Сколько байт информации содержит сообщение

Обновлено: 05.07.2024

В большинстве вычислительных архитектур байт — это минимальный независимо адресуемый набор данных.

Содержание

История

Байтовая адресация памяти была впервые применена в системе IBM System/360. В более ранних компьютерах адресовать можно было только целиком машинное слово, состоявшее из нескольких байтов, что затрудняло обработку текстовых данных.

По третьей версии, из-за двоичной системы кодирования в компьютерах наиболее выгодными для аппаратной реализации и удобными для обработки данных являются длины слов кратные степеням 2, в том числе и 1 байт = 2 3 = 8 битов, системы и компьютеры с длинами слов не кратными степеням 2 отпали из-за невыгодности и неудобства.

Из соображений удобства единицы нетекстовых типов данных также делают кратными 8 битам, например:

размер одного сэмпла в звуковых файлах равен 8, 16 или 24 битам
размер пикселя в системе RGB равен 24 битам (по 8 бит на цвет)

Количество состояний (кодов) в байте

Количество состояний (кодов, значений), которое может принимать 1 восьмибитный байт с позиционным кодированием, определяется в комбинаторике, равно количеству размещений с повторениями и вычисляется по формуле:

Производные единицы

Кратные приставки для образования производных единиц для байта применяются не как обычно: уменьшительные приставки не используются совсем, а единицы измерения информации меньшие чем байт называются специальными словами (ниббл и бит); увеличительные приставки кратны 1024=2 10 , то есть килобайт равен 1024 байтам, мегабайт — 1024 килобайтам или 1 048 576 байтам и т. д. для гига-, тера- и петабайтов. Разница между ёмкостями (объёмами), выраженными в кило = 10 3 = 1000 и выраженными в Кило = 2 10 = 1024, возрастает с ростом веса приставки. МЭК рекомендует использовать двоичные приставки, но на практике они пока не применяются, возможно, из-за неблагозвучности — кибибайт, мебибайт, йобибайт и т. п. [источник не указан 348 дней] .

Иногда десятичные приставки используются и в прямом смысле, например, при указании ёмкости жёстких дисков: у них гигабайт может обозначать не 1 073 741 824=1024 3 байтов, а миллион килобайтов (то есть 1 024 000 000 байтов), а то и просто миллиард байтов.

Обозначение

В международном стандарте МЭК IEC 60027-2 2005 года [2] , для применения в электротехнической и электронной областях, рекомендуются обозначения:

bit — для бита;
o, B — для октета, байта. Причём о — единственное указанное обозначение во французском языке.

Склонение

Согласно рекомендации Института русского языка имени В. В. Виноградова Российской Академии Наук байт, как и бит, склонять необходимо [источник не указан 434 дня] .

Кроме обычной формы родительного падежа (битов, байтов, килобайтов) существует счетная форма, которая используется в сочетании с числительными: 8 байт, 16 килобайт. Счетная форма является разговорной. Точно так же, например, с килограммами: обычная форма родительного падежа употребляется, если нет числительного, а в сочетании с числительным могут быть варианты: 16 килограммов (стилистически нейтральная обычная форма) и 16 килограмм (разговорная счетная форма) [3] .

Зная, что в одном Килобайте 1024 байта переведем 0,75 килобайтов в байты, умножив 0,75 на 1024. Получим:
0,75 * 1024 = 768
Ответ: 768 байт.

Как написать хороший ответ? Как написать хороший ответ?

Написать правильный и достоверный ответ;
Отвечать подробно и ясно, чтобы ответ принес наибольшую пользу;
Писать грамотно, поскольку ответы без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок лучше воспринимаются.

Мореплаватель — имя существительное, употребляется в мужском роде. К нему может быть несколько синонимов.
1. Моряк. Старый моряк смотрел вдаль, думая о предстоящем опасном путешествии;
2. Аргонавт. На аргонавте были старые потертые штаны, а его рубашка пропиталась запахом моря и соли;
3. Мореход. Опытный мореход знал, что на этом месте погибло уже много кораблей, ведь под водой скрывались острые скалы;
4. Морской волк. Старый морской волк был рад, ведь ему предстояло отчалить в долгое плавание.

Информация (лат. informatio — разъяснение, изложение, набор сведений) — базовое понятие в информатике, которому нельзя дать строгого определения, а можно только пояснить:

информация — это новые факты, новые знания;
информация — это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, которые повышают уровень осведомленности человека;
информация — это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, которые уменьшают степень неопределенности знаний об этих объектах или явлениях при принятии определенных решений.

Основными социально значимыми свойствами информации являются:

полезность;
доступность (понятность);
актуальность;
полнота;
достоверность;
адекватность.

Информационный процесс — это процесс сбора (приема), передачи (обмена), хранения, обработки (преобразования) информации.

Единицы измерения количества информации

Наименьшей единицей информации является бит (англ. binary digit (bit) — двоичная единица информации).

Бит — это количество информации, необходимое для однозначного определения одного из двух равновероятных событий.

Например, один бит информации получает человек, когда он узнает, опаздывает с прибытием нужный ему поезд или нет, был ночью мороз или нет, присутствует на лекции студент или нет и т. д.

В информатике принято рассматривать последовательности длиной 8 битов . Такая последовательность называется байтом .

Производные единицы измерения количества информации:

1 байт = 8 битов

1 килобайт (Кб) = 1024 байта = 2 10 байтов

1 мегабайт (Мб) = 1024 килобайта = 2 20 байтов

1 гигабайт (Гб) = 1024 мегабайта = 2 30 байтов

1 терабайт (Тб) = 1024 гигабайта = 2 40 байтов

В 1 бит можно записать один двоичный символ.

1 байт = 8 бит
В кодировке ASCII в один байт можно записать один 256 символьный код
В кодировке UNICODE один 256 символьный код занимает в памяти два байта
1 килобайт = 1024 байт
1 мегабайт = 1024 килобайт
1 гигабайт = 1024 мегабайт
1 терабайт = 1024 гигабайт

Например: двоичный текст 01010111 занимает в памяти 8 бит
Этот же текст в кодировке ASCII занимает 8 байт или 64 бита
Этот же текст в кодировке UNICODE занимает 16 байт или 128 бит.

Не забывайте, что пробелы надо тоже считать за символы поскольку они также набираются на клавиатуре и хранятся в памяти.

Мощность алфавита - это количество символов в алфавите или неопределенность из формулы Хартли.

Информационный вес одного символа - это значение i из формулы Хартли.

Отсюда можно сделать вывод, что не существует алфавита, состоящего из одного символа, поскольку тогда информационный вес этого символа был бы равен 0.

Чтобы перевести биты в байты надо число бит поделить на 8.

Например: 32 бита - это 4 байта.

Чтобы перевести байты в килобайты надо число байтов поделить на 1024.

Например: в 2048 байтах будет 2 килобайта. И так далее по следующим единицам измерения.

Чтобы перевести байты в биты надо число байт умножить на 8.

Например: в 3 байтах будет 24 бита.

Чтобы перевести килобайты в байты надо число килобайт умножить на 1024.

Например: в 3 килобайтах будет 3072 байта и соответственно 24576 бит. И так далее.

Мощность алфавита - 128. Это неопределенность. Значит один символ занимает в памяти 7 бит, тогда 5 символов занимают в памяти 35 бит.

Давайте разберемся с этим, ведь нам придется измерять объем памяти и быстродействие компьютера.

Единицей измерения количества информации является бит – это наименьшая (элементарная) единица.

Байт – основная единица измерения количества информации.

Байт – довольно мелкая единица измерения информации. Например, 1 символ – это 1 байт.

Производные единицы измерения количества информации

1 килобайт (Кб)=1024 байта =2 10 байтов

1 мегабайт (Мб)=1024 килобайта =2 10 килобайтов=2 20 байтов

1 гигабайт (Гб)=1024 мегабайта =2 10 мегабайтов=2 30 байтов

1 терабайт (Гб)=1024 гигабайта =2 10 гигабайтов=2 40 байтов

Запомните, приставка КИЛО в информатике – это не 1000, а 1024, то есть 2 10 .

Методы измерения количества информации

Итак, количество информации в 1 бит вдвое уменьшает неопределенность знаний. Связь же между количеством возможных событий N и количеством информации I определяется формулой Хартли:

Алфавитный подход к измерению количества информации

Вероятностный подход к измерению количества информации

Этот подход применяют, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. В этом случае количество информации определяют по формуле Шеннона:

I – количество информации,

N – количество возможных событий,

P_i – вероятность i-го события.

Задача 1.

Имеется 4 равновероятных события (N=4).

Задача 2.

Чему равен информационный объем одного символа русского языка?

В русском языке 32 буквы (буква ё обычно не используется), то есть количество событий будет равно 32. Найдем информационный объем одного символа. I=log₂ N=log₂ 32=5 битов (2 5 =32).

Примечание. Если невозможно найти целую степень числа, то округление производится в большую сторону.

Задача 3.

Чему равен информационный объем одного символа английского языка?

Задача 4.

Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний (“включено” или “выключено”). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 50 различных сигналов?

С помощью N лампочек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний, можно закодировать 2 N сигналов.

2 5 6 , поэтому пяти лампочек недостаточно, а шести хватит. Значит, нужно 6 лампочек.

Задача 5.

Метеостанция ведет наблюдения за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100, которое записывается при помощи минимально возможного количества битов. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов наблюдений.

В данном случае алфавитом является множество чисел от 0 до 100, всего 101 значение. Поэтому информационный объем результатов одного измерения I=log₂101. Но это значение не будет целочисленным, поэтому заменим число 101 ближайшей к нему степенью двойки, большей, чем 101. это число 128=2 7 . Принимаем для одного измерения I=log₂128=7 битов. Для 80 измерений общий информационный объем равен 80*7 = 560 битов = 70 байтов.

Задача 6.

Определите количество информации, которое будет получено после подбрасывания несимметричной 4-гранной пирамидки, если делают один бросок.

Пусть при бросании 4-гранной несимметричной пирамидки вероятности отдельных событий будут равны: p₁=1/2, p₂=1/4, p₃=1/8, p₄=1/8.

Тогда количество информации, которое будет получено после реализации одного из них, можно вычислить по формуле Шеннона:

I = -[1/2 * log₂(1/2) + 1/4 * log₂(1/4) + 1/8 * log(1/8) + 1/8 * log(1/8)] = 14/8 битов = 1,75 бита.

Задача 7.

В книге 100 страниц; на каждой странице - 20 строк, в каждой строке - 50 символов. Определите объем информации, содержащийся в книге.

Задача 8.

Оцените информационный объем следующего предложения:

Тяжело в ученье – легко в бою!

В реальном мире нам постоянно приходится использовать те или иные измерительные единицы. Расстояние мы меряем в миллиметрах, сантиметрах, метрах, километрах, объем измеряют в кубических метрах, вес в граммах, килограммах, тоннах. Все то, что нас окружает, можно перевести в определенные единицы измерения. Даже параметры человека можно описать как вес, рост, объем и т. д. Но в виртуальном мире все иначе, там есть только информация, в том или ином количестве. Именно на информации построена работа всей вычислительной техники, которая нас окружает. Для нас информация — это довольно простое понятие, мы добываем те или иные знания, после чего накапливаем определенную информацию и готовы ее передавать. Изначально человек передавал информацию в устном виде, потом начали появляться рукописи, сегодня эра конвертации привычной нам информации в цифровой вид.

Что такое бит и байт

После оцифровки вся информация в компьютере, смартфоне, планшете, на телевизоре, в интернете и т. д. будет использована вычислительной техникой. В мире вычислительной техники информация становится данными, которые уже хранятся, копируются, передаются в другие компьютерные сети, используются операционной системой для работы. Как и в реальном мире, вычислительная техника должна производить измерения данных, которыми приходится оперировать. В качестве единиц измерения здесь появляются биты и байты, килобайты и мегабайты, гигабайты и терабайты.

Теперь можно понять, что такое бит – это то самое одно число (без разницы 0 или 1), которое используется в двоичной системе. Бит считается самой наименьшей единицей объема информации, которую вы только можете встретить в цифровом виде. Но, несмотря на это, именно на битах базируется вся цифровая система, какой бы сложной ни была программа, в ее основе лежат те самые ноли и единицы из двоичной системы.

Один байт равняется – 8 битам.
Один килобит содержит – 1000 байт.
Один килобайт имеет в себе – 1024 байта.
Мегабайт равняется значению – 1024 килобайта.
Один гигабайт – 1024 мегабайт.
Один терабайт – 1024 гигабайт.

В результате можно заявить о том, что пользоваться цифровыми измерениями становится удобнее. Можно сказать, что один стандартный лист А4 содержит информации на приблизительно 100 кбайт. Одна фотография обладает размером 3–8 мегабайт, если фотография имеет большое разрешение, то ее размер будет больше и достигнет отметок 10–20 мегабайт. Стандартный фильм имеет размер около 1.5-2 Гб, фильмы высоком разрешении могут обладать размером более 40 Гб. При этом пользователь может всегда контролировать то, какое количество свободного места осталось на носителе. Например, HDD, который установлен в компьютере, может иметь объем 1 терабайт, это говорит о том, что не более 1024 гигабайт информации можно будет там хранить.

Сколько байт информации содержат различные объемы данных

Разобравшись в том, как работает цифровая система измерения, хранения и передачи данных, мы можем конвертировать любую единицу измерения. Например, мы можем узнать, сколько бит содержится в 24,4 байт, в таком количестве байтов содержится 195,2 бита. Также мы можем произвести любые другие вычисления:

Посчитай сколько байт информации содержат 4 kб – ответ 4096 байт.
Посчитай сколько байт информации содержат 3 kб – ответ 3072 байт.
Посчитай сколько байт информации содержат 40 kб – ответ 40960 байт.
Посчитай сколько байт информации содержат 30 kб – ответ 30720 байт.
Посчитай сколько байт информации содержат 2 kб – ответ 2048 байт.
Посчитай сколько байт информации содержат 10 kб – ответ 10240 байт.
Посчитай сколько байт информации содержат 20 kб – ответ 20480 байт.
Посчитай сколько бит информации содержит 24 байт – ответ 192 бит.
Посчитай сколько байт информации содержит 96 бит – ответ 12 байт.
Посчитай сколько байт информации содержит 72 бит – ответ 9 байт.
Посчитай сколько байт информации содержит 144 бит – ответ 18 байт.
Посчитай сколько байт информации содержит 0 бит – ответ 0 байт.
Посчитай сколько байт информации содержит 136 бит – ответ 17 байт.
Посчитай сколько бит информации содержит 40 байт – ответ 320 бит.

Все данные базируются на двоичной системе измерений, только так можно соединить виртуальный цифровой мир с реальной аппаратной частью компьютера. Ведь физически компьютер работает на электричестве, здесь нет никаких данных и файлов. Чтобы появились понятные для человека данные, все они конвертируются в сигналы, отсутствие сигнала равно 0, наличие сигнала равно 1. Таким образом можно любую информацию сделать цифровой, после чего конвертировать ее в любых измерениях, передавать на другие носители, выбрасывать в сеть и т. д.

Читайте также: