Геннадий Вильдяйкин - Исследование и оценка параметров сигналов в распределенных информационных системах. Для студентов технических специальностей

Имеются различные понятия определения информации. Есть философские понятия информации, определение информации в широком смысле как понимают люди, в узком научном смысле какой ему придал Шеннон и другие подходы.

ГОСТ Р 50922—96 определяет информацию как сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах независимо от формы их представления

Рассмотрим физическую модель информации. Введем понятие информация – физическое поле.

Физическим полем называется область пространства, где проявляют себя физические, достоверно зарегистрированные и точно измеренные силы. В рамках современной физики известны и изучены четыре вида материальных полей: гравитационное, электромагнитное – магнитное и/или электрическое, поля сильных взаимодействий – ядерное, слабых взаимодействий (Рис.1).

Имеются силовые поля в веществе и в средах, которые проявляются только при наличии материальной среды. К таким полям относятся: акустические, вибрационные, гидроакустические поля и др. Эти поля отсутствуют, если будет отсутствовать среда. Они характеризуются давлением, скоростью, ускорением и другими характеристиками.

Рассмотрим ряд элементарных примеров для понятия «информация – это поле».

Человек видит окружающий мир это отражение от объектов в видимом спектре электромагнитного поля. Восприятие или создание звука это акустическое поле. Электрический ток – движение заряженных частиц под действием электрического или электромагнитного поля. Передача и прием сообщений по каналам связи обеспечивается в различных частотных диапазонах электромагнитного поля.

Образец вооружения и военной техники. Пока он закрыт полностью – нет информации. Движение, работа, функционирование узлов, агрегатов все это создает физические поля, значит, есть информация.

Перемещение материальных частиц и тел, их информационное взаимодействие происходит в поле тяготении, в гравитационном поле.

Процессы в микромире происходят в полях сильных и слабых взаимодействий. Ряд примеров легко продолжить, но на каком конкретном случае мы бы ни остановились, принципы и идеи определяющие, раскрывающие физические процессы создания информации и ее отображения, везде оказываются одинаковыми – это физическое поле. Следовательно, физическое поле как и информация, существует независимо от того воспринимается или регистрируется кем то или чем то.

Физическое поле это особый вид материи. Материя – объективная реальность, данная нам в ощущениях. Считается, что материя существует либо в виде вещества, либо в виде поля.

Основное отличие поля от тел или частиц заключается в том, что оно локализовано в пространстве. Для описания состояния частицы требуется задать ограниченное число параметров равное числу степеней свободы. (Для материальной точки это радиус-вектор r, задаваемый тремя проекциями на оси координат).

Чтобы знать параметры поля в любой точке пространства нужно задать закон, по которому меняется поле в пространстве и начальные параметры. Поле проявляется в силовом воздействии на тела или частицы (действует сила F). Одной из важных количественных характеристик поля, является напряженность. Напряженность поля определяется как отношение силы, действующей на тело, к величине той количественной характеристики, которая участвует в создании поля и определяется полем, поэтому напряженность называют силовой характеристикой поля. Существенно, что напряженность поля является векторной величиной, так же как и сила, через которую она определяется. Таким образом, поле задано, если в каждой точке пространства известна его напряженность.

Рис.1 – Структура физических полей, информация, направление защиты.

Создание, формирование поля, его распространение, регистрация, прием, измерение характеристик поля и преобразованного поля в электрический сигнал для отображения информации – этот физическая суть создании и получение информации.