Конспект измерение информации объемный подход

Обновлено: 06.07.2024

Объемный подход к измерению информации применяется в цифровых (компьютерных) системах хранения и передачи информации. В этих системах используется двоичный способ кодирования информации. При объемном подходе для определения количества информации имеет значение лишь размер (объем) хранимого и передаваемого кода. Объемный подход еще называют алфавитным подходом. Из курса информатики 8–9 классов вы знаете, что если с помощью i-разрядного двоичного кода можно закодировать алфавит, состоящий из N символов, то эти величины связаны между собой по формуле:

Число N называется мощностью алфавита. Например, если i = 2, то можно построить 4 двухразрядные комбинации из нулей и единиц, т. е. закодировать 4 символа. При i = 3 существует 8 трехразрядных комбинаций нулей и единиц (кодируется 8 символов):

i=2:

i=3:

Английский алфавит содержит 26 букв. Для записи текста нужны еще, как минимум, шесть символов: пробел, точка, запятая, вопросительный знак, восклицательный знак, тире. В сумме получается расширенный алфавит, мощностью в 32 символа.

Поскольку 2 5 =32, то все символы можно закодировать всевозможными пятиразрядными двоичными кодами от 00000 до 11111. Именно пятиразрядный код использовался в телеграфных аппаратах, появившихся еще в XIX веке. Телеграфный аппарат при вводе переводил английский текст в двоичный код, длина которого в 5 раз больше, чем длина исходного текста.

В двоичном коде каждая двоичная цифра несет одну единицу информации, которая называется 1 бит.

Бит является основной единицей измерения информации.

Длина двоичного кода, с помощью которого кодируется символ алфавита, называется информационным весом символа. В рассмотренном выше примере информационный вес символа расширенного английского алфавита оказался равным 5 битам.

Алфавит русского языка включает 33 буквы. Если к нему добавить еще пробел и пять знаков препинания, то получится набор из 39 символов. Для его двоичного кодирования пятиразрядного кода уже не достаточно. Нужен, как минимум, 6-разрядный код. Поскольку 2 6 =64, то остается еще резерв для 25 символов (64-39=25). Его можно использовать для кодирования цифр, всевозможных скобок, знаков математических операций и других символов, встречающихся в русском тексте. Следовательно, информационный вес символов в расширенном русском алфавите будет равен 6 битам. А текст из 1000 символов будет иметь объем 6000 бит.

Если i- информационный вес символа алфавита, а К – число символов в тексте, записанном с помощью этого алфавита, то информационный объем текста (I) выражается формулой:

Для определения информационного веса символа полезно представлять себе ряд целых степеней двойки. Вот как он выглядит в диапазоне от 2 1 до 2 10 :

2 i

Информационный вес символа из алфавита мощности N определяется по ближайшему значению во второй строке таблицы, не меньшему, чем N. Соответствующее значение i в первой строке равно информационному весу символа.

Пример. Определим информационный вес символа из алфавита, включающего в себя все строчные и прописные русские буквы (66); цифры (10); знаки препинания, скобки, кавычки (10). Всего получается 76 символов.

Поскольку 2 6 7 , следовательно, информационный вес символов данного алфавита равен 7 битам. Это означает, что все 76 символов можно закодировать семиразрядными двоичными кодами.

Из базового курса информатики вам известно, что в компьютерах используется двоичное кодирование информации. Для двоичного представления текстов в компьютере чаще всего применяется восьмиразрядный код. С помощью восьмиразрядного кода можно закодировать алфавит из 256 символов, поскольку 256=2 8 . В стандартную кодовую таблицу (например, ASCII), помещаются все необходимые символы: английские и русские буквы прописные и строчные, цифры, знаки препинания, знаки арифметических операций, всевозможные скобки и пр.

Более крупной единицей измерения информации является байт: 1 байт = 8 бит.

Информационный объем текста в памяти компьютер, измеряется в байтах. При использовании восьмиразрядного кода он равен количеству символов в записи текста

Одна страница текста на листе формата А4 кегля 12 с одинарным интервалом между строками (см. пример выше) в компьютерном представлении будет иметь объем 4000 байтов, так как на ней помещается примерно 4000 знаков.

Помимо бита и байта, для измерения информации используются и более крупные единицы:

1Кб (килобайт) = 2 10 байт=1024 байта;

1Мб (мегабайт) = 2 10 Кб=1024 Кб;

1Гб (гигабайт) = 2 10 Мб=1024 Мб;

1Тб (терабайт) = 2 10 Гб=1024 Гб.

Объем той же страницы текста будет равным приблизительно 3,9Кб. А книга из 500 таких страниц займет в памяти компьютера примерно 1,9 Мб.

В компьютере любые виды информации: тексты, числа, изображения, звук - представляются путем двоичного кодирования

Объем любой информации, выраженный в битах, равен количеству двоичных разрядов в ее представлении в памяти компьютера

Измерение информации – объемный (алфавитный) подход
На бумажных носителях	На цифровых носителях и в технических системах передачи информации
Объем текста измеряется в знаках	Объем информации равен размеру двоичного кода Основная единица:1 бит – один разряд двоичного кода
Информационный вес символа (i бит) из алфавита, мощностью N , определяется из уравнения: 2 i = M.Где N ≤ M – ближайшая сверху целая степень двойки	Информационный объем текста (I), содержащего К символов I=K×i бит
Производные единицы
1 б= 8 бит	1 Кб=1024 б	1 Мб=1024 Кб	1 Гб=1024 Мб	1 Тб=1024 Мб

i=2:

i=3:

В двоичном коде каждая двоичная цифра несет одну единицу информации, которая называется 1 бит.

Бит является основной единицей измерения информации.

2 i

Более крупной единицей измерения информации является байт: 1 байт = 8 бит.

Помимо бита и байта, для измерения информации используются и более крупные единицы:

1Кб (килобайт) = 2 10 байт=1024 байта;

1Мб (мегабайт) = 2 10 Кб=1024 Кб;

1Гб (гигабайт) = 2 10 Мб=1024 Мб;

1Тб (терабайт) = 2 10 Гб=1024 Гб.

Конспект урока информатики в 10 классе на тему: Измерение информации. По программе Полякова К.Ю.

Класс 10 а, углубленный курс

Номер урока: 3

Тема урока: Измерение информации

Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний.

Цели урока: (формулировка для учителя) воспроизведение учащимися знаний по измерению информации (объемный подход), определение наименьшей единицы измерения информации, описание сравнительных характеристик разных единиц информации, демонстрация учащимися перевода одних единиц измерения в другие, решение задач на измерение информации (объемный подход)

Планируемый результат: (для учащихся) понять и уметь применять на бытовом уровне приемы перевода различных единиц измерения; владение системой базовых знаний по определению объема информации с использованием объемного подхода;

Основные задачи:

Воспитательная: учить аргументировано отстаивать свое мнение, знать и стремиться выполнять правила работы в группе, умение выслушать одноклассника и сделать логически правильные выводы, следующие из полученной информации. (развиваются регулятивные УУД, личностные УУД, коммуникативные УУД);

Развивающая: продолжается пополнение словарного и научного запаса слов учащихся, к знакомым словам добавляются новые значения, вводятся новые понятия. Развиваются культура речи, логическое мышление путем совместной и самостоятельной работы на уроке (регулятивные, коммуникативные и личностные УУД);

Обучающая: способствовать формированию базовых знаний о приемах перевода различных единиц мзмерения; об отличии разных подходов к измерению информации. Привить навык определения объема информации с использованием объемного подхода (формируются регулятивные, личностные, познавательные и коммуникативные УУД).

Материал к уроку:

Информация. Измерение информации (содержательный подход). Учитель информатики и ИКТ МКОУ СОШ пос. Мизур Ревазова Ф.Ф.

Отгадай слово (Понятия информатики)

Железная, женская, формальная, диалектическая, индуктивная, дедуктивная, математическая … ЛОГИКА

Текстовый, бинарный, графический, архивный, программный, исполняемый, системный … ФАЙЛ

Людские, природные, экономические, скрытые, аппаратные, программные, информационные … РЕСУРСЫ

Своевременная, объективная, ложная, полная, исчерпывающая, секретная, массовая, генетическая, газетная, телевизионная, научно-техническая … ИНФОРМАЦИЯ

Найди слово (Виды информации)

Два подхода к вопросу об измерении информации : содержательный (или вероятностный ); алфавитный (или технический , объемный ).

По теме: методические разработки, презентации и конспекты

Конспект и презентация урока алгебры в 8 классе по теме:" Наглядное представление статистической информации"

В ходе урока учащиеся повторят построение круговых и столбчатых диаграмм, а также построение кусочно-линейной функции. Знакомятся спонятиями "гистограмма", "диаграмма рассеивания" и "полиго.

Конспект урока "Условия поиска информации, простые логические выражения" с использованием ЭОР, информатика и ИКТ 9 класс, УМК Семакин И.

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКАУсловия поиска информации, простые логические выражения.(Тема урока) 1. ФИО (полностью)Ломина Марина Владимировна2. Место работыМОУ СОШ № 15 г. Гу.

Урок разработан в соответствии с программой курса "Информатика и ИКТ" 5 класс.

Урок предназначен для учеников 5-го класса, обучающихся по учебнику Л. Л. Босовой.Цель работы:наглядно объяснить, почему выбирается та или иная форма кодирования.Во время урока рассматриваются многооб.

Конспект урока по теме: "Информация. Виды информации."

Конспект урока по информатике и ИКТ для 5 класса по теме: "Информация. Виды информации".

Конспект с презентацией открытого урока по информатике на тему: "Визуализация информации в текстовых документах"

Этот урок научит детей использовать компьютерные программы для визуализации информации.Визуализация данных — это наглядное представление массивов различной информации. Почему визуализация важна?О.

Конспект и презентация к уроку "Наглядные формы представления информации"

Урок создан с использованием Способа диалектического обучения, посредством которого формируется развитие познавательных, регулятивных и коммуникативных универсальных учебных действий. Конспект урока с.

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: Информация как снятая неопределенность. Содержательный подход к измерению информации.

Информация как последовательность символов некоторого алфавита. Алфавитный подход к измерению информации. Единицы измерения информации. Понятие больших данных

Глоссарий по теме: Информатика, информация, свойства информации (объективность, достоверность, полнота, актуальность, понятность, релевантность), виды информации, информационные процессы, информационная культура, информационная грамотность.

Основная литература по теме урока:

Л. Л. Босова, А. Ю. Босова. Информатика. Базовый уровень: учебник для 10 класса — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2017

Дополнительная литература по теме урока:

И. Г. Семакин, Т. Ю. Шеина, Л. В. Шестакова. Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2012

Теоретический материал для самостоятельного изучения:

Давайте составим план, что бы мы хотели сделать с имеющейся у нас информацией.

Передавать — скорее всего, а может быть даже и продавать.

Обрабатывать и получать новую — вполне возможно!

Во всех трех случаях, которые называют основными информационными процессами, нам нужно информацию измерять.

В случае хранения, чтобы быть уверенными, что объем хранилища и объем нашей информации соответствуют друг другу, в передаче или продаже — чтобы объем продажи соответствовал цене, в случае обработки, чтобы рассчитать время, за которое этот объем может быть обработан.

Во всех трех случаях мы говорим о соответствиях объемов, но если нам известно как вычислить объем хранилища в м 3 , количество денег в рублях или иной валюте, время, то с вычислением объема информации нужно разбираться

Целью нашего урока будет определить способы измерения информации и сравнить их.

Для этого нужно будет определить:

— от чего зависит объем информации,

— какими единицами ее измерять.

Ожидаемые результаты

Выявлять различия в подходах к измерению информации.

Применять различные подходы для измерения количества информации.

Переходить от одних единиц измерения информации к другим.

Предположим, что объем информации зависит от ее содержания. Нам нужна информация, которая для нас нова и понятна, соответствует всем свойствам информации, то есть та, которая приносит нам новые знания, решает наши вопросы.

Этот подход к измерению предложил К. Шеннон.

Разумно так же предположить, что текст, который для вас не понятен, понятен кому-то другому, то есть информация в нем все-таки есть. А ее объем зависит не от содержания текста, а от символов, которыми он написан. Назовем алфавитом все множество символов, используемых в языке, а их количество — мощностью алфавита.

Каждый символ, выбранный из алфавита, несет количество информации (i), вычисленное по формуле,

где N мощность алфавита.

Общее количество информации (I) во всем тексте можно посчитать по простой математической модели:

где k — количество символов в тексте.

Такой подход к измерению информации называют алфавитным. Здесь объем информации зависит от используемого алфавита и количества символов в тексте.

Этот подход к измерению информации предложил советский ученый-математик А. Н. Колмогоров.

Бит — мельчайшая единица информации. Для кодировки каждого из 256 символов, сведенных в таблицу кодировки ASCII, требуется 8 бит. Эта величина получила отдельное название — байт. Помимо бита и байта существуют более крупные единицы. Традиционно они получили приставки Кило, Мега, Гига и т. д.

Переводить единицы измерения информации можно при помощи удобной схемы

Подведем итоги

Информацию можно измерять. Для этого существуют разные подходы, содержательный подход, алфавитный подход.

Суть содержательного подхода в том, что при определении объема информации учитывается содержание информации. Она должна быть новой и понятной получателю.

Суть алфавитного подхода в определении количества информации в зависимости от алфавита, которым она записана. А объем подсчитывается по формуле

где — объем информации,

— количество информации о каждом символе.

Для измерения количества информации в объеме данных используются единицы измерения информации.

Обработка данных важна для всех сфер жизни. Технологии обработки данных стремительно развиваются и становятся жизненно-важными.

Читайте также: