知識(shí)資料信息與計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)(一)(新版)

朽木易折，金石可鏤。千里之行，始于足下。PAGE第頁(yè)/共頁(yè)7第七章信號(hào)與信息和計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)共考題6道，所以應(yīng)重視基本概念第一節(jié)信號(hào)與信息一．信號(hào)與信息概述信息，普通地指人的大腦通過感官所直接感觸或間接獲取的關(guān)于外部世界中事物的存在形式及其運(yùn)動(dòng)變化的情況。信號(hào)，是指物理對(duì)象上可被觀測(cè)到的現(xiàn)象，如光、電、聲、熱、力等物理現(xiàn)象。信號(hào)是信息的載體，并經(jīng)由媒體傳送至人的感官并被人所獲取?？梢姡盘?hào)是“車”，媒體是“路”，信息是“貨”，車經(jīng)路送貨。人們通過兩種渠道從信號(hào)獲取信息：一是直接觀測(cè)對(duì)象；二是通過人與人之間的交流，即用符號(hào)對(duì)信息舉行編碼后再以信號(hào)的形式傳送出去，人們?cè)谑盏竭@種編碼信號(hào)并對(duì)它舉行須要的翻譯處理之后間接獲取信息，如書籍、報(bào)刊用的文字符號(hào)編碼、數(shù)字通信系統(tǒng)中使用的數(shù)字信號(hào)編碼等。此外，信號(hào)是詳細(xì)的，可對(duì)它舉行加工、處理和傳輸；信息和數(shù)據(jù)是抽象的，它們都必須借助信號(hào)才干得以加工、處理和傳輸。各種形態(tài)的信號(hào)中，電信號(hào)占有重要的位置，電信號(hào)容易產(chǎn)生、加工、處理和傳輸，下面所述的信號(hào)，倘若沒有異常說(shuō)明，都是指電信號(hào)。二．信號(hào)的分類按照信息自身的形態(tài)及其承載信息的方式不同，信號(hào)可分為多種類型。(1)時(shí)光信號(hào)與代碼信號(hào)直接觀測(cè)對(duì)象所獲取的信號(hào)，因觀測(cè)是在現(xiàn)實(shí)世界的時(shí)光域里舉行的，故是隨時(shí)光變化的，稱之為時(shí)光信號(hào)。時(shí)光信號(hào)可以用時(shí)光函數(shù)、時(shí)光曲線或時(shí)光序列加以描述。代碼信號(hào)是指人為生成并按照既定的編碼規(guī)矩用來(lái)對(duì)信息舉行編碼的信號(hào)。代碼信號(hào)只能用它的序列式波形圖或自身所代表的符號(hào)代碼序列來(lái)表示。(2)延續(xù)時(shí)光信號(hào)與離散時(shí)光信號(hào)時(shí)光信號(hào)包括兩大類型：延續(xù)時(shí)光信號(hào)和離散時(shí)光序號(hào)。延續(xù)時(shí)光信號(hào)是指可以用延續(xù)時(shí)光函數(shù)或延續(xù)時(shí)光曲線表述的信號(hào)。離散時(shí)光信號(hào)是指只能用離散時(shí)光函數(shù)或離散時(shí)光曲線描述的信號(hào)。它是一種惟獨(dú)在特定的時(shí)光點(diǎn)上才浮上的信號(hào)，因此，在它的描述中，時(shí)光軸上是不能延續(xù)取值的。信號(hào)的時(shí)光曲線表述形式稱為信號(hào)的波形圖。此外，在信號(hào)分析中，把時(shí)光離散，或數(shù)值離散，或時(shí)光數(shù)值都離散的信號(hào)稱為離散信號(hào)，而把時(shí)光和數(shù)值都延續(xù)的信號(hào)稱為延續(xù)信號(hào)。(3)模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)因?yàn)殡姎馀c信息工程中只處理電信號(hào)，因此，對(duì)于經(jīng)觀測(cè)所得到的各種原始狀態(tài)的時(shí)光信號(hào)都換成電信號(hào)（電壓或電流信號(hào)）之后才干加以處理。這種轉(zhuǎn)換稱為“模擬”，相應(yīng)地，由原始時(shí)光信號(hào)轉(zhuǎn)換而來(lái)的電信號(hào)被稱為模擬信號(hào)。在電氣與信息工程中，為了保證模擬轉(zhuǎn)換不走失信息，模擬信號(hào)的幅值范圍為0～5V（電壓信號(hào)）或0～20mA（電流信號(hào)）。在電氣與信息工程中實(shí)際所處理的信號(hào)都是延續(xù)時(shí)光信號(hào)，故模擬信號(hào)實(shí)際上是延續(xù)時(shí)光信號(hào)；而離散時(shí)光信號(hào)通常是運(yùn)用模擬轉(zhuǎn)換技術(shù)變換為數(shù)字信號(hào)之后再加以處理的。數(shù)字信號(hào)是指以二進(jìn)制數(shù)字符號(hào)“0”或“1”為代碼對(duì)信息舉行編碼的信號(hào)。在實(shí)際應(yīng)用中，數(shù)字信號(hào)是一種電壓信號(hào)，它通常取值0V和＋5V兩個(gè)離散值，這兩個(gè)詳細(xì)的離散值分離用來(lái)表示兩個(gè)抽象的代碼“0”和“1”，數(shù)字信號(hào)也稱為代碼信號(hào)。模擬信號(hào)的特點(diǎn)是詳細(xì)、直觀，便于人的理解和運(yùn)用；數(shù)字信號(hào)則便于計(jì)算機(jī)處理。（4）決定性信號(hào)和不決定性信號(hào)在任何指定的時(shí)刻都有決定數(shù)值的信號(hào)是決定性信號(hào)，否則稱為不決定性信號(hào)。普通地，決定性信號(hào)來(lái)自決定性的對(duì)象；不決定性信號(hào)（或稱為隨機(jī)信號(hào)）則源于不決定性對(duì)象。（5）采樣信號(hào)與采樣保持信號(hào)采樣是指按等時(shí)光間隔讀取延續(xù)信號(hào)的眨眼值。采樣所得到的信號(hào)稱為采樣信號(hào)?？墒遣蓸有盘?hào)是一種離散信號(hào)，是延續(xù)信號(hào)的離散化形式。按照采樣定理，取采樣頻率f(f＝1/T）為信號(hào)中最高諧波頻率的2倍以上時(shí)，采樣信號(hào)即可保留原始信號(hào)的所有信息。在實(shí)際應(yīng)用中，常將采樣得到的每一個(gè)眨眼信號(hào)在其采樣周期內(nèi)予以保持，生成所謂的采樣保持信號(hào)，它兼有離散和延續(xù)的雙重性質(zhì)。3.模擬信號(hào)與信息通過觀測(cè)直接從對(duì)象獲取的信號(hào)，它提供對(duì)象原始形態(tài)的信息。在時(shí)光域里，它的瞬時(shí)量值表示對(duì)象的狀態(tài)信息，它隨時(shí)光的變化情況提供對(duì)象的過程信息。在頻率域里，模擬信號(hào)是由諸多頻率不同、大小不同、相位不同的信號(hào)疊加組成的，是有自身特定頻譜結(jié)構(gòu)。由此可見，信息被裝載于模擬信號(hào)的頻譜結(jié)構(gòu)之中，故通過頻率域分析可以從中提取越發(fā)豐盛、越發(fā)細(xì)微的信息。模擬信號(hào)的頻率域內(nèi)容在本章第二節(jié)作進(jìn)一步闡述。4.數(shù)字信號(hào)與信息數(shù)字信號(hào)是現(xiàn)代信息技術(shù)中最常用的一種代碼信號(hào)。數(shù)字信號(hào)是信息的物理代碼。數(shù)字信號(hào)可以用來(lái)對(duì)“數(shù)”舉行編碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)值信息的表示、運(yùn)算、傳送和處理；它可以用來(lái)對(duì)文字和其他符號(hào)舉行編碼，實(shí)現(xiàn)符號(hào)信息的表達(dá)、傳送和處理；它還可以用來(lái)表示邏輯關(guān)系，實(shí)現(xiàn)邏輯演變、邏輯控制等。數(shù)字信號(hào)的邏輯編碼、數(shù)值編碼等內(nèi)容的闡述，見第三節(jié)。例：1．信息可以以編碼的形式載入（A）A．?dāng)?shù)字信號(hào)之中B．模擬信號(hào)之中C．離散信號(hào)之中D．采樣保持信號(hào)之中2．下列關(guān)于信號(hào)與信息說(shuō)法準(zhǔn)確的是（A）。A．信息含于信號(hào)之中；B．信號(hào)含于信息之中C．信息是一種異常的信號(hào)D．同一信息智能承載在一種信號(hào)中3．下列關(guān)于信息、信號(hào)和數(shù)據(jù)的講述中，準(zhǔn)確的是（D）。A．信息是信號(hào)的表現(xiàn)形式B．信息就是數(shù)據(jù)C．信息是客觀記錄事物的數(shù)據(jù)D．信號(hào)是信息的物理載體4．某信號(hào)中最高諧波頻率f＝500Hz，為保留原始信號(hào)的所有信息，采樣頻率至少應(yīng)該（B）A500Hz；B1000Hz；C250Hz；D1500Hz5．下列信號(hào)中，屬于模擬信號(hào)的是（B）第二節(jié)模擬信號(hào)一．模擬信號(hào)的描述主意模擬信號(hào)是延續(xù)時(shí)光信號(hào)，它可分為周期性信號(hào)和非周期性信號(hào)兩種類型。它們都是由一系列頻率、幅度和相位各不相同的正弦交流信號(hào)，即所謂的諧波信號(hào)疊加而成，故模擬信號(hào)可以描述為頻率函數(shù)的形式?？梢?，模擬信號(hào)既是時(shí)光信號(hào)又是頻率信號(hào)，在模擬信號(hào)分析中總是從時(shí)光域和頻率域兩個(gè)角度加以描述、分析和處理。從這個(gè)意義講，正弦信號(hào)在模擬信號(hào)分析中具有異常重要的意義。二．模擬信號(hào)的時(shí)光域描述模擬信號(hào)在時(shí)光域中可以用延續(xù)的時(shí)光函數(shù)加以描述，即：周期信號(hào)用周期時(shí)光函數(shù)描述；非