Видеоучебник / Информатика / Подготовка к ОГЭ по информатике / Дискретная форма представления информации. Единицы измерения количества информации

Дискретная форма представления информации. Единицы измерения количества информации

Урок 3. Подготовка к ОГЭ по информатике

Для решения каких-либо задач человеку нередко приходиться преобразовывать имеющуюся информацию из одной формы представления в другую. На этом занятии мы вспомним, что такое дискретизация и какие бывают единицы измерения количества информации. Разберём типовые задания ОГЭ по информатике по данной теме.

Конспект урока "Дискретная форма представления информации. Единицы измерения количества информации"

Сегодня на уроке мы вспомним:

· что такое дискретизация;

· какие бывают единицы измерения количества информации;

разберём типовые задания ОГЭ по информатике по данной теме

Для решения каких-либо задач человеку нередко приходиться преобразовывать имеющуюся информацию из одной формы представления в другую. Когда мы читаем новости из газеты вслух, происходит преобразование информации из дискретной (текстовой) формы в непрерывную (звуковую). Мама диктует вам список покупок – происходит преобразование информации из непрерывной формы (голос мамы) в дискретную (ваша запись).

Таким образом, информация может быть представлена как в непрерывной (аналоговой) форме, так и в дискретной форме.

Величина в непрерывной форме может принимать бесконечное множество значений, а величина в дискретной форме – только конечное множество значений.

Звук баяна, картина, показатели уровня воды в море и так далее являются примерами аналогового представления информации.

Примерами дискретного представления информации являются текст в газете или книге, цифровые показатели датчиков, изображение на экране планшета и так далее.

Как мы вспомнили в начале урока, информацию из непрерывной формы можно представить в дискретной. Такой процесс называется дискретизацией.

Представление информации в компьютере конечно, то есть дискретно. В компьютере используется двоичная знаковая система для передачи, хранения и обработки информации.

Вспомним такие понятия, как алфавит и мощность алфавита. Алфавит – это конечный набор отличных друг от друга знаков, или символов, которые используются для представления информации. Мощность алфавита – это количество знаков, которые входят в алфавит.

Алфавит двоичной знаковой системы называется двоичным алфавитом. Мощность такого алфавита – два символа: 0 и 1. Представление информации с помощью двоичного алфавита называют двоичным кодированием.

В двоичном алфавите для удобства договорились называть любой его знак битом. И так как бит может принимать только одно из двух значений, то им выражают взаимоисключающие понятия, например, правда или ложь, да или нет, включено или выключено и так далее.

Информационное сообщение представляется в виде последовательности 0 и 1. Благодаря двоичному кодированию все действия по обработке сообщений компьютером сводятся к совокупности простых действий над 0 и 1.

Вообще, любой алфавит можно представить в виде двоичного алфавита. Присваиваем каждому знаку алфавита порядковый номер. Номер представляем с помощью двоичного алфавита. И полученный двоичный код будет считаться кодом исходного знака.

Если мощность алфавита больше 2, то в таком случае для кодирования знаков алфавита потребуется несколько двоичных символов. То есть порядковому номеру каждого знака алфавита будет сопоставлена цепочка из нескольких двоичных символов.

Вспомним схему, на которой можно представить правило получения двоичных кодов для символов алфавита мощностью больше двух.

Итак, двоичные знаки, то есть ноль и единица, в данном случае берутся в алфавитном порядке и размещаются слева направо. Цепочки символов считаются сверху вниз. Все цепочки из 2 двоичных символов позволяют представить 4 символа произвольного алфавита.

В результате кодовых комбинаций из 3 двоичных символов получается уже 8 символов.

И, как вы помните, четырёхразрядный двоичный код позволяет получить шестнадцать кодовых комбинаций, пятиразрядных – 32, шестиразрядный – 64 и так далее. Длину двоичной цепочки, то есть количество символов в двоичном коде, называют разрядностью двоичного кода.

Количество кодовых комбинаций представляет собой произведение некоторого количества одинаковых множителей, равного разрядности двоичного кода.

Выявленную закономерность можно записать в общем виде:

N = 2ⁱ

где N – это количество кодовых комбинаций, то есть мощность исходного алфавита,

i – разрядность двоичного кода.

Разрядность двоичного кода принято считать информационным весом алфавита, который выражается в битах.

Бит – единица измерения количества информации, равная одному разряду в двоичной системе счисления. Это наименьшая единица измерения информации.

Давайте рассмотрим небольшую задачу.

Некоторый алфавит содержит 16 символов. Каков информационный вес символа этого алфавита?

Вспомним, что такое объём информации.

Объём информации сообщения (или количество информации в сообщении), представленного символами естественного или формального языка, складывается из информационных весов составляющих его знаков.

Информационный объём сообщения I равен произведению количества символов в сообщении K на информационный вес символа алфавита i:

I = K ∙ i.

Рассмотрим несколько задач.

Сообщение, которое записано буквами 64-символьного алфавита, содержит 88 символов. Какой объём информации оно несёт?

Объём информационного сообщения – 1200 битов. Сообщение состоит из 240 символов. Какова мощность алфавита, с помощью которого записали сообщение?

Когда мы создаём текст на компьютере, то, можно сказать, мы используем «компьютерный алфавит», который содержит не только цифры, строчные и прописные символы, но и знаки препинания, различные скобки, знаки арифметических операций и так далее. Этот алфавит содержит 256 символов. А мы помним, что 256 = 2⁸. Получается, что информационный вес каждого символа этого алфавита равен 8 битам. Величина, которая равна восьми битам, называется байтом. 1 байт – это информационный вес символа алфавита, у которого мощность 256 символов. Также можно сказать, что 1 байт – это совокупность восьми двоичных разрядов (битов).

Байт – это основная единица хранения и обработки цифровой информации.

Но бит и байт – это «мелкие» единицы измерения информации.

Мы помним, что на практике используются более крупные единицы для измерения объёма информации, такие как килобайты, мегабайты, гигабайты, терабайты. Множителем при переходе к более ёмкой единице измерения выступает число 1024, которое можно представить как 2¹⁰. Обратите внимание как можно сократить в записи некоторые условные обозначения.

Обычно первым заданием на ОГЭ по информатике даётся задача на количественные параметры информационных объектов.

А теперь давайте рассмотрим ещё несколько задач.

Сколько битов информации содержится в сообщении размером 16 байтов?

Мы знаем, что 1 байт = 8 битам. Чтобы найти, сколько бит в16 байтах, нужно 16 умножить на 8. Получится, что 16 байтов – это 128 битов.

В кодировке КОИ-8 каждый символ кодируется 8 битами. Анфиса написала текст (в нём нет лишних пробелов):

«ЮАР, Чили, Литва, Россия, Венгрия, Беларусь, Аргентина – страны».

Ученица вычеркнула из списка название одной из стран. Заодно она вычеркнула ставшие лишними запятые и пробелы – два пробела не должны идти подряд.

При этом размер нового предложения в данной кодировке оказался на 11 байтов меньше, чем размер исходного предложения. Напишите в ответе вычеркнутое название страны.

В одной из кодировок Unicode каждый символ кодируется 2 байтами. Олег набрал текст (в нём нет лишних пробелов):

Конфеты, шоколад, мармелад, зефир, печенье, пряники.

Затем Олег удалил слова «зефир» и «шоколад», а также ставшие лишними запятые и пробелы. На сколько битов уменьшился при этом информационный объём текста? Напишите в ответе целое количество битов (единицы измерения указывать не нужно).