Сборник методических указаний для студентов по выполнению практических работ по дисциплине "Информатика и ИКТ"

Тема № 2 Информация и информационные процессы.

Практическая работа № 1.

Тема: Вероятностный и алфавитный подход определения количества информации. Решение задач.

Учебная цель:

сформировать у учащихся понимание вероятностного и алфавитного подхода к измерению информации, научиться решать задачи на определение количества информации

Образовательные результаты, заявленные во ФГОС третьего поколения:

Студент должен

Уметь:

- измерять информационный объем текста,

- вычислять количество информации в тексте, составленном из символов определенного алфавита;

- представлять количество полученной информации в различных единицах (битах, байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах).

- решать задачи на определение количества информации.

Знать:

- что такое “алфавит”, “мощность алфавита”, “алфавитный подход в измерении информации”;

- как измерить информационный объём;

- как определяется единица измерения информации бит;

- что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт.

Краткие теоретические и учебно-методические материалы по теме

Три подхода к измерению информации:

- Неизмеримость информации в быту.

- Вероятностный или содержательный подход.

- Алфавитный подход.

Сообщение, уменьшающее неопределённость знаний о некотором событии в 2 раза, несёт 1 бит информации.

Для вычисления количества информации в сообщении о неравновероятном событии используют следующую формулу: I=log2(1/p) где I – это количество информации, р – вероятность события.

Вероятность события выражается в долях единицы и вычисляется по формуле: р=K/N где К – величина, показывающая сколько раз произошло интересующее нас событие, N – общее число возможных исходов какого-то процесса.

Качественную связь между вероятностью события и количеством информации в сообщении об этом событии поможет формула вычисления количества информации для событий с различными вероятностями, которую предложил в 1948 г. американский инженер и математик К. Шеннон.

Если I-количество информации, N-количество возможных событий, рi - вероятности отдельных событий, где i принимает значения от 1 до N, то количество информации для событий с различными вероятностями можно определить по формуле: можно расписать формулу в таком виде:

Для нас количество информации зависит от ее содержания, понятности и новизны. Однако любое техническое устройство не воспринимает содержание информации. Здесь не работают «неопределенность знаний» и «вероятность информации». Поэтому в вычислительной технике используется другой подход к измерению информации - алфавитный.

Алфавитный подход к измерению информации позволяет определить количество информации, заключенной в тексте. Алфавитный подход является объективным, т.е. он не зависит от субъекта (человека), воспринимающего текст.

Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом.

Полное количество символов в алфавите называется мощностью (размером) алфавита.

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

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

Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу измерения информации и называется 1 бит.

При алфавитном подходе считают, что каждый символ текста, имеет информационный вес.

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

Алфавит, из которого составляется на компьютере текст (документа) содержит символы: строчные и прописные латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, всевозможные скобки, знаки препинания и другие символы.

Этот алфавит состоит из 256 символов. Один символ из алфавита мощностью 256 (28) несет в тексте 8 бит информации. Такое количество информации называется байт. Алфавит из 256 символов используется для представления текстов в компьютере. Эту величину приняли так же за единицу измерения информации и дали название байт.

Задачи практической работы:

1. Выполнить практическую  работу;

2.Оформить отчёт по практической работе;

Весь материал - в документе.