Информация — очень емкое понятие, в которое вмещается весь мир: все разнообразие вещей и явлений, вся история, все тома научных исследований, творения поэтов и прозаиков. И все это отражается в двух формах — непрерывной (аналоговой) и дискретной. Обратимся к их сущности.

Объекты и явления характеризуются значениями физических величин, такими как масса тела, его температура, расстояние между двумя точками, длинна пути (пройденного движущимся телом), яркость света и т.д. Природа некоторых величин такова, что величина может принимать принципиально любые значения в каком-то диапазоне. Эти значения могут быть сколь угодно близки друг к другу, исчезающе малоразличимы, но все-таки, хотя бы в принципе, различаться, а количество значений, которое может принимать такая величина, бесконечно велико.

Примечание.

Такие величины называются непрерывными (аналоговыми) величинами, а информация, которую они несут в себе, непрерывной информацией.

Слово “непрерывность” отчетливо выделяет основное свойство таких величин - отсутствие разрывов, промежутков между значениями, которые может принимать величина. Масса тела — непрерывная величина, принимающая любые значения от 0 до бесконечности. То же самое можно сказать о многих других физических величинах — расстоянии между точками, площади фигур, напряжении электрического тока.

Кроме непрерывных существуют иные величины, например, количество людей в комнате, количество электронов в атоме и т.д. Такого рода величины могут принимать только целые значения, например, 0, 1, 2, ..., и не могут быть дробными.

Примечание .

Величины, принимающие не всевозможные, а лишь вполне определенные значения, называют дискретными. Для дискретной величины характерно, что все ее значения можно пронумеровать целыми числами 0, 1, 2,...

Пример:  К дискретным величинам, в частности, относятся:

§ Геометрические фигуры (треугольник, квадрат, окружность);

§ Буквы алфавита (например, русского — А, Б, В, Г,…;

§ Цвета радуги (красный, оранжевый, желтый, ….).

Можно утверждать, что различие между двумя формами информации обусловлено принципиальным различием природы величин. В то же время, непрерывная и дискретная информация часто используются совместно для представления сведений об объектах и явлениях.

Пример:  Рассмотрим утверждение “Это окружность радиуса 8,25”.

Здесь:

§ ”Окружность“ — дискретная информация, выделяющая определенную геометрическую фигуру из всего разнообразия фигур;

§ Значение “8,25” — непрерывная информация о радиусе окружности, который может принимать бесчисленное множество значений.

Рассмотри еще один пример.

Пример: Пусть имеются пружинные весы. Масса тела, измеряемая на них, — величина непрерывная по своей природе. Представление о массе (т.е. информацию о массе) содержит в себе длина отрезка, на которую перемещается указатель весов под воздействием массы измеряемого тела. Длина отрезка тоже непрерывная величина. Чтобы охарактеризовать массу, в весах традиционно используется шкала, отградуированная, например, в граммах. Пусть, для определенности, шкала конкретных весов имеет диапазон от 0 до 50 граммов. Тогда масса может быть характеризована одним из 51 значений: 0, 1, 2, ..., 50, т.е. дискретным набором значений. Таким образом, информация о непрерывной величине, массе тела, приобрела дискретную форму.

Вывод : Любую непрерывную (аналоговую) величину можно представить в дискретной форме. И механизм такого преобразования очевиден.

Определение. Процесс преобразования непрерывной (аналоговой) величины в дискретную форму называется аналого-дискретным преобразованием.

Примечание .

Возникает вопрос, а можно ли по дискретному представлению восстановить непрерывную величину. И ответ будет таким: да, в какой-то степени можно, но сделать это не так просто, и восстанавливаемый образ может отличаться от подлинника. Такое обратное преобразование называется дискретно-аналоговым.

Для представления непрерывной величины могут использоваться самые разнообразные физические процессы. В рассмотренном выше примере о пружинных весах физическая величина “масса тела” представляется “длиной отрезка”, на который переместится указатель весов (стрелка). В свою очередь, механическое перемещение можно преобразовать, например, в “напряжение электрического тока”. Для этого можно воспользоваться линейным потенциометром, на который можно подать постоянное напряжение (например, 10 вольт) от источника питания, а движок потенциометра связать с указателем весов. В таком случае изменение массы тела от 0 до 50 граммов приведет к перемещению движка потенциометра в пределах допустимой длины (от 0 до L миллиметров) и, следовательно, к изменению напряжения на его выходе от 0 до 10 вольт. Отсюда можно сделать вывод, что информация о массе тела может представляться, вообще говоря, многими способами. В качестве носителей непрерывной информации при этом могут использоваться любые физические величины, принимающие непрерывный “набор” значений (правильнее было бы сказать принимающие любое значение внутри некоторого интервала).

Примечание .

Отметим, что физические процессы (перемещение, электрический ток и др.) могут существовать сами по себе или использоваться, например, для передачи энергии. Но в ряде случаев эти же процессы применяются в качестве носителей информации. Чтобы отличить одни процессы от других, введено понятие “сигнал”. Если физический процесс, т.е. какая-то присущая ему физическая величина, несет в себе информацию, то говорят, что такой процесс является сигналом. Именно в этом смысле пользуются понятиями “электрический сигнал”, “световой сигнал”, “радиосигнал” и т.д. Таким образом, электрический сигнал — не просто электрический ток, а ток, величина которого несет в себе какую-то информацию.