Для измерения длины есть такие единицы, как миллиметр, сантиметр, метр, километр. Известно, что масса измеряется в граммах, килограммах, центнерах и тоннах. Бег времени выражается в секундах, минутах, часах, днях, месяцах, годах, веках. Компьютер работает с информацией и для измерения ее объема также имеются соответствующие единицы измерения.
Мы уже знаем, что компьютер воспринимает всю информацию .
Бит – это минимальная единица измерения информации, соответствующая одной двоичной цифре («0» или «1»).
Байт состоит из восьми бит. Используя один байт, можно закодировать один символ из 256 возможных (256 = 2 8). Таким образом, один байт равен одному символу, то есть 8 битам:
1 символ = 8 битам = 1 байту.
Буква, цифра, знак препинания – это символы. Одна буква – один символ. Одна цифра – тоже один символ. Один знак препинания (либо точка, либо запятая, либо вопросительный знак и т.п.) – снова один символ. Один пробел также является одним символом.
Изучение компьютерной грамотности предполагает рассмотрение и других, более крупных единиц измерения информации.
Таблица байтов:
1 байт = 8 бит
1 Кб (1 Килобайт
) = 2 10 байт = 2*2*2*2*2*2*2*2*2*2 байт =
= 1024 байт (примерно 1 тысяча байт – 10 3 байт)
1 Мб (1 Мегабайт ) = 2 20 байт = 1024 килобайт (примерно 1 миллион байт – 10 6 байт)
1 Гб (1 Гигабайт ) = 2 30 байт = 1024 мегабайт (примерно 1 миллиард байт – 10 9 байт)
1 Тб (1 Терабайт ) = 2 40 байт = 1024 гигабайт (примерно 10 12 байт). Терабайт иногда называют тонна .
1 Пб (1 Петабайт ) = 2 50 байт = 1024 терабайт (примерно 10 15 байт).
1 Эксабайт = 2 60 байт = 1024 петабайт (примерно 10 18 байт).
1 Зеттабайт = 2 70 байт = 1024 эксабайт (примерно 10 21 байт).
1 Йоттабайт = 2 80 байт = 1024 зеттабайт (примерно 10 24 байт).
В приведенной выше таблице степени двойки (2 10 , 2 20 , 2 30 и т.д.) являются точными значениями килобайт, мегабайт, гигабайт. А вот степени числа 10 (точнее, 10 3 , 10 6 , 10 9 и т.п.) будут уже приблизительными значениями, округленными в сторону уменьшения. Таким образом, 2 10 = 1024 байта представляет точное значение килобайта, а 10 3 = 1000 байт является приблизительным значением килобайта.
Такое приближение (или округление) вполне допустимо и является общепринятым.
Ниже приводится таблица байтов с английскими сокращениями (в левой колонке):
1 Kb ~ 10 3 b = 10*10*10 b= 1000 b – килобайт
1 Mb ~ 10 6 b = 10*10*10*10*10*10 b = 1 000 000 b – мегабайт
1 Gb ~ 10 9 b – гигабайт
1 Tb ~ 10 12 b – терабайт
1 Pb ~ 10 15 b – петабайт
1 Eb ~ 10 18 b – эксабайт
1 Zb ~ 10 21 b – зеттабайт
1 Yb ~ 10 24 b – йоттабайт
Выше в правой колонке приведены так называемые «десятичные приставки», которые используются не только с байтами, но и в других областях человеческой деятельности. Например, приставка «кило» в слове «килобайт» означает тысячу байт, также как в случае с километром она соответствует тысяче метров, а в примере с килограммом она равна тысяче грамм.
Продолжение следует…
Возникает вопрос: есть ли продолжение у таблицы байтов? В математике есть понятие бесконечности, которое обозначается как перевернутая восьмерка: ∞.
Понятно, что в таблице байтов можно и дальше добавлять нули, а точнее, степени к числу 10 таким образом: 10 27 , 10 30 , 10 33 и так до бесконечности. Но зачем это надо? В принципе, пока хватает терабайт и петабайт. В будущем, возможно, уже мало будет и йоттабайта.
Напоследок парочка примеров по устройствам, на которые можно записать терабайты и гигабайты информации.
Есть удобный «терабайтник» – внешний жесткий диск, который подключается через порт USB к компьютеру. На него можно записать терабайт информации. Особенно удобно для ноутбуков (где смена жесткого диска бывает проблематична) и для резервного копирования информации. Лучше заранее делать резервные копии информации, а не после того, как все пропало.
Флешки бывают 1 Гб, 2 Гб, 4 Гб, 8 Гб, 16 Гб, 32 Гб, 64 Гб и даже 1 терабайт.
И многие другие понятия имеют самые непосредственные связи между собой. Очень немногие пользователи сегодня достаточно хорошо разбираются в этих вопросах. Попробуем прояснить, что такое мощность алфавита, как ее вычислять и применять на практике. В дальнейшем это, вне всякого сомнения, может пригодиться на практике.
Как измеряется информация
Прежде чем приступить к изучению вопроса о том, какова мощность алфавита, и вообще, что это такое, следует начать, так сказать, с азов.
Наверняка всем известно, что сегодня существуют специальные системы измерения каких-либо величин, на основе эталонных значений. Например, для расстояний и аналогичных величин это метры, для массы и веса - килограммы, для временных промежутков - секунды и т.д.
Но как же измерить информацию в смысле объема текста? Именно для этого и было введено понятие мощности алфавита.
Что такое мощность алфавита: начальное понятие
Итак, если следовать общепринятому правилу, что конечное значение какой-либо величины представляет собой параметр, определяющий, какое количество раз эталонная единица уложена в измеряемой величине, можно сделать вывод: мощность алфавита есть полное количество символов, использующихся для того или иного языка.
Чтобы было понятнее, оставим пока вопрос о том, как находить мощность алфавита, в стороне, и обратим внимание на сами символы, естественно, с точки зрения информационных технологий. Грубо говоря, полный список используемых символов содержит литеры, цифры, всевозможные скобки, специальные символы, знаки препинания, и т.д. Однако, если подходить к вопросу о том, что такое мощность алфавита именно компьютерным способом, сюда следует включить еще и пробел (единичный разрыв между словами или другими символами).
Возьмем в качестве примера русский язык, вернее, клавиатурную раскладку. Исходя из вышесказанного, полный перечень содержит 33 литеры, 10 цифр и 11 специальных знаков. Таким образом, полная мощность алфавита равна 54.
Информационный вес символов
Однако общее понятие мощности алфавита не определяет сущности вычислений информационных объемов текста, содержащего литеры, цифры и символы. Здесь требуется особый подход.
В принципе, задумайтесь, ну вот каким может быть минимальный набор с точки зрения компьютерной системы, сколько символов он может содержать? Ответ: два. И вот почему. Дело в том, что каждый символ, будь то буква или цифра, имеет свой информационный вес, по которому машина и распознает, что именно перед ней. Но компьютер понимает лишь представление в виде единиц и нулей, на чем, собственно, и основана вся информатика.
Таким образом, любой символ можно представить в виде последовательностей, содержащих цифры 1 и 0, то есть, минимальная последовательность, обозначающая букву, цифру или символ, состоит из двух компонентов.
Сам же информационный вес, принятый за стандартную информационную единицу измерения, называется битом (1 бит). Соответственно, 8 бит составляют 1 байт.
Представление символов в двоичном коде
Итак, что такое мощность алфавита, думается, уже немного понятно. Теперь посмотрим на другой аспект, в частности, практическое представление мощности с использованием В качестве примера для простоты возьмем алфавит, содержащий всего 4 символа.
В двузначном двоичном коде последовательность и их информационное представление можно описать следующим образом:
Порядковый номер | ||||
Двоичный код |
Отсюда - простейший вывод: при мощности алфавита N=4 вес единичного символа составляет 2 бита.
Если использовать трехзначный двоичный код для алфавита, например, с 8 символами, количество комбинаций будет следующим:
Порядковый номер | ||||||||
Двоичный код |
Иными словами, при мощности алфавита N=8 вес одного символа для трехзначного двоичного кода будет равен 3 битам.
алфавита и использовать ее в компьютерном выражении
Теперь попробуем посмотреть на зависимость, которую выражает количество знаков в коде и мощность алфавита. Формула, где N - алфавитная мощность алфавита, а b - количество знаков в двоичном коде, будет выглядеть так:
То есть, 2 1 =2, 2 2 =4, 2 3 =8, 2 4 =16 и т.д. Грубо говоря, искомое количество знаков самого двоичного кода и есть вес символа. В информационном выражении это выглядит так:
Измерение информационного объема
Однако это были всего лишь простейшие примеры, так сказать, для начального понимания того, что такое мощность алфавита. Перейдем непосредственно к практике.
На данном этапе развития компьютерной техники для набора текста с учетом заглавных, прописных и кириллических и латинских литер, знаков препинания, скобок, знаков арифметических действий и т.д. используется 256 символов. Исходя из того, что 256 это 2 8 , нетрудно догадаться, что вес каждого символа в таком алфавите равен 8, то есть, 8 битам или 1 байту.
Если исходить из всех известных параметров, можно с легкостью получить нужное нам значение информационного объема любого текста. Например, у нас есть компьютерный текст, содержащий 30 страниц. На одной странице располагается 50 строк по 60 любых знаков или символов, включая и пробелы.
Таким образом, одна страница будет содержать 50 х 60= 3 000 байт информации, а весь текст - 3000 х 50=150000 байт. Как видим даже небольшие тексты измерять в байтах неудобно. А что говорить о целых библиотеках?
В данном случае лучше переводить объем в более мощные величины - килобайты, мегабайты, гигабайты и т.д. Исходя из того, что, например, 1 килобайт равен 1024 байта (2 10), а мегабайт - 2 10 килобайт (1024 килобайта), нетрудно посчитать, что объем текста в информационно-математическом выражении для нашего примера составит 150000/1024=146,484375 килобайт или приблизительно 0,14305 мегабайт.
Вместо послеловия
В общем и целом, это вкратце и все, что касается рассмотрения вопроса, что такое мощность алфавита. Остается добавить, что в данном описании был использован чисто математический подход. Само собой разумеется, что смысловая нагрузка текста в данном случае не учитывается.
Но, если подходить к вопросам рассмотрения именно с позиции, которая дает человеку что-то для осмысления, набор бессмысленного сочетания или последовательностей символов в этом плане будет иметь нулевую информационную нагрузку, хотя, с точки зрения понятия информационного объема, результат все равно можно вычислить.
В целом же, знания о мощности алфавита и сопутствующих понятиях не так уж и сложны для понимания и элементарно могут применяться в смысле практических действий. При этом любой пользователь практически каждый день сталкивается с этим. Достаточно привести в пример популярный редактор Word или любой другой такого же уровня, в котором используется такая система. Но не путайте его с обычным «Блокнотом». Здесь мощность алфавита ниже, поскольку при наборе текста не используются, скажем, прописные буквы.
Алфавитный подход используется для измерения количества информации в тексте, представленном в виде последовательности символов некоторого алфавита. Такой подход не связан с содержанием текста. Количество информации в этом случае называется информационным объемом текста , который пропорционален размеру текста - количеству символов, составляющих текст. Иногда данный подход к измерению информации называют объемным подходом.
Каждый символ текста несет определенное количество информации. Его называют информационным весом символа . Поэтому информационный объем текста равен сумме информационных весов всех символов, составляющих текст.
Здесь предполагается, что текст - это последовательная цепочка пронумерованных символов. В формуле (1) i 1 обозначает информационный вес первого символа текста, i 2 - информационный вес второго символа текста и т.д.; K - размер текста, т.е. полное число символов в тексте.
Все множество различных символов, используемых для записи текстов , называется алфавитом . Размер алфавита - целое число, которое называется мощностью алфавита . Следует иметь в виду, что в алфавит входят не только буквы определенного языка, но все другие символы, которые могут использоваться в тексте: цифры, знаки препинания, различные скобки, пробел и пр.
Определение информационных весов символов может происходить в двух приближениях:
1) в предположении равной вероятности (одинаковой частоты встречаемости) любого символа в тексте;
2) с учетом разной вероятности (разной частоты встречаемости) различных символов в тексте.
Приближение равной вероятности символов в тексте
Если допустить, что все символы алфавита в любом тексте появляются с одинаковой частотой, то информационный вес всех символов будет одинаковым. Пусть N - мощность алфавита. Тогда доля любого символа в тексте составляет 1/N -ю часть текста. По определению вероятности (см. ) эта величина равна вероятности появления символа в каждой позиции текста:
p = 1/N
Согласно формуле К.Шеннона (см. “Измерение информации. Содержательный подход” ), количество информации, которое несет символ, вычисляется следующим образом:
i = log2(1/p ) = log2N (бит ) (2)
Следовательно, информационный вес символа (i ) и мощность алфавита (N ) связаны между собой по формуле Хартли (см. “Измерение информации. Содержательный подход” )
2 i = N.
Зная информационный вес одного символа (i ) и размер текста, выраженный количеством символов (K ), можно вычислить информационный объем текста по формуле:
I = K · i (3)
Эта формула есть частный вариант формулы (1), в случае, когда все символы имеют одинаковый информационный вес.
Из формулы (2) следует, что при N = 2 (двоичный алфавит) информационный вес одного символа равен 1 биту.
С позиции алфавитного подхода к измерению информации 1 бит - это информационный вес символа из двоичного алфавита.
Более крупной единицей измерения информации является байт .
1 байт - это информационный вес символа из алфавита мощностью 256.
Поскольку 256 = 2 8 , то из формулы Хартли следует связь между битом и байтом:
2 i = 256 = 2 8
Отсюда: i = 8 бит = 1 байт
Для представления текстов, хранимых и обрабатываемых в компьютере, чаще всего используется алфавит мощностью 256 символов. Следовательно,
1 символ такого текста “весит” 1 байт.
Помимо бита и байта, для измерения информации применяются и более крупные единицы:
1 Кб (килобайт) = 2 10 байт = 1024 байта,
1 Мб (мегабайт) = 2 10 Кб = 1024 Кб,
1 Гб (гигабайт) = 2 10 Мб = 1024 Мб.
Приближение разной вероятности встречаемости символов в тексте
В этом приближении учитывается, что в реальном тексте разные символы встречаются с разной частотой. Отсюда следует, что вероятности появления разных символов в определенной позиции текста различны и, следовательно, различаются их информационные веса.
Статистический анализ русских текстов показывает, что частота появления буквы “о” составляет 0,09. Это значит, что на каждые 100 символов буква “о” в среднем встречается 9 раз. Это же число обозначает вероятность появления буквы “о” в определенной позиции текста: p o = 0,09. Отсюда следует, что информационный вес буквы “о” в русском тексте равен:
Самой редкой в текстах буквой является буква “ф”. Ее частота равна 0,002. Отсюда:
Отсюда следует качественный вывод: информационный вес редких букв больше, чем вес часто встречающихся букв.
Как же вычислить информационный объем текста с учетом разных информационных весов символов алфавита? Делается это по следующей формуле:
Здесь N - размер (мощность) алфавита; n j - число повторений символа номер j в тексте; i j - информационный вес символа номер j .
Алфавитный подход в курсе информатики основой школы
В курсе информатики в основной школе знакомство учащихся с алфавитным подходом к измерению информации чаще всего происходит в контексте компьютерного представления информации. Основное утверждение звучит так:
Количество информации измеряется размером двоичного кода, с помощью которого эта информация представлена
Поскольку любые виды информации представляются в компьютерной памяти в форме двоичного кода, то это определение универсально. Оно справедливо для символьной, числовой, графической и звуковой информации.
Один знак (разряд ) двоичного кода несет 1 бит информации.
При объяснении способа измерения информационного объема текста в базовом курсе информатики данный вопрос раскрывается через следующую последовательность понятий: алфавит - размер двоичного кода символа - информационный объем текста.
Логика рассуждений разворачивается от частных примеров к получению общего правила. Пусть в алфавите некоторого языка имеется всего 4 символа. Обозначим их:, , , . Эти символы можно закодировать с помощью четырех двухразрядных двоичных кодов: - 00, - 01, - 10, - 11. Здесь использованы все варианты размещений из двух символов по два, число которых равно 2 2 = 4. Отсюда делается вывод: информационный вес символа из 4-символьного алфавита равен двум битам.
Следующий частный случай - 8-символьный алфавит, каждый символ которого можно закодировать 3-разрядным двоичным кодом, поскольку число размещений из двух знаков группами по 3 равно 2 3 = 8. Следовательно, информационный вес символа из 8-символьного алфавита равен 3 битам. И т.д.
Обобщая частные примеры, получаем общее правило: с помощью b- разрядного двоичного кода можно закодировать алфавит, состоящий из N = 2 b - символов.
Пример 1. Для записи текста используются только строчные буквы русского алфавита и “пробел” для разделения слов. Какой информационный объем имеет текст, состоящий из 2000 символов (одна печатная страница)?
Решение. В русском алфавите 33 буквы. Сократив его на две буквы (например, “ё” и “й”) и введя символ пробела, получаем очень удобное число символов - 32. Используя приближение равной вероятности символов, запишем формулу Хартли:
2 i = 32 = 2 5
Отсюда: i = 5 бит - информационный вес каждого символа русского алфавита. Тогда информационный объем всего текста равен:
I = 2000 · 5 = 10 000 бит
Пример 2. Вычислить информационный объем текста размером в 2000 символов, в записи которого использован алфавит компьютерного представления текстов мощностью 256.
Решение. В данном алфавите информационный вес каждого символа равен 1 байту (8 бит). Следовательно, информационный объем текста равен 2000 байт.
В практических заданиях по данной теме важно отрабатывать навыки учеников в пересчете количества информации в разные единицы: биты - байты - килобайты - мегабайты - гигабайты. Если пересчитать информационный объем текста из примера 2 в килобайты, то получим:
2000 байт = 2000/1024 1,9531 Кб
Пример 3. Объем сообщения, содержащего 2048 символов, составил 1/512 часть мегабайта. Каков размер алфавита, с помощью которого записано сообщение?
Решение. Переведем информационный объем сообщения из мегабайтов в биты. Для этого данную величину умножим дважды на 1024 (получим байты) и один раз - на 8:
I = 1/512 · 1024 · 1024 · 8 = 16 384 бита.
Поскольку такой объем информации несут 1024 символа (К ), то на один символ приходится:
i = I /K = 16 384/1024 = 16 бит.
Отсюда следует, что размер (мощность) использованного алфавита равен 2 16 = 65 536 символов.
Объемный подход в курсе информатики в старших классах
Изучая информатику в 10–11-х классах на базовом общеобразовательном уровне, можно оставить знания учащихся об объемном подходе к измерению информации на том же уровне, что описан выше, т.е. в контексте объема двоичного компьютерного кода.
При изучении информатики на профильном уровне объемный подход следует рассматривать с более общих математических позиций, с использованием представлений о частотности символов в тексте, о вероятностях и связи вероятностей с информационными весами символов.
Знание этих вопросов оказывается важным для более глубокого понимания различия в использовании равномерного и неравномерного двоичного кодирования (см. “Кодирование информации” ), для понимания некоторых приемов сжатия данных (см. “Сжатие данных” ) и алгоритмов криптографии (см. “Криптография” ).
Пример 4. В алфавите племени МУМУ всего 4 буквы (А, У, М, К), один знак препинания (точка) и для разделения слов используется пробел. Подсчитали, что в популярном романе “Мумука” содержится всего 10 000 знаков, из них: букв А - 4000, букв У - 1000, букв М - 2000, букв К - 1500, точек - 500, пробелов - 1000. Какой объем информации содержит книга?
Решение. Поскольку объем книги достаточно большой, то можно допустить, что вычисленная по ней частота встречаемости в тексте каждого из символов алфавита характерна для любого текста на языке МУМУ. Подсчитаем частоту встречаемости каждого символа во всем тексте книги (т.е. вероятность) и информационные веса символов
Общий объем информации в книге вычислим как сумму произведений информационного веса каждого символа на число повторений этого символа в книге:
Тема: «Измерение информации»
Формулы
Для определения информационного объема сообщения потребуются две формулы:
1. \(N= 2^i \)
N — мощность алфавита
2. \(I = k * i \)
I — информационный объём сообщения
k — количество символов в сообщении
i — информационный объём одного символа в алфавите
Формула нахождения k:
Формула нахождения i:
Задачи
Задача №1. Сообщение, записанное буквами из 128-символьного алфавита, содержит 30 символов. Найти информационный объем всего сообщения?
Решение.
\(I = ? \)
\(i = ? \)
\(N= 2^i \) = \(128= 2^7 \)
\(i = 7 \) бит. Какая степень двойки, такой вес одного символа в алфавите. Далее определяем информационный объем сообщения по формуле:
\(I = k * i \) = 30 * 7 = 210 бит
Ответ: 210 бит
Задача №2. Информационное сообщение объемом 4 Кбайта содержит 4096 символов. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение?
Решение. Запишем, что дано по условию задачи и что необходимо найти:
\(I = 4 \) Кб
\(N = ? \)
\(i = ? \)
Очень важно перевести все числа в степени двойки:
1 Кб = \(2^{13} \) бит
\(I = 4 \) Кб = \(2^2 \) * \(2^{13} \) = \(2^{15} \) бит
k = 4096 = \(2^{12} \)
Сначала найдем вес одного символа по формуле:
\(i = \frac{\mathrm I}{\mathrm k} \) = \(2^{15} \) : \(2^{12} \) = \(2^3 \) = 8 бит
\(N= 2^i \) \(2^8 =256\)
Ответ: 256 символов в алфавите.
Задача №3. Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 16-символьного алфавита, если его объем составляет 1/16 Мб?
Решение. Запишем, что дано по условию задачи и что необходимо найти:
Мб
\(k = ? \)
\(i = ? \)
Представим \(I = \frac{\mathrm 1}{\mathrm 16} \) Мб в степень двойки:
1 Мб = \(2^{23} \) бит
\(I = \frac{\mathrm 1}{\mathrm 16} \) Мб = \(2^{23} \) : \(2^4 \) = \(2^{19} \) бит.
Сначала найдем вес одного символа по формуле:
\(N= 2^i \) = \(2^4 = 16 \)
\(i = 4 \) бит = \(2^2 \)
Теперь найдём количество символов в сообщении k:
\(k = \frac{\mathrm I}{\mathrm i} \) = \(2^{19} \) : \(2^2 \) = \(2^{17} \) = 131072
Ответ: 131072 символов в сообщении.
Цель урока:
- Иметь представление об алфавитном подходе к определению количества информации;
- Знать формулу для определения количества информационных сообщений,количества информации в сообщений;
- Уметь решать задачи на определение количества информационных сообщений и количества информации, которое несет полученное сообщение.
Ход урока
1. Актуализация знаний:
Ребята давайте понаблюдаем за тем, что мы
видим за окном. Что вы можете сказать о природе? (Наступила
зима.)
- Но почему вы решили, что наступила зима? (Холодно, идет снег.)
- Но ведь нигде не написано, что это признаки зимы.
(Но мы знаем, что все это означает: наступила
зима.)
Поэтому и получается, что, то знание, которое мы извлекаем из окружающей действительности и есть информация. (слайд 1 )
Разминка.
Заполнить таблицу и стрелочками показать соответствия.
Можно ли измерить количество информации и как это сделать? (Да)
Оказывается, информацию также можно измерять и находить ее количество.
Существуют два подхода к измерению информации. С одним из них мы сегодня познакомимся. (Смотри приложение слайд 2 )
2. Изучение нового материала.
Каким образом можно найти количество информации?
Рассмотрим пример.
У нас есть небольшой текст, написанный на русском языке. Он состоит из букв русского алфавита, цифр, знаков препинания. Для простоты будем считать, что символы в тексте присутствуют с одинаковой вероятностью.
Множество используемых в тексте символов называется алфавитом .
В информатике под алфавитом понимают не только буквы, но и цифры, и знаки препинания, и другие специальные знаки.
У алфавита есть размер (полное количество символов) , который называется мощностью алфавита. При алфавитном подходе считается, что каждый символ текста имеет определенный “информационный вес”. С увеличением мощности алфавита увеличивается информационный вес символов этого алфавита.
Обозначим мощность алфавита через N.
Найдем зависимость между информационным весом символа (i) и мощностью алфавита (N). Самый наименьший алфавит содержит 2 символа, которые обозначаются “0” и “1”. Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу информации и называется 1 бит. (Cмотри приложение слайд 3 )
| N | 2 | 4 | 8 | 16 | 32 | 64 | 128 | 256 |
| i | 1бит | 2бит | 3бит | 4бит | 5бит | 6бит | 7бит | 8бит |
В компьютере также используется свой алфавит, который можно назвать компьютерным. Количество символов, которое в него входит, равно 256 символов. Это мощность компьютерного алфавита.
Также мы выяснили, что закодировать 256 разных символов можно показать с помощью 8 битов.
8 бит является настолько характерной величиной, что ей присвоили свое название – байт.
1байт = 8 битам
Используя этот факт: можно быстро подсчитать количество информации, содержащееся в компьютерном тексте, т.е.в тексте набранном с помощью компьютера, учитывая, что большинство статей, книг, публикаций и т.д. написаны с помощью текстовых редакторов, то таким способом можно найти информационный объем любого сообщения, созданного подобным образом.
Правило для измерения информации с точки зрения алфавитного подхода посмотрим на слайде. (Cмотри приложение слайд 4 )
Пример:
Найти информационный объем страницы компьютерного текста.
Решение:
Используем правило.
1. Найдем мощность: N=256
2. Найдем информационный объем одного символа: N=
2 i
i = 8 бит = 1 байт.
3. Найдем количество символов на странице.
Примерно.
(Найти количество символов в строке и умножить на количество строк)
Пояснение:
Пусть дети выберут произвольную строку и подсчитают количество символов в ней, учитывая все знаки препинания и пробелы.
40 символов * 50 строк = 2000символов.
4. Найдем информационный объем всей страницы: 2000 * 1 = 2000 байтам
Согласитесь, что байт – маленькая единица измерения информации. Для измерения больших объемов информации используют следующие единицы (Cмотри приложение слайд5 )
3. Закрепление изученного материала.
На доске:
Заполнить пропуски числами и проверить правильность.
1 Кбайт = ___ байт = ______бит,
2 Кбайт = _____ байт =______бит,
24576 бит =_____байт =_____Кбайт,
512 Кбайт = ___ байт =_____бит.
Предлагается ученикам задачи:
1) Сообщение записано с помощью алфавита, содержащего 8 символов. Какое количество информации несет одна буква этого алфавита?
Решение: N=8 , то i= 3 битам
2) Сообщение, записанное буквами из 128-символьного алфавита, содержит 30 символов. Какой объем информации оно несет?
1. N= 128 , K=30
2. N= 2 i i= 7
битам (объем одного символа)
3. I = 30*7 = 210бит (объем всего сообщения)
4. Творческая работа.
Наберите на компьютере текст, информационный объем которого равен 240 байт.
5. Итоги урока.
Что нового сегодня мы узнали на уроке?
- Как определяется количество информации с
алфавитной точки зрения?
- Как найти мощность алфавита?
- Чему равен 1байт?
6. Домашнее задание (Cмотри приложение слайд 6 ).
Выучить правило для измерения информации с точки зрения алфавитного подхода.
Выучить единицы измерения информации.
Решить задачу:
1) Мощность некоторого алфавита равна 64
символам. Каким будет объем информации в тексте,
состоящем из 100символов.
2) Информационный объем сообщения равен 4096 бит.
Оно содержит 1024 символа. Какова мощность
алфавита, с помощью которого составлено это
сообщение?