Pripomeňme, že z hľadiska subjektívneho prístupu k definícii informácie je informácia obsah správ, ktoré človek dostáva z rôznych zdrojov. Tá istá správa môže niesť veľa informácií pre jednu osobu a pre inú ich nenesie vôbec. Pri tomto prístupe je ťažké jednoznačne určiť množstvo informácií.

Abecedný prístup umožňuje merať informačný objem správy prezentovanej v určitom jazyku (prirodzenom alebo formálnom) bez ohľadu na jej obsah.

Na kvantitatívne vyjadrenie akejkoľvek hodnoty je v prvom rade potrebná merná jednotka. Meranie sa vykonáva porovnaním nameranej hodnoty s jednotkou merania. Koľkokrát sa merná jednotka "zmestí" do nameranej hodnoty, taký je výsledok merania.

Pri abecednom prístupe sa uvažuje, že každý symbol správy má určitú informačnú váhu – nesie pevne stanovené množstvo informácií. Všetky znaky tej istej abecedy majú rovnakú váhu v závislosti od mohutnosti abecedy. Informačná váha symbolu binárnej abecedy sa berie ako minimálna jednotka merania informácie a nazýva sa 1 bit. Upozorňujeme, že názov jednotky informácie "bit" (bit) pochádza z anglickej frázy "binary digit" - "binárna číslica".

1.4.2. Informačná váha ľubovoľného znaku abecedy

Už skôr sme zistili, že abecedu akéhokoľvek prirodzeného alebo formálneho jazyka možno nahradiť binárnou abecedou. V tomto prípade mocnosť pôvodnej abecedy N súvisí s bitovou hĺbkou binárneho kódu i, ktorý je potrebný na zakódovanie všetkých znakov pôvodnej abecedy, vzťahom: N = 2 i .

Úloha 1. Abeceda kmeňa Pulti obsahuje 8 znakov. Akú informačnú váhu má znak v tejto abecede?

rozhodnutie. Urobme si krátky záznam o stave problému.

Je známy vzťah, ktorý spája hodnoty i a N: N = 2 i.

Vzhľadom na počiatočné údaje: 8 = 2 i. Preto: i = 3.

Úplný záznam riešenia v notebooku môže vyzerať takto:

Odpoveď: 3 bity

1.4.3. Informačný objem správy

Informačný objem správy (množstvo informácií v správe) reprezentovaný symbolmi prirodzeného alebo formálneho jazyka je súčtom informačných váh symbolov, ktoré ho tvoria.

Úloha 2. Správa napísaná v 32-znakovej abecede obsahuje 140 znakov. Koľko informácií nesie?

rozhodnutie.

Odpoveď": 700 bitov.

Úloha 3. Informačná správa 720 bitov pozostáva zo 180 znakov. Aká je sila abecedy, ktorou je táto správa napísaná?

rozhodnutie.

Odpoveď: 16 znakov.

1.4.4. Informačné jednotky

V dnešnej dobe sa príprava textov realizuje najmä pomocou počítačov. Môžeme hovoriť o „počítačovej abecede“, ktorá obsahuje nasledujúce znaky: malé a veľké ruské a latinské písmená, čísla, interpunkčné znamienka, aritmetické znamienka, zátvorky atď. Táto abeceda obsahuje 256 znakov. Pretože 256 = 2 8 , informačná váha každého znaku v tejto abecede je 8 bitov. Hodnota rovnajúca sa ôsmim bitom sa nazýva bajt. 1 bajt - informačná váha abecedného znaku s kapacitou 256.

Úloha 4. Informačná správa s objemom 4 KB pozostáva zo 4096 znakov. Akú informačnú váhu má charakter tejto správy? Koľko znakov je v abecede, v ktorej je táto správa napísaná? rozhodnutie.

Odpoveď: 256 znakov.

Najdôležitejšia vec

Pri abecednom prístupe sa uvažuje, že každý znak správy má určitú informačnú váhu – nesie pevné množstvo informácií.

1 bit je minimálna jednotka informácie.

Informačná váha i znaku abecedy a mocnina N abecedy súvisia vzťahom: N = 2 i . Informačný objem I správy sa rovná súčinu počtu K znakov v správe a informačnej váhy i znaku abecedy: I ​​= K i.

1 bajt = 8 bitov.

Bajty, kilobajty, megabajty, gigabajty, terabajty - jednotky informácií. Každá ďalšia jednotka je 1024 (2 10) krát väčšia ako predchádzajúca.

Otázky a úlohy

Túto hodnotu označíme písmenom N. Napríklad mohutnosť abecedy ruských písmen a označených doplnkových symbolov je 54.

Predstavte si, že text k vám prichádza postupne, jeden znak po druhom, ako papierová stuha vyliezajúca z telegrafného stroja. Predpokladajme, že každý znak na páske má rovnakú pravdepodobnosť, že bude akýmkoľvek znakom v abecede. V skutočnosti to nie je celkom pravda, ale pre jednoduchosť prijmeme aj takýto predpoklad. Na každej nasledujúcej pozícii textu sa môže objaviť ktorýkoľvek z N znakov. Potom, podľa nám známeho vzorca N = 2 (pozri zmysluplný prístup), každý takýto symbol nesie I bit informácie, ktorú možno určiť z riešenia rovnice: 2 I = 54. Dostaneme: I = 5,755 bitov - toto množstvo informácií nesie jeden symbol v ruskom texte.

Ak chcete zistiť množstvo informácií v celom texte, musíte spočítať počet znakov v ňom a vynásobiť číslom I.

Spočítajme množstvo informácií na jednej strane knihy. Nech strana obsahuje 50 riadkov. Každý riadok má 60 znakov. To znamená, že na stránku sa zmestí 50x60=3000 znakov. Potom sa množstvo informácií bude rovnať: 5,755 x 3000 = 17265 bitov.

Pri abecednom prístupe k meraniu informácií množstvo informácií nezávisí od obsahu, ale od veľkosti textu a sily abecedy.

Abecedný prístup k meraniu informácií teda možno znázorniť ako diagram:

Pri použití dvojkovej sústavy (abeceda pozostáva z dvoch znakov: 0 a 1) nesie každý dvojkový znak 1 bit informácie.

Abecedný prístup je objektívny spôsob merania informácií na rozdiel od prístupu subjektívneho obsahu.

Najpohodlnejšie je merať informácie, keď veľkosť abecedy N je celá číslo 2. Napríklad, ak N = 16, potom každý znak nesie 4 bity informácie, pretože 2 4 = 16. A ak N = 32, potom jeden znak „váži“ 5 bitov.

Maximálna veľkosť abecedy teoreticky nie je obmedzená. Existuje však abeceda, ktorú možno nazvať dostatočnou. Ide o abecedu s kapacitou 256 znakov. Do abecedy tejto veľkosti môžete vložiť všetky prakticky potrebné znaky: latinské a ruské písmená, čísla, znaky aritmetických operácií, všetky druhy zátvoriek, interpunkčné znamienka ....

Od 256 \u003d 2 8 potom jeden znak tejto abecedy „váži“ 8 bitov. Navyše, 8 bitov informácií je taká charakteristická hodnota, že dokonca dostala svoj vlastný názov – bajt.

1 bajt = 8 bitov.

Na meranie veľkého množstva informácií sa používajú nasledujúce jednotky:

1 KB (jeden kilobajt) = 1 024 bajtov = 2 10 bajtov

1 MB (jeden megabajt) = 1 024 KB = 2 10 KB = 2 20 bajtov

1 GB (jeden gigabajt)= 1024 MB=2 10 MB=2 30 bajtov

1 TB (jeden terabajt) = 1 024 GB = 2 10 GB = 2 40 bajtov

1 PB (jeden petabajt) = 1 024 TB = 2 10 TB = 2 50 bajtov

1 ebajt (jeden exabajt) = 1 024 PB = 2 10 PB = 2 60 bajtov

1 bajt (jeden zettabajt) = 1 024 bajtov = 2 10 bajtov = 2 70 bajtov

1Ybajt (jeden yottabajt) = 1024 Zbytes = 2 10 Zbytes = 2 80 bajtov.

Kódovanie textových informácií
Textové informácie v počítači, rovnako ako všetky ostatné typy informácií, sú zakódované v binárnych kódoch. Každému znaku abecedy je priradené celé číslo, ktoré sa považuje za kód tohto znaku.
V tradičných kódovaniach sa na zakódovanie jedného znaku používa sekvencia 8 núl a jednotiek. 8 bitov = 1 bajt.
Existuje 256 rôznych postupností po 8 núl a jednotiek (2 8 = 256). Preto takýto 8-bitový kód umožňuje zakódovať 256 rôznych znakov.
Priradenie konkrétneho číselného kódu znaku je vecou konvencie. Tabuľka prijatá ako medzinárodný štandard ASCII(American Standard Code for Information Interchange - American Standard Code for Information Interchange), kódovanie prvej polovice znakov číselnými kódmi od 0 do 127 (kódy od 0 do 32 nie sú priradené znakom, ale funkčným klávesom).

Tabuľka ASCII kódov

Na kódovanie znakov národných abecied sa používa rozšírenie tabuľky kódov ASCII, to znamená 8-bitové kódy od 128 do 255.

Národné štandardy kódovacích tabuliek obsahujú medzinárodnú časť kódovej tabuľky bez zmien a v druhej časti obsahujú kódy národných abecied, pseudografické symboly a niektoré matematické znaky. V súčasnosti existuje 5 rôznych kódovaní cyriliky (KOI8, Windows. MSDOS, Macintosh, ISO), čo spôsobuje určité ťažkosti pri práci s dokumentmi v ruskom jazyku.
Koncom 90-tych rokov sa objavil nový medzinárodný štandard Unicode, ktorý pre 1 znak neprideľuje jeden bajt, ale dva, takže je možné pomocou neho zakódovať 65536 rôznych znakov. Zahŕňa všetky existujúce, zaniknuté a umelo vytvorené abecedy sveta, ako aj mnohé matematické, hudobné, chemické a iné symboly.

PREDNÁŠKA č.3

Témy lekcií:

1. Sila abecedy.

2. Tabuľky kódovania znakov.

3. Kódovanie obrázkov.

4. Kódovanie zvuku.

5. Kompresia informácií

6. Príklady riešenia typických problémov.

7. Digitálny elektronický podpis.

Sila abecedy

Abeceda– súbor znakov používaných na vytváranie informačných správ. Napríklad abeceda ruského jazyka obsahuje 32 písmen (symbolov), je však potrebné mať na pamäti, že okrem písmen sa v informačnej správe môžu nachádzať aj špeciálne znaky: čiarka, bodka, výkričník, zátvorky atď. .

Sila abecedy(mat. - mohutnosť množiny) - počet (množina) znakov použitých na prenos správy.

Počítače používajú abecedu dvoch znakov: 0 a 1

Poznámka:

*Maximálny počet N možností (sád) pre binárne n-bitové slovo je

Napríklad počet možných variantov osembitového slova (1 bajt) zloženého z 0 a 1 je 2 8 = 256.

Úloha číslo 1.1.:

Rýchlosť čítania študenta je približne 250 znakov za minútu. Ak vezmete silu použitej abecedy ako 64, určte, koľko informácií v kilobajtoch študent dostane, ak bude nepretržite čítať 40 minút?

rozhodnutie:

1) Množstvo informácií, ktoré nesie jeden znak abecedy (zo 64 znakov) sa rovná:

2) Počet znakov, ktoré žiak prečíta za 40 minút, je: 250 x 40 = 10 000.

3) Množstvo informácií, ktoré študent dostane za 40 minút, je: 10 000 ⋅ 6 = 60 000 bitov = 7,3 KB.