Подходы к понятию и измерению информации

1. ПОДХОДЫ К ПОНЯТИЮ И ИЗМЕРЕНИЮ ИНФОРМАЦИИ

2. Понятие информации

• Информация – это общенаучное
понятие.
• Используется в различных
науках: информатике, физике,
кибернетике, биологии, и т.д.

3. Понятие информации

Слово «информация»
происходит
от латинского слова informatio,
что в переводе означает
сведение, разъяснение, ознакомление.

4. Подходы к понятию информации

1. Традиционный
2. Вероятностный

5. Традиционный подход

Информация -это сведения об
объектах и явлениях окружающего
мира, их свойствах,
характеристиках и состоянии.

6. Вероятностный подход

под информацией понимается не
любое сообщение, а лишь то,
которое уменьшает
неопределенность знаний о какомлибо событии у получателя
информации.

7. Восприятие информации

Человек воспринимает информацию из
внешнего мира с помощью всех своих
органов чувств, которые являются
информационными каналами,
связывающими человека с внешним миром.
ЗРЕНИЕ
зрительные образы
СЛУХ
звуковые образы
ОБОНЯНИЕ
запахи
ВКУС
вкусовые ощущения
ОСЯЗАНИЕ
тактильные ощущения

8. Виды информации

Виды
информации
По форме
представления
По способу
восприятия
По
общественному
значению
Графическая
Числовая
Текстовая
Звуковая
Табличная
Визуальная
Аудиальная
Тактильная Вкусовая
Обонятельная
Массовая
Специальная
Личная

9.

Представление информации
Для представления и обмена информации между людьми служат языки
Естественные –
возникли в результате
исторического развития
Формальные – созданы
искусственно человеком для
решения различных задач

10.

Кодирование
информации
Это запись информации с помощью некоторой знаковой системы (языка)
Код – набор символов (условных обозначений) для представления
информации.
Кодирование – процесс представления информации (сообщения) в виде
кода.
Декодирование – процесс обратного преобразования кода к форме
исходной символьной системы, т.е. получение исходного сообщения.
Например: перевод с азбуки Морзе в письменный текст на русском языке.

11. Измерение информации

Вся информация, обрабатываемая
компьютером, представлена двоичным
кодом с помощью двух цифр – 0 и 1.
Эти два символа 0 и 1 принято
называть битами
Бит – наименьшая единица измерения объема
информации.

12.

Кодирование информации

13. Единицы измерения

14.

Кодирование информации

15.

Таблица кодировки ASCII
Стандартной в этой таблице является только первая половина, т.е. символы
с номерами от 0 (00000000) до 127 (0111111). Сюда входят буква
латинского алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые
другие символы. Остальные 128 кодов используются в разных вариантах.
В русских кодировках размещаются символы русского алфавита. В
настоящее время существует 5 разных кодовых таблиц для русских букв
(КОИ8, СР1251, СР866, Mac, ISO). В настоящее время получил широкое
распространение новый международный стандарт Unicode, который
отводит на каждый символ два байта. С его помощью можно закодировать
65536 (216= 65536 ) различных символов.

16.

17. Единицы измерения

Переведите
• 3,2 Гигабайт в Мегабайты
• 2078 байт в Килобайты
• 16 бит в байты

18. Подходы к измерению информации

1. Содержательный (вероятностный)
подход
Сообщение, уменьшающее неопределенность
знаний человека в два раза, несет для него 1 бит
информации.
Количество информации, заключенное в сообщении,
определяется по формуле
N = 2i
где N – количество равновероятных событий;
i – количество информации (бит), заключенное в сообщении об
одном из событий.

19. Подходы к измерению информации

2. Алфавитный подход
основан на подсчете числа символов в сообщении
Если допустить, что все символы алфавита
встречаются в тексте с одинаковой частотой, то
количество информации, заключенное в сообщении
вычисляется по формуле:

20. Подходы к измерению информации

2. Алфавитный подход
N = 2i
Ic=K*i
Ic – информационный объем сообщения
К – количество символов в сообщении
N – мощность алфавита (количество символов в нем)
i - информационный объем 1 символа

21.

Алфавитный подход
Пример1 . Определите объем информации в сообщении ПРИВЕТВАСЯ
Решение:
1. Считаем все символы (10 символов)
2. Мощность алфавита - 32 символа (25=32)
3. 1 символ несет 5 бит информации
4. 10*5 бит= 50 бит
Пример 2. Посчитайте количество информации на одной странице книги.
Пусть страница содержит 50 строк. В каждой строке — 60 символов.
Решение:
1. На странице умещается 50x60=3000 знаков.
2. Тогда объем информации будет равен: 5 х 3000 = 15000 бит.
При алфавитном подходе к измерению информации количество
информации зависит не от содержания, а от размера текста и мощности
алфавита.

22.

Достаточный алфавит
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.
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

23.

Количество информации в тексте
Компьютерные редакторы, в основном, работают с алфавитом размером
256 символов. В этом случае легко подсчитать объем информации в
тексте.
• Если 1 символ алфавита несет 1 байт информации, то надо просто
сосчитать количество символов;
• полученное число даст информационный объем текста в байтах.
Пример 3. Пусть небольшая книжка, сделанная с помощью компьютера,
содержит 150 страниц; на каждой странице — 40 строк, в каждой строке
— 60 символов.
Решение:
Значит страница содержит 40x60=2400 байт информации. Объем всей
информации в книге: 2400 х 150 = 360 000 байт.

24. Задача 1

Некоторый алфавит состоит из 8 букв.
Какое количество информации несет
одна буква этого алфавита?

25. Решение задачи

• Чтобы найти какое количество
информации несет одна буква,
необходимо воспользоваться
формулой i = log2 (N), где i - вес
одного символа, а N - количество
символов в алфавите.
• i = log2 (8) = 3
• Ответ: 3 бита.

26. Задача 2

Сообщение, записанное буквами из 64
символьного алфавита, содержит 20
символов. Какой объем информации
оно несет?

27. Решение задачи

Объем информации в одном символе вычисляется
по форсуле log2 (n) двоичный логарифм от
количества символов в алфавите. log2 (64) = 6,
значит 6 бит в одном символе. всего в предложении
20 символов, умножим: 20 символом * 6 бит в
символе = 120 бит в предложении. Переведем в
байты, самую популярную единицу измерения
объема информации 120 бит = 120 бит / 8 бит в
байте = 15 байт. Ответ: 120 бит или 15 байт.

28. Двоичное кодирование числовой информации

29. Системы счисления

ПОЗИЦИОННЫЕ
НЕПОЗИЦИОННЫЕ
Количественное значение
каждой цифры числа зависит
от того, в каком месте
(позиции или разряде)
записана та или иная цифра.
Количественное значение
цифры числа не зависит
от того, в каком месте
(позиции или разряде)
записана
та или иная цифра.
0,7
7
70
XIX

30. Системы счисления

Система
Основание
Алфавит цифр
Десятичная
10
0,1,2,3...9
Двоичная
2
0, 1
Восьмеричная
8
0,1,2,3...7
16
0,1,2,3...9,
A, B, C, D, E, F
Шестнадцатеричная

31. Перевод чисел из одной системы счисления в другую

1) Делить исходное число на
основание системы счисления до тех
пор, пока не получится частное меньше
основания
2) Записать все цифры, начиная с
частного последнего деления и
остатков, в обратной
последовательности

32. Перевод чисел из одной системы счисления в другую

Переведем 13 в двоичную систему
счисления
Ответ: 11012