Конспект урока "Информация и измерения информации" 10 класс


1
Раздел 2. ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
ТЕМА 2.1. ИНФОРМАЦИЯ И ИЗМЕРЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
Подходы к понятию информации и измерению информации.
Информационные объекты различных видов. Универсальность дискретного
(цифрового) представления информации. Представление информации в
двоичной системе счисления.
Слово «информация» происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает
сведение, разъяснение, ознакомление.
Можно выделить следующие подходы к определению информации:
* традиционный (обыденный) - используется в информатике: Информация это
сведения, знания, сообщения о положении дел, которые человек воспринимает из
окружающего мира с помощью органов чувств (зрения, слуха, вкуса, обоняния, осязания).
* вероятностный - используется в теории об информации: Информация это сведения
об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии,
которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределённости и неполноты знаний.
Для человека: Информация – это знания, которые он получает из различных источников
с помощью органов чувств.
Вся информация, которую обрабатывает компьютер, представлена двоичным кодом с
помощью двух цифр – 0 и 1. Эти два символа 0 и 1 принято называть битами
(от англ. binary digit двоичный знак)
Бит наименьшая единица измерения объема информации.
Название
Усл. обозн.
Соотношение
Байт
Байт
1 байт = 2
3
бит = 8 бит
Килобит
Кбит
1Кбит = 2
10
бит = 1024 бит
КилоБайт
Кб
1 Кб = 2
10
байт = 1024 байт
МегаБайт
Мб
1 Мб = 2
10
Кб = 1024 Кб
ГигаБайт
Гб
1 Гб = 2
10
Мб = 1024 Мб
ТераБайт
Тб
1 Тб = 2
10
Гб = 1024 Гб
Вопрос: «Как измерить информацию?» очень непростой.
2
Ответ на него зависит от того, что понимать под информацией.
Но поскольку определять информацию можно по-разному, то и способы измерения тоже
могут быть разными.
ИЗМЕРЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ
В информатике используются различные подходы к измерению информации:
Содержательный подход к измерению информации.
Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний человека в два раза, несет для него 1
бит информации.
Количество информации, заключенное в сообщении, определяется по формуле Хартли:
где N количество равновероятных событий;
I количество информации (бит), заключенное в сообщении об одном из событий.
Алфавитный (технический) подход к измерению информации - основан на подсчете
числа символов в сообщении.
Если допустить, что все символы алфавита встречаются в тексте с одинаковой частотой,
то количество информации, заключенное в сообщении вычисляется по формуле:
I
c
информационный объем сообщения
К количество символов
N мощность алфавита (количество символов)
i - информационный объем 1 символа
ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИИ
К достоинству двоичной системы счисления относится – простота совершаемых
операций, возможность автоматической обработки информации с использованием
двух состояний элементов ПК и операцию сдвиг
Кодирование это операция преобразования знаков или групп знаков одной знаковой
системы в знаки или группы знаков другой знаковой системы.
Декодирование расшифровка кодированных знаков, преобразование кода символа в его
изображение
Двоичное кодирование кодирование информации в виде 0 и 1
3
Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь,
зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться:
числа
символьная информация (буквы, цифры, знаки)
графические изображения
звук
ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ЧИСЕЛ
Для записи информации о количестве объектов используются числа.
Числа
записываются с использованием особых знаковых систем, которые называют
системами счисления.
100 → 11001002
Система счисления
совокупность приемов и правил записи чисел с помощью
определенного набора символов.
Все
системы счисления
делятся на две большие группы:
ПОЗИЦИОННЫЕ
Количественное значение каждой цифры
числа зависит от того, в каком месте
(позиции или разряде) записана та или
иная цифра.
0,7
7
70
НЕПОЗИЦИОННЫЕ
Количественное значение цифры числа
не зависит от того, в каком месте
(позиции или разряде) записана та или
иная цифра.
XIX
ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ТЕКСТА
Кодирование присвоение каждому символу десятичного кода от 0 до 255 или
соответствующего ему двоичного кода от 00000000 до 11111111
Присвоение символу определенного кода это вопрос соглашения, которое фиксируется в
кодовой таблице.
В качестве международного стандарта была принята кодовая таблица ASCII (American
Standard Code for Information Interchange) :
Коды с 0 по 32 (первые 33 кода) - коды операций (перевод строки, ввод пробела, т.е.
соответствуют функциональным клавишам);
Коды с 33 по 127 интернациональные, соответствуют символам латинского алфавита,
цифрам, знакам арифметических операций, знакам препинания;
Коды с 128 по 255 национальные, т.е. кодировка национального алфавита.
4
на 1 символ отводится 1 байт (8 бит), всего можно закодировать 2
8
= 256 символов
С 1997 года появился новый международный стандарт Unicode, который отводит для
кодировки одного символа 2 байта (16 бит), и можно закодировать 65536 различных
символов (Unicode включает в себя все существующие, вымершие и искусственно
созданные алфавиты мира, множество математических, музыкальных, химических и
прочих символов)
В настоящий момент существует пять кодировок кириллицы: КОИ-8, CP1251, CP866, ISO,
Mac. Для преобразования текстовых документов из одной кодировки в другую
существуют программы, которые называются Конверторы.
ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ГРАФИКИ
Кодирование графической информации
Пространственная дискретизация перевод графического изображения из аналоговой
формы в цифровой компьютерный формат путем разбивания изображения на отдельные
маленькие фрагменты (точки) где каждому элементу присваивается код цвета.
Пиксель min участок изображения на экране, заданного цвета
Растровое изображение формируется из отдельных точек - пикселей, каждая из которых
может иметь свой цвет. Двоичный код изображения, выводимого на экран храниться в
видеопамяти. Кодирование рисунка растровой графики напоминает – мозаику из
квадратов, имеющих определенный цвет
Качество кодирования изображения зависит от:
1) размера точки (чем меньше её размер, тем больше кол-во точек в изображении);
2) количества цветов (чем большее кол-во возможных состояний точки, тем качественнее
изображение) Палитра цветов – совокупность используемого набора цвета
Качество растрового изображения зависит от:
1) разрешающей способности монитора – кол-во точек по вертикали и горизонтали.
2) используемой палитры цветов (16, 256, 65536 цветов)
3) глубины цвета – количество бит для кодирования цвета точки
Для хранения черно-белого изображения используется 1 бит.
Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета, который
хранится в видеопамяти. Цветные изображения имеют различную глубину цвета. Цветное
изображение на экране формируется за счет смешивания трех базовых цветов – красного,
зеленого и синего. Для получения богатой палитры базовым цветам могут быть заданы
различные интенсивности.