Алфавитный подход к определению количества информации. Реферат алфавитный подход к определению количества информации

Алфавитный подход к определению количества информации

 Алфавитный подход к определению количества информации

   Однако  любое техническое устройство не воспринимает содержание информации.Поэтому  в вычислительной технике используется другой подход к определению количества информации. Он называется алфавитным подходом.

При алфавитном подходе  к определению количества информации отвлекаются от содержания информации и рассматривают информационное сообщение как  последовательность знаков определенной знаковой системы.  Проще всего разобраться в этом на примере текста, написанного на каком-нибудь языке. Для нас удобнее, чтобы это был русский язык.        Все множество используемых в языке символов будем традиционно называть алфавитом. Обычно под алфавитом понимают только буквы, но поскольку в тексте могут встречаться знаки препинания, цифры, скобки, то мы их тоже включим в алфавит. В алфавит также следует включить и пробел, т.е. пропуск между словами.    

  Алфавит - множество  символов, используемых  при записи текста.        

 Мощность (размер) алфавита - полное количество символов в алфавите.     

 Будем обозначать  эту величину буквой N. Например, мощность алфавита из русских букв и отмеченных дополнительных символов равна 54.        Представьте себе, что текст к вам поступает последовательно, по одному знаку, словно бумажная ленточка, выползающая из телеграфного аппарата. Предположим, что каждый появляющийся на ленте символ с одинаковой вероятностью может быть любым символом алфавита. В действительности это не совсем так, но для упрощения примем такое предположение. В каждой очередной позиции текста может появиться любой из N символов.         Тогда, согласно известной нам формуле N = 2I (см. содержательный подход) каждый такой символ несет I бит информации, которое можно определить из решения уравнения: 2I = 54. Получаем: I = 5.755 бит - такое количество информации несет один символ в русском тексте.    

 Чтобы найти  количество информации во всем  тексте, нужно посчитать число  символов в нем и умножить  на I.       Посчитаем количество информации на одной странице книги. Пусть страница содержит 50 строк. В каждой строке — 60 символов. Значит, на странице умещается 50x60=3000 знаков. Тогда объем информации будет равен: 5,755 х 3000 = 17265 бит.           

  При алфавитном подходе к измерению информации количество информации зависит не от содержания, а от размера текста и мощности алфавита.    

 Таким образом,  алфавитный подход к измерению  информации можно изобразить  в виде таблицы:  

   При определении количества информации на основе уменьшения неопределенности наших знаний мы рассматриваем информацию с точки зрения содержания, ее понятности и новизны для человека. С этой точки зрения в опыте по бросанию монеты одинаковое количество информации содержится и в зрительном образе упавшей монеты, и в коротком сообщении "Орел", и в длинной фразе "Монета упала на поверхнПри использовании двоичной системы (алфавит состоит из двух знаков: 0 и 1) каждый двоичный знак несет 1 бит информации.     

 Применение алфавитного  подхода удобно, прежде всего,  при использовании технических  средств работы с информацией.  В этом случае теряют смысл  понятия «новые - старые», «понятные - непонятные» сведения.     

 Алфавитный подход является объективным способом измерения информации в отличие от субъективного содержательного подхода.     

 Удобнее всего  измерять информацию, когда размер  алфавита N равен целой степени двойки. Например, если N=16, то каждый символ несет 4 бита информации потому, что 24 = 16. А если N =32, то один символ «весит» 5 бит.     

 Ограничения на  максимальный размер алфавита  теоретически не существует. Однако  есть алфавит, который можно  назвать достаточным. С ним мы встречались при рассмотрении  темы "Кодирование текствовой информации". Это алфавит мощностью 256 символов. В алфавит такого размера можно поместить все практически необходимые символы: латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, всевозможные скобки, знаки препинания....  Поскольку 256 = 28, то один символ этого алфавита «весит» 8 бит. Причем 8 бит информации — это настолько характерная величина, что ей даже присвоили свое название - байт.  1 байт = 8 бит.

Для измерения больших  объемов информации используются следующие  единицы:

1 Кб  (один килобайт)= 1024 байт=210байт 1 Мб  (один мегабайт)= 1024 Кб=210Кбайт=220байт 1 Гб  (один гигабайт)= 1024 Мб=210Mбайт=230байт 1Тбайт (один терабайт)=210Гбайт=1024Гбайт=240байт 1Пбайт(один петабайт)=210Тбайт=1024Тбайт=250байт 1Эбайт(один экзабайт)=210Пбайт=1024Пбайт=260байт 1Збайт(один зетабайт)=210Эбайт=1024Эбайт=270байт 1Йбайт(один йотабайт)=210Збайт=1024Збайт=280байт.

   ость  земли той стороной вверх, на которой  изображен орел".

   .  

   Так, в русском алфавите, если не использовать букву ё, количество событий (букв) будет  равно 32. Тогда:

   32 = 2I, откуда I = 5 битов.

   Каждый  символ несет 5 битов информации (его  информационная емкость равна 5 битов). Количество информации в сообщении можно подсчитать, умножив количество информации, которое несет один символ, на количество символов.

stud24.ru

Алфавитный подход к определению количества информации

Конспект урока

Тема: Алфавитный подход к определению количества информации

Тип урока: комбинированный урок

Отводимое время: 2 часа

Цели урока:

Обучающие:

• познакомить учащихся с алфавитным подходом к измерению информации;

• ввести единицы измерения информации и соотношения между ними;

• научить вычислять информационный объем сообщения, записанного знаками какого-либо алфавита и представлять его в различных единицах измерения;

• дать представление о способе хранения текстовой информации в памяти компьютера;

Развивающие:

• развивать элементы логического мышления: обобщение, сравнение, аналогия, синтез;

• развивать коммуникативные навыки; навыки самостоятельной работы;

Воспитывающие:

Оборудование: интерактивная доска, проектор, презентация

Ход урока

1. Организационный момент

2. Проверка домашнего задания

Проверка правильности решения задач

3. Объяснение нового материала

Вы научились определять количество информации, которое содержится в сообщениях, уменьшающих неопределенность наших знаний. Для нас количество информации зависит от ее содержания, понятности и новизны. То есть, мы рассматривали информацию с позиции человека. Попробуйте подсчитать количество информации, полученной в результате прочтения нового для вас параграфа в учебнике! Сделать это невозможно, хотя фактом является то, что информация получена. Также любое техническое устройство не воспринимает содержание информации, поэтому в вычислительной технике используется другой подход к измерению информации – алфавитный. Каким образом в этом случае можно найти количество информации?

При алфавитном подходе рассматривается запись сообщения с помощью какой-либо знаковой системы. Пусть алфавит знаковой системы состоит из N символов. Представим, что передать нужно всего один символ (это может быть один из N символов). Опять возникает неопределённость. Значит, количество информации, которое несёт сообщение, равное одному знаку, определяется соотношением:

С помощью этой формулы можно определить количество информации, которое несёт знак в двоичной знаковой системе:

Пример 1:

Пусть передаётся простое арифметическое выражение. Алфавит арифметических выражений состоит из 16 знаков:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, +, -, *, /, (, ) . N=16, => 16=24 =>24 = 2I => I = 4 бит.

Один знак арифметического выражения несёт 4 бита информации.

Пример 2:

Пусть сообщение записано русскими буквами. Алфавит русского языка состоит из 32 знаков(исключая ё) N=32, => 32=25 =>25 = 2I => I = 5 бит.

Один знак русского алфавита несёт 5 бит информации.

Пример 3:

Алфавит двоичной знаковой системы состоит из двух знаков (0,1), поэтому N=2, =>2=2I => 21=2I => I = 1 бит

Т.О. в двоичной знаковой системе знак несёт 1 бит информации.

Информационная ёмкость знака двоичной знаковой системы составляет один бит.

Выбрать число 128 нельзя, так как часть необходимых символов будет потеряна, значит, ближайшее допустимое количество символов 256. Тогда каков информационный вес компьютерного символа?

(решают) i = 8 бит.

Эту величину назвали байт. Вам это уже известно из прошлого урока. Так вот: бит – минимальная единица измерения информации, а байт – единица измерения информации в системе Си.

Используя презентацию на доске, запишите единицы измерения для больших объемов тетради.

1 килобайт = 1Кб =210байт = 1024 байта

1 мегабайт = 1Мб =210Кб = 1024 Кб

1 гигабайт = 1Гб =210Мб = 1024 Мб

4. Закрепление изученного материала:

Решение задач

А сейчас приступим к решению задач. Но вначале вам необходимо разделиться на 4 варианта. Каждому варианту нужно решить по одной задаче. После проведем устную проверку решений.( задачи записаны на карточках)

1. Информационное сообщение объемом 1,5 Кбайта содержит 3072 символа. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого записано сообщение?

Решение:

1) Кб =бит;

2) , отсюда , значит бита;

3)символов

Ответ: 16 символов.

2. Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 150 страниц, на каждой странице — 40 строк, в каждой строке — 60 символов. Каков объем информации в книге?

Решение:

1) − количество символов во всей книге;

2) Если в компьютерном тексте 1 символ несет в себе 1 байт информации, то объем информации в книге равен:

байт = 360000 байт = 0,3 Мб.

Ответ: Объем информа- ции в книге составляет приблизительно 0,3 Мб.

3. Сообщение занимает 2 страницы и содержит 1/16 Кбайта информации. На каждой странице записано 256 символов. Какова мощность использованного алфавита?

Решение:

1) Кб =бит;

2)симво- лов на двух страницах;

3) бит;

4) символа.

Ответ: 2 символа.

4. Подсчитайте, используя алфавитный подход к измерению информации, сколько бит информации содержится в тексте, заключенном в кавычки: «Кодирование информации с помощью знаковых систем».

Решение:

1) , отсюдабит;

2) бит

Ответ: 384 бит.

5. Подведение итогов урока

1. Что такое количество информации?

2. Как измеряется информация?

3. Приведите пример измерения информации.

6. Домашнее задание

Решите задачу:

Определи количество информации в книге, набранной на компьютере. Книга содержит 1500 страниц. На каждой странице – 40 строк, в каждой строке – 60 символов. Запиши ответ в наиболее подходящих единицах.

infourok.ru

Измерение информации

Разделы: Информатика, Конкурс «Презентация к уроку»

Презентация к уроку

Загрузить презентацию (3,6 МБ)

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цель урока: формирование знаний, умений и навыков расчета единиц измерения информации, определения информационного объема сообщений, возможность практического применения полученных знаний.

Планируемые результаты обучения:

Предметные:

• Формирование у обучающихся умения перевода единиц измерения информации, вычисления информационного объема.

Метапредметные:

• Развитие умения измерять информацию для решения учебных, реальных и жизненных задач;
• Развитие компетентности в области использования ИКТ для представления информации и достижения результата.

Личностные:

• Формирование коммуникативной компетентности в общении со сверстниками в процессе учебно-исследовательской и творческой деятельности.

Оборудование занятия:

• компьютеры IBM PC с операционной системой MS Windows 7 и MS Office 2010;
• мультимедийный проектор;
• программа-презентация по теме урока.

Ход урока

Понятие об информации

С точки зрения физики, наш мир состоит из трех элементов: вещество, энергия, информация. 

Все объекты (от элементарных частиц до Вселенной) состоят из вещества. До XVI века деятельность человека была направлена на освоение вещества (изготовление сложных орудий труда, механизмов, машин).Вещество - это все, что нас окружает. Вода, земля, воздух, горы, деревья и т.д. - то из чего мы делаем предметы.

Следующим в истории науки появилось понятие "энергия". Разного вида энергией обладают разные объекты: поднятый над землей груз - механической, нагретый предмет - тепловой, заряженный проводник - электрической  и т.д. С появлением энергии начала развиваться техника. Т.о. энергия - это то, что приводит мир в движение.

Однако, особенности поведения сложных систем оказалось невозможно детально описать только на языке вещественно - энергетической модели. Людям всегда была свойственна потребность выразить и запомнить информацию об окружающем мире. Благодаря этому появилась речь, письменность, книги, живопись, радио, телевиденье, Интернет. Т.о. к концу XX века стала складываться информационная картина мира, дополняющая вещественно - энергетическую.

"Информация" является центральным понятием информатики. Точного определения этого понятия в науке не существует. На бытовом уровне, информация это сообщения, знания, которые человек получает из окружающего мира: общаясь с другими людьми, из книг, Интернета, СМИ и т.д. Понятие отличается от определения тем, что не дается однозначно, а вводится на примерах. При чем каждая наука это делает по своему. 

Но поскольку определять информацию можно по-разному, то и способы измерения тоже могут быть разными.

Содержательный подход к измерению информации

Информация – это знания человека. Сообщение несет информацию для человека (информативно), если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными.

Можно различить две ситуации: “нет информации” - “есть информация” т.е. количество информации равно нулю или не равно нулю). Нужна единица измерения, тогда можно определить, в каком сообщении информации больше, в каком – меньше.  Эта единица называется бит.

Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза, несет 1 бит информации.

Неопределенность знаний о некотором событии – это количество возможных результатов события. Что такое “неопределенность знаний”?   Рассмотрим пример: Вы бросаете монету, загадывая, что выпадет: орел или решка? Есть два варианта возможного результата бросания монеты. Ни один из этих  вариантов не имеет преимущества  перед другим (равновероятны). Перед  подбрасыванием   монеты неопределенность знаний о результате равна двум. После совершения действия неопределенность уменьшилась в 2 раза.   Получили  1 бит информации. Результат подбрасывания монеты принес   1 бит информации.

Еще пример: после сдачи зачета или выполнения контрольной работы ученик мучается неопределенностью, он не знает, какую оценку получил. Наконец, учитель объявляет результаты, и он получаете одно из двух информационных сообщений: “зачет” или “незачет”, а после контрольной работы одно из четырех информационных сообщений: “2”, “3”, “4” или “5”.

Информационное сообщение об оценке за зачет приводит к уменьшению неопределенности знания в два раза, так как получено одно из двух возможных информационных сообщений. Информационное сообщение об оценке за контрольную работу приводит к уменьшению неопределенности знания в четыре раза, так как получено одно из четырех возможных информационных сообщений.

Неопределенность знаний о некотором событии — это количество возможных результатов события.

Если обозначить возможное количество событий, или, другими словами, неопределенность знаний N, а буквой i количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий, то можно записать формулу:

N = 2i,

которую используют для решения задач на содержательный подход к измерению информации.

В презентации рассматриваются примеры решения задач по этой теме, а также предлагается решить задачи самостоятельно и проверить ответы (Презентация: слайды 10, 11, 12, 13).

Единицы измерения информации

Бит – наименьшая единица представления информации.

Байт – наименьшая единица обработки и передачи информации.

Один байт равен восьми битам, т.к. именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28).

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

• 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт
• 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт
• 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт
• 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт
• 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт

Для перевода из крупных единиц в мелкие числа умножают, согласно таблице переводов

Пример:

2 Кбайта = 2 * (1 Кбайт) = 2 * 1024 байтов = 2048 байтов = 2048 * 8 бит = 16384 бита.

или можно считать так, так иногда проще:

2 Кбайта = 2 * 210 байтов = 211 байт = 211 * 23 бит = 214 бит

Для перевода количества информации из мелких единиц в более крупные нужно делить.

Пример:

8192 бита = 8192 : 8 (т.к. в 1 байте 8 бит) = 1024 байт = 1024 : 1024 (т.к. в 1 Кбайте 1024 байт) = 1 Кбайт

или можно считать так

8192 бита = 213 бит = 213 : 23 = 210 байт = 210 : 210 = 1 Кбайт

Примеры объемов информации

В презентации рассматриваются примеры решения задач по этой теме, а также предлагается решить задачи самостоятельно и проверить ответы (Презентация: слайды 19, 20, 21).

Алфавитный подход к измерению информации

Алфавитный подход к измерению количества информации основан на подсчете числа символов в сообщении. При алфавитном подходе к определению количества информации отвлекаются от содержания информации и рассматривают информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы. Все множество используемых в языке символов будем традиционно называть алфавитом. Обычно под алфавитом понимают только буквы, но поскольку в тексте могут встречаться знаки препинания, цифры, скобки, то мы их тоже включим в алфавит. В алфавит также следует включить и пробел, т.е. пропуск между словами. Полное количество символов алфавита принято называть мощностью алфавита.

N = 2i – формула для решения задач на алфавитный подход к измерению информации.

N – мощность алфавита

i – количество информации одного символа 

I = K*i - информационный объем сообщения

K - количество символов в сообщении

В презентации рассматриваются примеры решения задач по этой теме, а также предлагается решить задачи самостоятельно и проверить ответы (Презентация: слайды 26, 27, 28, 29, 30)

Приложение 1

Решения заданий практикума представлены в  Приложении 2

Домашнее задание находится в презентации на слайдах 14, 22, 30.

Интерактивный тест можно пройти на слайде 32.

Литература.

1. Л.Л. Босова. Информатика и ИКТ: учебник для 8 класс 2012, М: “БИНОМ. Лаборатория знаний”
2. И.Г. Семакин, Е.К. Хеннер: Информатика. Задачник-практикум в 2т. Том. 1. — М.: Лаборатория Базовых Знаний, 1999 г.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Смотрите также

• 
  Пространство и время в классической механике реферат
• 
  Подготовка больных к наркозу и операции реферат
• 
  Извержение вулканов опасность и меры предосторожности реферат
• 
  Реферат судьба николая гумилева и его семьи
• 
  Ответственность родителей за правонарушения несовершеннолетних детей реферат
• 
  Николай коперник создатель гелиоцентрической системы мира реферат
• 
  Реферат великий коперник и революция в естествознании
• 
  Теоретический и эмпирический уровни научного исследования реферат
• 
  Реферат хакерские утилиты и защита от них
• 
  Реферат педагогика в системе наук о человеке
• 
  Реферат на тему относительность движения 9 класс