Amintiți-vă că, din punctul de vedere al unei abordări subiective a definiției informației, informația este conținutul mesajelor pe care o persoană le primește din diverse surse. Același mesaj poate transporta o mulțime de informații pentru o persoană și nu le poate transporta deloc pentru o altă persoană. Cu această abordare, este dificil să se determine fără ambiguitate cantitatea de informații.

Abordarea alfabetică face posibilă măsurarea volumului informațional al unui mesaj prezentat într-o anumită limbă (naturală sau formală), indiferent de conținutul acestuia.

Pentru exprimarea cantitativă a oricărei valori, în primul rând, este necesară o unitate de măsură. Măsurarea se realizează prin compararea valorii măsurate cu unitatea de măsură. De câte ori „se încadrează” unitatea de măsură în valoarea măsurată, acesta este rezultatul măsurării.

Cu abordarea alfabetică, se consideră că fiecare simbol al unui mesaj are o anumită pondere informațională - poartă o cantitate fixă ​​de informații. Toate caracterele aceluiași alfabet au aceeași greutate, în funcție de cardinalitatea alfabetului. Greutatea informațională a unui simbol al alfabetului binar este luată ca unitate minimă de măsură a informațiilor și se numește 1 bit. Vă rugăm să rețineți că numele unității de informație „bit” (bit) provine din expresia engleză „binary digit” - „binary digit”.

1.4.2. Greutatea informațională a unui caracter alfabetic arbitrar

Mai devreme am aflat că alfabetul oricărui limbaj natural sau formal poate fi înlocuit cu un alfabet binar. În acest caz, puterea alfabetului original N este legată de adâncimea de biți a codului binar i, necesară pentru codificarea tuturor caracterelor alfabetului original, prin relația: N = 2 i .

Sarcina 1. Alfabetul tribului Pulti conține 8 caractere. Care este greutatea informațională a unui caracter din acest alfabet?

Soluţie. Să facem o scurtă înregistrare a stării problemei.

Este cunoscută o relație care leagă valorile lui i și N: N = 2 i .

Având în vedere datele inițiale: 8 = 2 i . Prin urmare: i = 3.

O înregistrare completă a soluției într-un notebook ar putea arăta astfel:

Răspuns: 3 biți

1.4.3. Volumul de informații al mesajului

Volumul de informații al unui mesaj (cantitatea de informații dintr-un mesaj) reprezentat de simbolurile unui limbaj natural sau formal este suma ponderilor informaționale ale simbolurilor sale constitutive.

Sarcina 2. Un mesaj scris cu alfabetul de 32 de caractere conține 140 de caractere. Câte informații transportă?

Soluţie.

Răspuns": 700 de biți.

Sarcina 3. Un mesaj de informare de 720 de biți este format din 180 de caractere. Care este puterea alfabetului cu care este scris acest mesaj?

Soluţie.

Răspuns: 16 caractere.

1.4.4. Unități de informare

În prezent, pregătirea textelor se realizează în principal cu ajutorul computerelor. Putem vorbi despre un „alfabet al computerului” care include următoarele caractere: litere mici și majuscule rusești și latine, cifre, semne de punctuație, semne de operații aritmetice, paranteze etc. Acest alfabet conține 256 de caractere. Deoarece 256 = 2 8 , greutatea informațiilor fiecărui caracter din acest alfabet este de 8 biți. O valoare egală cu opt biți se numește octet. 1 octet - greutatea informațională a unui caracter alfabetic cu o capacitate de 256.

Sarcina 4. Un mesaj informativ cu un volum de 4 KB este format din 4096 de caractere. Care este ponderea informațională a caracterului acestui mesaj? Câte caractere sunt în alfabetul în care este scris acest mesaj? Soluţie.

Răspuns: 256 de caractere.

Cel mai important

Cu abordarea alfabetică, se consideră că fiecare caracter al unui mesaj are o anumită pondere informațională - poartă o cantitate fixă ​​de informații.

1 bit este unitatea minimă de informație.

Greutatea informațională a caracterului i al alfabetului și puterea N a alfabetului sunt legate prin relația: N = 2 i . Volumul informațional I al mesajului este egal cu produsul dintre numărul K de caractere din mesaj și greutatea informațională i a caracterului alfabetic: I = K i.

1 octet = 8 biți.

Bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes, terabytes - unități de informații. Fiecare unitate următoare este de 1024 (2 10) ori mai mare decât cea anterioară.

Întrebări și sarcini

Vom nota această valoare cu litera N. De exemplu, cardinalitatea unui alfabet de litere rusești și simboluri suplimentare marcate este 54.

Imaginați-vă că textul vă vine secvenţial, câte un caracter, ca o panglică de hârtie care se târăşte dintr-un aparat de telegraf. Să presupunem că fiecare caracter care apare pe bandă are aceeași probabilitate de a fi orice caracter din alfabet. În realitate, acest lucru nu este în întregime adevărat, dar pentru simplitate vom accepta o astfel de presupunere. Oricare dintre N caractere poate apărea în fiecare poziție succesivă a textului. Apoi, conform formulei N = 2 pe care o cunosc (vezi abordarea semnificativă), fiecare astfel de simbol poartă I bit de informație, care poate fi determinată din soluția ecuației: 2 I = 54. Se obține: I = 5.755 biți - această cantitate de informații poartă un simbol în text rusesc.

Pentru a găsi cantitatea de informații din întregul text, trebuie să numărați numărul de caractere din acesta și să înmulțiți cu I.

Să numărăm cantitatea de informații de pe o pagină a cărții. Lăsați pagina să conțină 50 de rânduri. Fiecare rând are 60 de caractere. Aceasta înseamnă că 50x60=3000 de caractere se potrivesc pe pagină. Atunci cantitatea de informații va fi egală cu: 5.755 x 3000 = 17265 biți.

Cu o abordare alfabetică a măsurării informațiilor, cantitatea de informații nu depinde de conținut, ci de dimensiunea textului și de puterea alfabetului.

Astfel, abordarea alfabetică a măsurării informațiilor poate fi reprezentată sub formă de diagramă:

Când utilizați sistemul binar (alfabetul este format din două caractere: 0 și 1), fiecare caracter binar poartă 1 bit de informații.

Abordarea alfabetică este o modalitate obiectivă de măsurare a informațiilor, spre deosebire de abordarea subiectivă a conținutului.

Cel mai convenabil este să măsurați informațiile atunci când dimensiunea alfabetului N este o putere întreagă de două. De exemplu, dacă N=16, atunci fiecare caracter poartă 4 biți de informație deoarece 2 4 = 16. Și dacă N = 32, atunci un caracter „cântărește” 5 biți.

Teoretic, nu există limită pentru dimensiunea maximă a alfabetului. Cu toate acestea, există un alfabet care poate fi numit suficient. Acesta este un alfabet cu o capacitate de 256 de caractere. Într-un alfabet de această dimensiune, puteți pune toate caracterele necesare practic: litere latine și rusești, cifre, semne ale operațiilor aritmetice, tot felul de paranteze, semne de punctuație ....

De la 256 \u003d 2 8, atunci un caracter al acestui alfabet „cântărește” 8 biți. Mai mult, 8 biți de informații sunt o valoare atât de caracteristică încât i s-a dat chiar propriul nume - un octet.

1 octet = 8 biți.

Următoarele unități sunt utilizate pentru a măsura cantități mari de informații:

1 KB (un kilobyte) = 1024 octeți = 2 10 octeți

1 MB (un megaoctet)= 1024 KB=2 10 KB=2 20 octeți

1 GB (un gigaoctet)= 1024 MB=2 10 MB=2 30 octeți

1 TB (un terabyte)= 1024 GB = 2 10 GB = 2 40 octeți

1 PB (un petabyte) = 1024 TB = 2 10 TB = 2 50 octeți

1 ebyte (un exaoctet) = 1024 PB = 2 10 PB = 2 60 octeți

1Zbyte (un zettabyte) = 1024Ebytes = 2 10Ebytes = 2 70bytes

1Ybyte (un yottabyte) = 1024Zbytes = 2 10 Zbytes = 2 80 bytes.

Codificarea informațiilor text
Informațiile textuale dintr-un computer, ca toate celelalte tipuri de informații, sunt codificate în coduri binare. Fiecărui caracter al alfabetului i se atribuie un număr întreg, care este considerat a fi codul acestui caracter.
În codificările tradiționale, o secvență de 8 zerouri și unu este folosită pentru a codifica un caracter. 8 biți = 1 octet.
Există 256 de secvențe diferite de 8 zerouri și unu (2 8 = 256). Prin urmare, un astfel de cod de 8 biți vă permite să codificați 256 de caractere diferite.
Atribuirea unui anumit cod numeric unui caracter este o chestiune de convenție. Tabel adoptat ca standard internațional ASCII(American Standard Code for Information Interchange - American Standard Code for Information Interchange), codificarea primei jumătăți a caracterelor cu coduri numerice de la 0 la 127 (codurile de la 0 la 32 sunt atribuite nu caracterelor, ci tastelor funcționale).

Tabel de coduri ASCII

Pentru a codifica caracterele alfabetelor naționale, se utilizează extensia tabelului de coduri ASCII, adică coduri de 8 biți de la 128 la 255.

Standardele naționale ale tabelelor de codificare includ partea internațională a tabelului de coduri fără modificări, iar în a doua parte conțin coduri ale alfabetelor naționale, simboluri pseudografice și unele semne matematice. În prezent, există 5 codificări chirilice diferite (KOI8, Windows. MSDOS, Macintosh, ISO), ceea ce provoacă anumite dificultăți atunci când lucrați cu documente în limba rusă.
La sfârșitul anilor 90 a apărut un nou standard internațional Unicode, care alocă nu un octet, ci doi, pentru 1 caracter, astfel încât să poată fi folosit pentru a codifica 65536 de caractere diferite. Include toate alfabetele existente, dispărute și create artificial ale lumii, precum și multe simboluri matematice, muzicale, chimice și alte simboluri.

PRELEȚIA #3

Subiecte de lecție:

1. Puterea alfabetului.

2. Tabele de codificare a caracterelor.

3. Codificarea imaginii.

4. Codificare audio.

5. Comprimarea informațiilor

6. Exemple de rezolvare a problemelor tipice.

7. Semnătură electronică digitală.

Puterea alfabetului

Alfabet– un set de caractere folosit pentru a crea mesaje informative. De exemplu, alfabetul limbii ruse include 32 de litere (simboluri), cu toate acestea, trebuie avut în vedere că, pe lângă litere, în mesajul informativ pot fi prezente și caractere speciale: virgulă, punct, semn de exclamare, paranteze etc. .

Puterea alfabetului(matematică - cardinalitatea unui set) - numărul (setul) de caractere folosit pentru transmiterea unui mesaj.

Calculatoarele folosesc un alfabet de două caractere: 0 și 1

Notă:

*Numărul maxim de N opțiuni (seturi) pentru un cuvânt binar de n biți este

De exemplu, numărul de variante posibile ale unui cuvânt de opt biți (1 octet) compus din 0 și 1 este 2 8 =256.

Sarcina numărul 1.1.:

Viteza de citire a elevului este de aproximativ 250 de caractere pe minut. Luând puterea alfabetului folosit ca 64, determinați câtă informație în kiloocteți va primi elevul dacă citește continuu timp de 40 de minute?

Soluţie:

1) Cantitatea de informații pe care o poartă un caracter al alfabetului (din 64 de caractere) este egală cu:

2) Numărul de caractere pe care un elev le citește în 40 de minute este: 250 x 40 = 10.000.

3) Cantitatea de informații pe care o primește un elev în 40 de minute este: 10.000 ⋅ 6 = 60.000 biți = 7,3 KB.