3. Представление, измерение и кодирование информации

   1. Формы представления информации

Различают две формы представления информации – непрерывную и дискретную. Поскольку носителями информации являются сигналы, то в их качестве могут использоваться физические процессы различной природы. Сигнал – это способ передачи информации. Сигнал – изменение свойств носителя, которое используется для передачи информации. Примеры сигналов: изменение частоты и громкости звука, мигание света.

Виды сигналов: аналоговый, дискретный.

Аналоговый сигнал – это сигнал, непрерывно изменяющийся по амплитуде и во времени (плавно меняющееся напряжение, ток или температура). Аналоговые сигналы используют в телефонной связи, радиовещании, телевидении. Примеры: скорость автомобиля; влажность воздуха; напряжение, развиваемое микрофоном при разговоре перед ним, пении или игре на музыкальных инструментах; кардиограмма.

Сигнал называется дискретным, если он принимает конечное число значений в конечном числе моментов времени. Примеры: сигналы светофора; телеграфная азбука Морзе. Сигналы, несущие текстовую информацию (буквы, слова, предложения, символы), дискретны.

Результаты наблюдений за объектами и явлениями каким-либо образом записываются (регистрируются, кодируются), то есть информация хранится в виде данных. Данные – это информация, представленная в формализованном виде с помощью специальных символов, букв и цифр. Если использовать данные практически, они становятся информацией. Не все данные и сигналы могут быть обработаны с помощью компьютерной техники. В информатике данные – это информация, представленная в виде, пригодном для обработки автоматическими средствами. Например, в двоичном коде.

2. Кодирование и измерение информации

Кодирование – преобразование символов или группы символов одного кода в символы или группы символов другого кода. Код – это система условных знаков для представления информации.

Для кодирования информации в компьютерной технике применяется двоичная система счисления, так как для хранения двоичной цифры необходим элемент всего с двумя устойчивыми состояниями и просты правила двоичной арифметики.

Количество информации, которое находится в сообщении о том, что произошло одно событие их двух равновероятных, принято за единицу измерения информации и равно 1 биту. В компьютерной технике бит соответствует физическому состоянию носителя информации: намагничено – не намагничено, есть отверстие – нет отверстия. Одно состояние принято обозначать цифрой 0, а другое – цифрой 1.

Бит – это наименьшая единица измерения информации. Бит (binary digit (bit) – двоичная цифра) – количество информации, получаемой в результате однократного выбора из двух равновероятностных событий.

Таким образом, 1 бит = 1 или 1 бит = 0.

Кодирование сообщений

1 бит кодирует 2 сообщения (0 или 1).

2 бита кодируют 4 разных сообщения (сочетаниями 11 или 00 или 01 или 10).

3 бита – 8 разных сообщений (111, 000, 001, 011, 100, 110, 101 или 101).

4 бита – 16 разных сообщений.

…

8 бит – 256 сообщений (11111111, 00000000, 10000000, 11000000 и т.д.)

…

m бит – N = 2^m разных сообщений.

Байт (byte) – это величина, равная 8 битам, то есть 1 байт = 8 бит.

Одного байта (256 сообщений) достаточно, чтобы закодировать буквы, цифры, символы и знаки двух языков (например, русского и английского).