, которые могут проявлять свое поведение без воздействия со стороны других объектов. (человек, операционная система компьютера, компьютерные вирусы и пр.)

Пассивные – те, которые могут изменять свое состояние только под воздействием других объектов. (молоток, ножницы, карандаш, некоторые компьютерные программы, данные в памяти компьютера и т.п.).

Каждый объект отличается от других признаками. Под признаком в информатике понимают свойство, состояние, поведение, действие объекта или их совокупность.

Под поведением объекта будем понимать то, как объект действует или реагирует на воздействие других объектов. Поведение объекта определяется его состоянием и операцией, выполняемой над ним. Операция – это как бы «услуга», которую один объект оказывает другому.

Системой называется любой объект, который с оной стороны, рассматривается как единое целое, а с другой – как множество связанных между собой или взаимодействующих составных частей.

Что такое «целое», интуитивно понимает каждый – это какой-либо объект, который мыслится как нечто целое и имеющий имя. Например – солнечная система. Объект «информационная сеть» тоже состоит из множества объектов: компьютеров, программного обеспечения, линий связи и пр. Объект «текст» можно разбить на несколько абзацев, объект «слово» можно разбить на несколько букв или слогов.

В систему входят следующие компоненты:

1. Структура – множество элементов системы и взаимосвязей между ними. Все объекты, все системы и все элементы любой системы находятся между собой в определенных взаимосвязях - отношениях. Отношение – это тоже объект, который имеет имя - «равно», «ниже», «больше», «богаче», «старше» и т.д.

2. Входы и выходы – материальные потоки или потоки сообщений, поступающие в систему или выводимые ею.

3. Закон поведения системы – функция, связывающая изменения входа и выхода системы.

4. Цель и ограничения.

Известные свойства системы:

1. Относительность. Это свойство устанавливает, что состав элементов, взаимосвязей, входов, выходов, целей и ограничений завсит от целей исследователя. Реальный мир богаче системы. Поэтому от исследователя и его целей зависит, какие стороны реального мира и с какой полнотой будет охватывать система.

2. Делимость. Означает, что систему можно представить состоящей из относительно самостоятельных частей – подсистем, каждая из котороый может рассматриваться как система. Возможность выделения подсистем упрощает анализ всей системы в целом.

3. Свойство целостности. Указывает на согласованность цели функционирования всей системы с целями функционирования ее подсистем и элементов.

В компьютерных технологиях мы будет иметь дело с файловыми системами, с операционными системами, с информационными системами.