Что такое сигнал в информационных процессах

Основы ЦОС: 02. Сигналы, шумы и помехи

В ролике доступно объясняется что такое цифровой сигнал и как его создают из аналогового (процесс оцифровки сигнала) .

ЧТО ТАКОЕ АНАЛОГОВЫЕ И ЦИФРОВЫЕ СИГНАЛЫ [Уроки Ардуино #10]

В следующих уроках вам может потребоваться: Набор Aurdino для начинающих: http://ali.pub/uftro 37 датчиков для Ардуино: .

ВИДЫ СИГНАЛОВ

Ma’ruzachi: ОЗОДОВ ЭЗОЗ Fan: Raqamli texnikaga kirish Mavzu: ВИДЫ СИГНАЛОВ web-site: tiiame.uz telegram: @ilovetiiame.

Информационные процессы | Информатика 7 класс #3 | Инфоурок

Видеоуроки являются идеальными помощниками при изучении новых тем, закреплении материала, для обычных и .

УЧИТЕЛЬ ТЕХНОЛОГИИ

Международный сайт по предмету Технология. Читайте книги наперёд. Выдали книгу в библиотеке, начните читать её раньше всех.

Страницы

• Чат Нейросеть
• ChatGPT
• Нейросеть Презентация
• Нейросеть Beta
• НейроСеть-Аigital
• Тесты
• Словарь
• Проекты
• Иностранный
• Английский
• Разговор о важном
• Калькуляторы
• Робот
• Ардуино
• Гарвардский курс по основам Программирования
• Модельер CAD
• Сайт Паяльник
• Диаграмма
• 3D Планировка
• Черчение. ЕСКД
• Лира САПР. Уроки
• Справочник проектировщика
• Самоделки
• Любые Рисунки
• Выкройка
• Планировщик
• Лаборатория Черчения

Страницы

• Нравственность в семье
• Нравственность в школе
• Нравственность в обществе
• Как добиться цели — практические шаги

Приветствие

Мир вам! Совсем скоро — 1 сентября — начнется долгожданный учебный год! Приветствую вас наилучшим приветствием на нашем сайте! Внимательно изучайте материал, и правильно выполните задания. Старайтесь! Ребята, каждый из вас как бриллиант в руках мастера, старайтесь, сделайте так как нужно, станьте золотым фондом школы и пусть у вас дай Бог всё получиться! Школа и учителя — это родной дом. Постоянно учитесь. Ни на минуту ни прекращайте учить себя. Любите свою Родину, мечтайте, проявляйте интерес и побеждайте! Хочу сказать о важности воспитания уважения в педагогической среде. Вот несколько причин, почему уважение важно в классе: Создает безопасное и инклюзивное пространство. Уважение помогает создать безопасную и инклюзивную учебную среду, в которой все учащиеся чувствуют, что их ценят и принимают. Когда ученики чувствуют уважение, они с большей вероятностью выражают свои идеи и мнения, даже если они отличаются от своих одноклассников, что может привести к богатому обмену идеями. Способствует положительным отношениям: уважительное общение между учителями и учениками, а также между самими учениками может способствовать положительным отношениям и чувству общности в классе. Это может привести к более благоприятной и совместной учебной среде. Улучшает успеваемость: когда учащиеся могут уважительно относиться друг к другу, они с большей вероятностью положительно реагируют на указания и инструкции, что может привести к улучшению успеваемости. Развивает социально-эмоциональные навыки: обучение уважению в классе может помочь учащимся развить социально-эмоциональные навыки, такие как эмпатия, понимание и разрешение конфликтов, которые имеют решающее значение для успеха в школе, на работе и в личных отношениях. Повышает эффективность учителя: уважение в классе может повысить эффективность учителя и поощрять активное и надлежащее участие в занятиях в классе. В целом, воспитание уважения в педагогической среде имеет важное значение для создания безопасной, инклюзивной и поддерживающей среды обучения, которая способствует позитивным отношениям, академическим успехам и социально-эмоциональному развитию.

• Home Мир вам!
• Министерству образования
• Учителю Teacher
  • Архив Рабочих Программ
  • Все Документы
  • Файлы по Технологии
  • Электронные образовательные ресурсы
  • Неделя Технологии
  • Технологическая карта (Видео)
  • Видео уроки
  • Источники
  • УУД
  • УУД Задания
  • Презентации
  • Бумажные модели
  • —
  • —
  • Опросникум
  • Падлет
  • LECTA
  • Miro
  • ЦОК
  • Моя школа
  • РЭШ
  • МЭШ
  • Библиотека МЭШ
  • Учительский журнал
  • Современный урок
  • Если ребенок не слушается
  • Воспитание до школы
  • Наставление родителям
  • Воспитание
  • Идеальная жена
  • —
  • —
  • Обязанность перед родителями
  • Личностный рост
  • Финансовая грамотность
  • Разговор о важном
  • Духовное воспитание
  • Доклад/требования
  • Всероссийская олимпиада по технологии
  • Электроника для начинающих
  • —
  • —
  • Религиоведческая экспертиза
  • ЯЗЫКИ ДРЕВНИХ | LANGUAGES OF THE ANCIENTS
  • —
  • —
  • О сайте
  • Об авторе
  • —
  • Калькулятор строительства
  • Бизнес калькулятор
  • Калькулятор оценок
  • Расчеты на прочность
  • Строительные калькуляторы ProstoBuild
  • —
  • —
  • Вконтакте
  • Одноклассники
  • —
  • —
  • —
  • —
  • —

  Что такое сигнал в информационных процессах

  Основные понятия и методы теории информации и кодирования

  Представление (кодирование) информации, системы счисления.

  1. Информатика как наука

  Понятие информатики

  До настоящего времени не существует однозначного определения терминов информация и информатика.

  Термин информатика возник в 60-х гг. прошлого века во Франции и получил распространение с середины 80-х гг. Он состоит из корня inform – «информация» и суффикса matics – «наука о …». Таким образом, информатика – это наука об информации. В англоязычных странах используется другой термин – Computer Science – наука о компьютерах.

  Более полное определение можно сформулировать следующим образом. Информатика – это наука о приемах создания, хранения, воспроизводства, обработки и передачи данных средствами вычислительной техники, а также принципах функционирования этих средств и методах управления ими.

  В информатике можно выделить три взаимосвязанные части:

  Hardware Software Brainware

  аппаратное обеспечение ПО Алгоритмы и теоретические

  (устройства ЭВМ) методы решения задач

  Направления информатики

  К предмету изучения информатики относятся следующие направления для практических приложений:

  архитектура вычислительных систем;

  интерфейсы вычислительных систем (приемы и методы управления аппаратным и программным обеспечением);

  автоматизация (функционирование программно-аппаратных средств без участия человека);

  стандартизация (обеспечение совместимости между аппаратными и программными средствами, а также между форматами представления данных, относящихся к различным типам вычислительных систем).

  2. Сообщения, сигналы, данные, информация

  Центральным понятием в информатике является понятие информации, которая может существовать в виде текстов, рисунков, чертежей, фотографий; световых или звуковых сигналов; радиоволн; электрических и нервных импульсов; магнитных записей; жестов и мимики; запахов и вкусовых ощущений и т. д.

  Информация происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает «сведения, разъяснения, изложение». Информация – это сведения (знания), которые снимают неопределенность об окружающем мире и являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования.

  От источника к приемнику информация передается в виде сообщений.

  Сообщение – это предназначенные для передачи высказывание, текст, изображение, физический предмет или поступок.

  Сообщение выступает в качестве материальной оболочки для представления информации при передаче.

  Сообщение служит переносчиком информации, а информация является содержанием сообщения.

  Сообщение представляет собой последовательность сигналов.

  Сигнал – это физический процесс, некоторая характеристика которого несёт информационный смысл.

  Например, световой сигнал (поток света) характеризуется яркостью, цветом, поляризационными свойствами, направлением распространения и др. Информацию может нести как одна из этих характеристик, так и одновременное сочетание нескольких характеристик.

  Сигнал возникает в природе при взаимодействии материальных объектов и несёт в себе информацию об этом взаимодействии. Сигнал способен перемещаться, распространяться в некоторой материальной среде, тем самым обеспечивая пространственный перенос информации от объекта (источника события) к субъекту (наблюдателю). Материальная среда, в которой распространяется сигнал, называется носителем сигнала.

  Виды сигналов

  Сигналы различаются, прежде всего, по своей физической природе. Примеры: световой сигнал, звуковой, электрический, радиосигнал и др.

  В зависимости от порождающего их источника сигналы бывают естественные или искусственные.

  Естественные сигналы возникают в силу того, что где-то в живой или неживой природе взаимодействуют материальные объекты. Это естественный процесс, никак не связанный с деятельностью человека. Примеры: свечение Солнца, пение птиц, распространение запаха цветов…

  Искусственные сигналы инициируются человеком или возникают в технических системах, созданных человеком. Примеры: электрические сигналы телефонной линии; радиосигналы; сигнальная ракета или костёр; сигнал светофора; сирена пожарной машины.

  Формы сигналов

  По форме сигналы бывают аналоговые, дискретные и цифровые.

  Аналоговый (или непрерывный) сигнал представляет собой физический процесс, информационная характеристика которого изменяется плавно. Например, плавно изменяющийся электрический сигнал (рис. 1). Другие примеры: звуковой сигнал, естественный световой сигнал. Практически все естественные сигналы аналоговые.

  Особенностью аналогового сигнала является размытость границы между двумя соседними его значениями. Общее число значений, которыми можно характеризовать аналоговый сигнал, бесконечно велико.

  

  Дискретный сигнал представляет собой физический процесс, информационная характеристика которого изменяется скачкообразно и может принимать только некоторый ограниченный набор значений (рис. 2). Особенность дискретного сигнала – это чёткое разграничение между двумя разными значениями сигнала. Общее число возможных значений, которые может принимать дискретный сигнал, всегда ограничено.

  Например, лампа, включенная в электрическую цепь. Лампа может либо гореть, либо не гореть. Если лампа горит, это служит сигналом о том, что в цепи есть ток. Если не горит – тока нет. Промежуточные значения (с какой яркостью горит лампа) здесь не учитываются – значений только два: либо горит, либо не горит. Другой пример: по телеграфу передаётся некоторое сообщение. Сообщение передаётся с помощью азбуки Морзе, использующей три разных значения: точка, тире и пробел (пауза). Сигнал, который несёт это сообщение, тоже будет иметь только три разных значения: короткий сигнал, длинный сигнал и отсутствие сигнала. Поскольку количество возможных значений сигнала ограничено – это дискретный сигнал.

  Дискретные сигналы, как правило, искусственные (создаются человеком или технической системой).

  В современных устройствах, относящихся к вычислительной технике, для передачи информации используется цифровой сигнал.

  Цифровой сигнал – это частный случай дискретного сигнала, когда информационная характеристика принимает только два возможных значения: либо есть сигнал, либо нет сигнала (рис.3).

  Устройства, использующие для передачи информации цифровые сигналы, называются цифровыми устройствами. Внутри таких устройств передача производится чаще всего с помощью электрического сигнала. Его два возможных значения: либо нет напряжения (когда передаётся 0), либо есть напряжение определенной величины (когда передаётся 1).

  Цифровой сигнал чаще всего передаётся не по одной линии, а по нескольким параллельным линиям. Совокупность параллельных проводящих линий, используемых совместно для передачи одного общего цифрового сигнала, называется цифровой шиной.

  Цифровая шина характеризуется разрядностью. Разрядность цифровой шины – это количество бит, передаваемых с её помощью за один раз. Если проводящая линия всего одна, то она позволяет передавать за раз один бит. Если проводящих линий восемь, тогда за раз можно передавать восемь бит – это восьмиразрядная шина. В современных компьютерах используются 8-разрядные, 16-разрядные, 32-разрядные и 64-разрядные шины.

  Ввиду того, что вычислительные устройства работают с цифровыми сигналами, а все реальные естественные сигналы, как правило, аналоговые, для возможности взаимодействия цифровых устройств с внешним миром необходимы преобразования аналоговых сигналов в цифровые и, наоборот, – цифровых сигналов в аналоговые. Эти преобразования выполняются с помощью специальных микросхем, называемых АЦП (аналого-цифровой преобразователь) и ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь). Например, микросхемы АЦП и ЦАП встраиваются в звуковую карту – специальное внутреннее устройство персонального компьютера, обеспечивающее возможность ввода и вывода звуковой информации.

  Процесс изменения свойств некоторого материального объекта под воздействием сигнала называется регистрацией сигнала (например, тепловой сигнал заставляет объект нагреваться, радиосигнал вызывает движение электронов в проводнике и т. д.).

  Зарегистрированные сигналы представляют собой данные.

  Данные – сведения, полученные путем измерения, наблюдения, логических или арифметических операций и представленные в форме, пригодной для постоянного хранения, передачи и обработки. Иначе говоря, данные – это информация, представленная в формализованном виде и предназначенная для обработки ее техническими средствами, например, ПК.

  В процессах сбора, обработки и использования данные расчленяются на отдельные элементарные составляющие – элементы данных (или элементарные данные).

  Данные необязательно возникают путём регистрации непосредственно исходного сигнала. Чаще всего исходный сигнал сначала преобразуется в сигнал, другой по природе, но такой же по информационным характеристикам. Например, звуковой сигнал, чтобы его можно было записать на магнитофонную ленту, сначала преобразуется в электрический сигнал, а затем в магнитный.

  фотоснимок – результат регистрации светового сигнала, излучаемого или отражённого от изучаемых объектов;

  запись на бумаге – результат регистрации мыслей человека (мысли можно рассматривать как множество электрических сигналов, возникающих в нервной системе человека); при этом электрические сигналы нервной системы с помощью мышц руки преобразуются в механическое перемещение карандаша или ручки;

  записанная на магнитной ленте речь человека – результат регистрации звукового сигнала; при этом в качестве средства регистрации сигнала используется магнитофон;

  данные, записанные на дискету, жёсткий диск, лазерный диск или магнитооптический диск, на флэш-память или в оперативную память; и др.

  Понятие информации

  Данные – это пока ещё не информация. Это просто какая-то запись.

  Данные могут стать информацией, если к ним применить методы чтения и интерпретации, которые бы позволили вскрыть содержащийся в данных смысл и использовать его для решения той или иной задачи.

  Метод чтения должен соответствовать материальному носителю, на котором записаны данные. Например, если данные записаны на бумаге, тогда нужно включить свет, посмотреть на бумагу, найти буквы и считывать их слева направо, собирая из них слова. Или, если данные записаны на дискете, тогда её нужно читать с помощью дисковода для дискет.

  Чтобы получить полную и адекватную информацию из данных, необходимо их не только прочитать, но и правильно интерпретировать (трактовать). Например, считываемые нами слова должны правильно сопоставляться с имеющимися у нас понятиями. Считываемый с дискеты файл, содержащий музыку (музыкальную информацию), должен быть воспроизведён с помощью звуковоспроизводящей программы. Если звуковой файл передать программе, воспроизводящей текст, тогда мы получим неадекватную информацию (вместо музыки несуразный текст из беспорядочно набросанных символов).

  Информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов. Например, русский текст, написанный на бумаге, представляет из себя данные, которые могут быть по-разному интерпретированы людьми (знающими или нет русский язык, понимающими суть текста и т.д.). Чтобы получить на основе этих данных информацию, надо применить адекватный метод. Операция слияния данных и методов называется информационным процессом. Виды информационных процессов – сбор, хранение, обработка, передача данных.

  Классификация информации

  Информация может быть классифицирована:

  – по способу восприятия: визуальная (при помощи органов зрения), аудиальная (при помощи органов слуха), тактильная (осязание), обонятельная, вкусовая;

  – по форме представления: текстовая, числовая, графическая, музыкальная, комбинированная (мультимедийная);

  – по общественному значению: массовая (обыденная, общественно-политическая, эстетическая), специальная (научная, производственная, техническая, управленческая), личная (знания, умения, интуиция);

  Что такое сигнал в информационных процессах технология 6 класс краткое содержание

  Аналоговый сигнал- сигнал данных, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией времени и непрерывным множеством возможных значений.

  Аналоговые сигналы описываются непрерывными функциями времени, поэтому аналоговый сигнал иногда называют непрерывным сигналом . Аналоговым сигналам противопоставляются дискретные (квантованные, цифровые).

  Примеры непрерывных пространств и соответствующих физических величин: (прямая: электрическое напряжение; окружность: положение ротора, колеса, шестерни, стрелки аналоговых часов, или фаза несущего сигнала; отрезок: положение поршня, рычага управления, жидкостного термометра или электрический сигнал , ограниченный по амплитуде различные многомерные пространства: цвет, квадратурно-модулированный сигнал .)

  Свойства аналоговых сигналов в значительной мере являются противоположностью свойств квантованных или цифровых сигналов .

  Отсутствие чётко отличимых друг от друга дискретных уровней сигнала приводит к невозможности применить для его описания понятие информации в том виде, как она понимается в цифровых технологиях. Содержащееся в одном отсчёте «количество информации» будет ограничено лишь динамическим диапазоном средства измерения.

  Отсутствие избыточности. Из непрерывности пространства значений следует, что любая помеха, внесенная в сигнал , неотличима от самого сигнала и, следовательно, исходная амплитуда не может быть восстановлена. В действительности фильтрация возможна, например, частотными методами, если известна какая-либо дополнительная информация о свойствах этого сигнала (в частности, полоса частот).

  Аналоговые сигналы часто используют для представления непрерывно изменяющихся физических величин. Например, аналоговый электрический сигнал , снимаемый с термопары, несет информацию об изменении температуры, сигнал с микрофона — о быстрых изменениях давления в звуковой волне, и т.п.

  Дискретизация – это преобразование непрерывного сигнала в дискретный (цифровой).

  Разница между дискретным и непрерывным представлением информации хорошо видна на примере часов. В электронных часах с цифровым циферблатом информация представляется дискретно – цифрами, каждая из которых четко отличается друг от друга. В механических часах со стрелочным циферблатом информация представляется непрерывно – положениями двух стрелок, причем два разных положения стрелки не всегда четко отличимы (особенно если на циферблате нет минутных делений).

  Непрерывный сигнал– отражается некоторой физической величиной, изменяющейся в заданном интервале времени, например, тембром или силой звука. В виде непрерывного сигнала представлена настоящая информация для тех студентов – потребителей, которые посещают лекции по информатике и через звуковые волны (иначе говоря, голос лектора), носящие непрерывный характер, воспринимают материал.

  Как мы увидим в дальнейшем, дискретный сигнал лучше поддается преобразованиям, поэтому имеет преимущества перед непрерывным. В то же время, в технических системах и в реальных процессах преобладает непрерывный сигнал. Это вынуждает разрабатывать способы преобразования непрерывного сигнала в дискретный.\

  Для преобразования непрерывного сигнала в дискретный используется процедура, которая называется квантованием.

  Цифровой сигнал — сигнал данных, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений.

  Дискретный цифровой сигнал сложнее передавать на большие расстояния, чем аналоговый сигнал , поэтому его предварительно модулируют на стороне передатчика, и демодулируют на стороне приёмника информации. Использование в цифровых системах алгоритмов проверки и восстановления цифровой информации позволяет существенно увеличить надёжность передачи информации.

  Замечание. Следует иметь в виду, что реальный цифровой сигнал по своей физической природе является аналоговым . Из-за шумов и изменения параметров линий передачи он имеет флуктуации по амплитуде, фазе/частоте (джиттер), поляризации. Но этот аналоговый сигнал (импульсный и дискретный ) наделяется свойствами числа. В результате для его обработки становится возможным использование численных методов (компьютерная обработка).

  Сигнал, детерминированный или случайный, описывают математической моделью, функцией, характеризующей изменение параметров сигнала. Математическая модель представления сигнала, как функции времени, является основополагающей концепцией теоретической радиотехники, оказавшейся плодотворной как для анализа, так и для синтеза радиотехнических устройств и систем. В радиотехнике альтернативой сигналу, который несёт полезную информацию, является шум — обычно случайная функция времени, взаимодействующая (например, путем сложения) с сигналом и искажающая его. Основной задачей теоретической радиотехники является извлечение полезной информации из сигнала с обязательным учётом шума.

  Классификация сигналов

  По физической природе носителя информации:

  • электрические,
  • электромагнитные,
  • оптические,
  • акустические
  • и др.;

  По способу задания сигнала:

  • регулярные (детерминированные), заданные аналитической функцией;
  • нерегулярные (случайные), принимающие произвольные значения в любой момент времени. Для описания таких сигналов используется аппарат теории вероятностей;

  В зависимости от функции, описывающей параметры сигнала, выделяют аналоговые, дискретные, квантованные и цифровые сигналы.:

  , описываемые непрерывной функцией; , описываемые функцией отсчетов, взятых в определенные моменты времени;
  • Квантованные по уровню;
  • Дискретные сигналы, квантованные по уровню (цифровые).

  Аналоговый сигнал (АС)

  

  

  Большинство сигналов имеют аналоговую природу, то есть изменяются непрерывно во времени и могут принимать любые значения на некотором интервале. Аналоговые сигналы описываются некоторой математической функцией времени.

  Пример АС — гармонический сигнал — s(t) = A·cos(ω·t + φ).

  Аналоговые сигналы используются в телефонии, радиовещании, телевидении. Ввести такой сигнал в компьютер и обработать его невозможно, так как на любом интервале времени он имеет бесконечное множество значений, а для точного (без погрешности) представления его значения требуются числа бесконечной разрядности. Поэтому необходимо преобразовать аналоговый сигнал так, чтобы можно было представить его последовательностью чисел заданной разрядности.

  

  Дискретный сигнал

  Дискретизация аналогового сигнала состоит в том, что сигнал представляется в виде последовательности значений, взятых в дискретные моменты времени. Эти значения называются отсчётами. Δt называется интервалом дискретизации.

  Квантованный сигнал

  

  При квантовании вся область значений сигнала разбивается на уровни, количество которых должно быть представлено в числах заданной разрядности. Расстояния между этими уровнями называется шагом квантования Δ. Число этих уровней равно N (от 0 до N–1). Каждому уровню присваивается некоторое число. Отсчеты сигнала сравниваются с уровнями квантования и в качестве сигнала выбирается число, соответствующее некоторому уровню квантования. Каждый уровень квантования кодируется двоичным числом с n разрядами. Число уровней квантования N и число разрядов n двоичный чисел, кодирующих эти уровни, связаны соотношением n ≥ log₂(N).

  Цифровой сигнал

  

  Для того чтобы представить аналоговый сигнал последовательностью чисел конечной разрядности, его следует сначала превратить в дискретный сигнал, а затем подвергнуть квантованию. В результате сигнал будет представлен таким образом, что на каждом заданном промежутке времени известно приближённое (квантованное) значение сигнала, которое можно записать целым числом. Если записать эти целые числа в двоичной системе, получится последовательность нулей и единиц, которая и будет являться цифровым сигналом.

  Сигнал и событие

  В технике сигнал всегда является событием. Другими словами, событие — изменение состояния любого компонента технической системы, опознаваемое логикой системы как значимое, является сигналом. Событие, неопознаваемое данной системой логических или технических отношений как значимое, сигналом не является.

  Временной и частотный способы предстваления сигналов. Спектр сигнала.

  Есть два способа представления сигнала в зависимости от области определения: временной и частотный. В первом случае сигнал представляется функцией времени s(t) характеризующей измение его параметра.

  Кроме привычного временного представления сигналов и функций при анализе и обработке данных широко используется описание сигналов функциями частоты. Действительно, любой сколь угодно сложный по своей форме сигнал можно представить в виде суммы более простых сигналов, и, в частности, в виде суммы простейших гармонических колебаний, совокупность которых называется частотным спектром сигнала.

  Для перехода к частотному способу представления используется преобразование Фурье:
  ^ s(t)e^ \,dt» width=»» height=»» />
  .
  Функция S(ω) называется спектральной функцией или спектральной плотностью.
  Поскольку спектральная функция S(ω) является комплексной, то можно говорить о спектре амплитуд | S(ω) | и спектре фаз φ(ω) = arg(S(ω)) . Физический смысл спектральной функции: сигнал s(t) представляется в виде суммы бесконечного ряда гармонических составляющих (синусоид) с амплитудами d\omega» width=»» height=»» />
  , непрерывно заполняющими интервал частот от 0 до , и начальными фазами φ(ω) .

  Размерность спектральной функции есть размерность сигнала, умноженная на время.

  Параметры сигналов

  Информационные сигналы. Аналоговые сигналы. Дискретные сигналы

  Сигнал информационный — физический процесс, имеющий для человека или технического устройства информационноезначение. Он может быть непрерывным (аналоговым) или дискретным

  Передается информация в виде сигналов. Сигнал есть физический процесс, несущий в себе информацию. Сигнал может быть звуковым, световым, в виде почтового отправления и др

  Сигнал является материальным носителем информации, которая передается от источника к потребителю. Он может быть дискретным и непрерывным (аналоговым)

  Аналоговый сигнал— сигнал данных, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией времени и непрерывным множеством возможных значений.

  Аналоговые сигналы описываются непрерывными функциями времени, поэтому аналоговый сигнал иногда называют непрерывным сигналом . Аналоговым сигналам противопоставляются дискретные (квантованные, цифровые).

  Примеры непрерывных пространств и соответствующих физических величин: (прямая: электрическое напряжение; окружность: положение ротора, колеса, шестерни, стрелки аналоговых часов, или фаза несущего сигнала; отрезок: положение поршня, рычага управления, жидкостного термометра или электрический сигнал , ограниченный по амплитуде различные многомерные пространства: цвет, квадратурно-модулированный сигнал .)

  Свойства аналоговых сигналов в значительной мере являются противоположностью свойств квантованных или цифровых

  Отсутствие избыточности. Из непрерывности пространства значений следует, что любая помеха, внесенная в сигнал , неотличима от самого сигнала и, следовательно, исходная амплитуда не может быть восстановлена. В действительности фильтрация возможна, например, частотными методами, если известна какая-либо дополнительная информация о свойствах этого сигнала (в частности, полоса частот).

  Аналоговые сигналы часто используют для представления непрерывно изменяющихся физических величин. Например, аналоговый электрический сигнал , снимаемый с термопары, несет информацию об изменении температуры, сигнал с микрофона — о быстрых изменениях давления в звуковой волне, и т.п.

  Дискретизация – это преобразование непрерывного сигнала в дискретный (цифровой).

  Разница между дискретным и непрерывным представлением информации хорошо видна на примере часов. В электронных часах с цифровым циферблатом информация представляется дискретно – цифрами, каждая из которых четко отличается друг от друга. В механических часах со стрелочным циферблатом информация представляется непрерывно – положениями двух стрелок, причем два разных положения стрелки не всегда четко отличимы (особенно если на циферблате нет минутных делений).

  Непрерывный сигнал– отражается некоторой физической величиной, изменяющейся в заданном интервале времени, например, тембром или силой звука. В виде непрерывного сигнала представлена настоящая информация для тех студентов – потребителей, которые посещают лекции по информатике и через звуковые волны (иначе говоря, голос лектора), носящие непрерывный характер, воспринимают материал.

  Как мы увидим в дальнейшем, дискретный сигнал лучше поддается преобразованиям, поэтому имеет преимущества перед непрерывным. В то же время, в технических системах и в реальных процессах преобладает непрерывный сигнал. Это вынуждает разрабатывать способы преобразования непрерывного сигнала в дискретный.\

  Для преобразования непрерывного сигнала в дискретный используется процедура, которая называется квантованием.

  Цифровой сигнал — сигнал данных, у которого каждый из представляющих параметров описывается функцией дискретного времени и конечным множеством возможных значений.

  Дискретный цифровой сигнал сложнее передавать на большие расстояния, чем аналоговый сигнал , поэтому его предварительно модулируют на стороне передатчика, и демодулируют на стороне приёмника информации. Использование в цифровых системах алгоритмов проверки и восстановления цифровой информации позволяет существенно увеличить надёжность передачи информации.

  Замечание. Следует иметь в виду, что реальный цифровой сигнал по своей физической природе является аналоговым . Из-за шумов и изменения параметров линий передачи он имеет флуктуации по амплитуде, фазе/частоте (джиттер), поляризации. Но этот аналоговый сигнал (импульсный и дискретный ) наделяется свойствами числа. В результате для его обработки становится возможным использование численных методов (компьютерная обработка).

  Сигналы, данные, информация

  В материальном мире все физические объекты, окружающие нас, являются либо теоами, либо полями. Физические объекты, взаимодействуя друг с другом, порождают сигналы

  различных типов. В общем случае любой сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс. Такой процесс может содержать различные характеристики, называемые
  параметрами сигнала
  . Если параметр сигнала принимает ряд последовательных значений и их конечное число, то сигнал называется
  дискретным
  . Если параметр сигнала – непрерывная во времени функция, то сигнал называется
  непрерывным
  .

  В свою очередь, сигналы могут порождать в физических телах изменение свойств. Это явление называется регистрацией сигналов. З

  арегистрированные сигналы называются
  данными
  . Существует большое количество физических методов регистрации сигналов. Это могут быть механические воздействия, перемещения. Изменение формы или магнитных, электрических, оптических параметров, химического состава, кристаллической структуры и т.д.

  Данные несут информацию о событии. Но не являются самой информацией. Так как одни и те же данные могут восприниматься (интерпретироваться) в сознании разных людей совершенно по-разному. Например, текст, написанный на русском языке (т.е. данные), дает различную информацию человеку. Знающему алфавит и язык, и человеку, не знающему их.

  Чтобы получить информацию, имея данные, необходимо к ним применить методы

  , которые преобразуют данные в понятия, воспринимаемые человеческим сознанием. Методы, в свою очередь, тоже различны. Например, человек, знающий русский язык, применяет
  адекватный метод
  , читая русский текст. Соответственно, человек, не знающий русского языка и алфавита, применяет неадекватный метод, пытаясь понять русский текст. Таким образом,
  информация – это продукт взаимодействия данных и адекватных им методов
  .

  Отсюда следует, что информация не является статическим объектом, она появляется и существует в момент слияния и данных, все остальное время она находится в форме данных. Момент слияния данных и методов называется информационным процессом

  К информационным процессам относятся:

  Сбор данных

  – один из важных информационных процессов. От того, как он организован, во многом зависит своевременность и качество принимаемых решений.

  В широком плане сбор данных является основой познавательной деятельности человека во всех ее проявлениях: в удовлетворении любопытства, путешествиях, научной работе, чтении и т. п. В более узком смысле сбор данных означает систематические процедуры в организованных хранилищах информации: библиотеках, справочниках, картотеках, электронных каталогах, базах данных.

  Передача данных

  – физический процесс, посредством которого осуществляется перемещение информации в пространстве

  В информационном процессе передачи информации обязательно участвуют источник информации, канал связи, и приемник информации. Между ними приняты соглашения о порядке обмена данными. Эти соглашения называются протоколами обмена. Например, в обычной беседе между двумя людьми негласно принимается соглашение не перебивать друг друга во время разговора.

  

  Объекты: колокол, речь, костер, радио, электронная почта – обладают общим свойством

  Канал связи – это совокупность технических средств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.

  Каналы связи являются общим звеном любой системы передачи информации. По физической природе каналы связи делятся следующим образом:

  Ÿ механические – используются для передачи материальных носителей информации;

  Ÿ акустические – передают звуковой сигнал;

  Ÿ оптические – передают световой сигнал;

  Ÿ электрические – передают электрический сигнал.

  Хранение данных –

  это поддержание данных в форме, постоянно готовой к выдаче их потребителю. Одни и те же данные могут быть востребованы не однажды, поэтому разрабатываются способы их хранения (обычно на материальных носителях) и методы доступа к ним по запросу потребителя. Носителем данных считается любая материальная среда, служащая для их хранения или передачи. В частности, можно упомянуть: мозг человека (память), традиционные бумажные носители – от записной книжки до личного дела в отделе кадров и научных публикаций в журналах, кинопленку и фотографию, магнитофонные записи, видеозаписи и многие другие носители.

  

  Обработка данных –

  это процесс преобразования информации от исходной ее формы до определенного результата. Средства обработки информации — это всевозможные устройства и системы, созданные человечеством, и в первую очередь компьютер — универсальная машина для обработки информации.

  Информация ( определение и свойства)

  

  Достоверность. Человек принимает решение на основании некой информации. Если она достоверна (соответствует действительности), решение, скорее всего, будет правильным. Если ложна, то — ошибочным.

  Недостоверная информация возникает в результате преднамеренного искажения действительности — дезинформации.

  Полнота. Информация считается полной, когда ее объема хватает для принятия верного решения. Если судья на уголовном процессе заслушает только сторону обвинения, то рискует вынести ошибочный приговор.

  Объективность. Информация должна отражать реалии окружающего мира и не зависеть от чьего-то мнения или способа ее фиксации.

  Ценность или полезность. Этот параметр зависит от нужд и интересов получателя информации. Когда мы загрузим программный код в компьютер, он выполнит эту программу. Если же распечатаем его на листочке и будем читать ребенку перед сном вместо сказки, ничего хорошего не выйдет.

  

  Атрибутивные свойства (атрибут – неотъемлемая часть чего-либо).

  Важнейшими среди них являются:

  — дискретность (информация состоит из отдельных частей, знаков)

  — непрерывность (возможность накапливать информацию)

  Информация имеет свойство сливаться с уже зафиксированной и накопленной ранее, тем самым, способствуя поступательному развитию и накоплению.

  — неотрывность информации от физического носителя и языковая природа информации.

  Прагматические свойства информации проявляются в процессе использования информации

  — смысл и новизна характеризует перемещение информации в социальных коммуникациях, и выделяет ту ее часть, которая нова для потребителя

  — полезность — уменьшение неопределенности сведений об объекте. Дезинформация расценивается как отрицательные значения полезной информации

  — ценность информации различна для различных потребителей и пользователей.

  — кумулятивность характеризует накопление и хранение информации.

  Динамические свойства характеризуют динамику (изменение) информации во времени.

  — рост информации. Движение информации в информационных коммуникациях и постоянное ее распространение и рост определяют свойство многократного распространения или повторяемости. Хотя информация и зависима от конкретного языка и конкретного носителя, она не связана жестко ни с конкретным языком, ни с конкретным носителем. Благодаря этому информация может быть получена и использована несколькими потребителями. Это свойство многократной используемости и проявление свойства рассеивания информации по различным источникам.

  — старение. Информация подвержена влиянию времени.

  

  • аналоговая форма, при которой сигнал описывается непрерывной функцией времени;

  • дискретная форма, при которой сигнал представляется совокупностью символов из некоторого набора, называемого алфавитом. Если каждому символу присвоить числовое значение, то сигнал будет иметь цифровую форму отображения информации. В цифровой технике используется два символа: 0 и 1. Увеличивая количество разрядов, можно повысить точность представления информационного объекта. Благодаря этому достоинству цифровая обработка занимает ведущие позиции в современных информационных технологиях, поэтому ей и уделено основное внимание в учебном пособии.

  Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

  Зарегистрироваться 15–17 марта 2022 г.

  

  Описание презентации по отдельным слайдам:

  

  Кодирование информации, сигналы и знаки при кодировании 6 класс
  Илона Чеславовна Горбачева учитель технологии г. Красноярск 2021

  

  КОДИРОВАНИЕ
  Процесс предоставление сведений в какой-либо материальной форме называется кодированием.
  КОД — ЭТО НАБОР УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ИЛИ СИГНАЛОВ ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ИЛИ ЗАПИСИ ЗАРАНЕЕ ОПРЕДЕЛЕННЫХ ПОНЯТИЙ.

  

  Что является кодом в данном примере?
  技术
  Jìshù
  تقنية
  taqnia
  Technology

  

  

  

  Профессии. кодирование информации (кодирование и раскодирование)
  ноты
  Композитор и музыканты
  Формулы, уравнения
  Химики, физики, математики
  Карты местности
  Картографы, топографы, геодезисты, маркшейдеры

  

  Сигналы и знаки
  Сигналом называют информацию, представленную в форме, удобной для её передачи, обработки, хранения и использования.
  По существу, сигнал — это несущий информацию условный знак, принятый для передачи или записи каких-либо сведений.
  Условным он называется потому, что отправитель и получатель информации договорились, что они будут понимать под тем или иным сигналом.
  Слова и буквы. Сигналы отображаются соответствующими знаками.
  Так, в языках большинства народов — это слова, выраженные буквенными знаками.
  Буквы или их сочетания соответствуют звукам при произнесении слов.
  Однако есть языки, в которых одним знаком может обозначаться целое слово или даже несколько слов. Такие знаки называются иероглифами.

  

  

  Цифры и числа. Некоторые знаки используют для представления информации
  о количестве чего-либо. Такими знаками являются цифры. Привычные нам по начертанию цифры были заимствованы европейцами у арабов. Поэтому они до сих пор называются арабскими цифрами.
  Первоначально каждая арабская цифра при изображении состояла из такого количества углов, которое соответствовало её количественному значению.
  Привычные скруглённые формы цифр образовались позже для быстроты и удобства их написания. Однако и сейчас на конвертах пишут почтовые индексы цифрами
  с углами для считывания информации компьютерами.

  

  Для общения с компьютерами нужна другая система кодирования информации.
  Для компьютера информацию надо составлять из последовательности отдельных сиг-
  налов и пропусков между ними. Подача сигнала в записи на бумаге обозначается
  единицей (1), отсутствие сигнала — нулём (0).

  

  Ответьте на вопросы:
  1. Что такое кодирование информации?
  2. Зачем кодируют информацию?
  Что кодируют переводчики?
  3. Почему информация может быть неправильно понята без знания контекста?
  Приведите пример.

  

  Презентация создана по материалам учебника Технология. 6 класс: учеб. для образоват. организаций /В.М.Казакевич; под ред. В.М.Казакевича. М: Просвещение, 2020.

  Понятие информационного сигнала

  Материальными носителями информации являются сигналы различной физической природы. В узком смысле сигналами называют колебания электрического тока, напряжения, электромагнитные волны, механические колебания некоторой упругой среды. Информационные сигналы формируются путем изменения тех или иных параметров носителя по определенному закону. Таким образом, информационным сигналом может быть любой физический процесс, параметры которого способны изменяться в зависимости от передаваемой информации. Этот процесс изменения параметров носителя принято называть модуляцией, а сами параметры информационными. В отличие от сообщения, прием сигнала после его генерации не является обязательным.

  При прохождении сигнала по физической среде на него воздействуют различные дестабилизирующие факторы, в результате чего возникают шумы и помехи самой различной природы (рисунок 12.4). При регистрации сигнала основной задачей является выделение из общего сигнала полезной составляющей и максимальное подавление шумов и помех.

  Рис. 1.3. Сигнал без помех Рис. 1.4. Сигнал с помехами

  Чтобы анализировать, исследовать и обрабатывать сигналы необходимо использовать математическую модель сигнала, которая представляет собой математическое описание сигнала. Слово «модель» произошло от латинского modelium, что означает: мера, способ, образ. Назначение модели состоит в том, что она отображает лишь наиболее важные черты сигнала и позволяет абстрагироваться от его физической природы и материальной формы носителя. Как правило, описание сигнала задается функциональной зависимостью его значений от независимой переменной, например, s(t).

  Простейшими сигналами являются одномерные сигналы, то есть значение сигнала зависит от одного параметра (например, звуковые сигналы). Пример одномерного сигнала на рисунках 1.3, 1.4.

  

  Рис. 1.5. Двумерный сигнал

  В общем случае сигналы являются многомерными функциями пространственных, временных и прочих координат. Пример – интенсивность компьютерного изображения р(x,y) (рисунок 1.5).

  По форме представления сигналы бывают двух типов – аналоговые и цифровые (дискретные) (рисунок 6). Аналоговый сигнал определен для любого значения независимого параметра, то есть является непрерывной функцией непрерывного аргумента. Источниками аналоговых сигналов, как правило, являются физические процессы и явления, непрерывные в своем развитии (динамике изменения значений определенных свойств) во времени, в пространстве или по любой другой независимой переменной, при этом регистрируемый сигнал подобен (аналогичен) порождающему его процессу.

  

  Рис.1.6. Аналоговый и цифровой сигналы

  Фундаментальным аналоговым сигналом является синусоида (рисунок 7). В общем случае синусоидальный сигнал можно представить так:

  Синусоидальный сигнал можно определить тремя параметрами: максимальной амплитудой , частотой и фазой . Максимальной амплитудой называется максимальное значение или интенсивность сигнала во времени; измеряется максимальная амплитуда, как правило, в вольтах. Частотой называется темп повторения сигналов (в периодах за секунду, или герцах). Эквивалентным параметром является период сигнала Т, представляющий собой время, за которое происходит повторение сигнала; следовательно, . Фаза является мерой относительного сдвига по времени в пределах отдельного периода сигнала.

  

  Рис. 1.7. Синусоидальный сигнал

  Большинство аналоговых сигналов в природе имеют более сложную форму. Периодические, то есть повторяющиеся через определенный интервал времени, сигналы произвольной формы, могут быть представлены в виде суммы гармонических колебаний с помощью преобразования Фурье. Применив преобразование Фурье, т.е. сложив вместе достаточное количество синусоидальных сигналов с соответствующими амплитудами, частотами и фазами, можно получить электромагнитный сигнал любой формы. Аналогично, любой сигнал рассматривается как совокупность периодических аналоговых (синусоидальных) сигналов с разными амплитудами, частотами и фазами.

  Цифровой сигнал можно выразить следующим образом:

  Совокупность спектральных составляющих сигнала образует его спектр. Амплитуда каждой спектральной составляющей характеризует энергию соответствующей гармоники основной частоты сигнала. Чем выше скорость изменения сигнала, тем больше в его спектре высокочастотных гармоник. Разность между максимальной и минимальной частотой в спектре сигнала называется шириной спектра сигнала.

  В соответствии с изменением амплитуды аналогового сигнала меняется его мощность или энергия, пропорциональная квадрату амплитуды. В зависимости от времени измерения сигнала различают среднюю и мгновенную мощность. Десятичный логарифм отношения максимальной мгновенной мощности сигнала к минимальной называется динамическим диапазоном сигнала.

  Признак защищаемого сигнала, позволяющий обнаруживать и распознавать его среди других сигналов, называется демаскирующим. Признаки сигналов описывают параметры полей и электрических сигналов, генерируемых объектом защиты: мощность, частота, вид сигнала, ширина спектра и т.п.

  Аналоговый сигнал описывается набором параметров, являющихся его признаками. К ним относятся параметры, рассмотренные нами ранее:

  • частота и диапазон частот;
  • амплитуда (и мощность) сигнала;
  • фаза сигнала;
  • длительность сигнала;
  • вид модуляции;
  • ширина спектра сигнала;
  • динамический диапазон сигнала.

  К демаскирующим признаком сигналов можно отнести и время их проявления, в зависимости от которого сигналы делятся на регулярные (получателю известно время появления) и случайные (время появления не известно).

  Вид информации, содержащийся в сигнале, изменяет его демаскирующие признаки. Например, сигнал стандартной речи, передаваемой по телефонной линии, имеет ширину спектра 300-3400 Гц, звуковой – 16-20000 Гц, телевизионный – 6-8 МГц и т.д.

  У дискретных сигналов амплитуда имеет конечный, заранее определенный набор значений. Наиболее распространенным сигналом, применяемым, в частности, в ЭВМ, является бинарный сигнал. Бинарный сигнал имеет два уровня амплитуды: низкий и высокий.

  Дискретный сигнал в общем случае характеризуется следующими параметрами: амплитудой, мощностью, длительностью импульса, периодом, шириной спектра сигнала, скважностью импульсов (отношение периода к длительности одного импульса).

  Бинарный периодический сигнал характеризуется следующими параметрами:

  • форма огибающей спектра — ;
  • амплитуда гармоник
  • постоянная составляющая сигналов , где – скважность сигнала.

  При прохождении дискретных сигналов по проводам их спектр изменяется ввиду различных воздействующих факторов извне и свойств среды передачи. В результате искажается их форма и уменьшается крутизна импульсов, что уменьшает дальность их передачи.

  Модуляция сигналов

  Процесс модуляции требует участия, по крайней мере, двух величин. Одна из них содержит всю передаваемую информацию и называется модулирующим сигналом, вторая представляет собой высокочастотное несущее колебание, которое модулируется посредством изменения одного или нескольких параметров. Необходимость в модуляции аналоговой информации возникает, например, когда нужно передать низкочастотный (например, голосовой) аналоговый сигнал через канал, находящийся в высокочастотной области спектра.

  Для решения этой проблемы амплитуду высокочастотного несущего сигнала изменяют (модулируют) в соответствии с изменением низкочастотного сигнала. Модулируемый сигнал при этом называется несущим. В подавляющем большинстве случаев в качестве несущего используется синусоидальное колебание, имеющее три параметра – амплитуду, частоту и фазу. В зависимости от изменяемого параметра различают три основных вида модуляции – амплитудную, частотную и фазовую.

  Амплитудная модуляция — вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является его амплитуда.

  Частотная модуляция – вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является частота.

  Фазовая модуляция — вид модуляции, при которой изменяемым параметром несущего сигнала является фаза.

  Все три вида модуляции цифровых данных изображены на рисунке 8.

  Рис. 1.8. Модуляция аналогового сигнала цифровыми данными

  Максимальное значение информационного параметра несущей относительно его номинального значения называется глубиной модуляции, а максимальное отклонение значения информационного параметра несущей относительно максимального изменения информационного параметра модулирующего сигнала – индексом модуляции.

  При модуляции дискретного сигнала в качестве информационных признаков могут использоваться длительность импульса, частота повторения и др.

  Выделение информации из модулированного электрического сигнала производится путем его обратных преобразований – демодуляции в детекторе приемника. Демодуляция обеспечивается путем сравнения текущей структуры полученного сигнала с эталонной. Эталонная признаковая структура при ЧМ-модуляции определяется частотой настройки контура детектора, для АМ-модуляции – усредненной амплитудой несущего колебания на выходе детектора, ФМ-модуляции – значением фазы несущего колебания до его модуляции.

  Из-за влияния помех сигналы при передаче и приеме будут отличаться. Степень их отличия будет зависеть от отношения сигнал/шум на входе демодулятора. При этом если мощность несущего сигнала намного больше, чем помех, искажение будет незаметным.

  В общем случае любое сообщение можно описать с помощью трех основных параметров:

  • — динамический диапазон;
  • — диапазон частот;
  • — длительность передачи.

  Произведение этих параметров называется объемом сигнала. В пространстве объем сигнала можно представить в виде параллелепипеда (рисунок 1.9) [3,9].

  Рис. 1.9. Представление объема сигнала в пространстве

  Для обеспечения неискаженной передачи сообщения необходимо, чтобы характеристики канала передачи (среды распространения) и приемника соответствовали ширине спектра и динамическому диапазону сигнала.

  Если полоса частот среды распространения или приемника уже полосы сигнала, то для уменьшения искажения сигнала уменьшают ширину его спектра. При этом для сохранения объема сообщения в том же значении, увеличивают длительность передачи. Если необходимо передавать сигнал в реальном времени, то есть без изменения длительности передачи, полоса пропускания приемника должна совпадать с шириной спектра сигнала.

  Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

  Информационный процесс, сигналы

  Обязательными (необходимыми) элементами любого информационного процесса являются источник информации (передатчик), приемник информации, а также некая физическая среда, являющаяся носителем информации между приемником и передатчиком (рис.1).

  Источник информации (передатчик)))

  Приемник информации (приемник)

  Сигнал

  Рис.1. Информационный процесс

  Обмен информацией в системах происходит при помощи сигналов. Носителями сигналов являются физические величины. Например: ток, напряжение, электромагнитные колебания, световые или акустические волны и т. п. Эти физические величины представляют собой функции времени. Определяющие параметры передаваемых временных функций, такие как частота, амплитуда, фаза, длительность и другие, называются информационными параметрами (I) в том случае, когда посредством этих параметров передается информация. Если физическая величина является носителем двух и более информационных параметров, то такой сигнал называют многомерным. Различают следующие виды сигналов:

  · аналоговые – это сигналы, информационные параметры которых внутри заданного диапазона могут принимать любые значения;

  · дискретные – это сигналы, информационные параметры которых внутри заданного диапазона могут принимать лишь определенные дискретные значения;

  · непрерывные – это сигналы, информационные параметры которых могут изменяться в любой момент времени;

  · прерывистые – это сигналы, информационные параметры которых могут принимать другие значения лишь в дискретные моменты времени.

  Рассмотрим несколько примеров различных типов сигналов.

  На рис.2 показан сигнал X(t), который существует в заданном интервале времени, поэтому он является непрерывным и т.к. параметр «I» в диапазоне своего изменения (от X_max до X_min) принимает любые значения, то он определяется как аналоговый сигнал. Примерами такого типа сигналов могут быть электрические сигналы на выходе микрофона, сигналы, поступающие от усилителя низкой частоты на акустические головки, сигналы различных термопар при измерении температуры и т.п.

  

  Рис. 2. Аналоговый сигнал (непрерывный). Информационный параметр (I) – амплитуда

  На рис. 3 показан сигнал, информационный параметр (I) которого – частота. Информация у таких сигналов передается при помощи изменения частоты сигнала. При этом частота сигнала в заданном диапазоне может принимать любые значения, поэтому такой сигнал определяется как аналоговый. Примерами такого типа сигналов являются различные радиосигналы, используемые при передаче радио- и телевизионных программ. Такие сигналы также называют частотно-модулированными.

  

  Рис.3. Частотно-аналоговый сигнал (непрерывный). Информационный параметр (I) – частота

  На рис.4 представлен так называемый сигнал опроса. Такие сигналы возникают, например, при периодическом измерении каких-либо непрерывных аналоговых величин A(t).

  

  Рис. 4. Сигнал опроса (аналоговый, прерывистый). Информационный параметр (I) – амплитуда

  Информационный параметр (I) – амплитуда может принимать любые значения в диапазоне от X_max до X_min. Из рисунка видно, что сигнал A(t) и сигнал опроса отличаются друг от друга. Сигнал опроса отображает исходный сигнал A(t) с некоторой ошибкой (погрешностью). Очевидно, что чем меньше длительность t и период Т сигнала опроса, тем меньше будет погрешность.

  Дискретный прерывистый сигнал опроса, показанный на рис.5, отличается от предыдущего тем, что информационный параметр I – амплитуда может принимать значения только кратные величине Dx. Сигнал такого типа образуется при квантовании исходного аналогового сигнала в аналого-цифровых преобразователях (АЦП). АЦП широко применяются в тех случаях, когда возникает необходимость в сопряжении различных цифровых систем (в том числе и ЭВМ) с устройствами, у которых информационный процесс осуществляется аналоговыми сигналами. Например, в сотовом телефоне аналоговый сигнал микрофона преобразуется в цифровой с помощью АЦП, входящего в его состав.

  

  Рис.5. Дискретный (прерывистый) сигнал опроса, информационный параметр (I) – амплитуда

  Погрешность, которая возникает при переходе от исходного аналогового сигнала A(t) к дискретному сигналу опроса, будет зависеть не только от длительности t и периода Т, но и от шага квантования Dx.

  Импульсный аналоговый сигнал (рис.6) определяется как аналоговый, потому что информационный параметр (I) – фаза (положение импульса в пределах такта) может принимать любое значение. Такой сигнал широко применяется в различных системах передачи данных и образуется, как правило, в результате так называемой фазовой модуляции сигналов. Отличается повышенной помехозащищенностью.

  

  Рис.6. Импульсный сигнал (аналоговый, прерывистый), информационный параметр (I) – фаза (положение импульса в пределах такта)

  Сигналы такого типа применяются для передачи информации в модемах. Модем (модулятор-демодулятор) используется в качестве устройства сопряжения и передачи данных при подключении компьютеров по коммутируемым (например, телефонным) линиям к различным вычислительным сетям, например к глобальной сети Internet.

  В цифровых системах информационный процесс на физическом уровне обеспечивается с помощью двоичных сигналов. Это связано с тем, что в основе всех цифровых схем лежит так называемый ключ (переключатель), который осуществляет коммутацию двух уровней напряжения. «Высокого», например, +5В и «низкого» – 0В. Работу такого ключа можно проиллюстрировать на примере работы обычного электромеханического переключателя – ключа – (рис.7).

  

  Рис. 7. Схема электромеханического переключателя

  В нормально замкнутом (НЗ)[1] положении подвижного контакта переключателя от источника сигнала через контакты ключа на вход приемника сигнала поступает «высокий» уровень напряжения (+5 В). При переключении на вход приемника будет поступать «низкий» уровень напряжения (0 В). Важно понять, что при таком способе формирования сигнала на выходе ключа имеет место только два значения напряжения. В цифровой электронике применяются специальные электронные ключи, построенные на основе полупроводниковых элементов. Это связано с тем, что механические ключи имеют ряд существенных недостатков:

  1. Большое время переключения (

  0,01÷0,2с) по сравнению с электронными ключами (

  2. Дребезг при упругом соприкосновении подвижного контакта ключа с неподвижным.

  3. Малый ресурс работы (гарантированное производителем количество переключений).

  4. Высокая стоимость.

  5. Большие габариты и масса и т.п.

  На рис.8 показан двоичный (двухпозиционный) сигнал, информационным параметром которого являются два значения – высокий (единица) и низкий уровни (ноль). Такой тип сигнала является основным в различных устройствах цифровой техники.

  Из курса физики известно, что никакие процессы по скорости не могут превышать скорость света. Поэтому прямой угол у фронтов импульсов на рис.8 является условным изображением.

  Если изменить масштаб времени на оси абсцисс (рис.9) в сторону уменьшения, то можно наблюдать, что переход из низкого (высокого) в высокий (низкий) уровень проходит за некоторое время. Время (рис.9), за которое сигнал изменяется от низкого уровня (0) до высокого уровня (1), называется временем нарастания переднего фронта (t _п.ф). И обратно, время перепада из высокого уровня на низкий называется временем спада заднего фронта (t _з.ф).

  

  Рис.8. Двоичный (двухпозиционный) сигнал (дискретный, непрерывный). Информационный параметр (I) – два значения нуль или единица

  

  Рис.9. Реальный вид переднего фронта у двоичного сигнала

  Можно привести еще много других видов сигналов, однако все они могут быть классифицированы как аналоговые, дискретные, непрерывные или прерывистые.

  Похожие публикации:

  1. Что точнее всего характеризует напряжение в 600 в
  2. R n физика что за формула
  3. В какую сторону течет ток
  4. Диаметры термоусадочных трубок какие бывают

  Что такое сигнал в информационных процессах

  

  Сигнал – это основной элемент в информационных процессах, который служит для передачи, обработки и передачи данных. Определение сигнала может быть широким и включать различные виды информации, такие как звук, свет, электрические импульсы и другие формы передачи сигнала.

  Сигналы используются повсюду: в телефонии, радиосвязи, телевидении, компьютерных сетях и т.д. С помощью сигналов мы можем передавать и получать информацию, обмениваться данными и управлять различными устройствами.

  Возможности применения сигналов очень разнообразны. Они позволяют передавать голосовые и видео сообщения, обмениваться текстовыми данными, передавать информацию о состоянии системы и многое другое. Сигналы также используются для синхронизации различных устройств, чтобы они работали вместе и передавали информацию согласованно и эффективно.

  Важное значение сигналов:

  1. Информационный поток: сигналы передают информацию от отправителя к получателю, обеспечивая связь и обмен информацией.

  2. Контроль: сигналы позволяют контролировать различные устройства и операции, например, включать и выключать свет, регулировать громкость звука и т. д.

  3. Обработка информации: сигналы подвергаются обработке и анализу для извлечения нужных данных и принятия соответствующих решений.

  Таким образом, сигналы играют важную роль в информационных процессах и имеют широкий спектр применений. Понимание и управление сигналами является неотъемлемой частью современных технологий и позволяет нам свободно обмениваться информацией и контролировать различные устройства и системы.

  Вводная часть

  В информационных процессах сигналы используются для передачи информации от одного устройства к другому. Он может содержать данные, команды или инструкции, которые требуются для выполнения определенной задачи. Передача сигнала может осуществляться по различным каналам связи, таким как провода, радиоволны или оптоволокно.

  Сигналы могут быть аналоговыми или цифровыми. Аналоговый сигнал представляет собой непрерывную изменяющуюся величину, которая может принимать любое значение в определенном диапазоне. Цифровой сигнал, напротив, состоит из дискретных значений, которые представляют единицы и нули.

  Сигналы имеют различные свойства, такие как амплитуда, частота, фаза и период. Амплитуда определяет силу или интенсивность сигнала, частота указывает, сколько раз сигнал повторяется в течение определенного периода времени, фаза определяет смещение сигнала относительно определенной точки, а период — временной интервал, через который сигнал повторяется.

  Что такое сигнал в информационных процессах?

  Сигнал может иметь различные характеристики, такие как амплитуда, частота, фаза и продолжительность. Он может быть аналоговым, когда его значение может принимать любое значение в некотором диапазоне, или цифровым, когда значение сигнала ограничено на определенном наборе дискретных значений.

  Сигналы в информационных процессах могут быть использованы для различных целей, таких как передача и получение данных, управление системами, детектирование и измерение физических величин, кодирование и сжатие информации и многое другое. Вся информация, передаваемая по сетям связи, таким как телефонные линии или интернет, основана на передаче сигналов.

  Сигналы играют важную роль во многих областях, таких как телекоммуникации, электроника, компьютерная наука, радиотехника и многое другое. Понимание сигналов и их характеристик позволяет разрабатывать эффективные системы передачи и обработки информации.

  Роль сигнала в информационных процессах

  Сигналы используются в различных областях, таких как телекоммуникации, радиотехника, компьютерные сети и другие. Они позволяют передавать информацию на большие расстояния, преодолевая преграды и помехи. Сигналы могут быть аналоговыми или цифровыми, в зависимости от способа представления и обработки информации.

  Аналоговые сигналы представляют собой непрерывные изменения величины, такие как амплитуда или частота. Они предоставляют более точную передачу информации, но более подвержены помехам. Цифровые сигналы, напротив, представляют собой дискретные значения, обычно двоичные, и могут быть более устойчивыми к помехам, но требуют сложной обработки для представления и восстановления информации.

  Обработка сигналов позволяет извлекать информацию из сигнала, анализировать ее и принимать решения на основе полученных данных. Это может включать фильтрацию, модуляцию, демодуляцию и другие процессы, которые изменяют свойства сигнала для передачи или обработки информации.

  Таким образом, сигнал играет ключевую роль в информационных процессах, обеспечивая передачу и обработку информации в различных областях деятельности. Понимание и использование сигналов является важным аспектом в современном мире информационных технологий.

  Важность сигнала для передачи информации

  Основная функция сигнала – передача информации от одного источника к другому. Сигнал может быть как аналоговым, так и цифровым, и его качество напрямую влияет на точность и достоверность передаваемой информации.

  Качество сигнала зависит от таких факторов, как амплитуда, частота, фаза, длительность и форма. Используя различные методы и приемы обработки сигнала, можно улучшить его характеристики и повысить эффективность передачи информации.

  Однако сигнал также может подвергаться различным помехам и искажениям, что может привести к ошибкам в передаче информации. Для борьбы с такими проблемами применяются методы шумоподавления и коррекции ошибок.

  В целом, сигнал является важным компонентом информационных процессов и играет ключевую роль в обмене и передаче данных. Правильная обработка и передача сигнала позволяет достичь надежности и эффективности в передаче информации.

  Типы сигналов в информационных процессах

  В информационных процессах сигналы играют важную роль, поскольку они передают информацию и позволяют управлять процессами обработки данных. Сигналы могут быть различных типов в зависимости от своего содержания и характеристик.

  Вот некоторые основные типы сигналов в информационных процессах:

  Тип сигнала	Описание
  Аналоговый сигнал	Сигнал, который изменяется непрерывно по времени и значению. Характеризуется бесконечным числом возможных значений.
  Цифровой сигнал	Сигнал, который имеет дискретное представление и состоит из конечного числа значений. Характеризуется двумя уровнями (0 и 1) и используется для представления и передачи информации в компьютерных системах.
  Дискретный сигнал	Сигнал, который принимает значения только в определенных точках времени. Характеризуется дискретным набором значений.
  Аналогово-цифровой сигнал	Сигнал, который сочетает в себе свойства аналогового и цифрового сигналов. Начально аналоговый сигнал дискретизируется и кодируется для представления в цифровом формате.
  Дискретно-аналоговый сигнал	Сигнал, который сочетает в себе свойства дискретного и аналогового сигналов. Цифровой сигнал децимирован и интерполирован для восстановления аналогового сигнала.

  Каждый из этих типов сигналов имеет свои особенности и применяется в различных областях информационных технологий, связи, электроники и других смежных областях.

  Аналоговые и цифровые сигналы: различия и особенности

  Цифровой сигнал – это дискретное изменение физической величины во времени или пространстве. Он принимает только определенные значения, обычно представленные двоичными числами (0 и 1). Цифровые сигналы могут быть представлены в виде последовательности импульсов или сигналов на электрических проводах.

  Основное отличие между аналоговыми и цифровыми сигналами заключается в способе представления информации. В аналоговых сигналах информация представлена непрерывными значениями, что позволяет передавать и хранить более точные данные. Однако, аналоговые сигналы более подвержены шумам и искажениям при передаче и обработке.

  Цифровые сигналы, в свою очередь, представлены дискретными значениями, что позволяет более надежно передавать и сохранять информацию. Цифровые сигналы также имеют возможность использовать различные методы обнаружения и исправления ошибок. Однако, цифровые сигналы имеют меньшую точность по сравнению с аналоговыми, так как они дискретизируют непрерывные значения.

  Сравнение аналоговых и цифровых сигналов:

  Похожие публикации:

  1. 18650 hg2 что это
  2. Исчезли значки с рабочего стола windows 7 как вернуть
  3. Как заблокировать айфон 12
  4. Режим фиксинг гирлянда что это