Отображение информации с помощью знаков. Алфавит с точки зрения информатики

Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита (набора знаков ) и правил выполнения операций над знаками.

Человек широко использует для представления информации знаковые системы, которые называются языками. Естественные языки начали формироваться еще в древнейшие времена в целях обеспечения обмена информацией между людьми. В настоящее время существуют сотни естественных языков (русский, английский, китайский и др.).

Формальные языки. В процессе развития науки были разработаны формальные языки (системы счисления, алгебра, языки программирования и др.), основное отличие которых от естественных языков состоит в существовании строгих правил грамматики и синтаксиса.

Например, десятичную систему счисления можно рассматривать как формальный язык, имеющий алфавит (цифры) и позволяющий не только именовать и записывать объекты (числа), но и выполнять над ними арифметические операции по строго определенным правилам.

Существуют формальные языки, в которых в качестве знаков используют не буквы и цифры, а другие символы, например музыкальные ноты, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки Морзе).

Физическая реализация знаков в естественных и формальных языках может быть различной. Например, текст и числа могут быть напечатаны на бумаге, высвечены на экране монитора компьютера, записаны на магнитном или оптическом диске.

Знаки, используемые для обозначения фонем человеческого языка, называются буквами, а их совокупность – алфавитом языка.

Важно подчеркнуть, что понятия знака и алфавита можно отнести только к дискретным сообщениям!

К основным параметрам Средствам Отображения Информации следует отнести используемый алфавит, информационную емкость, разрешающую способность, быстродействие, точность воспроизведения информации, фотометрические параметры (яркость, контраст), надежность, стоимость, потребляемую мощность.

В информатике алфавит — это множество (как правило конечное) символов или букв, например латинских букв и цифр. Примером распространённого алфавита является двоичный алфавит {0,1}. Конечная строка — это конечная последовательность букв алфавита. Например, двоичная строка — это строка из символов алфавита {0,1}. Также возможно построение бесконечных последовательностей из букв алфавита.

Используемый алфавит и основание кода алфавита информационной модели определяются классом решаемых задач и задаются числом и типом знаков (цифр, букв, условных знаков и т. д.), количеством градаций размеров, яркости, ориентации символов, используемых цветов, частот мерцаний изображений и т. д.

Варианты преобразования сообщений. Преобразование непрерывных сигналов в непрерывные. Преобразование непрерывных сигналов в дискретные. Преобразование дискретных сигналов в дискретные. Преобразование дискретных сигналов в непрерывные.

Поскольку имеются два типа сообщений, между ними, очевидно, возможны четыре варианта преобразований:

Непрерывные в непрерывные:

Примерами устройств, в которых осуществляется преобразование типа N₁→N₂, являются: микрофон, магнитофон и видеомагнитофон, телекамера, радио- и телевизионный приемник, аналоговая вычислительная машина. Особенностью данного варианта преобразования является то, что оно всегда сопровождается частичной потерей информации. Потери связаны с помехами (шумами), которые порождает само информационное техническое устройство и которые воздействуют извне. Эти помехи примешиваются к основному сигналу и искажают его.

Непрерывные в дискретное , то есть дикретизация ( даёт в ряде случаев значительные преимущества при передаче, хранении и обработке информации)

Для преобразования непрерывного сигнала в дискретный используется процедура, которая называется квантованием.( Квантование - операция преобразования аналогового сигнала в дискретный сигнал. Квантование реализуется посредством разбиения диапазона значений аналогового сигнала на конечное число непересекающихся интервалов.
При квантовании происходит округление мгновенных значений аналогового сигнала до некоторой наперед заданной фиксированной величины (уровня). Различают квантование по времени и квантование по амплитуде сигнала.)

Теперь обсудим общий подход к преобразованию типа N>D. С математической точки зрения перевод сигнала из аналоговой формы в дискретную означает замену описывающей его непрерывной функции времени Z(t) на некотором отрезке [t1, t2] конечным множеством (массивом) {Zi, ti} (i изменяется от 0 до n, где n – количество точек разбиения временного интервала).

Дискретные в дискретные –

Преобразование типа D1>D2 состоит в переходе при представлении сигналов от одного алфавита к другому – такая операция носит название перекодировка и может осуществляться без потерь. Примерами ситуаций, в которых осуществляются подобные преобразования, могут быть: запись-считывание с компьютерных носителей информации; шифровка и дешифровка текста; вычисления на калькуляторе.

дискретных сигналов в непрерывные.

( устр-ва по типу модем - устройство для обмена информацией между компьютерами, которое осуществляет преобразование дискретных сигналов в непрерывные модулированные сигналы для передачи по линии связи и обратное преобразование (с демодуляцией) при приеме)

Сохранение информации в преобразованиях N>D иD>N обеспечивается именно благодаря участию в них дискретного представления. Другими словами, преобразование сообщений без потерь информации возможно только в том случае, если хотя бы одно из них является дискретным. В этом проявляется несимметричность видов сообщений и преимущество дискретной формы