Презентация к уроку информатики в 8 классе Количество информации (алфавитный подход).

Алфавитный подход к определению количества информации

Алфавитный подход к определению количества информации Содержательный подход к измерению информации рассматривает информацию с точки зрения человека, как уменьшение неопределенности наших знаний. Однако любое техническое устройство не воспринимает содержание информации. Поэтому в вычислительной технике используется другой подход к определению количества информации. Он называется алфавитным подходом.

Благодаря этой рекламе сайт может продолжать свое существование, спасибо за просмотр.

Алфавитный подход к определению количества информации – это измерение количества информации в тексте (символьном сообщении), составленном из символов некоторого алфавита. К содержанию текста такая мера информации отношения не имеет. Поэтому такой подход можно назвать объективным, то есть не зависящим от воспринимающего его субъекта. Алфавитный подход к определению количества информации

Устройствам нет дела до содержательной стороны сообщений. Компьютеры, принтеры, модемы работают не с самой информацией а с ее представлением в виде сообщений. Оценить информационные результаты их работы как полезные или бесполезные может только человек. Алфавитный подход удобен при подсчете количества информации, хранимого, передаваемого и обрабатываемого техническими устройствами.

Алфавитный подход позволяет измерять информацию, заключенную в тексте на некотором языке (естественном или формальном), не связанный с содержанием этого текста.

При алфавитном подходе к определению количества информации отвлекаются от содержания (смысла) информации и рассматривают информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы. Все множество используемых в языке символов будем традиционно называть алфавитом. Обычно под алфавитом понимают только буквы, но поскольку в тексте могут встречаться знаки препинания, цифры, скобки, то мы их тоже включим в алфавит. В алфавит также следует включить и пробел, т.е. пропуск между словами. Пример: Я учусь в 8 классе «А» средней школы № 71.

Полный перечень символов в алфавите называют МОЩНОСТЬЮ АЛФАВИТА и обозначают N Например: мощность русского алфавита 1. состоит из 33 букв, но мы включили в перечень символов 2. 10 цифр 3. 11 знаков препинания Итого: 33+10+11 = 54

Введем свою эталонную единицу для измерения информации. При алфавитном подходе считается, что каждый символ имеет свой определенный «информационный вес», который зависит от мощности алфавита. А каким может быть наименьшее число символов в алфавите?

Алфавит, который использует компьютер считается наименьшим, он содержит только два символа – 0 и 1 , поэтому его называют двоичным алфавитом.

Определение: Информационный вес двоичного алфавита принят за единицу измерения информации и называется БИТ. Полное количество информации записанное с помощью двоичного алфавита равно количеству 0 и 1.

Например: 1111000011111100011101 – сколько содержит бит информации ? Всего: 22 бита

С увеличением мощности алфавита увеличивается информационный вес символов этого алфавита.

Итак: мощность двоичного алфавита = 2, то есть N = 2, обозначим через i - информационный вес символа, и еще мы знаем, что наименьший алфавит – двоичный. Свяжем их формулой: 2i = N → 2i = 2 Вычислим i : i = 1 Значит информационный вес двоичного алфавита равен 1 бит

Для двухсимвольного алфавита, где i=1 бит можно привести следующую таблицу: Номер символа 1 2 Однозначный двоичный код 0 1

Вычислим , чему будет равен информационный вес одного символа из четырехсимвольного алфавита Рассуждаем: N= 4, подставим мощность алфавита в формулу: 2 i=N 2 i = 4, отсюда получим i=2 бит – весит один символ в четырехсимвольном алфавите.

Представим их в виде закодированных всевозможных комбинаций из двух , т. к. i=2, двоичных цифр для четырехсимвольного алфавита (всевозможные комбинации из цифр двоичного алфавита): Номер символа 1 2 3 4 Двоичный код 00 01 10 11

Рассуждаем: N= 8, подставим мощность алфавита в формулу: 2 i=N , 2 i = 8, отсюда получим i=3 бит – весит один символ в восьмисимвольном алфавите (символ будет занимать 3 бита). А если мощность равна 8, то i будет равно ? Номер символа 1 2 3 4 5 6 7 8 Двоичный код 000 001 010 011 100 101 110 111

Подсчитайте самостоятельно и изобразите в виде таблицы вес одного символа 16-ти символьного алфавита

Ограничения на максимальный размер алфавита не существует, но есть алфавит, который считается достаточным, его мощность = 256 символов и в него помещаются все необходимые символы. Сколько весит один символ этого алфавита?

Проверим, что у вас получилось: N=256 Подставим в нашу формулу: N=2i 256=2i i=8 бит

8 бит – это характерная величина в информатике и ей присвоили название: 1 байт = 8 бит

Решим задачу: ( один символ = 1 байт) Книга содержит 250 страниц На каждой странице – 50 строк В каждой строке – 60 символов Вычислим информационный объем всей книги Решение: На одной странице содержится: 50*60=3000 байт Объем всей книги равен: 3000*250=750 000 байт А в битах это ? 750 000*8= 6 000 000 бит

Для измерения больших объемов информации используют более крупные единицы измерения: 1 Кб  (один килобайт)= 1024 байт=210байт 1 Мб  (один мегабайт)= 1024 Кб=210Кбайт=220байт 1 Гб  (один гигабайт)= 1024 Мб=210Mбайт=230байт 1Тбайт (один терабайт)=210Гбайт=1024Гбайт=240байт 1Пбайт(один петабайт)=210Тбайт=1024Тбайт=250байт 1Эбайт(один экзабайт)=210Пбайт=1024Пбайт=260байт 1Збайт(один зетабайт)=210Эбайт=1024Эбайт=270байт 1Йбайт(один йотабайт)=210Збайт=1024Збайт=280байт.

Для перевода из одной единицы измерения информации в другую следует запомнить следующее правило: При переводе из меньших единиц измерения к большим надо заданное значение делить, в противном случае умножать. Пример: перевод от бит к Мб: Бит – байт – Кб – Мб Значение в битах : на 8 : на 1024 : на 1024

Сколько килобайт составляет сообщение, содержащее 12288 бит? Решение: 1 килобайт=1024 байт, 1 байт = 8 бит. Применим правило перевода: 12288:8=1536 байт :1024=1,5Кб.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

При решении задач с алфавитным подходом следует запомнить 2 формулы:

Задача 1. Сообщение, записанное буквами из 256-символьного алфавита, содержит 50 символов. Какой объем информации оно несет? Дано: Решение: N=256 N= 2i K= 20 256= 2i Iобщ- ? i= 8 бит Iобщ = 8 бит * 50= 400 бит Iобщ=400 бит : 8= 50 байт. Ответ: Информационный объем сообщения 50 байт.

Задача 2. Для записи сообщения использовался 64-х символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк. Все сообщение содержит 8775 байтов информации и занимает 6 страниц. Сколько символов в строке? Дано: Решение: N=64 N= 2i Iобщ.=8775 байт 64= 2i Ксим. в строке? i= 6 бит 30*6= 180 строк в книге 8775 байт = 8775*8 =70200 бит 70200 бит : 180 строк : 6 бит = 65 символов в одной строке