Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Единицы измерения информации

    Лабораторная работа 2. Количество и единицы измерения информации

    Теоретическое обоснование

    Единицы измерения информации

    Информацию, которую получает человек, можно считать мерой уменьшения неопределенности знания (энтропией). Если сообщение приводит к уменьшению неопределенности наших знаний, то можно говорить, что такое сообщение содержит информацию. За единицу количества информации принято такое количество информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределенность знания в два раза. Такая единица является минимальной и названа бит. Существуют более крупные единицы измерения информации:

    1 Байт=8 бит,

    1 Килобайт=1024 байт=210 байт, 1 Мегабайт = 1024 Кбайт= 220 байт,

    1 Гигабайт=1024 Мбайт=230 байт, 1Терабайт=1024 Гбайт= 240 байт,

    1 Петабайт=1024 Тбайт=250 байт, 1Экзабайт=1024 Пбайт= 260 байт.

    Задания:

    1) Расставьте знаки <, =, > в следующей цепочке:

    20 байт … 1000 бит … 1 Мбайт … 1024 Кбайт … 1 Гбайт.

    2) Упорядочите величины по возрастанию:

    1025 байт, 1 Кбайт, 1 Мбайт, 1023 Кбайт, 1 Тбайт, 1025 бит.

    3) Выберите правильные ответы: 5 Мбайт - … меньше 5000 Кбайт, равны 5120 Кбайт, равны 512 Кбайт, больше 5000 Кбайт, больше 1 Гбайта?

    4) Установите соответствия между единицами измерения информации?

    1600 бит = 2048 байт
    2 Кбайт = 10240 Мбайт
    2 Мбайт = 2048 Кбайт
    10 Гбайт = 200 байт

    5) Найдите х из соотношений:

    а)16х бит=32 Мбайт, б)8хКбайт=16 Гбайт

    Количество информации (энтропийный способ)

    1. Равновероятные события. Любая система характеризуется своими состояниями, которые происходят в результате определенных событий. События равновероятны, если при возрастающем числе опытов число состояний системы (например, «орла» и «решки» монеты) постепенно сближаются. Так, при бросании равносторонней четырехгранной пирамиды существует 4 равновероятных события, а при бросании шестигранного игрального кубика - 6 равновероятных событий.

    Формула Хартли определяет количество информации I в битах для количества возможных равновероятных событий N следующим образом:

    I=log 2 N. (1)

    Для определения количества возможных событий, если известно количество информации, применяют обратную формулу:

    N=2I. (2)

    Для вычисления значения логарифма с помощью калькулятора можно использовать формулу

    Задания:

    1) Чему равно наибольшее натуральное число, кодируемое 7 битами, 128, 127, 256, или 64?

    2) Сколько информации содержится в одном разряде двоичного числа?

    3) Какое количество информации содержит сообщение, что нужный файл находится на одном из 8 лазерных дисков?

    4) Сообщение о том, что лекция будет на 10 этаже, несет 4 бита информации. Сколько этажей в доме?

     

    2. Неравновероятные события. Если в результате эксперимента события происходят с разными вероятностями, то события неравновероятны. Например, если одна из сторон монеты будет более тяжелой, то она будет чаще выпадать. Или если из 10 карандашей будет 2 красных и 8 синих, то вероятность доставания красного карандаша будет значительно больше, чем синего.

    Количество информации для одного из событий с различными вероятностями определяется по формуле:

    I = log2 (1/p), (3)

    гдевероятность p= K/N, K – количествоинтересующего события, N– общее количество событий.

    Количество информации для событий с различными вероятностями определяется по формуле Шеннона:

    , (4)

    где pi вероятности отдельных событий.

    Пример: В коробке лежит 8 ручек с черной пастой и 24 с красной. Сколько информации несет сообщение о том, что достали ручку с черной пастой?

    Дано: Kч=8, Kк=24. Найти Iч=?

    N=8+24=32- всего ручек

    Рч=8/32=1/4-вероятность доставания черной ручки

    Iч=log2(1/1/4)=2 бита

    Т.о. сообщение о том, что достали ручку с черной пастой, несет 2 бита информации.

    Задания:

    1) Студент на первом курсе получил 100 оценок. Сообщение о том, что он получил пятерку, несет 2 бита информации. Сколько пятерок студент получил на первом курсе?

    2) В группе 30 студентов. За контрольную по информатике получено 15 пятерок, 6 четверок, 8 троек и 1 двойка. Какое количество информации в сообщении о том, что Иванов получил пятерку?

    3) В коробке хранятся 10 белых, 20 красных, 30 синих и 40 зеленых шариков. Какое количество информации будет содержать сообщение о цвете вынутого шарика.

    4) Поступили заявки на оборудование из трех городов: А (10 заявок), В 40 заявок), С (30 заявок). Не удалось выполнить только одну из них. Какое количество информации, содержится в сообщении о том, что не выполнена заявка из города В?

    3. Алфавитный подход к измерению информации. Для человека количество информации зависит от ее понятности и новизны, т.е. с точки зрения уменьшения неопределенности наших знаний (энтропии). Любое техническое устройство работает с данными и использует алфавитный подход к измерению информации, так как сигналы кодируют определенные символы в соответствии с алфавитом. Мощность алфавита полное количество его символов, включая буквы, цифры, знаки препинания и специальные символы. Чем больше мощность алфавита, тем большее количество информации несет один символ.

    Предположим, чтосимволы алфавита встречаются с одинаковой вероятностью и несут одинаковое количество информации. Для измерения информации с точки зрения алфавитного подхода (когда количество не зависит от содержания, а зависит от мощности алфавита и количества символов в тексте) используется алгоритм:

    1) Найти мощность алфавита – N.

    2) Найти информационный объем одного символа Ic по формуле Хартли (1).

    3) Найти количество символов в сообщении К.

    4)Найти информационный объем всего сообщения (количество информации) по формуле

    I=Iс ∙ К, (5)

    Пример: Найти объем информации, содержащейся в тексте из 1000 символов, написанном русскими буквами.

    Решение: Используем алгоритм:

    1) Найдем мощность алфавита N=33 русских прописных букв +33 русских строчных букв +21 спец.знаков=87 символов

    2) Информационный объем одного символа по формуле (1):

    Iс=log2 87=6, 4 бит

    3) Количество символов в сообщении К=1000

    4) Информационный объем всего сообщения по формуле (5):

    I=6, 4∙ 1000=6400 бит.

    Задания: 1) Текст из 1000 символов написан на английском, на русском и на греческом языках. Сравнить объемы информации, содержащейся в текстах.

    2) Ученик читает текст со скоростью 250 символов в минуту. Текст использует алфавит из 64 символов. Какой объем информации получит ученик, если непрерывно будет читать 30 минут?

    Рекомендуемая литература по теме практического занятия: ЭУК по информатике, раздел 1.4.

     

    <== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
    Теоретические сведения. По дисциплине «эксплуатация КС» | III. Введение.




    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.