Презентация "Измерение информации. Объёмный подход" 10 класс

Измерение информации. Объёмный подход Автор: Димитрова Ирина Сергеевна МБОУ Удомельская средняя общеобразовательная школа №4 Учитель информатики Алфавитный (объёмный) подход к измерению информации Алфавитный (объёмный) подход к измерению информации позволяет определить количество информации, заключенной в тексте, записанном с помощью некоторого алфавита. Алфавит – множество используемых символов в языке. Обычно под алфавитом понимают не только буквы, но и цифры, знаки препинания и пробел. Мощность алфавита (N) – количество символов, используемых в алфавите. Например, мощность алфавита из русских букв равна 32 (буква ё обычно не используется). Если допустить, что все символы алфавита встречаются в тексте с одинаковой частотой (равновероятно), то количество информации, которое несет каждый символ, вычисляется по формуле Хартли: i=log2N N– мощность алфавита. Задает связь между количеством возможных событий N и количеством информации: N=2^i N– мощность алфавита. Задает связь между количеством возможных событий N и количеством информации: N=2^i Из базового курса информатики известно, что в компьютерах используется двоичное кодирование информации. Для двоичного представления текстов в компьютере чаще всего используется равномерный восьмиразрядный код. С его помощью можно закодировать алфавит из 256 символов, поскольку 256=28. В стандартную кодовую таблицу (например, ASCII) помещаются все необходимые символы: английские и русские прописные и строчные буквы, цифры, знаки препинания, знаки арифметических операций, всевозможные скобки и пр. В двоичном коде один двоичный разряд несет одну единицу информации, которая называется 1 бит. Например, в 2-символьном алфавите каждый символ «весит» 1 бит (log22=1); в 4-символьном алфавите каждый символ несет 2 бита информации (log2=2); в 8-символьном – 3 бита (log28=3) и т. д. Один символ из алфавита мощностью 256 ( 28) несет в тексте 8 битов информации. Такое количество информации называется байтом. 1 байт =8 битов Информационный объем текста в памяти компьютера измеряется в байтах. Он равен количеству знаков в записи текста. Единицы измерения количества информации, в названии которых есть приставки «кило», «мега» и т. д., с точки зрения теории измерений не являются корректными, поскольку эти приставки используются в метрической системе мер, в которой в качестве множителей кратных единиц используется коэффициент Единицы измерения количества информации, в названии которых есть приставки «кило», «мега» и т. д., с точки зрения теории измерений не являются корректными, поскольку эти приставки используются в метрической системе мер, в которой в качестве множителей кратных единиц используется коэффициент 10, где n=3,6,9 и т. д. Для устранения этой некорректности Международная электротехническая комиссия, занимающаяся созданием стандартов для отрасли электронных технологий, утвердила ряд новых приставок для единиц измерения количества информации: киби (kibi), меби (mebi), гиби (gibi), теби (tebi), пети (peti), эксби (exbi). Однако пока используются старые обозначения единиц измерения количества информации, и требуется время, чтобы новые названия начали широко применяться. Название «байт» было придумано в 1956 году В. Бухгольцем при проектировании первого суперкомпьютера. Слово «byte» было получено путем замены второй буквы в созвучном слове «bite», чтобы избежать путаницы с уже имеющимся термином «bit». Название «байт» было придумано в 1956 году В. Бухгольцем при проектировании первого суперкомпьютера. Слово «byte» было получено путем замены второй буквы в созвучном слове «bite», чтобы избежать путаницы с уже имеющимся термином «bit».

Последовательность действий при переводе одних единиц измерения информации в другие приведена на следующей схеме:

Если весь текст состоит из K символов, то при алфавитном подходе объём V содержащейся в нем информации равен: Если весь текст состоит из K символов, то при алфавитном подходе объём V содержащейся в нем информации равен: V=K⋅i где i – информационный вес одного символа в используемом алфавите. Зная, что i=log2N, данную выше формулу можно представить в другом виде: если количество символов алфавита равно N, а количество символов в записи сообщения – K, то информационный объем V данного сообщения вычисляется по формуле: V=K⋅log2N При алфавитном подходе к измерению информации информационный объем текста зависит только от размера текста и от мощности алфавита, а не от содержания. Поэтому нельзя сравнивать информационные объемы текстов, написанных на разных языках, по размеру текста. Пример: 1. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем следующего предложения: Белеет Парус Одинокий В Тумане Моря Голубом! Решение. Так как в предложении 44 символа (считая знаки препинания и пробелы), то информационный объем вычисляется по формуле: V=44⋅1 байт=44 байта=44⋅8 бит=352 бита 2. Объем сообщения равен 11 Кбайт. Сообщение содержит 11264 символа. Какова мощность алфавита? Решение. Выясним, какое количество бит выделено на 1 символ. Для этого переведем объем сообщения в биты: 11 Кбайт=11⋅210 байт=11⋅210⋅23 бит=11⋅213 бит и разделим его на число символов. На 1 символ приходится: (11⋅213)/11264=(11⋅213)/(11⋅210)=23=8 бит. Мощность алфавита определяем из формулы Хартли: N=28=256 символов. Спасибо за внимание