Презентация - Измерение информации. Алфавитный подход. Единицы измерения информации. Содержательный подход

На весь экран

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Измерение информации
Алфавитный подход
Единицы измерения информации
Содержательный подход

Слайд 2

Три кита на которых стоит мир
Информация
Вещество
Энергия
Как измерить количество информации?
Можно ли измерить вещество?
Можно ли измерить энергию?
Например: длина (мм, см, дм, м,… вес (мг, г, кг,… объем (мм3, см3,…
Например: тепловая энергия, электроэнергия (Дж)
Какие единицы измерения?

Слайд 3

Информация - это сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах.
Информативным назовем сообщение, которое пополняет знания человека, т.е. несет для него информацию.
«Старые» сведения  знания не пополнят, т. е. сообщение неинформативно (количество информации = 0)
Новые сведения  пополнят знания, т. е. сообщение информативно (количество информации > 0)
Непонятное  сообщение неинформативно (количество информации = 0)
Понятное/ новое  сообщение информативно (количество информации > 0)
Logax+Logay= loga(xy)
5*7=35
СООБЩЕНИЕ

Слайд 4

Вывод:
Сообщение несет информацию для человека (информативно), если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными.
Зависит от человека (субъективно)

Слайд 5

Для того, чтобы измерить информацию объективно, нельзя опираться на её содержание

Слайд 6

Алфавитный (объёмный) подход к измерению информации

Слайд 7

Алфавитный подход
Алфавитный подход позволяет измерять количество информации в тексте (символьном сообщении), составленном из символов некоторого алфавита. Информационный объём сообщения не зависит от содержания (объективный подход) Используется в технике

Слайд 8

Алфавит - ?
Алфавит – набор знаков, используемых при кодировании информации с помощью некоторого языка. Примеры: АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ - + 0123456789
N=33
N=26
N=2
N=10
Мощность алфавита – количество символов в алфавите (N).

Слайд 9

Алфавитный подход
Каждый символ имеет свой информационный вес
текст записан с помощью символов некоторого алфавита (различаются своей мощностью)  вес символа зависит от мощности алфавита
Б

Слайд 10


Какова минимальная мощность алфавита, с помощью которого можно записывать (кодировать) информацию?
Двоичный алфавит
 0
Да нет
0 1
- +

Слайд 11

Двоичный алфавит
Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу информации – 1 бит

Слайд 12

Информация, записанная на машинном языке, весит: 011 100 1 010 011 101 011 001 101 111 01
7 бит
6 бит
3 бита
14 бит

Слайд 13


Информационный вес символа = длине двоичного кода
Например: 11101000111011011111010011101110111100001110110011100000111101101110100011111111 содержит 40 бит информации

Слайд 14

Сколько символов можно закодировать двумя битами?
0 0 0 1 1 0 1 1
Значит в алфавите мощностью 4 символа  информационный вес каждого символа - 2 бита.

Слайд 15

Сколько символов можно закодировать тремя битами?
0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1
1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
Значит в алфавите мощностью 8 символов информационный вес каждого символа - 3 бита.

Слайд 16

Единицы измерения информации
1 бит – минимальная единица измерения информации
КОМПЬЮТЕРНЫЙ АЛФАВИТ русские буквы латинские буквы цифры (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0) математические знаки (+, -, *, /, ^, =) прочие символы («», №, %, <, >, :, ;, #, &)
Компьютерный алфавит содержит 256 символов. 256 = 28  i=8 битов
1 байт = 8 битов
1 байт - информационный вес символа алфавита мощностью 256.

Слайд 17

Единицы измерения информационного объёма
1 байт = 23бит = 8 бит 1 Кбайт = 210байт = 1024 байт 1 Мбайт = 210Кбайт = 1024 Кбайт 1 Гбайт = 210Мбайт = 1024 Мбайт 1 Тбайт = 210Гбайт = 1024 Гбайт

Слайд 18

Единицы измерения информации
1 байт (bytе) = 8 бит 1 Кбайт (килобайт) = 1024 байт =210 байт 1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайт 1 Гбайт (гигабайт) = 1024 Мбайт 1 Тбайт (терабайт) = 1024 Гбайт 1 Пбайт (петабайт) = 1024 Тбайт
умножение
деление

Слайд 19

Перевод из крупных единиц в мелкие
*
КРУПНАЯ ЕДИНИЦА
МЕЛКАЯ ЕДИНИЦА
Переведите в биты:
80 бит
10 байт =

Слайд 20

Перевод из мелких единиц в крупные
:
КРУПНАЯ ЕДИНИЦА
МЕЛКАЯ ЕДИНИЦА
Переведите в байты:
4 байта
32 бита =

Слайд 21

Перевод в другие единицы
3 ·1024 байт = 3072 байта
3 Кбайта =
? байт
15 · 8 бит = 120 бит
15 байт =
? бит
? Мбайт
2048 :1024Мбайт = 2 Мб
2048 Кбайт =
1024 Mбайт =
1024 :1024 Гб=1Гб
? Гб
1Кбайт =
? бит
1 · 1024 ·8 бит = 8192 бита
байт

Слайд 22


Зависимость между мощностью алфавита N и информационным весом символа  i
N.2.4.8.16
i.1 бит.2 бита.3 бита.4 бита
Заметим, что 2 = 21, 4 = 22, 8 = 23, 16 = 24.
Информационный вес каждого символа, выраженный в битах (i), и мощность алфавита (N) связаны между собой формулой:  N = 2i

Слайд 23

N = 2i
Задачи
№1 N=2 Найти i Решение: 2=2i i=1 бит
№2 N=8 Найти i Решение: 8=2i i=3 бита
№3 N=32 Найти i Решение: i=5 бит
№4 i=7 битов Найти N Решение: N=27 N=128 символов

Слайд 24

Информационный объём сообщения
Информационный объём сообщения
Количество символов (знаков) в тексте
Информационный вес одного символа (знака)

Слайд 25

Алгоритм вычисления информационного объема сообщения
Определяем мощность алфавита N; Вычисляем информационный вес символа i (бит) : N = 2i 3) Вычисляем информационный объем сообщения: где К – количество символов в сообщении.
I = К·i

Слайд 26

Информационный объём текста
Сообщение, записанное буквами из 64-символьного алфавита, содержит 2000 символов. Какой объём информации оно несет?
Дано: К=2000, N=64 Найти: I - ? Решение: N=2i 64=2i i=6 (бит) – информационный вес одного символа. I=К*i I=2000*6=12000 (бит) Ответ: 12000 бит.

Слайд 27

Задача №1
Сколько килобайтов составит сообщение из 2048 символов 16-ти символьного алфавита
Решение:
Дано: К=2048, N=16 Найти: I - Кб?
N=2i
16=2i i=4 (бита) – информационный вес одного символа.
I=К*i
1 Кбайт
Ответ: 1 Кбайт.

Слайд 28

Задача №2
Информационный объём сообщения равен 3 Кб. Информационный вес символа – 32 бита. Сколько символов содержит сообщение?
Дано:  I=3 Kб, i= 32 бита Найти: К?
Решение:
I=К*i
К=I/i
К
Ответ: 768 символов

Слайд 29

Основные понятия
Алфавитный подход позволяет измерить объём информации не зависимо от её содержания.
Каждый символ несёт некоторое количество информации и имеет информационный вес (i).
Минимальная единица измерения информации – 1 бит.
Мощность алфавита и информационный вес символа связаны отношением: N = 2i.
Информационный объём сообщения вычисляется по формуле: I = К*i.
1 байт = 8 бит
Байты, килобайты (КБ), мегабайты (МБ), гигабайты (ГБ), терабайты (ТБ) – единицы измерения информации. Каждая в 1024 раза больше предыдущей.

Слайд 30

Содержательный подход к измерению информации

Слайд 31

Содержательный подход к измерению информации
Информация — уменьшение неопределенности наших знаний.
Неопределенность знания некоторого события — это число возможных вариантов результата .
Равновероятные события – ни одно из них не имеет преимущества перед другими.
Клод Элвуд Шеннон

Слайд 32

Единица измерения информации
Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятных, несет 1 бит информации
При бросании монеты неопределенность равна 2  сообщение о том, что выпал «Орёл» несет 1 бит информации
Книга лежит на одной из двух полок  неопределенность знаний равна 2 Сообщение о том, что книга лежит на верхней полке уменьшает неопределенность в два раза  данное сообщение несет 1 бит информации

Слайд 33

В ящике лежат 4 шара. Какое количество информации несет сообщение «Достали красный шар»
?

Слайд 34


Формула Хартли (для равновероятных событий)
2i = N
N – неопределённость знаний, т.е. число возможных результатов (вариантов сообщения) i – количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий

Слайд 35

В ящике лежат 4 шара. Какое количество информации несет сообщение «Достали красный шар»
?
N=4 2i=4 i=2 (бита)

Слайд 36

Задачи
1.В классе 32 ученика. Какое количество информации содержится в сообщении о том, что к доске пойдет Коля Сидоров?
N = 2i 32 = 2i i = 5 бит
N = 32 i - ?
2.Сообщение о том, что ваш друг живет на 5 этаже, несет 4 бита информации. Сколько этажей в доме?
i = 4 бита N - ?
N = 2i N = 24 N = 16 этажей

Слайд 37

Основные понятия
Содержательный подход позволяет измерить объём информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий.
Сообщение о том, что произошло одно из двух равновероятных событий несет 1 бит информации.
Для определения количества информации (i), содержащейся в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий, нужно решить показательное уравнение: N = 2i.

Слайд 38

Источники
Информатика и информационно-коммуникационные технологии. Базовый курс: Учебник для 7 класса/ И.Г. Семакин, Л.А. Залогова и другие. Преподавание базового курса информатики в средней школе. Методическое пособие/ И.Г. Семакин, Т.Ю. Шеина. – М.: Лаборатория Базовых знаний Информатика. Учебник для 7 класса.  Босова Л.Л, А. Ю. Босова. – М: Бином. Лаборатория знаний http://kpolyakov.spb.ru/ Изображения: http://www.cliparthut.com/clip-arts/110/whale-clip-art-110931.jpg http://www.cartoonclipartfree.com/Cliparts_Free/Tiere_Free/Cartoon-Clipart-Free-40.gif http://en.academic.ru/pictures/enwiki/72/Hartley_ralph-vinton-lyon-001.jpg https://im1-tub-ru.yandex.net/i?id=4630877ac0072c07f3328fd36b256a43&n=33&h=215&w=349 http://illustrators.ru/uploads/illustration/image/6180/main_6180_original.jpg http://pashap.ru/wp-content/uploads/2015/04/the-one-question-that-improves-your-job-search-outcome-1024x1024.jpg http://img0.liveinternet.ru/images/attach/c/6/124/257/124257472_4543971.png https://clipartion.com/wp-content/uploads/2015/11/boy-thinking-stock-photo-picture-and-royalty-free-image-image.jpg http://img1.liveinternet.ru/images/attach/c/11/115/600/115600077_large_106.png https://ds02.infourok.ru/uploads/ex/07c6/00042675-087f56bc/hello_html_m703627ca.jpg http://www.arhcity.ru/data/124/kniga_ishet.jpg http://aeol.su/sites/default//lusana.ru/files/fornews/10r_2013mmd_2.2a.jpg http://bookz.ru/authors/uolter-aizekson/innovato_447/i_016.jpg http://images.clipartpanda.com/study-clipart-30333324-Illustration-Featuring-a-Group-of-Kids-Studying-Together-Stock-Vector.jpg http://900igr.net/datai/fizkultura/Ves-rantsa/0014-008-Vyvody.png http://pngimg.com/upload/keyboard_PNG5869.png http://images.easyfreeclipart.com/1355/dado-clip-art-at-clkercom-vector-online-royalty-free-1355886.png http://do.ngs.ru/preview/do/4e1630bd52fb319db216b25a946afc03_1466144470_1000_895.jpg