Алфавитный подход к определению количества информации. - презентация

1 Алфавитный подход к определению количества информации

2 Существует и другой способ измерения количества информации – алфавитный. 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.

3 Алфавитный подход удобен при подсчете количества информации, хранимого, передаваемого и обрабатываемого техническими устройствами. 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.

4 Алфавит Алфавит – конечное множество символов, используемых для представления информации.

5 Мощность алфавита Число символов в алфавите называется мощностью алфавита. Чем меньше знаков в используемом алфавите, тем длиннее сообщение. Так, например, в алфавите азбуки Морзе всего три знака (точка, тире, пауза), поэтому для кодирования каждой русской или латинской буквы нужно использовать несколько знаков, и текст, закодированный по Морзе, будет намного длиннее, чем при обычной записи. Пример: Сигнал SOS: 3 знака в латинском алфавите; 11 знаков в алфавите Морзе: ··· пауза – – – пауза ···.

6 Количество информации, которое несет в тексте каждый символ (i), вычисляется из уравнения Хартли: 2 i = N, где N – мощность алфавита. Величину i можно назвать информационным весом символа. Отсюда следует, что количество информации во всем тексте (I), состоящем из К символов, равно произведению информационного символа на К: I = i * K. Эту величину можно назвать информационным объемом текста.

7 Какова минимальная мощность алфавита, с помощью которого можно записывать (кодировать информацию)?

8 Односимвольный алфавит Сообщение любой длины, использующее односимвольный алфавит, содержит нулевую информацию. Доказательство: Предположим, что используемый алфавит состоит из одного символа, например, «1». Интуитивно понятно, что сообщить что-либо с помощью единственного символа невозможно. Но это же доказывается строго с точки зрения алфавитного подхода. Информационный вес символа в таком алфавите находится из уравнения: 2 i = 1 Но поскольку 1 = 2 0, то отсюда следует, что i = 0 бит

9 Пример Представьте себе толстую книгу в 1000 страниц, на всех страницах которой написаны одни единицы (единственный символ используемого алфавита). - Сколько информации в ней содержится? Ответ: Нисколько, ноль

10 Минимальная мощность алфавита Минимальная мощность алфавита, пригодного для передачи информации, равна 2. Такой алфавит называется двоичным алфавитом. Информационный вес символа в двоичном алфавите легко определить. Поскольку 2 i = 2, то i = 1 бит Итак, один символ двоичного алфавита несет 1 бит информации. 1 бит – исходная единица измерения информации.

11 Мощность русского алфавита Каждая буква русского алфавита (если считать, что е = ё) несет информацию 5 бит (32 = 2 5 ).

12 Компьютерный алфавит Современный компьютер может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, звуковую и видео информацию. Все эти виды информации в компьютере представлены в двоичном коде, т. е. используется алфавит мощностью два (всего два символа 0 и 1). Связано это с тем, что удобно представлять информацию в виде последовательности электрических импульсов: импульс отсутствует (0), импульс есть (1). Такое кодирование принято называть двоичным, а сами логические последовательности нулей и единиц - машинным языком.

13 Байт Компьютер для внешнего представления текстов и другой символьной информации использует алфавит мощностью 256 символов. Байт вводится как информационный вес символа из алфавита мощностью 256. Так как 256 = 2 8, то 1 байт = 8 бит.

14 Производные единицы измерения информации Килобайт больше байта в 1024 раза, а число 1024 = При приближенных вычислениях можно использовать коэффициент Мегабайт (1 Мб) = 1024 Кбайт 1000 Кб 1 Гигабайт (1Гб) = 1024 Мбайт 1000 Мб 1 Терабайт (1Тб) = 1024 Гигабайт 1000 Гб 1 Петабайт (Пб) = 1024 Терабайт 1000 Тб

15 Задачи для закрепления Задача 1. Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 159 страниц. На каждой странице – 40 строк. В каждой строе – 60 символов. Каков объем информации в книге? Решение: Мощность компьютерного алфавита равна 256. Один символ несет 1 байт информации. Значит, страница содержит 40 * 60 = 2400 байт информации. Объем всей информации в книге (в разных единицах): 2400 * 150 = байт /1024 = 351,5625 Кбайт 351,5625/1024 = 0,3433 Мбайт. Содержание