Информация. Ее виды и свойства

 

Современные АЦП, используемые в звукозаписи, могут работать на частотах дискретизации до 192 кГц. Многие люди, занятые в этой области, считают, что данный показатель избыточен  и используется из чисто маркетинговых  соображений (об этом свидетельствует  теорема Котельникова-Шеннона). Можно  сказать, что звуковой аналоговый сигнал не содержит столько информации, сколько  может быть сохранено в цифровом сигнале при такой высокой  частоте дискретизации, и зачастую для Hi-Fi-аудиотехники используется частота  дискретизации 44,1 кГц (стандартная  для компакт-дисков) или 48 кГц (типична  для представления звука в  компьютерах). Однако широкая полоса упрощает и удешевляет реализацию антиалиасинговых фильтров, позволяя делать их с меньшим числом звеньев или с меньшей крутизной в полосе заграждения, что положительно сказывается на фазовой характеристике фильтра в полосе пропускания.

 

АЦП для звукозаписи, используемые в компьютерах, бывают внутренние и  внешние. Также существует свободный программный комплекс PulseAudio для Linux, позволяющий использовать вспомогательные компьютеры как внешние ЦАП/АЦП для основного компьютера с гарантированным временем запаздывания.

 

Аналого-цифровое преобразование используется везде, где требуется  обрабатывать, хранить или передавать сигнал в цифровой форме.

 

·        АЦП  являются составной частью систем сбора  данных.

 

·        Быстрые  видео АЦП используются, например, в ТВ-тюнерах. (это параллельные и конвеерные АЦП)

 

·        Медленные  встроенные 8, 10, 12 или 16-битные АЦП часто  входят в состав микроконтроллеров.(как правило они строются по принципу поразрядного уравновешивания, точность их невысока)

 

·        Очень  быстрые АЦП необходимы в цифровых осциллографах.(параллельные и конвеерные)

 

·        Современные  весы используют АЦП с разрядностью до 24 бит, преобразующие сигнал непосредственно  от тензометрического датчика. (сигма-дельта АЦП)

 

·        АЦП  входят в состав радиомодемов и других устройств радиопередачи данных, где используются совместно с  процессором ЦОС в качестве демодулятора.

 

·        Сверхбыстрые АЦП используются в антенных системах базовых станций (в так называемых SMART-антеннах) и в антенных решётках РЛС.

6.ЦАП (цифро-аналоговой преобразователь)

 

Цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) — устройство для преобразования цифрового (обычно двоичного) кода в  аналоговый сигнал (ток, напряжение или  заряд). Цифро-аналоговые преобразователи  являются интерфейсом между дискретным цифровым миром и аналоговыми  сигналами.

 

Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) производит обратную операцию.

 

Звуковой ЦАП обычно получает на вход цифровой сигнал в импульсно-кодовой  модуляции (англ. PCM, pulse-code modulation). Задача преобразования различных сжатых форматов в PCM выполняется соответствующими кодеками.

 

Своими встроенными ЦАПами снабжены все проигрыватели лазерных дисков, DVD- и CD-плееры, ресиверы.

7.Информация, ее виды и  свойства

 

Информацию следует считать  особым видом ресурса, при этом имеется  ввиду толкование "ресурса" как запаса неких знаний материальных предметов или энергетических, структурных или каких-либо других характеристик предмета. В отличие от ресурсов, связанных с материальными предметами, информационные ресурсы являются неистощимыми и предполагают существенно иные методы воспроизведения и обновления, чем материальные ресурсы. Рассмотрим некоторый набор свойств информации:

 

·        запоминаемость;

 

·        передаваемость;

 

·        преобразуемость;

 

·        воспроизводимость;

 

·        стираемость.

 

    Свойство запоминаемости - одно из самых важных. Запоминаемую  информацию будем называть макроскопической (имея ввиду пространственные масштабы запоминающей ячейки и время запоминания). Именно с макроскопической информацией мы имеем дело в реальной практике.

 

    Передаваемость информации с помощью каналов связи (в том числе с помехами) хорошо исследована в рамках теории информации К.Шеннона. В данном случае имеется ввиду несколько иной аспект - способность информации к копированию, т.е. к тому, что она может быть "запомнена" другой макроскопической системой и при этом останется тождественной самой себе. Очевидно, что количество информации не должно возрастать при копировании.

 

    Воспроизводимость информации тесно связана с ее передаваемостью и не является ее независимым базовым свойством. Если передаваемость означает, что не следует считать существенными пространственные отношения между частями системы, между которыми передается информация, то воспроизводимость характеризует неиссякаемость и неистощимость информации, т.е. что при копировании информация остается тождественной самой себе.

 

    Фундаментальное  свойство информации - преобразуемость. Оно означает, что информация может менять способ и форму своего существования. Копируемость есть разновидность преобразования информации, при котором ее количество не меняется. В общем случае количество информации в процессах преобразования меняется, но возрастать не может. Свойство стираемости информации также не является независимым. Оно связано с таким преобразованием информации (передачей), при котором ее количество уменьшается и становится равным нулю.

8.Вероятностный подход  к измерению количества информации.

 

    Подход к информации  как мере уменьшения неопределенности  знания позволяет количественно  измерять информацию, что чрезвычайно  важно для информатики.

 

         Пусть  у нас имеется монета, которую  мы бросаем на ровную поверхность.  С равной вероятностью произойдет  одно из двух возможных событий  — монета окажется в одном  из двух положений: «орел» или  «решка».

 

         Перед  броском существует неопределенность  наших знаний (возможны два события), и как упадет монета — предсказать  невозможно. После броска наступает  полная определенность, так как  мы видим, что монета в данный  момент находится в определенном  положении (например, «орел»). Это  приводит к уменьшению неопределенности  наших знаний в два раза, поскольку  из двух возможных равновероятных  событий реализовалось одно.

 

         Имеется  формула, которая связывает между  собой число возможных событий  N и количество информации I:

 

               По этой формуле легко определить  число возможных событий, если  известно количество информации. Так, для кодирования одного  символа требуется 8 бит информации, следовательно, число возможных  событий (символов) составляет:

 

 

 

         Наоборот, для определения количества информации, если известно число событий,  необходимо решить показательное  уравнение относительно /. Например, в игре «Крестики-нолики» на  поле 4*4 перед первым ходом существует 16 возможных событий (16 различных  вариантов расположения «крестика»), тогда уравнение принимает вид:

 

   

 

     16 = 2^i. Так как  16 = 2^4, то уравнение запишется  как:

 

         Таким  образом, I = 4 бит, т.е. количество  информации, полученное вторым игроком  после первого хода первого  игрока, составляет 4 бит.

9. Объемный подход к  измерению количества информации.

 

При реализации информационных процессов информация передается в  виде сообщения, представляющего собой  совокупность символов какого-либо алфавита. При этом каждый новый символ в  сообщении увеличивает количество информации, представленной последовательностью  символов данного алфавита. Если теперь количество информации, содержащейся в сообщении из одного символа, принять  за единицу, то объем информации (данных) V в любом другом сообщении будет  равен количеству символов (разрядов) в этом сообщении. Так как одна и та же информация может быть представлена многими разными способами (с использованием разных алфавитов), то и единица измерения информации (данных) соответственно будет меняться.

 

В компьютерной технике наименьшей единицей измерения информации является 1 бит. Таким образом, объем информации, записанной двоичными знаками (0 и 1) в памяти компьютера или на внешнем  носителе информации подсчитывается просто по количеству требуемых для такой  записи двоичных символов. Например, восьмиразрядный  двоичный код 11001011 имеет объем данных V= 8 бит.

 

В современной вычислительной технике наряду с минимальной  единицей измерения данных «бит»  широко используется укрупненная единица  измерения «байт», равная 8 бит. При  работе с большими объемами информации для подсчета ее количества применяют  более крупные единицы измерения, такие как килобайт (Кбайт), мегабайт (Мбайт), гигабайт (Гбайт), терабайт (Тбайт):

 

1 Кбайт = 1024 байт = 210 байт;

1 Мбайт = 1024 Кбайт = 220 байт = 1 048 576 байт;

1 Гбайт = 1024 Мбайт = 230 байт = 1 073 741 824 байт;

1 Тбайт = 1024 Гбайт = 240 байт = 1 099 511 627 776 байт.

 

Следует обратить внимание, что в системе измерения двоичной (компьютерной) информации, в отличие  от метрической системы, единицы  с приставками «кило», «мега» и  т. д. получаются путем умножения  основной единицы не на 103= 1000, 106= 1000 000 и т. д., а на 210 , 220 и т. д.

Список литературы :

1.      http://www.chuvsu.ru/~rte/uits/liter_uits/plan_exp/glav4_5.htm

 

2.      http://ru.wikipedia.org/wiki/RAMDAC

 

3.      http://www.limi.ru/dacs/appldacs.htm

 

4.      http://ru.wikipedia.org/wiki/Дискретизация

 

5.      http://www.examens.ru/otvet/11/11/950.html

 

6.      http://ru.wikipedia.org/wiki/Квантование_(обработка_сигналов)

 

7.      http://www.nnov.rgotups.ru/files/uch_lit/dopmat/%c8%ed%f4%ee%f0%ec%e0%f2%e8%ea%e0/ich_kurs/5.htm

 

8.      http://www.seun.ru/faculty/FIIT/KTOIT/informatika/lek2/lek2-obem.htm