Количественные оценки величины информации основаны на том, что данные, предназначенные для обработки хранения и восприятия, не известны заранее с полной определенностью. Заранее известно лишь множество, из которого могут быть выбраны эти данные и вероятность их появления.
Информация в технических средствах передается с помощью сообщений кодируются с помощью сигналов. В свою очередь, сигнал — физический процесс, отображающий сообщение и служащий для передачи по каналам связи. Преобразование сообщения в сигнал называется кодированием.
В большинстве реальных процессов сигналы являются функцией времени, то есть являются аналоговыми сигналами.
(В компьютере ограничивается разрядность — техника не безгранична по возможностям.)
Информация кодируется в сигнал с помощью электромагнитных полей.
Одна из проблем любых технических средств — независимость от внешней среды.
Управление одним или несколькими параметрами физических сигналов называется модуляцией. Наиболее простой модуляцией является амплитудная модуляция (интенсивность сигнала зависит от того или иного параметра сообщения). Недостатки: невозможность передачи на большие расстояния (затухание) и низкая помехозащищенность.
Следующий шаг — амплитудная модуляция гармонических сигналов. Расстояние увеличилось, помехозащищенность низкая.
Затем использование частотной модуляции. Частота гармонического сигнала меняется в соответствии с информацией, заложенной в сообщении. Разновидность частотной модуляции — фазовая модуляция.
В реальных системах применения не нашли. В реальных системах применяется передача сообщений, кодируемая с помощью набора чисел.
Теорема Котельникова связывает вероятность достоверности передачи аналогового сообщения с помощью набора дискретных сигналов со спектром сигнала, и количеством точек, которое необходимо взять.
Потребовалось закодировать дискретные сигналы. Нашла применение бинарная система. Под системой счисления понимается способ представления любого числа с помощью алфавита символов, называемых цифрами. Исторически сложились две системы счисления: римская система и позиционная система. Римская система не прижилась из-за неудобства выполнения математических операций. В позиционной системе одна и та же цифра может использоваться многократно, а величина числа определяется позицией этой цифры.
n = Er ∙ S2 + Er-1 ∙ S2-1 … E-1 ∙ S1 + E-2 ∙ S-2 + …
S — основание системы
Е — цифра, соответствующая основанию системы
Позиции цифр в системе называются разрядами. Наибольшее распространение в вычислительной технике, кроме двоичной системы, нашли восьмеричная и шестнадцатеричная системы. Шестнадцатеричная система предполагает кодирование с помощью цифр от 0 до 9 и латинских букв от A до F. Шестнадцатеричная система используется для записи команд, адресов и операндов. При выполнении арифметических операций используется двоичная система.