Виды информации
Аналоговая и цифровая информация
Информацию можно классифицировать разными способами, и разные науки делают это по-разному. Каждая наука, занимающаяся вопросами, связанными с информацией, вводит свою систему классификации.
Для информатики самым главным вопросом является то, каким образом используются средства вычислительной техники для создания, хранения, обработки и передачи информации, поэтому у информатики особый подход к классификации информации. В информатике отдельно рассматривают аналоговую информацию и цифровую. Это важно, поскольку человек благодаря своим органам чувств привык иметь дело с аналоговой информацией, а вычислительная техника, наоборот, в основном работает с цифровой информацией.
Человек так устроен, что воспринимает информацию с помощью органов чувств.
Свет, звук и тепло — это энергетические сигналы, а вкус и запах — это результат воздействия химических соединений, в основе которого тоже энергетическая природа. Человек испытывает энергетические воздействия непрерывно и может никогда не встретиться с одной и той же их комбинацией дважды. Мы не найдем двух одинаковых зеленых листьев на одном дереве и не услышим двух абсолютно одинаковых звуков — это информация аналоговая. Если же разным цветам дать номера, а разным звукам — ноты, то аналоговую информацию можно превратить в цифровую.
Музыка, когда мы ее слышим, несет аналоговую информацию, но стоит только записать ее нотами, как она становится цифровой.
Разница между аналоговой информацией и цифровой прежде всего в том, что аналоговая информация непрерывна, а цифровая — дискретна. Если у художника в палитре только одна зеленая краска, то непрерывную бесконечность зеленых цветов листьев он передаст очень грубо и все деревья на картине будут иметь одинаковый цвет. Если у художника три разные зеленые краски, то передача цвета уже будет чуть более точной. Для большей точности передачи аналоговой информации о живой природе художники смешивают разные краски и получают большое количество оттенков.
Есть ли какие-то звуки между нотами «ми» и «фа»? Наверное, есть. Но на фортепиано нельзя их исполнить, потому что для них нет клавиши. Переход от ноты «ми» к ноте «фа» происходит скачком, то есть дискретно.
На скрипке можно создать звуки любой высоты — стоит чуть сместить пальцы левой руки, и звук будет выше или ниже. Переход от одного тона к другому происходит плавно и непрерывно.
Таким образом, классификацию видов информатики можно представить в виде следующей схемы:
Устройства аналоговые и цифровые
Органы чувств человека так устроены, что он способен принимать, хранить и обрабатывать аналоговую информацию. Многие устройства, созданные человеком, тоже работают с аналоговой информацией.
1. Телевизор — это аналоговое устройство. Внутри телевизора есть кинескоп. Луч кинескопа непрерывно перемещается по экрану. Чем сильнее луч, тем ярче светится точка, в которую он попадает. Изменение свечения точек происходит плавно и непрерывно.
2 . Монитор компьютера тоже похож на телевизор, но это устройство цифровое. В нем яркость луча изменяется не плавно, а скачком (дискретно). Луч либо есть, либо его нет. Если он есть, мы видим яркую точку (белую или цветную). Если луча нет, мы видим черную точку. Поэтому изображения на экране монитора получаются более четкими, чем на экране телевизора.
3. Проигрыватель грампластинок — аналоговое устройство. Чем больше высота неровностей на звуковой дорожке, тем громче звучит звук.
4. Телефон — тоже аналоговое устройство. Чем громче мы говорим в трубку, тем выше сила тока, проходящего по проводам, тем громче звук, который слышит наш собеседник.
К цифровым устройствам относятся персональные компьютеры -они работают с информацией, представленной в цифровой форме. Цифровыми также являются мобильные телефоны, музыкальные проигрыватели лазерных компакт-дисков, мониторы – яркость луча изменяется скачком (есть луч – яркая белая или цветная точка, нет луча – черная точка).
Аналоговую информацию можно превратить в цифровую ( для этого достаточно, например, разным цветам присвоить номер или музыку записать нотами) и наоборот.
В вычислительной технике такие преобразования производят специальные устройства, которые называются аналогово-цифровой и цифро-аналоговый преобразователи – АЦП и ЦАП.
Формы представления информации
Человек воспринимает аналоговую информацию с помощью органов чувств. Он стремится зафиксировать ее таким образом, чтобы она стала понятной другим. При этом одна и та же информация может быть представлена в разных формах.
Любую информацию можно представить в форме, наиболее удобной для восприятия. При этом таких представлений может быть несколько, и все эти формы будут являться различными моделями объектов, процессов или явлений.
Например, одну и ту же функцию можно представить с помощью таблицы, графика, формулы.
Представление информации в различных формах происходит в процессе восприятия окружающей среды живыми организмами и человеком, в процессах обмена информацией между человеком и человеком, человеком и компьютером (ПК), ПК и ПК и т.д. Преобразование информации из одной формы в другую (кодирование) необходимо для того, чтобы живой организм, человек или ПК мог хранить и обрабатывать информацию в удобной для него форме, на понятном для него языке.
Источник
Нотные документы как основной вид документов музыкальной библиотеки
В музыкальных библиотеках или нотных отделах библиотек разного уровня формируются особые фонды документов. Их особенность состоит в том, что фондообразующим документов в них являются нотные издания или документы, фиксирующие музыку. [60, С.4] Магнитные записи, грампластинки, электронные носители музыки – всё это является механическими или электронными способами фиксации музыкальной информации. Документы, содержащие подобную информацию на традиционном носители, бумаге составляют основную массу документов БФ музыкальных библиотек. Так БИКЦИМ библиотеки имени Маяковского фонд нотно-музыкальной литературы составляет 150 000 единиц хранения. Коллекция виниловых пластинок – 18 663 единиц хранения, произведения на мультимедиа носителях – 5 500 единиц хранения. [47, С.1-2]
Способы фиксирования музыки для сохранения и передачи во времени и пространстве придуманы ещё в древние времена. Ещё в древности музыканты пытались разными способами зафиксировать музыкальную информацию. До нас дошли памятники музыкальной нотации, созданные в древней Греции, они датируются 3 веком до нашей эры. Эти документы из камня или папируса, музыкальная информация зафиксирована при помощи букв, так называемая буквенная нотация. В древней Руси для записи нот использовались крюки, знамёна, отсюда название – знаменные распевы. Это безлинейная нотация. Только в 17 веке, нотопечатание изменилась вместе с появлением в Росси пятилинейной музыкальной нотации. В 17 веке светские нотно-музыкальные документы печатались в типографиях Академии и Академии художеств. [37, С. 384] Печатались эти документы при помощи печатных форм, способом гравировки на меди. В 18 веке нотопечатание в Росси развивается очень бурно. Появляются музыкальные издательства. Это обусловлено тем, что обществом чрезвычайно востребованы нотно-музыкальные издания, в Росси происходит становление классической светской музыки. Творят такие композиторы как: Максим Березовский[2], Титовы[3], Дилецкий.[4] Одоевский писал: «эти книги — неоценённое народное сокровище, каким не может похвалиться ни одна страна в Европе, ибо по всем историческим данным, в сих книгах сохранились те же самые напевы, какие употреблялись в наших церквах за 700 лет». [85, С.8] К 9 веку нашей эры, в западной Европе сформировалась пятилинейная музыкальная нотация. В основном записывалась музыка для церкви. Это были церковные хораллы, литургические песнопения. Ноты записывались пневмами[5]. Это нотная запись не передавала продолжительность звука. Высоту звука. Подобно крюкам, пневмы указывали направление мелодии. Современная система музыкальной нотации сложилась к 17 веку нашей эры. Сохранение музыкальной информации полиграфическим способом называется нотопечатанием. [37, С. 384] Первые приёмы нотопечатания были изобретены сразу после изобретения книгопечатания. Сначала в напечатанных книгах оставляли место для записи музыки, и музыка записывалась вручную. Сохранились книжные памятники, инкунабулы, где на пустых страницах были напечатан нотный стан, для того, чтобы в дальнейшем можно было заполнить его нотами, именно в это время линейки нотного стана принято было печатать красной краской, а нотные знаки вписывались чёрными. Именно этот факт мешал упростить нотопечатание, освоить более дешёвые и простые способы, но позже эти трудности были преодолены. Первые печатные нотно-музыкальные документы носили церковный характер, как и первые книги, нотные документы были необходимы для профессиональной деятельности служителей церкви. Музыка фиксировалась исключительно религиозного содержания. В дальнейшем печатание нот велось в двух направлениях: при помощи гравировки или ксилографии (гравировка на дереве) и при помощи литер с нанесёнными на них нотами. При первых двух способах музыкальный документ становится гравюрой. Многие памятники нотно-музыкальных документов имеют двойное историческое значение: как музыкальный памятник и как памятник художественный – гравюра. Внизу приведена таблица, в которой хорошо прослеживается эволюция печатания нот. В таблице показаны памятники нотопечатания, дошедшие до современного времени, так же приведены имена создателей или изобретателей технологий нотопечатания. [37] [85]
Таблица 1. Эволюция нотопечатания.
| Временной отрезок: века, года. | Характеристика периода. Памятники нотопечатанья характерные для периода. | Автор изобретения, нововведения. | Страна |
| 15 век. 1480 г. 1480 г. 1488 г. 1481 г. 1498 г. | Ноты печатались в два приёма; сначала печатали нотный стан, затем нотные знаки. Распространена мензуральная нотация. Изобретение и использование нотных литер. Памятник нотопечатания — «Краткая грамматика». Памятник нотопечатания – «Хорал готической нотации». В это же время была распространена гравировка по дереву. Нотопечатание производили с досок на которых вырезали нотные знаки. Памятник нотопечатания – «Григорианский хорал римской квадратной нотации». | Фома Нигер Георг Рейзер Оттовиано Скотто | Италия Германия Италия Италия |
| 15-16 вв. 1501 г. 1515 г 1586 г. | Распространение нотных литер с частью нотоносца. Стало возможным печатать полифонические (многоголосные) произведения. Памятник нотопечатания – «Стопесенец гармонической музыки» — этот документ напечатан с помощью наборного шрифта. Одновременно была распространена гравировка по металлу в сочетании с принципом высокой печати, поверхности касаются, определённые элементы, как на клише. Применение принципа глубокой печати, который сочетался с гравировкой по меди. Глубокая печать, это когда печатающие элементы как бы утоплены, а пробельные на поверхности. | П. Аттеньян П. Оттен О.Петруччи | Франция. Италия |
| 17 в. 1652 г. 1679 г. | Для церковных нужд разработано печатание крюков (крюки – нотация, которая применялась в России). Отпечатаны сравнительные таблицы крюковых и линейных нотных знаков, для обучения музыке. Эти таблицы, награвированные на медных досках. Изобретение печатного станка оригинальной конструкции. | Ф. Иванов Гутовский С. – московский органист. | Россия Московский печатный двор Россия |
| 18 в. 1720 г. 1730 г. 1730 г. 1754 г. 1766 г. | Новый вид гравирования: на досках из сплава олова и свинца. Напечатаны первые ноты с гравиров (медных досок) Использование в гравировки досок из мягкого сплава олова со свинцом, на которые часто повторяющиеся знаки (нотные ключи, например) наносили с помощью пуансонов (брусок из стали с рельефным изображением). Изобретение подвижного нотного стана. Нотные знаки составлялись из мельчайших частиц, составлялись. Разработан способ наборного нотопечатания. | Джон Клюэр Джон Уолш Джон Эйр И. Брайткопф С.И.Бышковский | Англия Англия Германия Россия |
| Конец 18 века начало 19 века. | Нотопечатание производили по новой технологии – при помощи литографии. Этому способу способствовало изобретение литографии. Распространение литографского способа печатания тиражирование нотных изданий. | ||
| Начало 20 века. | Нотопечатание при помощи фотомеханического способа. | ||
| 21 век. | Нотопечатание при помощи компьютерных технологий. |
В новейшее время, в 20 веке нотно-музыкальные документы печатались при помощи офсетной печати, переводом нотно-музыкального материала на печатные формы фотомеханическим способом. В настоящее время в нотопечатании применяются компьютерные технологии. Существуют издательства, специализирующиеся на производстве нотных изданий, такие как: «Композитор», «Музыка», «Феникс», «Дека+». Эти издательства являются основными производителями нотных изданий в России их деятельность постоянно востребовано не только музыкантами-профессионалами. Но и студентами, учащимися музыкальных школ, просто любителями музыки.
Источник
Аналоговая и цифровая информация
ПМ. 01 Ввод и обработка цифровой информации
МДК.01.01 Технологии создания и обработки цифровой мультимедийной информации
Профессия: Оператор электронно-вычислительных и вычислительных машин
Дата проведения:21.04.2020 г.
Время занятия:1 час
Тема: Аналоговая и цифровая информация
Цель занятия:Получить представление о понятии информации, отличия аналоговой от цифровой информации.
1. Изучить материал
3. Ответить на вопросы
Аналоговая и цифровая информация
Человеку постоянно приходится иметь дело с информацией (он получает ее с помощью органов чувств), строгого научного определения, что же такое информация, не существует. В разных научных дисциплинах и в разных областях техники существуют разные понятия об информации.
Но все отрасли науки и техники, имеющие дело с информацией, сходятся в том, что информация обладает четырьмя свойствами. Информацию можно: создавать, передавать (и, соответственно, принимать), хранить и обрабатывать.
Вся информация может быть представлена как аналоговая и цифровая. Человек благодаря своим органам чувств, привык иметь дело с аналоговой информацией, а вычислительная техника, работает с цифровой информацией.
При аналоговом представлении физическая величина может принимать множество значений, причем эти значения меняются непрерывно.
Цифровая информация представленна в форме, допускающей обработку отдельных элементов ее содержания. Например, цифровой текстовый документ позволяет осуществлять его побуквенную обработку.
Примером аналогового представления графической информации может служить, например, живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного — изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета.
Свет, звук и тепло — это энергетические сигналы, а вкус и запах — это результат воздействия химических соединений, в основе которого тоже энергетическая природа. Человек испытывает энергетические воздействия непрерывно и может никогда не встретиться с одной и той же их комбинацией дважды. Мы не найдем двух одинаковых зеленых листьев на одном дереве и не услышим двух абсолютно одинаковых звуков — это информация аналоговая. Если же разным цветам дать номера, а разным звукам — ноты, то аналоговую информацию можно превратить в цифровую.
Музыка, когда мы ее слышим, несет аналоговую информацию, но стоит только записать ее нотами, как она становится цифровой.
Идея представить любую информацию в виде чисел и закодировать их байтами очень рациональна. Компьютеру удобно работать, когда тексты, звуки, рисунки и видеофильмы представлены в виде байтов со значениями от 0 до 255. Непонятно только, как он отличит, где и что записано.
Возьмем несколько байтов: 70, 79, 82, 77, 65, 84. Что здесь записано?
• Может быть, это две цветные точки: первая с цветом 70, 79, 82, а вторая: 77, 65, 84?
• Может быть, это шесть серых точек (одни чуть светлее, а другие чуть темнее).
• Может быть, этими байтами закодирована дата и время запуска очередного спутника Земли?
• Может быть, это начало какой-то музыкальной мелодии?
Это может быть вообще все, что угодно, в том числе и английское слово FORMAT, закодированное по стандарту ASCII (проверьте, не так ли это на самом деле).
Если компьютер не знает, что выражает каждая группа байтов, он не сможет ничего с ней сделать. Он должен различать, где байтами закодирован текст, а где музыка и рисунки. Тексты должны всегда оставаться текстами, числа — числами, даты — датами, рисунки — рисунками, музыка — музыкой, а деньги, хранящиеся в банковском компьютере в виде тех же самых байтов, должны оставаться деньгами и не превращаться в звук и музыку.
Решение этой проблемы опять-таки связано с заголовком. Если бы перед группой байтов стоял специальный заголовок, то компьютер точно знал бы, что эти байты обозначают. А чтобы компьютер знал, где кончаются байты заголовка и начинаются байты данных, заголовок и данные должны иметь строго определенный формат. Для разных видов информации используются разные форматы.
Ответить на вопросы:
1. Объясните своими словами, чем отличается аналоговая информация от цифровой?
2. Приведите примеры аналоговой и цифровой информации.
Ответы на вопросы отправить на Электронный адрес преподавателя Гонцовой Ольги Кирияковны: olga-olga411@ mail.ru
Для того чтобы информацию сохранить, ее надо закодировать. Любая информация всегда хранится в виде кодов. Когда мы что-то пишем в тетради, мы на самом деле кодируем информацию с помощью специальных символов. Эти символы всем знакомы — они называются буквами. И система такого кодирования тоже хорошо известна — это обыкновенная азбука. Жители других стран те же самые слова запишут по-другому (другими буквами) — у них своя азбука. Можно сказать, что у них другая система кодирования. В некоторых странах вместо букв используют иероглифы — это еще более сложный способ кодирования информации.
Можно кодировать и звуки. С одной из таких систем кодирования вы тоже хорошо знакомы: мелодию можно записать с помощью нот. Это не единственная система кодирования музыки. В давние времена на Руси музыку записывали с помощью так называемых «крюков» — это особая форма записи.
Хранить можно не только текстовую и звуковую информацию. В виде кодов хранятся и изображения. Если посмотреть на рисунок с помощью увеличительного стекла, то видно, что он состоит из точек — это так называемый растр. Координаты каждой точки можно запомнить в виде чисел. Цвет каждой точки тоже можно запомнить в виде числа. Эти числа могут храниться в памяти компьютера и передаваться на любые расстояния. По ним компьютерные программы способны изобразить рисунок на экране или напечатать его на принтере. Изображение можно сделать больше или меньше, темнее или светлее, его можно повернуть, наклонить, растянуть. Мы говорим о том, что на компьютере обрабатывается изображение, но на самом деле компьютерные программы изменяют числа, которыми отдельные точки изображения представлены в памяти компьютера.
3. Передача аналоговой и цифровой информации
Примером аналоговой передачи сигнала является передача речевой информации по телефонным проводам.
Аналоговое сохранение информации является также довольно распространенным явлением, например, запись звукового сигнала на магнитофонную ленту.
До 70-х гг. ХХ в. технические устройства работали только с аналоговыми сигналами, каковыми являлись и способы их обработки. Это означало, что обработка сигнала проводилась на непрерывном интервале времени (в каждый малый промежуток времени). В результате получался также аналоговый сигнал (рис. 1.1).
Рис. 1.1. Аналоговое преобразование сигнала
С появлением в 70-х гг. ХХ в. микропроцессора (основного элемента ЭВМ), а также микросхем с высокой степенью интеграции стали получать распространение дискретные и цифровые сигналы, а вместе с ними и соответствующие способы их обработки.
Дискретность сигнала означает возможность его измерения только на конечном отрезке, в строго определенные моменты времени. Следовательно, сам сигнал представляет собой уже не непрерывную функцию, а последовательность дискретных значений. На рисунке 1. 2 показаны дискретные значения функции, полученные в дискретные моменты времени, имеющие лишь только приближенные числовые значения. В зависимости от решаемой задачи эти значения могут быть зафиксированы только в данных временных точках, но могут сохранять свое значение в промежутке от данной до следующей точки измерения.
Рис. 1.2. Дискретный сигнал
В случае когда наличие приближенных значений не удовлетворяет поставленной задаче, производят округление имеющихся значений с заданной степенью точности. Вместо приближенных значений получаются определенные конечные числовые значения (рис. 1.3). Дискретный сигнал, значения которого выражены определенными конечными числами, называется цифровым.
Аналогично аналоговым устройствам обработки аналоговых сигналов существуют также специальные технические устройства для обработки, хранения, передачи цифровых сигналов. Бурное развитие вычислительной техники, средств телекоммуникации непосредственно связано с обработкой цифровых сигналов, поскольку цифровая cвязь имеет множество преимуществ по сравнению с аналоговой.
Рис. 1.3. Цифровой сигнал
Цифровой способ хранения информации нашел широкое применение при записи различного рода информации на аудио- и видео-компакт-дисках (CD-ROM).
Цифровая передача данных используется при обмене информацией между компьютерами с помощью модема или при работе с факсимильными средствами связи.
Довольно сложной оказывается цифровая обработка сигнала, например, цифровыми фильтрами, основанными на алгоритмах преобразования Фурье.
Несмотря на то что цифровая обработка информации приобретает в настоящее время все большее распространение, отказаться от аналоговой невозможно: еще остается достаточно много систем и устройств, в которых информация может передаваться только в виде аналогового сигнала. В связи с этим решаются различные вопросы, ищутся способы преобразования аналогового сигнала в цифровой и наоборот.
Очевидно, при преобразовании исходного аналогового сигнала в цифровой появляется определенная погрешность, что является недостатком. Но, увеличивая число дискретов по оси времени и функции сигнала, можно достичь уменьшения погрешности. Использование современных высокоскоростных технических средств обработки и хранения цифровых сигналов позволяет значительно упростить и удешевить процесс преобразования аналогового сигнала в цифровой, а также устранить недостатки, присущие аналоговой передаче сигнала (например влияние шумов) и получить ряд важных преимуществ.
В результате даже такие области телекоммуникации, как телефонная связь и радиовещание, где традиционным являлся аналоговый сигнал, переходят на цифровую форму обработки и передачи сигналов. Этот процесс получил наибольшее развитие с появлением глобальных компьютерных сетей. Распространенным средством осуществления связи между компьютерами является телефонная сеть. Исходное сообщение, поступающее в телефонную линию, преобразуется в аналоговый сигнал. После этого специальные технические средства производят последующее преобразование этого аналогового сигнала в цифровой, и уже в цифровом виде он обрабатывается, хранится, передается. Только достигнув получателя, цифровой сигнал преобразуется обратно в аналоговый и воспринимается абонентом в привычном ему виде.
Таким образом, существующие виды информации: зрительная и звуковая, с помощью которых общаются люди, а также информация в виде сигналов, непосредственно связаны между собой. Преобразования информации из одного вида в другой показывают, насколько важен и непрерывен процесс обмена информацией. Применение технических устройств делает этот процесс неотъемлемой частью жизни человеческого общества.
Ответить на вопросы:
3. Объясните своими словами, чем отличается аналоговая информация от цифровой?
4. Приведите примеры аналоговой и цифровой информации.
Источник