Статья может быть использована для объяснения новой темы по информатике

Передача информации

Когда мы слышим слово «информация», мы сразу думаем о сообщении или сигнале.

Сообщение для нас, сегодняшних, — это информация для передачи, для общения. Мы хотим напомнить о себе или получить информацию от кого-то. Если человек рядом, то мы можем к нему повернуться и что-то сказать, то есть передать информацию. Но если человек находится далеко от нас, то нам необходимо средство для передачи – телефон, смартфон, планшет, компьютер. Любое из этих средств передает сигнал – наше изображение или голос.

Бывают следующие виды сигналов: цифровые, регулярные, зрительные, звуковые, электрические, оптические. Одни сигналы могут вызывать другие сигналы. К примеру, электрический сигнал может вызвать звуковой (сигнал автомобиля).

Сигнал исходит всегда от источника - отправителя, проходит по линиям связи через передатчик, поступает в приемник и идет к потребителю сообщения.

Передатчик, линия связи и приёмник составляют в комплексе канал связи. Каналы связи де­лятся на проводные (металл), радио (воздух), оптические (световой луч), гидроакустические (вода). Канал связи вместе с источником и потребителем образуют систему передачи и обработки информации.

Пример 1. Студент  передает сообщение товарищу с помощью телефона. Источник – студент, потребитель – товарищ. Канал связи состоит из двух телефонов (передатчик и приёмник) и телефонной линии (линия связи).

Если же студенты идут в колледж и по дороге обсуждают тему прошлого занятия, то  источником и потребителем сообщения является студент, а канал связи будет состоять из рта (передатчик), воздуха (линия связи) и уха (приёмник).

Различают системы передачи дискретных сообщений (например, система телеграфной связи, система передачи цифровых данных) и системы передачи непрерывных сообщений (системы радиовещания, аналогового телевидения и др.).

В вычислительной технике и в телеграфии используют дискретные сообщения. Это последовательность сигналов, которые сами представлены в виде дискретной последовательности отдельных элементов. Например, при передаче телеграммы сообщением является её текст, элементами этого сообщения - буквы, а сигналами - кодовые комбинации, соответствующие этим буквам.

Непрерывное сообщение - это некоторая физическая величина (звуковое давление, температура и т. д.), принимающая любые значения в заданном интервале. Также сооб­щение с помощью датчиков преобразовывается в непрерыв­но изменяющуюся электрическую величину – аналоговый сигнал.

Аналоговый сигнал - это сигнал, который обеспечивает передачу данных путём непрерывного изменения во времени своей амплитуды, частоты или фазы. До недавнего времени в России использовали данный сигнал на телевидении. При передаче сигнала появляются различные помехи.

В настоящее время телевидение стало цифровым. Дискретные сигналы достаточно устойчивы к помехам и легко обрабатываются ЭВМ.

Еще в первой половине ХХ века российский учёный В. А. Котельников доказал, что непрерывное сообщение можно передать при помощи дискретных сигналов.

Элементную базу для построения цифровых устройств составляют интегральные микросхемы (ИМС), каждая из которых реализуется с использованием определенного числа логических элементов — простейших цифровых устройств, выполняющих элементарные логические операции.

Существуют еще некоторые типы сигналов:

- Детерминированный, или регулярный – это сигнал, закон изменения которого известен и известны все его параметры.

- Квазидетерминированный — это сигнал, закон изменения которого известен, но один или несколько параметров является случайной величиной. 

- Случайным называют сигнал, мгновенные значения которого не известны, а могут быть лишь предсказаны с некоторой вероятностью.

Что же происходит с сигналом в канале связи?

С ним происходят ослабления, задержка, доплеровский сдвиг, шумы и тому подобное. Все эти явления рассматривают на других предметах.

Сигнал ослабевает за счет рассеивания в пространстве. Не смотря на то, что электромагнитная волна, это самое быстрое, что есть у нас во вселенной, все же скорость распространения этой волны конечна. И в эфире есть шумы и собственные шумы приемника. Замирания сигнала это процесс, когда у сигнала, случайным образом скачет амплитуда и фаза. Бывают быстрые и медленные замирания. Какие-то частоты он усиливает, какие-то ослабляет, фаза где-то поворачивается в одну сторону, где-то в другую это и есть линейные искажения. 

Любая рассматриваемая тема в информатике всегда очень тесно связана с другими науками. И очень сложно бывает кратко описать тему, не затрагивая другие науки. Взаимосвязь наук очевидна. Поэтому говоря о передаче информации, можно рассказать очень многое. В данной теме вкратце мы постарались рассмотреть, как мы передаем информацию от источника к приемнику.

Компьютер – это цифровая машина, значит внутреннее представление информации в нём дискретно. Дискретизация входной информации (если она непрерывна) позволяет сделать её пригодной для компьютерной обработки. Для этого информацию кодируют. Это значит, что, к примеру, вводя с клавиатуры буквы, компьютер их представляет не как буквы, а в такой форме, чтобы ему было удобно обрабатывать их. Как правило существуют специальные кодировки. И когда мы пишем друг другу сообщения, то передаются совсем не буквы, а знаки. Но кодировка – это другая тема.