Непрерывные и дискретные формы представления

информации.

Источник информации может вырабатывать непрерывное сооб­щение (сигнал), в этом случае информация называется непрерыв­ной, или дискретное — информация называется дискретной.

Например, сигналы, передаваемые по радио и телевидению, а также используемые в магнитной записи, имеют форму непрерывных, быстро изменяющихся во времени зависимостей. Такие сигналы называются непрерывными, или аналоговыми, сигналами. В противо­положность этому в телеграфии и вычислительной технике сигналы имеют импульсную форму и называются дискретными сигналами.

Непрерывная и дискретная формы представления информации имеют особое значение при рассмотрении вопросов создания, хра­нения, передачи и обработки информации с помощью средств вы­числительной техники.

В настоящее время во всех вычислительных машинах информа­ция представляется с помощью электрических сигналов. При этом возможны две формы представления численного значения какой-либо переменной, например X:

• в виде одного сигнала — например, электрического напряже­ния, которое сравнимо с величиной X (аналогично ей). На­пример, при X = 2003 единицам на вход вычислительного ус­тройства можно подать напряжение 2,003 В (масштаб пред­ставления 0,001 В/ед.) или 10,015 В (масштаб представления 0,005 В/ед.);

• в виде нескольких сигналов — нескольких импульсов напря­жений, которые сравнимы с числом единиц в X, числом де­сятков в X, числом сотен в X и т. д. (например, при X, равном 1995 единицам, на вход вычислительного устройства можно подать четыре импульса напряжением 1 В, 9 В и 5 В).

Первая форма представления информации (с помощью сходной величины — аналога) называется аналоговой, или непрерывной. Ве­личины, представленные в такой форме, могут принимать принципи­ально любые значения в определенном диапазоне. Количество значений, которые может принимать такая величина, бесконечно велико. Отсюда названия — непрерывная величина и непрерывная информа­ция. Слово «непрерывность» отчетливо выделяет основное свойство таких величин — отсутствие разрывов, промежутков между значени­ями, которые может принимать данная аналоговая величина.

Вторая форма представления информации называется дискрет­ной (с помощью набора напряжений, каждое из которых соответ­ствует одной из цифр представляемой величины). Такие величи­ны, принимающие не все возможные, а лишь вполне определенные значения, называются дискретными (прерывистыми). В отличие от непрерывной величины количество значений дискретной величи­ны всегда будет конечным.

Сравнивая непрерывную и дискретную формы представления информации, нетрудно заметить, что при использовании непрерыв­ной формы для создания вычислительной машины потребуется мень­шее число устройств (каждая величина представляется одним, а не несколькими сигналами), но эти устройства будут сложнее (они дол­жны различать значительно большее число состояний сигнала).

Непрерывная форма представления используется в аналоговых вычислительных машинах (АВМ). Эти машины предназначены в основном для решения задач, описываемых системами дифферен­циальных уравнений: исследования поведения подвижных объектов, моделирования процессов и систем, решения задач параметриче­ской оптимизации и оптимального управления. Устройства для обработки непрерывных сигналов обладают более высоким быстро­действием, они могут интегрировать сигнал, выполнять любое его функциональное преобразование и т. п. Однако из-за сложности тех­нической реализации устройств выполнения логических операций с непрерывными сигналами, длительного хранения таких сигналов, их точного измерения АВМ не могут эффективно решать задачи, свя­занные с хранением и обработкой больших объемов информации, ко­торые легко решаются при использовании цифровой (дискретной) формы представления информации, реализуемой цифровыми элек­тронными вычислительными машинами (ЭВМ).