Информация, сообщение, сигнал

1.1.    ИНФОРМАЦИЯ, СООБЩЕНИЕ, СИГНАЛ.

Литература:

1. Теория электрической связи: Учеб. /Под ред. Д.Д. Кловского. - М.: Радио и связь, 1999. - С.10-13.

2. Верещака А.И., Олянюк П.В. Авиационное радиооборудование: Учеб. - М.: Транспорт, 1996. - С. 37-42.

3. Теория передачи сигналов на ж.д. транспорте: Учеб. /Г.В. Горелов и др. - М.: Транспорт, 1999. - С. 8-10.

Информация - совокупность сведений о каком-либо событии, объекте, явлении. Происходит от лат. informatio - разъяснение, ознакомление, осведомленность. Для хранения, обработки и преобразования информации используют условные символы (буквы, цифры, рисунки, математические знаки и др.), позволяющие представить ее в той или иной форме. Из понятия информации происходит понятие связи, под которой понимают процесс взаимодействия субъектов, в ходе которого происходит обмен информацией.

Совокупность символов, содержащих ту или иную информацию, называется сообщением. Например, в телеграфии сообщение - это текст, т.е. последовательность букв и цифр. В телефонии сообщение - это непрерывное изменение во времени звукового давления, передающее не только содержание, но и интонацию, тембр, ритм и т.д., в телевидении сообщение - это изменение во времени яркости элементов изображения.

Сообщение помимо информации о некотором объекте (процессе) А, являющейся основной информацией данного сообщения, должно содержать

-  адрес, указывающий, куда это сообщение должно быть доставлено;

-  ряд сведений, позволяющих идентифицировать сообщение, т.е. его принадлежность объекту А;

-  подпись (адрес отправителя);

-  некоторую служебную информацию, определяющую процесс передачи сообщения.

Для передачи сообщений от источника информации к ее получателю используются различные материальные носители (бумага, дискеты и т.д.) или физические процессы (электрический ток, акустические или электромагнитные волны). Физический процесс, отображающий (несущий) передаваемое сообщение, называется сигналом. Сигналы формируются путем измерения тех или иных параметров физического носителя в соответствии с передаваемым сообщением. Сообщения могут быть функциями времени (речь во время телефонного разговора, температура при передаче телеметрических данных и т.д.), а могут от времени и не зависеть (текст телеграммы, неподвижное изображение). Сигнал передает (развертывает) сообщение во времени. Следовательно, он всегда является функцией времени, даже если сообщение таковым не является.

В современных СПИ чаще всего используются электрические сигналы (ток или напряжение). При передаче сообщения неэлектрической природы преобразуются в электрические колебания с помощью преобразователей (микрофонов, передающих ТВ трубок, датчиков температуры, давления и т.п.). Электрические колебания на выходе указанных преобразователей называются первичными сигналами.

Различают следующие виды сигналов:

Не следует думать, что дискретные сообщения обязательно преобразуются в дискретные сигналы, а непрерывные сообщения - в непрерывные сигналы. Чаще всего именно непрерывные сигналы используют для передачи дискретных сообщений (в качестве их переносчиков, несущей). Дискретные же сигналы могут использоваться для передачи непрерывных сообщений (после их дискретизации).

Кроме того, различают детерминированные и случайные сигналы.

Детерминированным называют сигнал, мгновенное значение которого в любой момент времени точно известно. Пример: последовательность импульсов, форма, величина, и положение во времени которых известны. Детерминированные сигналы можно разделить на периодические и непериодические.

Периодическим называется любой сигнал, для которого выполняется условие , где период Т является конечным отрезком, а k - любое целое число. Пример: гармоническое колебание .

Непериодическим называется детерминированный сигнал, для которого не выполняется приведенное выше условие.

К случайным сигналам относят сигналы, значения которых заранее неизвестны и могут быть лишь предсказаны с некоторой вероятностью.

Следует отметить, что если бы передаваемое сообщение было детерминированным, т.е. заранее точно известным, то передача его не имела бы смысла. Такое детерминированное сообщение не содержит информации. Поэтому все сообщения следует рассматривать как случайные события (случайные величины, случайные функции). Другими словами, должно существовать некоторое множество вариантов сообщения, из которых реализуется с определенной вероятностью одно[1]. Поэтому и сигнал в СПИ является случайной функцией. Детерминированный сигнал не может быть носителем информации. Его можно использовать только для испытаний СПИ или ее отдельных элементов.

Количество информации, которое можно передать с помощью некоторого сигнала, зависит от его основных параметров: длительности, спектра частот, мощности, динамического диапазона и др. характеристик.