Processing math: 100%
Справочник от Автор24
Найди эксперта для помощи в учебе
Найти эксперта
+2

Единицы измерения информации

Компьютерная техника использует двоичную систему счисления, выбор которой определяется реализацией аппаратуры компьютера (электронными схемами) с использованием двоичного элемента хранения данных -- триггера. Триггер имеет два возможных состояния (включено -- условно обозначается 1, и выключено - 0) и может хранить минимальный объем данных равный 1 биту.



Рисунок 1.

Бит является элементарной единицей объема информации вне зависимости от ее содержания.

Количество всех возможных комбинаций 0 и 1 в n триггерах равно 2n.

Т.к. формально появление нуля или единицы в ячейке можно ожидать с одинаковой вероятностью, то, применив формулу Хартли:

можно сделать вывод, что в n триггерах можно хранить n бит информации.

Определение 1

Бит -- это количество информации, которое содержится в сообщении и вдвое уменьшает неопределенность знаний о чем-либо.

Т.к. бит -- минимальная единица измерения информации, объем информации в 1 бит является слишком малой величиной, поэтому принято для измерения информации использовать более крупную единицу -- 1 байт, который является основной единицей измерения информации.

Байтом называют последовательность из 8 бит:

В компьютерной технике наименьшей адресуемой единицей принято считать 1 байт.

В 1 байте можно хранить, например, 1 символ.

В настоящее время для хранения информации в компьютерной технике используют более крупные единицы объема информации:

Замечание 1

В Кбайтах, Мбайтах, Гбайтах и т.д. измеряется также потенциальная информационная ёмкость оперативной памяти и запоминающих устройств, предназначенных для хранения данных (магнитные, лазерные, жесткие диски, флэш-накопители и т.д.).

«Единицы измерения информации» 👇
Помощь эксперта по теме работы
Найти эксперта
Решение задач от ИИ за 2 минуты
Решить задачу
Помощь с рефератом от нейросети
Написать ИИ

Если проследить какой стороной упадет подброшенная монета, мы получаем определенную информацию. Можно считать, что обе стороны монеты равноправны, т.е. с одинаковой вероятностью может выпасть как одна, так и другая сторона. В таком случае говорят, что событие несет информацию в 1 бит.

Если вытащить из мешка вслепую один из двух шаров разного цвета, мы также получаем информацию о цвете шара в 1 бит.

Пример 1

Вычислить, сколько бит информации будет нести сообщение о том, в какой из восьми коробок находится шар.

Решение:

Возможны 4 равновероятные события, т.е. n=8.

Применим формулу Хартли:

8=2i; 23=2i; i=3.

Ответ: сообщение будет нести 3 бита информации.

Пример 2

Найти информационный объем одного символа русского языка.

Решение:

Количество букв русского языка равно 32 (букву "ё" учитывать не будем, т.к. она редко используется). Таким образом, количество равновероятных событий 32, т.е. n=32.

По формуле Хартли найдем информационный объем одного символа:

32=2i; 25=2i; i=5.

Ответ: информационный объем одной буквы русского языка равен 5 битам.

В случае, когда невозможно найти целую степень числа, то округлять необходимо производить в сторону увеличения.

Пример 3

Найти информационный объем одного символа английского алфавита.

Решение:

Количество букв английского алфавита равно 26. Таким образом, количество равновероятных событий 26, т.е. n=26.

По формуле Хартли найдем информационный объем одного символа:

26=2i; \[2^4Ответ: информационный объем одной буквы английского алфавита равен 5 битам.
Пример 4

На световом табло размещены лампочки, каждая из которых может принимать два значения («включено» или «выключено»). Найти наименьшее количество лампочек, которые нужно разместить на табло, чтобы с его помощью можно было передать 50 различных сигналов?

Решение:

С помощью n лампочек, каждая из которых может принимать одно из двух состояний, можно закодировать 2n сигналов:

\[2^5Ответ: наименьшее количество лампочек, необходимых для передачи 50 различных сигналов равно 6.
Пример 5

На метеостанции ведется наблюдение за влажностью воздуха. Результаты каждого измерения являются целым числом от 0 до 50, которое записывается при помощи минимально возможного количества битов. Станция произвела 60 измерений. Найти информационный объем результатов наблюдений.

Решение:

В данном случае количеством равновероятных событий является множество чисел от 0 до 50, т.е. 51 значение:

25Одноизмерениеравно$6$битам.Т.к.измеренийбылопроведено$60$,тообщийинформационныйобъемравен:\[6 60=360 бит.

Переведем в байты:

360 бит8=45 байт.

Ответ: 360 бит = 45 байт.

Пример 6

Найти информационный объем (в битах) предложения:

Кто владеет информацией -- тот владеет миром!

Решение:

Каждый символ кодируется 1 байтом. Подсчитаем количество символов, включая знаки препинания и пробелы. Получаем всего 44 символа. Значит информационный объем данного предложения равен:

1 байт44 символа=44 байт 8=352 бит.

Ответ: 352 бит.

Дата написания статьи: 20.05.2016
Найди решение своей задачи среди 1 000 000 ответов
Крупнейшая русскоязычная библиотека студенческих решенных задач
Все самое важное и интересное в Telegram

Все сервисы Справочника в твоем телефоне! Просто напиши Боту, что ты ищешь и он быстро найдет нужную статью, лекцию или пособие для тебя!

Перейти в Telegram Bot

Изучаешь тему "Единицы измерения информации"? Могу объяснить сложные моменты или помочь составить план для домашнего задания!

AI Assistant