Измерение информации (8 класс)

Как измерить информацию

Цели: ввести понятие «количество информации»; сформировать понимание алфавитного подхода к измерению информации; познакомить с производными единицами измерения информации; сформировать навыки и умения находить количество информации.

1. Введение понятия «количество информации»

В основе мира лежат три составляющие - вещество, энергия, информация. А можно ли измерить количество этих составляющих и как?

- Вещество можно взвесить, определить объем и т.д.

- Энергию можно измерить (примените знания из курса физики).

Информацию тоже можно измерять и находить ее количество.

Существуют два подхода к измерению информации: содержательный и алфавитный.

Ресурс ЕК ЦОР «Количество информации в сообщении (№118997)»

2. Содержательный подход к измерению информации.

При содержательном подходе к измерению информации количество информации зависит от ее содержания.

Сообщение несет информацию, если в нем содержатся новые и понятные сведения. Такое сообщение называется информативным.

Количество информации в сообщении равно нулю, если оно неинформативно. Информативное сообщение содержит ненулевое количество информации.

Для того чтобы количество информации имело положительное значение, необходимо получить сообщение о том, что произошло событие как минимум из двух возможных. Такое количество информации, которое находится в сообщении о том, что произошло одно событие из двух равно­вероятных, принято за единицу измерения информации и равно 1 биту. Единица измерения информации была определена в науке, называемой теорией информации. 1 бит - это количество информации, уменьшающее неопределенность знаний в два раза.

Существует формула, которая связывает между собой количество возможных событий и количество информации:

N= 2ⁱ ,

где N - количество возможных событий, i - количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий.

Количество информации в сообщении об одном из N равновероятных событий определяется по формуле:

i = log₂N.

3. Алфавитный подход к измерению информации.

При содержательном подходе мы рассматривали информацию с точки зрения человека. Для нас количество информации зависит от ее содержания. Технические устройства не воспринимают содержание информации. Поэтому для них используется другой подход к измерению информации. Технические устройства передают и принимают информацию в виде сигналов. В вычислительной технике с помощью сигналов кодируются знаки, буквы, цифры и т.д., образующие алфавит.

Ресурс ЕК ЦОР «Алфавитный подход к измерению информации (№119091)»

Алфавит имеет размер, т.е. количество всех используемых букв, цифр, знаков препинания и специальных знаков, называемый мощностью алфавита. Будем считать, что символы алфавита используются с одинаковой вероятностью. Тогда для нахождения количества информации воспользуемся формулой i = log₂N, где N - мощность алфавита, i - информационный вес одного символа этого алфавита.

При алфавитном подходе к измерению информации ее количество не зависит от ее содержания, а зависит от количества символов в тексте и мощности используемого алфавита.

Для измерения количества информации в тексте при алфавитном подходе необходимо:

- найти мощность алфавита - N,

- найти информационный вес одного символа по формуле: i = log₂N.

- найти количество символов в тексте - К.

- найти информационный объем текста: I = K*i.

4. Другие единицы измерения информации.

Ресурс ЕК ЦОР «Единицы измерения информации (№118999)»

Компьютер использует алфавит мощностью 256 символов. Тогда информационный вес одного компьютерного символа определим по формуле:

i = log₂256=8 бит

Этой величине присвоили собственное название - байт.

1 байт = 8 бит

В любой системе единиц измерения существуют основные единицы и производные от них. Последние нужны для измерения либо очень больших, либо очень маленьких величин.

Для измерения больших объемов информации используются производные от байта единицы.

1 килобайт = 1 Кб = 2¹⁰ байт =1024 байта

1 мегабайт = 1 Мб = 2¹⁰ Кб =1024 Кб

1 гигабайт = 1 Гб = 2¹⁰ Мб =1024 Мб

Ресурс ЕК ЦОР «Информационный объем текста (№119264)»

5. Закрепление изученного материала.

Ресурс ЕК ЦОР «Интерактивный задачник. Раздел «Измерение информации» (№119252)»

6. Домашнее задание: Ресурс ЕК ЦОР «Домашнее задание №4 (№119559)»