Преобразование и передача информации
Разделы науки, изучающие вопросы информации
Задачи радиотехники и электроники. Области их применения
ВВЕДЕНИЕ
Задачами радиотехники является изучение электромагнитных колебаний и использование их для передачи и приема информации.
Основными направлениями радиотехники являются:
– телеграфная и телефонная связь по проводам и по радио;
– радиовещание;
– передача неподвижных изображений (фототелеграфия);
– передача движущихся изображений (телевидение);
– радиолокация;
– радионавигация;
– вычислительная техника;
– электронные системы управления и т. п.
Электроника изучает взаимодействие электронов и электромагнитных полей. Это взаимодействие является физической основой работы электровакуумных, газоразрядных и полупроводниковых приборов.
Радиотехника и электроника развивались в тесной взаимной связи. Электронные приборы являются элементами многих радиотехнических устройств, поэтому они определяют основные показатели радиоаппаратуры. С другой стороны, проблемы, появлявшиеся в радиотехнике, как правило, приводили к изобретению новых электронных приборов. По этой причине в середине двадцатого столетия в результате слияния радиотехники и электроники сформировалась отдельная отрасль науки и техники, называемая радиоэлектроникой. Быстрое развитие радиоэлектроники было подготовлено трудами нескольких поколений выдающихся ученых, работавших во второй половине XVIII века и на протяжении XIX века.
Основоположниками радиоэлектроники являются известные ученые Кулон, Фарадей, Максвелл, Герц, Попов.
Раздел 1. СИГНАЛЫ И ИНФОРМАЦИЯ
Глава 1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИНФОРМАЦИИ
Информация представляет собой сведения, предназначенные для передачи от отправителя к получателю, и дающие возможность ее получателю логически сформулировать представление об объекте передачи.
Вопросами получения, передачи, хранения и преобразования информации занимаются следующие разделы науки:
– теория информации;
– теория сообщений;
– теория сигналов.
Теория информации изучает методы определения количестваинформации, содержащейся в сообщениях различных видов. К ним относятся:
– оценка пропускной способности каналов связи;
– оценка объемов памяти запоминающих устройств;
– оценка достоверности сообщений.
Теория сообщений изучает рациональные способы представления сообщений (кодирование). Реализацией использования теории сообщений является оптимизация характеристик информационных систем, заключающаяся в согласовании характеристик подсистем сбора, хранения, передачи и обработки сообщений.
Теория сигналов изучает эффективные способы формирования, обнаружения, хранения и оценки носителей сообщений с учетом свойств среды и шумовых помех. Результатом использования теории сигналов является оптимизация характеристик отдельных подсистем.
Любые физические процессы, несущие информацию, называются сигналами. Сигнал как носитель информации может существовать только в пределах организованной системы. Вне этой системы сигнал теряет свои информационные свойства. Например, свет в окне может быть сигналом только в том случае, если об этом имеется определенная договоренность. Для всех других, кто не знает об этой договоренности, свет в окне является не сигналом, а обычным физическим явлением.
Таким образом, в качестве сигналов используются такие изменения состояния материального объекта, которые производятся по заранее известным правилам. Сведения, которыми располагает потребитель информации до ее получения, и на знание которых может рассчитывать отправитель, принято называть априорными.
В большинстве случаев для передачи информации используются электрические сигналы. Как правило, получение электрических сигналов производится путем преобразования неэлектрических величин в электрические. Например, получение сигналов, используемых для передачи речи, осуществляется путем преобразования изменений звукового давления перед микрофоном в соответствующие изменения напряжения или тока.
Организованная система, предназначенная для передачи информации от отправителя к получателю, называется системой связи.