Передача информации

При передаче информации всегда есть источник и приемник информации. Эти роли могут меняться, например, во время диалога собеседники по очереди выступают то в роли источника, то в роли приемника информации.

Информация проходит от источника к приемнику через канал связи, в котором она должна быть связана с каким-то носителем. При разговоре людей информацию переносят звуковые волны. В компьютерах информация передается с помощью электрических сигналов или радиоволн (в беспроводных устройствах). Информация может передаваться с помощью света, лазерного луча, системы телефонной или почтовой связи, компьютерной сети и др.

Для передачи информации свойства носителя должны изменяться со временем. Например, если включать и выключать лампочку, можно передавать самую разную информацию. Нужно только договориться об условных сигналах, например, что будут обозначать короткая и длинная вспышки. Это называется кодированием информации. Когда мы записываем наши мысли в виде текста, мы тоже кодируем их.

Рис. 1.3.

Информация поступает по каналу связи в виде сигналов, которые приемник может обнаружить с помощью своих органов чувств (или датчиков) и «понять» (раскодировать).

Примеры сигналов – это изменение громкости звука, вспышки света и т.п.

Человек может принимать сигналы только с помощью своих органов чувств. Чтобы передавать и принимать информацию, например, с помощью радиоволн, нужны вспомогательные устройства: радиопередатчик, преобразующий звук в радиоволны, и радиоприемник, выполняющий обратное преобразование. Они позволяют расширить возможности человека.

С помощью одного сигнала (одного изменения) невозможно передать много информации. Поэтому чаще всего используется не одиночный сигнал, а последовательность сигналов, которая называется сообщением.

Важно понимать, что сообщение – это только «оболочка» для передачи информации, а информация – это содержание сообщения. Приемник должен сам «извлечь» (раскодировать) информацию из полученной последовательности сигналов. Можно принять сообщение, но не принять информацию, например, услышав речь на незнакомом языке или перехватив чужую шифровку.

Одна и та же информация может быть передана с помощью разных сообщений, например, через устную речь, с помощью записки или с помощью флажного семафора, который долгое время использовался на флоте.

В то же время одно и то же сообщение может нести разную информацию для разных приемников. Так фраза «В Сантьяго идет дождь», переданная в 1973 году на военных радиочастотах, для сторонников генерала А. Пиночета в Чили послужила сигналом к началу государственного переворота.

К сожалению, в реальном канале связи всегда действуют помехи: посторонние звуки при разговоре, шумы радиоэфира и др. Помехи могут искажать сообщение, вплоть до полной потери информации (вспомните телефонные разговоры при слабом сигнале сотовой сети).

Чтобы содержание сообщения, искаженного помехами, можно было восстановить, оно должно быть избыточным, то есть, в нем должны быть «лишние» элементы, без которых смысл все равно восстанавливается. Например, в сообщении «Влг впдт в Кспск мр» многие угадают фразу «Волга впадает в Каспийское море», из которой убрали все гласные. Этот пример говорит о том, что естественные языки (например, русский) содержат много «лишнего», их избыточность оценивается в 60-80% (если удалить 60-80% текста, его смысл все равно удается восстановить).

В курсе информатики мы будем рассматривать передачу информации именно как передачу сообщений между компьютерными системами, отвлекаясь от их смысла.