Кодирование текстовой, графической и звуковой информации

Количество информации как мера уменьшения неопределённости знания Определение За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределённость знания в два раза. Такая единица названа бит. Единицы измерения количества информации 1 байт = 2 3 бит = 8 бит; 1 Кбайт = 2 10 байт = 1024 байт; 1 Мбайт = 2 10 Кбайт = 1024 Кбайт; 1 Гбайт = 2 10 Мбайт = 1024 Мбайт. Формула Существует формула, которая связывает между собой количество возможных событий N и количество информации I N = 2 I

Задача 1 В донорский пункт пришли 56 человек. Количество миллилитров крови, взятых у каждого донора (от 50 до 500), записали минимально возможным количеством бит. Определите информационный объём этих результатов. Варианты ответа: 1) 525 бит 2) 500 бит 3) 256 байт 4) 63 байта Решение N = 500 – 49 = 451 возможное количество вариантов. N = 2 I 512 = 2 9 Каждое число можно записать девятью битами, т. е. 9 – информационный вес каждого числа. 56 * 9 = 504 бита 504 / 8 = 63 байта

Алфавитный подход к определению количества информации Задача 2 Считая, что каждый символ кодируется 16 битами, оцените объём следующего предложения в кодировке Unicode: Дураков на свете мало, но они расставлены так грамотно, что встречаются на каждом шагу. Варианты ответа: 1) 87 байт 2) 174 бита 3) 174 байта 4) 87 бит

Двоичное кодирование текстовой информации в компьютере Задача 3 Для записи текста использовался 256-символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке. Какой объём информации содержат 5 страниц текста? Решение 256 = 2 8 I = 8 бит – информационный вес одного символа. Подсчитаем количество символов в тексте 30 × 70 × 5 = символов в тексте. Найдём объём всей информации в тексте × 8 = бит = байт = 10,25 Кбайт.

Формула Шеннона Существует множество ситуаций, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. где I – количество информации, N – количество возможных событий, p i – вероятности отдельных событий. Для частного, но широко распространённого случая, когда события равновероятны, величину количества информации I можно рассчитать по формуле I = log 2 N

Двоичное кодирование графической информации в компьютере Пиксель – минимальный участок изображения, которому независимым образом можно задать цвет. Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек по горизонтали и вертикали на единицу длины изображения. Количество информации, которое используется при кодировании цвета точек изображения, называется глубиной цвета.

Задача 4 Укажите минимальный объём памяти (в килобайтах) достаточный для хранения любого растрового изображения размером 128 × 128 пикселей, если известно, что в изображении используется палитра на 256 цветов. Варианты ответа: 1) 256 2) 8 3) 16 4) 128 Решение N = 2 I 256 = 2 8 I = 8 – глубина цвета. 128 × 128 = – количество точек (пикселей) в изображении × 8 = бит = байта = 16 Кбайт.

Двоичное кодирование звуковой информации в компьютере Частота дискретизации звука – это количество измерений громкости звука за одну секунду. Глубина кодирования звука – это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

Задача 5 Оцените информационный объём высококачественного стерео аудио файла длительностью звучания 1 минута, если «глубина» кодирования 16 бит, а частота дискретизации 48 к Гц. Решение Информационный объём звукового файла длительностью в 1 секунду равен: 16 бит × Гц × 2= бит = байт = 187,5 Кбайт. Информационный объём звукового файла длительностью в 1 минуту равен: 187,5 Кбайт × 60 с = Кбайт = 11 Мбайт