Измерение информации

(Алфавитный подход)

Для измерения величин существуют эталонные единицы измерения.

Например:
Расстояние измеряют в миллиметрах, сантиметрах, дециметрах…
Массу измеряют в граммах, килограммах, тоннах…
Время измеряют в секундах, минутах, сутках, годах…

Позволяет измерять информационный объём текста на любом языке (естественном или формальном) , при использовании данного подхода объём информации не связывают с содержанием текста, в данном случае, объём зависит от информационного веса символов.

Количество информации связывается с содержанием (смыслом) полученного сообщения или с учётом вероятности событий.

В алфавит включают и пробел (пропуск между словами).
Мощность алфавита - полное число символов в алфавите.

Например: мощность алфавита русских букв и используемых символов равна 54:
33 буквы + 10 цифр + 11 знаков препинания, скобки, пробел.

Алфавит – весь набор букв, знаков препинания, цифр, скобок и других символов, используемых в тексте.

Наименьшую мощность имеет алфавит, используемый в компьютере (машинный язык), его называют двоичным алфавитом, т.к. он содержит только два знака «0», «1».

Для измерения объёма информации необходимо определить сколько раз информация равная 1 биту содержится в определяемом объёме информации.

Порядковый номер

Символ

11

10

01

00

Двузначный двоичный код

4

3

2

1

Четырёхзначный алфавит

Алфавит из шестнадцати символов можно закодировать с помощью четырёхзначного двоичного кода.
Какой объём информации содержат 3 символа 16 – символьного алфавита?

Решение:
Так как каждый символ алфавита мощностью 16 знаков можно закодировать с помощью четырёхзначного двоичного кода, каждый символ исходного алфавита весит 4 бита.
Так как всего использовали 3 символа алфавита мощностью 16 символов, следовательно: 4 бит ∙ 3 = 12 бит
Ответ: объём информации записанный 3 знаками алфавита мощностью 16 символов равен 12 бит

Следовательно.
Информационный вес каждого символа, выраженный в битах (b), и мощность алфавита (N) связаны между собой формулой: N = 2b

Запишем таблицу соответствия мощности алфавита (N) и количеством знаков в коде (b) - разрядностью двоичного кода.

Воспользуемся формулой N = 2b и узнаем мощность алфавита, в зависимости от объёма информации, содержащегося в одном символе данного алфавита.
*Используйте калькулятор.

1024

512

256

128

64

32

16

8

4

2

Мощность алфавита

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Количество бит в одном символе алфавита

Алфавит из которого составляется на компьютере текст (документ) состоит из 256 символов.

Этот алфавит содержит символы: строчные и прописные латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, всевозможные скобки, знаки препинания…

Из формулы N = 2b следует 256 = 28

Значит, каждый символ алфавита используемого в компьютере для печати документов весит 8 бит.

Пример. Статья содержит 30 страниц, на каждой странице - 40 строк, в каждой строке 50 символов. Какой объём информации содержит статья?

1) На каждой странице 50 ∙ 40 = 2000 символов;
2) во всей статье 2000 ∙ 30 = 60000 символов;
3) т. к. вес каждого символа равен 1 байту, следовательно, информационный объём всей статьи 60000 ∙ 1 = 60000 байт
или 60000 ∙ 8 = 480000 бит
Как видно из задачи байт «мелкая» единица измерения информационного объёма текста, поэтому для измерения больших объёмов информации используются более крупные единицы.

1 килобайт = 1 Кб = 210 байт = 1024 байт
1 мегабайт = 1 Мб = 210 Кб = 1024 Кб
1 гигабайт = 1 Гб = 210 Мб = 1024 Мб

Значит, если перевести результат предыдущей задачи в более крупные единицы измерения получим:
60000 байт ≈ 58,59375 Кб
60000 байт ≈ 0,057 Мб