1. В чём различие между пиктограммой и символом?
Пиктограмма — это визуальный образ, предназначенный для представления объекта или действия, чаще всего без текста, например, дорожные знаки или кнопки интерфейсов. Символ, в отличие от пиктограммы, имеет абстрактный или условный характер, он не всегда похож на то, что обозначает (например, математические символы или алфавит).
2. Приведите примеры знаковых систем, которые не упоминаются в учебнике.
Примеры знаковых систем, которые не всегда упоминаются в учебниках: азбука Брайля (для слепых), жестовый язык, семафорная азбука, QR-коды, флажковая сигнализация в морском флоте.
3. Какие бытовые устройства работают с аналоговыми сигналами?
Бытовые устройства, работающие с аналоговыми сигналами: старые радиоприёмники, кассетные магнитофоны, виниловые проигрыватели, ламповые телевизоры, телефонные аппараты с дисковым набором.
4. Какие системы связи используют аналоговые сигналы, а какие — дискретные?
Аналоговые сигналы используются в радио (например, AM/FM радиовещание) и старых телефонных сетях. Дискретные сигналы используются в цифровой связи, таких как интернет, мобильная связь (3G, 4G, 5G), цифровое телевидение.
5. Почему при использовании аналоговой техники передача информации всегда происходит с искажениями?
Аналоговая техника передаёт информацию в виде непрерывного сигнала, который чувствителен к помехам и искажениям из-за шума, изменений температуры, электромагнитных воздействий, что неизбежно приводит к потере качества.
6. Почему с помощью дискретного сигнала можно передавать ин-формацию практически без искажений? Искажается ли форма такого сигнала под воздействием помех?
Дискретные сигналы передают информацию в виде последовательности чётко определённых значений, что позволяет использовать алгоритмы для устранения ошибок. Однако форма сигнала может искажаться под воздействием помех, но значение информации удаётся восстановить благодаря чётко определённым уровням.
7. Сигнал изменяется в моменты времени, кратные 1 секунде, и может принимать одно из 16 возможных значений. Можно ли назвать такой сигнал дискретным?
Да, сигнал, изменяющийся в моменты времени, кратные одной секунде, и принимающий одно из 16 значений, можно назвать дискретным, так как он определён в фиксированные моменты времени и имеет конечное множество значений.
8. Что такое дискретизация по времени и дискретизация по уровню?
Дискретизация по времени — это процесс преобразования непрерывного сигнала в последовательность значений, фиксируемых в определённые моменты времени. Дискретизация по уровню — это округление значения сигнала до ближайшего из заданных уровней.
9. Приведите пример дискретизации сигнала: а) только по уровню; б) только по времени. Нарисуйте графики процессов.
а) Дискретизация только по уровню: непрерывный сигнал округляется до ближайшего значения, например, аналоговая шкала громкости представлена в фиксированных уровнях. б) Дискретизация только по времени: значения измеряются через равные промежутки времени, как в цифровом термометре. График сигнала при дискретизации покажет ступенчатую линию.
10. Почему при дискретизации, как правило, происходит потеря информации? В каких случаях потери информации не будет?
Потеря информации при дискретизации возникает из-за округления значений сигнала (дискретизация по уровню) или пропуска событий между моментами измерений (дискретизация по времени). Потерь не будет, если сигнал изначально дискретный или равен сэмплам.
11. Как можно уменьшить потери информации при дискретизации? Почему не стоит стремиться максимально уменьшить эти потери?
Потери можно уменьшить, увеличив частоту дискретизации или количество уровней (глубину квантования). Однако чрезмерное уменьшение потерь приводит к увеличению объёма данных, что не всегда оправдано из-за требований к памяти и скорости обработки.
12. Приведите примеры, когда одна и та же информация может быть представлена в аналоговой и дискретной формах.
Примеры аналоговой и дискретной формы: аудиозапись может быть аналоговой (кассета, винил) или дискретной (MP3, WAV). Видеосигналы могут быть аналоговыми (старая видеоплёнка) или цифровыми (файлы MPEG, MKV).
:13. Выясните, какие музыкальные инструменты позволяют извлекать только дискретные звуки (заранее определённые ноты), а какие — звук любой частоты.
Музыкальные инструменты с дискретными звуками: фортепиано, гитара (из-за определённых ладов). Инструменты с непрерывными звуками: скрипка, тромбон (звук меняется плавно).
14. Объясните фразу «при увеличении точности дискретизации свойства непрерывной и дискретной информации практически совпадают».
Увеличение точности дискретизации приближает значения сигнала к его исходной форме. При высокой точности разница между непрерывной и дискретной информацией становится практически незаметной, что позволяет получить результат, максимально близкий к реальному сигналу.