Alalahanin na, mula sa punto ng view ng isang subjective na diskarte sa kahulugan ng impormasyon, ang impormasyon ay ang nilalaman ng mga mensahe na natatanggap ng isang tao mula sa iba't ibang mga mapagkukunan. Ang parehong mensahe ay maaaring magdala ng maraming impormasyon para sa isang tao at hindi ito dalhin para sa ibang tao. Sa diskarteng ito, mahirap matukoy ang dami ng impormasyon nang hindi malabo.

Ginagawang posible ng alpabetikong diskarte na sukatin ang dami ng impormasyon ng isang mensahe na ipinakita sa isang partikular na wika (natural o pormal), anuman ang nilalaman nito.

Para sa quantitative expression ng anumang halaga, una sa lahat, kinakailangan ang isang yunit ng pagsukat. Ang pagsukat ay isinasagawa sa pamamagitan ng paghahambing ng sinusukat na halaga sa yunit ng pagsukat. Gaano karaming beses ang yunit ng pagsukat ay "magkasya" sa sinusukat na halaga, ito ang resulta ng pagsukat.

Sa alpabetikong diskarte, isinasaalang-alang na ang bawat simbolo ng isang tiyak na mensahe ay may tiyak na bigat ng impormasyon - nagdadala ito ng isang nakapirming dami ng impormasyon. Ang lahat ng mga character ng parehong alpabeto ay may parehong timbang, depende sa cardinality ng alpabeto. Ang bigat ng impormasyon ng isang simbolo ng binary alphabet ay kinuha bilang pinakamababang yunit ng pagsukat ng impormasyon at tinatawag na 1 bit. Pakitandaan na ang pangalan ng yunit ng impormasyon na "bit" (bit) ay nagmula sa Ingles na pariralang "binary digit" - "binary digit".

1.4.2. Impormasyong bigat ng isang arbitrary na karakter ng alpabeto

Nalaman namin kanina na ang alpabeto ng anumang natural o pormal na wika ay maaaring palitan ng binary alphabet. Sa kasong ito, ang kapangyarihan ng orihinal na alpabeto N ay nauugnay sa bit depth ng binary code i, na kinakailangan upang i-encode ang lahat ng mga character ng orihinal na alpabeto, sa pamamagitan ng kaugnayan: N = 2 i .

Gawain 1. Ang alpabeto ng tribong Pulti ay naglalaman ng 8 character. Ano ang bigat ng impormasyon ng isang karakter sa alpabeto na ito?

Desisyon. Gumawa tayo ng maikling talaan ng kalagayan ng problema.

Ang isang relasyon ay kilala na nag-uugnay sa mga halaga ng i at N: N = 2 i.

Dahil sa inisyal na datos: 8 = 2 i . Kaya: i = 3.

Ang isang kumpletong talaan ng solusyon sa isang kuwaderno ay maaaring magmukhang ganito:

Sagot: 3 bits

1.4.3. Dami ng impormasyon ng mensahe

Ang dami ng impormasyon ng isang mensahe (ang dami ng impormasyon sa isang mensahe) na kinakatawan ng mga simbolo ng isang natural o pormal na wika ay ang kabuuan ng mga timbang ng impormasyon ng mga simbolo ng bumubuo nito.

Gawain 2. Ang isang mensaheng nakasulat sa 32-character na alpabeto ay naglalaman ng 140 character. Gaano karaming impormasyon ang dala nito?

Desisyon.

Sagot": 700 bits.

Gawain 3. Ang isang mensahe ng impormasyon ng 720 bits ay binubuo ng 180 character. Ano ang kapangyarihan ng alpabeto kung saan nakasulat ang mensaheng ito?

Desisyon.

Sagot: 16 na karakter.

1.4.4. Mga yunit ng impormasyon

Sa kasalukuyan, ang paghahanda ng mga teksto ay pangunahing isinasagawa sa tulong ng mga kompyuter. Maaari nating pag-usapan ang tungkol sa isang "alpabeto ng computer" na kinabibilangan ng mga sumusunod na character: maliliit at malalaking titik na Russian at Latin, mga numero, mga bantas, mga marka ng operasyon ng aritmetika, mga bracket, atbp. Ang alpabeto na ito ay naglalaman ng 256 na mga character. Dahil 256 = 2 8 , ang bigat ng impormasyon ng bawat karakter sa alpabeto na ito ay 8 bits. Ang halaga na katumbas ng walong bits ay tinatawag na byte. 1 byte - bigat ng impormasyon ng isang character na alpabeto na may kapasidad na 256.

Gawain 4. Ang isang mensahe ng impormasyon na may volume na 4 KB ay binubuo ng 4096 character. Ano ang bigat ng impormasyon ng karakter ng mensaheng ito? Ilang character ang nasa alpabeto kung saan nakasulat ang mensaheng ito? Desisyon.

Sagot: 256 character.

Ang pinaka importanteng bagay

Gamit ang alpabetikong diskarte, isinasaalang-alang na ang bawat simbolo ng isang mensahe ay may tiyak na bigat ng impormasyon - nagdadala ito ng isang nakapirming dami ng impormasyon.

Ang 1 bit ay ang pinakamababang yunit ng impormasyon.

Ang bigat ng impormasyon ng i character ng alpabeto at ang kapangyarihan N ng alpabeto ay nauugnay sa pamamagitan ng kaugnayan: N = 2 i . Ang dami ng impormasyon I ng mensahe ay katumbas ng produkto ng bilang K ng mga karakter sa mensahe at ang bigat ng impormasyon i ng karakter ng alpabeto: I = K i.

1 byte = 8 bits.

Bytes, kilobytes, megabytes, gigabytes, terabytes - mga yunit ng impormasyon. Ang bawat susunod na unit ay 1024 (2 10) beses na mas malaki kaysa sa nauna.

Mga tanong at gawain

Ipatukoy namin ang halagang ito sa pamamagitan ng letrang N. Halimbawa, ang cardinality ng isang alpabeto ng mga letrang Ruso at minarkahan ng mga karagdagang simbolo ay 54.

Isipin na ang teksto ay darating sa iyo nang sunud-sunod, isang character sa isang pagkakataon, tulad ng isang laso ng papel na gumagapang palabas ng isang telegraph machine. Ipagpalagay na ang bawat karakter na lumalabas sa tape ay may parehong posibilidad na maging anumang karakter sa alpabeto. Sa katotohanan, hindi ito ganap na totoo, ngunit para sa pagiging simple ay tatanggapin natin ang gayong palagay. Maaaring lumitaw ang alinman sa N character sa bawat sunud-sunod na posisyon ng teksto. Pagkatapos, ayon sa formula na N = 2 na kilala ko sa amin (tingnan ang makabuluhang diskarte), ang bawat naturang simbolo ay nagdadala ng I bit ng impormasyon, na maaaring matukoy mula sa solusyon ng equation: 2 I = 54. Nakukuha namin ang: I = 5.755 bits - ang dami ng impormasyong ito ay nagdadala ng isang simbolo sa Russian text.

Upang mahanap ang dami ng impormasyon sa buong teksto, kailangan mong bilangin ang bilang ng mga character dito at i-multiply sa I.

Bilangin natin ang dami ng impormasyon sa isang pahina ng aklat. Hayaang maglaman ang pahina ng 50 linya. Ang bawat linya ay may 60 character. Nangangahulugan ito na 50x60=3000 character ang kasya sa page. Pagkatapos ang halaga ng impormasyon ay magiging katumbas ng: 5.755 x 3000 = 17265 bits.

Gamit ang isang alpabetikong diskarte sa pagsukat ng impormasyon, ang dami ng impormasyon ay hindi nakasalalay sa nilalaman, ngunit sa laki ng teksto at ang kapangyarihan ng alpabeto.

Kaya, ang alpabetikong diskarte sa pagsukat ng impormasyon ay maaaring katawanin bilang isang diagram:

Kapag ginagamit ang binary system (ang alpabeto ay binubuo ng dalawang character: 0 at 1), ang bawat binary character ay nagdadala ng 1 bit ng impormasyon.

Ang alpabetikong diskarte ay isang layunin na paraan ng pagsukat ng impormasyon kumpara sa isang pansariling diskarte sa nilalaman.

Ito ay pinaka-maginhawa upang sukatin ang impormasyon kapag ang laki ng alpabeto N ay isang integer na kapangyarihan ng dalawa. Halimbawa, kung N=16, ang bawat karakter ay nagdadala ng 4 na piraso ng impormasyon dahil 2 4 = 16. At kung N = 32, ang isang karakter ay "tumitimbang" ng 5 bit.

Sa teoryang walang limitasyon sa maximum na laki ng alpabeto. Gayunpaman, mayroong isang alpabeto na matatawag na sapat. Ito ay isang alpabeto na may kapasidad na 256 na mga character. Sa isang alpabeto na may ganitong laki, maaari mong ilagay ang lahat ng praktikal na kinakailangang mga character: Latin at Russian na mga titik, numero, mga palatandaan ng mga operasyon ng aritmetika, lahat ng uri ng mga bracket, mga bantas ....

Mula noong 256 \u003d 2 8, kung gayon ang isang character ng alpabeto na ito ay "tumitimbang" ng 8 bits. Bukod dito, ang 8 bits ng impormasyon ay isang katangian na halaga na binigyan pa ito ng sariling pangalan - isang byte.

1 byte = 8 bits.

Ang mga sumusunod na yunit ay ginagamit upang sukatin ang malaking halaga ng impormasyon:

1 KB (isang kilobyte) = 1024 bytes = 2 10 bytes

1 MB (isang megabyte)= 1024 KB=2 10 KB=2 20 byte

1 GB (isang gigabyte)= 1024 MB=2 10 MB=2 30 byte

1TB (isang terabyte)= 1024GB =2 10GB=2 40 byte

1PB (isang petabyte) = 1024TB = 2 10TB = 2 50 bytes

1 Ebyte (isang exabyte) = 1024 PB = 2 10 PB = 2 60 byte

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

1Ybyte (isang yottabyte) = 1024Zbytes = 2 10 Zbytes = 2 80 byte.

Pag-encode ng impormasyon ng teksto
Ang tekstong impormasyon sa isang computer, tulad ng lahat ng iba pang uri ng impormasyon, ay naka-encode sa mga binary code. Ang bawat character ng alpabeto ay itinalaga ng isang integer, na itinuturing na code ng character na ito.
Sa mga tradisyunal na pag-encode, isang sequence ng 8 zero at isa ang ginagamit upang i-encode ang isang character. 8 bits = 1 byte.
Mayroong 256 na magkakaibang sequence ng 8 zero at isa (2 8 = 256). Samakatuwid, ang naturang 8-bit na code ay nagbibigay-daan sa iyo na mag-encode ng 256 iba't ibang mga character.
Ang pagtatalaga ng isang partikular na numeric code sa isang character ay isang bagay ng convention. Ang talahanayan ay pinagtibay bilang internasyonal na pamantayan ASCII(American Standard Code for Information Interchange - American Standard Code for Information Interchange), pag-encode sa unang kalahati ng mga character na may mga numeric code mula 0 hanggang 127 (ang mga code mula 0 hanggang 32 ay itinalaga hindi sa mga character, ngunit sa mga function key).

ASCII code table

Upang i-encode ang mga character ng pambansang alpabeto, ginagamit ang extension ng talahanayan ng ASCII code, iyon ay, 8-bit na mga code mula 128 hanggang 255.

Kasama sa mga pambansang pamantayan ng mga talahanayan ng coding ang internasyonal na bahagi ng talahanayan ng code na walang mga pagbabago, at sa ikalawang bahagi ay naglalaman ang mga ito ng mga code ng mga pambansang alpabeto, mga pseudographic na simbolo at ilang mga mathematical sign. Sa kasalukuyan, mayroong 5 magkakaibang Cyrillic encodings (KOI8, Windows. MSDOS, Macintosh, ISO), na nagdudulot ng ilang partikular na paghihirap kapag nagtatrabaho sa mga dokumento sa wikang Ruso.
Sa pagtatapos ng 90s, lumitaw ang isang bagong internasyonal na pamantayan ng Unicode, na naglalaan ng hindi isang byte, ngunit dalawa, para sa 1 character, kaya maaari itong magamit upang mag-encode ng 65536 iba't ibang mga character. Kabilang dito ang lahat ng umiiral, wala na at artipisyal na nilikhang mga alpabeto ng mundo, pati na rin ang maraming mathematical, musikal, kemikal at iba pang mga simbolo.

LECTURE #3

Mga paksa ng aralin:

1. Ang kapangyarihan ng alpabeto.

2. Mga talahanayan ng pag-encode ng character.

3. Pag-encode ng larawan.

4. Audio encoding.

5. Pag-compress ng impormasyon

6. Mga halimbawa ng paglutas ng mga karaniwang problema.

7. Digital electronic na lagda.

Ang kapangyarihan ng alpabeto

Alpabeto– isang set ng mga character na ginamit upang lumikha ng mga mensaheng nagbibigay-kaalaman. Halimbawa, ang alpabeto ng wikang Ruso ay may kasamang 32 titik (mga simbolo), gayunpaman, dapat itong tandaan na bilang karagdagan sa mga titik, ang mga espesyal na character ay maaaring naroroon sa mensahe ng impormasyon: kuwit, tuldok, tandang padamdam, mga bracket, atbp. .

Ang kapangyarihan ng alpabeto(math. - cardinality ng isang set) - ang bilang (set) ng mga character na ginamit upang magpadala ng mensahe.

Gumagamit ang mga computer ng alpabeto ng dalawang character: 0 at 1

Tandaan:

*Ang maximum na bilang ng N opsyon (set) para sa isang binary n-bit na salita ay

Halimbawa, ang bilang ng mga posibleng variant ng isang walong-bit na salita (1 byte) na binubuo ng 0 at 1 ay 2 8 =256.

Gawain bilang 1.1.:

Ang bilis ng pagbasa ng estudyante ay humigit-kumulang 250 character kada minuto. Sa pagkuha ng kapangyarihan ng alpabeto na ginamit bilang 64, tukuyin kung gaano karaming impormasyon sa kilobytes ang matatanggap ng mag-aaral kung patuloy siyang magbabasa sa loob ng 40 minuto?

Desisyon:

1) Ang dami ng impormasyong dala ng isang character ng alpabeto (sa 64 na character) ay katumbas ng:

2) Ang bilang ng mga character na binabasa ng isang mag-aaral sa loob ng 40 minuto ay: 250 x 40 = 10,000.

3) Ang dami ng impormasyon na natatanggap ng isang mag-aaral sa loob ng 40 minuto ay: 10,000 ⋅ 6 = 60,000 bits = 7.3 KB.