§ 1.1. Информация и данные

Информатика начинает разговор с самого широкого своего слова — «информация». Оно пришло из латыни: informatio означало «разъяснение», «изложение». Единого определения, годного сразу для всех наук, у этого слова нет, поэтому договоримся, что понимаем под ним мы.

В обычной жизни информацией называют всякие сведения и сообщения, которые люди получают и передают друг другу: рассказ товарища, страницу учебника, столбик цифр в таблице, шум леса, показание термометра за окном. Источником способен стать любой предмет, с которым что-то происходит: пока он меняется, по нему можно судить и о нём самом, и о том, что творится вокруг него.

Доходят до нас эти перемены не сами по себе, а сигналами. Сигнал — это изменение какой-нибудь физической величины: давления воздуха, температуры, яркости или цвета, положения стрелки на шкале. Поэтому сигналы и различают по тому, какая величина меняется: световые, звуковые, тепловые, механические, электрические.

Теперь можно сказать главное. Информация для человека — это содержание сигналов, которые он принимает сам или с помощью приборов и которые прибавляют ему знаний об окружающем мире и о происходящих в нём процессах.

Разница между сигналом и его содержанием важнее, чем кажется. Звонок на перемену — всего лишь колебания воздуха. Информацией он становится для того, кто знает школьные порядки; для человека, попавшего в школу впервые, это просто резкий звук.

Непрерывные и дискретные сигналы

Непрерывный сигнал принимает бесконечно много значений из некоторого промежутка, и разрывов между ними нет: какое число из промежутка ни возьми, сигнал способен его принять.

Дискретный сигнал принимает конечное число значений, и каждому можно дать свой номер — целое число: первое значение, второе, третье.

Разницу легко почувствовать на двух знакомых предметах — пандусе и лестнице (рис. 1). Тележка на пандусе занимает любую высоту, промежуточных положений бесконечно много. На лестнице высот ровно столько, сколько ступенек, и каждую можно пронумеровать.

Чаще человек имеет дело с сигналами непрерывными: речь, скорость едущего автомобиля, температура воздуха в течение дня — всё это меняется плавно. А светофор подаёт сигнал дискретный: значений у него всего три — красное, жёлтое, зелёное.

Раз значений конечное число, их можно пересчитать. Пусть дискретный сигнал принимает все целые значения от a до b. Тогда разность b − a показывает, сколько шагов по единице умещается от начала шкалы до её конца, а значений на одно больше, потому что считать надо и начальное: b − a + 1. Забытая единица — самая частая ошибка в таких подсчётах.