Сигналы. Данные. Информация. Свойства информации.

Нас окружает материальный мир: физические тела и поля. Абсолютного покоя в окружающем мире не существует: физические объекты (тела и поля) находятся в состоянии непрерывного изменения, движения, которое сопровождается обменом энергии. Все виды энергообмена порождают сигналы.

Сигналы характеризуют изменение материально-энергетических параметров физической среды, в которой осуществляется какой-либо процесс.

Сигналы взаимодействуют с другими физическими объектами, и в последних возникают определенные изменения их свойств. Это явление называют регистрацией сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять и фиксировать − при этом возникают новые сигналы, т.е. образуются данные. Т.о., данные − это зарегистрированные сигналы.

Существует множество физических методов, используемых для регистрации сигналов, например:

• механическое перемещение физических тел;
• изменение формы и параметров физических тел;
• изменение электрических, магнитных или оптических характеристик физических объектов;
• изменение химического состава или химических связей;

и др.

В соответствии с тем или иным методом регистрации сигналов используются различные носители данных:

• писчая бумага − изменяются оптические характеристики ее поверхности;
• фотобумага − изменяется химический состав веществ, нанесенных на ее поверхность;
• механические часы − перемещаются в пространстве их стрелки;
• ртутный термометр − под воздействием тепла происходит расширение ртути и перемещение в пространстве границы ртутного столбика;
• магнитные носители данных − изменяются магнитные характеристики участков ферромагнитного покрытия дисков (ленты);
• оптические диски − на поверхности металлической подложки диска выдавлены микроскопические ямочки, которые меняют отражающую способность поверхности;

и др.

Т.к. сигналы характеризуют протекание каких-либо процессов, то их величину (значение сигналов) можно представить функцией времени. Различают:

• непрерывные (аналоговые) сигналы;
• дискретные (цифровые) сигналы.

Если множество значений сигнала, наблюдаемое в определенный период времени, бесконечно, то сигнал называют непрерывным (аналоговым), если конечно − дискретным.

Практически все природные явления сопровождаются непрерывными сигналами: изменение температуры, давления, влажности, уровня жидкости, скорости, яркости; течение времени; звуковые сигналы; движение и прочее. Однако при наблюдении, измерении и регистрации сигналов часто новые сигналы (зарегистрированные) имеют другой тип. Это объясняется особенностями методов регистрации сигналов, а также ограниченностью чувственного восприятия человека.

Примеры:

· Запись под диктовку: звуковая речь − аналоговые сигналы, алфавитное письмо − дискретные сигналы.

· Киносъемка: движение − аналоговые сигналы, кадры фильма − дискретные сигналы.

· Электронные часы: изменение времени − аналоговые сигналы, показание часов − дискретные сигналы.

· Показ кинофильма: кадры фильма − дискретные сигналы, воспринимаемое движение − аналоговые сигналы.

Замена непрерывного сигнала последовательностью отдельных во времени отсчетов этого сигнала называют дискретизацией (квантированием) сигнала. Обратный процесс называют сглаживанием сигнала.

Общепринятого определения термина «информация» не существует; в различных науках используют «понятие об информации». Определения однозначны и общеприняты, а понятия − нет. Они вводятся на основании предметов и задач разных дисциплин.

Так в естественных науках, в том числе информатике, используется такое понятие об информации: информация − это совокупность сведений, повышающих уровень знаний об интересующем объекте окружающего мира.

Данные «несут» информацию, однако данные не тождественны информации. Чтобы извлечь информацию из данных, нужно уметь их интерпретировать. Т.о., информация − это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов.

В связи с этим следует отметить:

1. Данные объективны, а методы − субъективны. Методы зависят от человека, их применяющего, т.е. от потребителя информации. Это обстоятельство порождает дуализм информации, ее двойственность. С одной стороны, информация объективна в силу объективности данных, с другой − субъективна, в силу субъективности применяемых методов. Например, два человека читают одну и ту же книгу и получают подчас весьма разную информацию, хотя прочитанный текст, т.е. данные были одинаковыми.
2. Чтобы получить полную информацию из существующих данных, необходимо использовать именно адекватные методы.