Информационные объекты различных видов

Подходы к понятию и измерению информации. Кодирование информации

Ознакомиться с новым материалом, сделать в тетради конспект выделенного текста, решить следующие задачи:

Задачи для самостоятельного решения.

Задача 1: Объем сообщения, содержащего 20 символов, составил 100 бит. Каков размер алфавита, с помощью которого записано сообщение?

Задача 2: Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 8 символьного алфавита, если объем его составил 120 бит?

Задача 3: В книге 100 страниц. На каждой странице 60 строк по 80 символов в строке. Вычислить информационный объем книги.

Лекция 4. Подходы к измерению информации. Информационные объекты различных видов. Дискретное (цифровое) представление текстовой, графической, звуковой и видеоинформации

Рассматриваемые вопросы:

1. Подходы к измерению информации.

2. Информационные объекты различных видов.

3. Дискретное (цифровое) представление информации.

4. Представление информации в двоичной системе счисления.

Подходы к измерению информации

Информация, которую обрабатывает компьютер, представлена двоичным кодом с помощью двух цифр – 0 и 1. Эти два символа 0 и 1 принято называть битами (от английского binary digit – двоичный знак).

Бит – наименьшая единица измерения объема информации. Следующая по величине единица – байт. Остальные единица измерения информации являются производными от байта – килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт. Ниже в таблице 1 представлены единицы измерения информации и соотношение между ними.

Таблица 1

Единицы измерения информации

Название	Условное обозначение	Соотношение
Байт	Байт	1 Байт = 2³ Бит = 8 Бит
Килобайт	Кбайт	1 Кбайт = 2¹⁰ Байт = 1024 байт
Мегабайт	Мбайт	1 Мбайт = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайт
Гигабайт	Гбайт	1 Гбайт = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайт
Терабайт	Тбайт	1 Тбайт = 2¹⁰ Гбайт = 1024 Гбайт

В информатике используются следующие подходы к измерению информации: содержательный и алфавитный.

1. Содержательный подход к измерению информации – сообщение, уменьшающие неопределенность знаний человека в два раза, несет для него 1 бит информации. Количество информации, заключенное в сообщении, определяется по формуле Ральфа Хартли (формула Хартли ), которую он ввел в 1928 г: , где I – количество информации (бит), заключенное в сообщении, а N – количество равновероятных событий (количество вариантов). Из данной формулы также следует формула: .

2. Алфавитный (технический) подход к измерению информации – основан на подсчете числа символов в сообщении. Если допустить, что все символы в сообщении вычисляются по формуле: , где I_c – информационный объем сообщения, N – количество символов (мощность алфавита: ), i – информационный объем 1 символа.

Далее рассмотрим примеры решения задач.

Пример 1. Переведите в биты 12 байт.

Решение: так как 1 байт = 8 битам, то 12 байт = 12∙8 = 96 бит.

Ответ: 96 бит.

Пример 2. Переведите в байты 72 бит.

Решение: так как 1 байт = 8 битам, то 72 бит = 72:8 = 9 байт.

Ответ: 9 байт.

Пример 3. Определите информационный объем сообщения «Информатика».

Решение: в слове «Информатика» 11 символов, по формуле , где i – информационный объем 1 символа, который равен 1 байту (1 символ = 1 байту), а N – количество символов, то получаем, что I _с = 11∙1 = 11 байт = 11∙8 = 88 бит.

Ответ: 88 бит.

Пример 4. Какова мощность алфавита, если слово длиной 10 символов несет 30 бит информации.

Решение: мощность алфавита вычисляется по формуле , где i – информационный объем 1 символа. Так как в слове 10 символов, а количество информации равно 30 битам, то 1 символ = = 3 бит, тогда мощность алфавита равна символам.

Ответ: 8 символов.

Пример 5. Объем сообщения – 7,5 Кбайт. Известно, что данное сообщение содержит 7680 символов. Какова мощность алфавита?

Решение: воспользуемся формулой , i – информационный объем одного символа, i = = 1 байт = 8 бит. Тогда мощность алфавита равна символам.

Ответ: 256 символов.

Информационные объекты различных видов

Информационный объект – обобщающее понятие, описывающее различные виды объектов; это предметы, процессы, явления материального или нематериального свойства, рассматриваемые с точки зрения их информационных свойств.

Информационные объекты могут быть простыми и комплексными. К простым информационным объектам относятся: звук, изображение, текст, число. Комплексные (структурированные) информационные объекты – элемент, база данных, таблица, гипертекст, гипермедиа.

Стремление зафиксировать, сохранить надолго свое восприятие информации было всегда свойственно человеку и обществу в целом. Мозг человека хранит множество информации, и использует для хранения ее свойств способы, основа которых – двоичный код, как и у компьютеров. Двоичный код – это способ представления данных в виде кода, в котором каждый разряд принимает одно из двух возможных значений 0 или 1. Человек всегда стремился иметь возможность поделиться своей информацией с другими людьми и найти надежные средства для ее передачи и долговременного хранения. Для этого в настоящее время изобретено множество способов хранения информации на внешних носителях и ее передачи на огромные расстояния.

Существую основные виды информации по способам ее кодирования и хранения:

1) графическая информация – первый вид, для которого был реализован способ хранения информации об окружающем мире в виде наскальных рисунков, а позднее в виде картин, фотографий, схем, чертежей и т.п.;

2) звуковая информация – мир вокруг нас полон звуков, и задача их хранения и тиражирования была решена с изобретением звукозаписывающих устройств в 1877 г. Разновидностью звуковой информации является музыкальная информация – для этого вида был изобретен способ кодирования с использованием специальных символов, что делает возможным хранение ее аналогично графической информации;

3) текстовая информация – способ кодирования речи человека специальными символами – буквами, причем разные народы имеют разные языки и используют различные наборы букв (алфавиты) для отображения речи. Особенно большое значение этот способ приобрел после изобретения бумаги и книгопечатания;

4) числовая информация – количественная мера объектов и их свойств в окружающем мире. Аналогично текстовой информации для ее отображения используется метод кодирования специальными символами – цифрами, причем системы кодирования (счисления) могут быть разными;

5) видеоинформация – способ сохранения «живых» картин окружающего мира, появившийся с изобретением кино.

Для передачи информации на большие расстояния первоначально использовались кодированные световые сигналы, с изобретением электричества – передача закодированного определенным образом сигнала по проводам, позднее – с использованием радиоволн.

Создатель общей теории информации и основоположник цифровой связи Клод Шеннон впервые обосновал возможность применения двоичного кода для передачи информации. С появлением компьютеров вначале появилось средство для обработки числовой информации. Однако в дальнейшем, особенно после широкого распространения персональных компьютеров, компьютеры стали использоваться для хранения, обработки, передачи и поиска текстовой, числовой, графической, звуковой и видеоинформации. Хранение информации при использовании компьютеров осуществляется на магнитных дисках или лентах, на лазерных дисках (CD и DVD), специальных устройствах энергонезависимой памяти (флэш-память и пр.). Эти методы постоянно совершенствуются, изобретаются новые устройства и носители информации.

Особым видом информации в настоящее время можно считать информацию, представленную в глобальной сети Интернет. Здесь используются особые приемы хранения, обработки, поиска и передачи распределенной информации больших объемов и особые способы работы с различными видами информации. С помощью компьютера возможно создание, обработка и хранение информационных объектов любых видов, для чего служат специальные программы. Ниже в таблице 2 приведены основные виды программ и соответствующие информационные объекты, которые с их помощью создаются и обрабатываются.

Таблица 2

Дата добавления: 2021-07-19; просмотров: 480; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!