訊號和資訊" rel="noopener noreferrer">[訊號處理小結系列1] 訊號和資訊秋廩
電信作為全球傳統的五大行業（能源、鋼鐵、汽車、農業、電信），與其他四個行業相比，一直表現著朝氣蓬勃的發展態勢。其核心技術與電有關。與電有關的學科大概分為通訊工程，電子工程，計算機，電磁場與電磁波，微電子、電力、工業自動化等諸多方向。
關於電的研究和應用領域，通常有強電和弱電之分。粗略的分，電力、電網、電動基本屬於強電領域。通訊、計算機屬於弱電領域。我們看到，一些公司叫做某某電子技術公司，或者資訊科技公司，基本都屬於弱電範疇，若叫某某電氣，基本屬於強電範疇，比如通用電氣。
現在我們專門討論弱電領域的乙個分支——訊號與資訊處理及應用實現。這屬於電子工程專業的乙個方向，經常和另乙個方向並列，即電路與系統。關於訊號與資訊處理到底是幹什麼用，具體實踐中如何體現，可以參考拙文《我眼中的訊號與資訊處理》。經常碰到這麼個問題：訊號和資訊有什麼區別，又有什麼聯絡。它們又是如何在具體應用中表現出來的？根據我的粗淺理解和個人經歷，嘗試做一些分析和比較。
訊號更屬於物理範疇，通常以兩種方式表現出來，一種是空間的電磁波，一種是電路上的電壓或者電流。在當前的日常生活中，我們引用「訊號」這個詞最多的乙個情況就是下面一句話：我這裡手機訊號不太好。這時的訊號就是以電磁波的形式來體現出來的。與訊號緊密相關的乙個概念就是雜訊。物理世界的訊號都是混雜有雜訊的，理想的沒有干擾的訊號，只在教科書的理論分析中體現。雜訊與訊號的比值越大，訊號質量越差，訊號越不容易被檢測到，越不容易被識別和辨別。對此，專業的術語叫做訊雜比，是訊號處理中乙個非常重要的概念。關於雜訊中訊號的檢測，是乙個理論性較強的學科方向，專業術語叫訊號的檢測與估值，有時也叫統計訊號處理。
訊號的另一種表現形式即為電壓或者電流，從事硬體電路設計的工程師會有更深刻的體會，尤其是用示波器觀測電路某個節點的時候，可以看到方波，鋸齒波，正弦波等各種訊號形式，這也是訊號的一種體現形式。
那麼，資訊又是什麼呢？相對於訊號來說，距離物理實現的電路層，資訊屬於更高乙個層面，屬於乙個相對抽象的概念。簡單的可以認為，訊號是資訊的載體，資訊是訊號所要表示的內容或含義，具體什麼含義，完全由人來決定。比如硬碟中的海量資料，當讀取硬碟中的資料時，訊號表現在電路走線上的都是高低電平形式的波形，電平的高低表示0或1位元，這一段高低電平序列，可以表示一段*****，也可以表示一幅，還可以表示包含一部**的文字檔案。訊號以在電腦主機板上的硬碟資料線中傳輸的高低電平序列形式體現。資訊以**，，文字等形式體現。
對於通訊工程或電子工程領域的工程師來說，訊號和資訊可能都會打上交道。對於計算機軟體工程師來說，基本主要和資訊打交道，和訊號打交道的機會不會太多。因為軟體工程師的處理物件，比如變數，陣列，結構體，鍊錶，物件等等，基本都是資訊和資料的表現形式。行走在計算機電路內部的訊號基本被cpu和作業系統掩蓋住了。
訊號與資訊處理專業中的訊號處理，更多的是指數碼訊號，而不是電路板上的電壓、電流，或者空間中的電磁波。這種訊號，是對模擬的訊號進行取樣後的結果。通常為等時間間隔的取樣。在時間維度上做等間隔劃分——通常稱之為取樣，在幅度上做等間隔劃分——通常稱之為量化。嚴格的說，只是在時間上進行取樣的訊號稱之為離散訊號，同時在幅度上進行量化後才稱之為真正的數碼訊號。對這個數碼訊號進行分析和處理，稱之為數字訊號處理，簡稱訊號處理。具體形式為頻譜分析，傅利葉變換，數字濾波等等。
以粗略的舉例的形式，談了談訊號與資訊的區別和聯絡，以及對應的訊號處理和資訊處理，希望能夠澄清一些人的困惑。後續有機會共同交流訊號和資訊處理的具體原理和在通訊等領域中的應用。
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