Непрерывная и дискретная информация

Чтобы сообщение было передано от источника к потребителю, необходима некоторая среда – носитель информации. Примерами носителей информации являются воздух для передачи речи, лист бумаги – для отсылки текста письма. Сообщение передается с помощью сигналов. В общем случае, сигнал – это физический процесс, параметры которого изменяются во времени. В данном случае во время передачи меняется параметр, характеризующий уровень сигнала, поэтому сигнал является динамическим процессом.

В случае, когда параметр сигнала принимает конечное число значений, и при этом все они могут быть пронумерованы, сигнал называется дискретным. Сообщение и информация, передаваемое с помощью таких сигналов, также называются дискретными. Примером дискретной информации являются текстовая информация, так как количество символов (букв) конечно и их можно рассматривать как уровни сигнала передачи сообщения.

Если параметр сигнала является непрерывной во времени функции, то сообщение и информация, передаваемая этими сигналами, называются непрерывные. Примером непрерывного сообщения является человеческая речь, передаваемая звуковой волной, с меняющейся частотой, фазой и амплитудой. Параметром сигнала в этом случае является давление, создаваемое этой волной в точке нахождения приемника – человеческого уха.

Непрерывное сообщение может быть представлено непрерывной функцией, заданной на некотором отрезке [а, b]. Дискретизация – это процесс преобразования непрерывного сигнала в дискретный сигнал с некоторым шагом (частотой). Для этого диапазон значений функции (ось ординат) разбивается на конечное количество отрезков равной ширины. Тогда дискретное значение определяется отрезком, в который попало значение функции. Чем меньше шаг дискретизации, тем ближе полученный дискретный к исходному непрерывному сигналу, а, следовательно, больше точность дискретизации.

Пример 2.2. На метеостанции каждые полчаса происходит замер температуры (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Дискретизация непрерывного сообщения

Непрерывно меняющаяся температура замеряется на отрезке [x₁, x_n]. В журнал наблюдений записывается значение температуры, округленное до целой части и являющееся дискретным значением. В данном примере получасовой промежуток является частотой дискретизации, шаг дискретизации равен 1, так как происходит округление до целого цисла, а получасовые замеры температуры – процессом дискретизации. □