Единицы измерения информации
У вас возник вопрос, почему все единицы из 1024 значений, а не, например, из 1000?
Ответ прост: из школьных уроков информатики, вы должны помнить, что компьютер понимает только два значения 0 — нет, 1 — да. Одно из этих значения хранится в бите. Но использовать бит как основную единицу измерения не совсем удобно и производительно. Поэтому, основной единицей был выбран байт. А используя байт, считать становится очень просто:
Алфавитный подход к определению количества информации
При алфавитном подходе к определению количества информации отвлекаются от содержания информации и рассматривают информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы.
Информационная емкость знака. Представим себе, что необходимо передать информационное сообщение по каналу передачи информации от отправителя к получателю. Пусть сообщение кодируется с помощью знаковой системы, алфавит которой состоит из N знаков . В простейшем случае, когда длина кода сообщения составляет один знак, отправитель может послать одно из N возможных сообщений «1», «2», . «N», которое будет нести количество информации I (рис. 1.5).
| Рис. 1.5. Передача информации |
Формула (1.1) связывает между собой количество возможных информационных сообщений N и количество информации I, которое несет полученное сообщение. Тогда в рассматриваемой ситуации N — это количество знаков в алфавите знаковой системы, а I — количество информации, которое несет каждый знак:
С помощью этой формулы можно, например, определить количество информации, которое несет знак в двоичной знаковой системе:
Таким образом, в двоичной знаковой системе знак несет 1 бит информации. Интересно, что сама единица измерения количества информации «бит» (bit) получила свое название ОТ английского словосочетания «Binary digiT» — «двоичная цифра».
Информационная емкость знака двоичной знаковой системы составляет 1 бит.
Чем большее количество знаков содержит алфавит знаковой системы, тем большее количество информации несет один знак. В качестве примера определим количество информации, которое несет буква русского алфавита. В русский алфавит входят 33 буквы, однако на практике часто для передачи сообщений используются только 32 буквы (исключается буква «ё»).
С помощью формулы (1.1) определим количество информации, которое несет буква русского алфавита:
Таким образом, буква русского алфавита несет 5 битов информации (при алфавитном подходе к измерению количества информации).
Количество информации, которое несет знак, зависит от вероятности его получения. Если получатель заранее точно знает, какой знак придет, то полученное количество информации будет равно 0. Наоборот, чем менее вероятно получение знака, тем больше его информационная емкость.
В русской письменной речи частота использования букв в тексте различна, так в среднем на 1000 знаков осмысленного текста приходится 200 букв «а» и в сто раз меньшее количество буквы «ф» (всего 2). Таким образом, с точки зрения теории информации, информационная емкость знаков русского алфавита различна (у буквы «а» она наименьшая, а у буквы «ф» — наибольшая).
Количество информации в сообщении. Сообщение состоит из последовательности знаков, каждый из которых несет определенное количество информации.
Если знаки несут одинаковое количество информации, то количество информации Ic в сообщении можно подсчитать, умножив количество информации Iз, которое несет один знак, на длину кода (количество знаков в сообщении) К:
Так, каждая цифра двоичного компьютерного кода несет информацию в 1 бит. Следовательно, две цифры несут информацию в 2 бита, три цифры — в 3 бита и т. д. Количество информации в битах равно количеству цифр двоичного компьютерного кода (табл. 1.1).
4.3. Информационный объём сообщения
Информационный объём сообщения (количество информации в сообщении), представленного символами естественного или формального языка, складывается из информационных весов составляющих его символов.
Задача 2. Сообщение, записанное буквами 32-символьного алфавита, содержит 140 символов. Какое количество информации оно несёт?
Ответ’: 700 битов.
Задача 3. Информационное сообщение объёмом 720 битов состоит из 180 символов. Какова мощность алфавита, с помощью которого записано это сообщение?
Ответ: 16 символов.
Бит — это минимальная единица измерения информации.
В одном бите содержится очень мало информации. Он может принимать только одно из двух значений (1 или 0, да или нет, истина или ложь). Измерять информацию в битах очень неудобно — числа получаются огромные. Ведь не измеряют же массу автомобиля в граммах.
Например, если представить объем флешки в 4Гб в битах мы получим 34 359 738 368 бит. Представьте, пришли вы в компьютерный магазин и просите продавца дать вам флешку объемом 34 359 738 368 бит. Вряд ли он вас поймет
Поэтому в информатике и в жизни используются производные от бита единицы измерения информации. Но у них у всех есть замечательное свойство — они являются степенями двойки с шагом 10.
Итак, возьмем число 2 и возведем его в нулевую степень. Получим 1 (любое число в нулевой степени равно 1). Это будет байт.
В одном байте 8 бит.
Теперь возведем 2 в 10-ю степень — получим 1024. Это килобайт (Кбайт).
В одном килобайте 1024 байт.
Если возвести 2 в 20 степень — получим мегабайт (Мбайт).
1Мбайт = 1024 Кбайт.
И так далее. Удобнее эти данные отобразить в виде таблицы:
Базовые понятия информатики.
Информатика: дисциплина, основанная на использование компьютерной техники, изучающая структуру, общие свойства информации и все информационные процессы (information automatique).
Базовыми понятиями информатики и информационных технологий являются:
- Информация.
- Информационные процессы.
- Технология.
- Информационные ресурсы.
- Информационная система.
Информация — происходит от слова information, сведенья, данных. Информация в понимание компьютера, это последовательность символов, несущая смысловую нагрузку, и представленная в понятном компьютеру виде.
Информационные процессы — действия, осуществляемые с информацией:
- Сбор.
- Получение.
- Хранение.
- Обработка.
- Передача.
Технология — происходит от латинского (techne): искусство, умение, мастерство. Технология, это определенная совокупность действий, направленная на достижение поставленной цели.
Информационные технологии — совокупность программных, технических, документальных средств, для выполнения информационных процессов.
Информационная система — упорядоченная совокупность документированной информации, отвечающая определенным принципам (достоверность, точность, структурированность). Типичным примером информационной системы является база данных. Также в состав информационной системы входят: локальные сети, базы данных, глобальные сети и т.д.
Информационный ресурс — совокупность данных, организованных для эффективного получения достоверной информации. Типичным примером информационного ресурса является веб-сайт.
Информатика – это наука, изучающая…
На данный момент различают несколько основных ее направлений, которые, в свою очередь, делятся на множество ответвлений. Рассмотрим самые основные:
- Теоретическая информатика. В ее задачи входит исследование как классической теории алгоритмов, так и ряда важных тем, что имеют связь с более абстрактными аспектами математических вычислений.
- Прикладнаяинформатика. Это наука, вернее, один из ее разделов, который направлен на то, чтобы выявить определенные понятия в области информатики, которые можно использовать в качестве методов решения каких-то стандартных задач, к примеру, построение алгоритмов, хранение и управление информацией с использованием структуры данных. Кроме этого, прикладную информатику применяют в ряде промышленных, повседневных или научных сфер: биоинформатике, электронной лингвистике и прочих.
- Естественная информатика. Это направление, которое занимается изучением процессов различной обработки информации в природе, будь то человеческий мозг или же человеческое общество. Ее основы строятся на классических теориях эволюции, морфогенеза и прочих. Помимо них, используются такие научные направления, как исследования ДНК, мозговой активности, теория группового поведения и т. п.
Как видим, информатика – это наука, изучающая ряд очень важных теоретических вопросов, к примеру, создание искусственного интеллекта или разработка решений для каких-то математических задач.
