ВСПОМНИТЕ:
Каковы единицы измерения информационного объёма сообщения
Информационный объем сообщения измеряется в битах или байтах, в зависимости от контекста.
Как связана величина информационного объёма с длиной сообщения, представленного в двоичном коде
Длина сообщения, представленного в двоичном коде, напрямую связана с его информационным объемом. Каждый символ в двоичной записи сообщения занимает определенное количество битов, и общий информационный объем равен сумме битов для всех символов.
ИССЛЕДОВАНИЯ
Проведите следующий эксперимент.
Пусть задумано натуральное число n от 1 до 12. Используя метод дихотомии, определите для каждого n количество вопросов, потребовавшихся для угадывания этого числа (если интервал содержит нечётное количество чисел, то разделите его на части, отличающиеся на 1).
Вычислите среднее арифметическое полученных вами количеств вопросов. Теория информации говорит, что это число должно быть близким к 3,585. А что получилось у вас?
Поскольку для гарантированного угадывания разных чисел из одного и того же множества требуется разное количество вопросов, то среднее количество таких вопросов естественно принять за количество информации, необходимое для определения одного элемента из этого множества. Так появляются дробные количества бит.
ВОПРОСЫ:
Как связано уменьшение неопределённости с количеством полученной информации?
Уменьшение неопределенности (или увеличение определенности) связано с количеством полученной информации следующим образом: чем больше информации получено, тем меньше неопределенность. Когда вы узнаете больше, ваше знание становится более определенным.
Чем отличается алфавитный подход к измерению количества информации от семантического?
Алфавитный подход к измерению количества информации оценивает информационный объем на основе вероятности появления символов в алфавите. Чем менее вероятен символ, тем больше информации он содержит. Семантический подход учитывает смысловую значимость информации, а не только вероятность символов.
Какие ограничения принимаются при алфавитном подходе к измерению количества информации?
Ограничения алфавитного подхода включают в себя предположение о стационарности и независимости символов в сообщении, что может быть не совсем применимо к реальным данным.
Что такое информационный объём символа алфавита?
Информационный объём символа алфавита - это количественная мера информации, содержащейся в данном символе. Он показывает, сколько информации несет с собой определенный символ, основываясь на его вероятности появления в контексте или алфавите.
Как вычислить информационный объём одного символа в алфавите?
Информационный объем символа алфавита вычисляется как отрицательный логарифм вероятности его появления в сообщении. Формула выглядит так: I(x) = -log2(P(x)), где I(x) - информационный объем символа x, а P(x) - вероятность появления символа x.
Как найти информационный объём сообщения, если известен информационный объём одного символа алфавита, в котором записано данное сообщение?
Чтобы найти информационный объем сообщения, если известен информационный объем одного символа алфавита, в котором записано данное сообщение, достаточно сложить информационные объемы всех символов в сообщении.
Основные информационные процессы
Передача информации: процесс передачи данных или сообщений из одного места в другое с использованием средств связи. Обработка информации: процесс обработки данных с целью преобразования их в более полезную форму, анализа или вычислений. Хранение информации: сохранение данных для последующего доступа и использования.
Почему двоичное кодирование считается универсальным
Двоичное кодирование считается универсальным, потому что:
Простота: всего два символа (0 и 1) обеспечивают более простое и надежное представление данных. Совместимость: множество устройств и систем используют двоичное кодирование, что обеспечивает совместимость данных. Устойчивость: двоичные сигналы легче подвергаются помехам и искажениям.
Каковы основные единицы измерения информационного объёма
Основные единицы измерения информационного объёма:
Бит (bit): наименьшая единица информации, которая может принимать два значения (0 или 1). Байт (byte): группа из 8 битов. Широко используется для представления символов. Килобайт (KB), мегабайт (MB), гигабайт (GB), терабайт (TB) и так далее - кратные байту единицы.
Как осуществляется перевод числа из десятичной системы счисления в позиционную систему счисления с произвольным основанием и обратно
Перевод числа из десятичной системы счисления в позиционную систему счисления с произвольным основанием и обратно:
Для перевода числа из десятичной системы счисления в позиционную систему счисления с основанием N, делим число на N и записываем остаток. Затем делим частное снова на N и так продолжаем, пока частное не станет равным нулю. Для обратного перевода (из позиционной системы в десятичную) умножаем каждую цифру числа на соответствующую степень основания и складываем результаты.
Как осуществляется перевод числа из двоичной системы счисления в шестнадцатеричную и обратно
Перевод числа из двоичной системы счисления в шестнадцатеричную и обратно:
Шестнадцатеричная система счисления (hex) представляет числа в 16-ричной форме, где допустимы символы от 0 до 9 и буквы A-F. Для перевода числа из двоичной в шестнадцатеричную, группируем биты по 4 и каждую группу заменяем на соответствующую шестнадцатеричную цифру. Обратно, для перевода из шестнадцатеричной в двоичную, каждую цифру шестнадцатеричной системы заменяем на соответствующие 4 бита.
Как связано количество информации с уменьшением неопределённости
Это связано с информационной энтропией. Чем меньше вероятность возникновения события, тем больше информации оно несет, и тем больше уменьшается неопределенность.
1. Норберт Винер, один из основоположников информатики как науки, говорил об информации так: «Информация — это обозначение содержания, полученного из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему наших органов чувств». Сравните это определение с теми, которые приведены в тексте на с. 6. Что у них общего и чем они различаются?
2. Академик В. М. Глушков, теоретик и разработчик электронновычислительных машин (так раньше назывались компьютеры), писал: «Под информацией в современной науке принято понимать меру неоднородности распределения материи и энергии в пространстве и времени. При таком понимании информации оказывается возможным говорить, например, об информации, которую несёт солнечный луч, шум горного обвала, шорох листвы и т.п. Во всяком случае при этом не обязательно требовать осмысленности, с которой обычно неразрывно связывается понятие информации в её житейском понимании». Сравните это объяснение понятия «информация» с теми, которые приведены в тексте на с. 6: что между ними общего и чем они различаются. К какому из них это объяснение, по вашему мнению, ближе всего?
3. Приведите примеры получения информации: а) человеком; б) животными.
а) Человеком: Человек может получать информацию через чтение книг, просмотр телевизионных программ, общение с другими людьми, изучение окружающей среды и многое другое. б) Животными: Животные получают информацию из окружающей среды через зрение, слух, обоняние, вкус и осязание. Например, хищники могут обнаруживать добычу по запаху, а птицы миграционным путем ориентируются по солнцу и звездам.
4. Человек изобрёл много различных способов хранения информации. Какие из них вы могли бы назвать?
Бумажные документы. Электронные файлы. Компакт-диски (CD). Жесткие диски (HDD). Облако (облачное хранилище данных). Магнитные ленты. Флеш-накопители (USB-флешки). Базы данных.
5. Приведите примеры передачи информации
а) между людьми;
б) между человеком и животным;
в) между человеком и техническим устройством;
г) между двумя техническими устройствами.
а) Между людьми: разговор по телефону, отправка текстовых сообщений, писем или электронных писем, общение в социальных сетях. б) Между человеком и животным: обучение собаки командам с использованием жестов или звуков, мимика и звуки, которые передают эмоции человека животному. в) Между человеком и техническим устройством: ввод текста на клавиатуре, использование мыши для управления компьютером, голосовое управление смартфоном. г) Между двумя техническими устройствами: передача данных между компьютерами по сети, передача информации с камеры мобильного устройства на принтер через Wi-Fi.
6.Приведите примеры информационных процессов, в которых изменяется: а) содержание информации; б) форма представления информации.
а) Изменение содержания информации: редактирование текста в документе, фильтрация данных, добавление новых фотографий в альбом. б) Изменение формы представления информации: конвертация аудиофайла из MP3 в WAV, сжатие изображения, перевод текста в бинарный код.
7.а) Информационный объём сообщения равен 256 бит. Укажите объём этого сообщения в байтах.
б) Информационный объём сообщения составляет 2,5 Кб. Укажите объём этого сообщения в битах.
а) Информационный объём сообщения равен 256 бит. В байтах это будет 32 байта (1 байт = 8 бит). б) Информационный объём сообщения составляет 2,5 Кб. В битах это будет 20 000 бит (1 Кб = 1024 бита).
8.В сообщении Информатика — наука современности! каждый символ кодируется одним байтом. Каков информационный объём этого сообщения?
Информационный объём сообщения "Информатика — наука современности!" равен длине этой фразы, умноженной на количество байт на символ (1 байт). В данном случае, это 31 байт.
9. Для пяти букв русского алфавита заданы их двоичные коды: О — 001; П — 100; К — 10; М — 101; Т — 01. Какое слово русского языка закодировано двоичной строкой 1000110110000101?
Исходная строка: 10 001 101 100 001 01
Слово Компот.
10. Пусть используется режим True-Color . Укажите цвет, который задаётся кодом:
а) 000000001111111111111111;
б) 011111110111111101111111;
в) 11111111000000001111111111
В режиме True-Color цвет задается с использованием 24 битов, где каждые 8 бит представляют оттенки красного (R), зеленого (G) и синего (B) цветов. В битовой нотации сначала идут 8 бит для красного, затем 8 бит для зеленого, и, наконец, 8 бит для синего цвета.
а) Код "000000001111111111111111" означает, что все биты для красного цвета равны 0 (нет красного цвета), все биты для зеленого и синего цветов равны 1 (максимальная яркость). Это представляет собой цвет синего.
б) Код "011111110111111101111111" означает, что первые 8 бит для красного цвета равны 0 (нет красного цвета), затем следуют 8 бит для зеленого и синего цветов, которые равны 1 (максимальная яркость). Это представляет собой цвет желтого.
в) Код "11111111000000001111111111" означает, что первые 8 бит для красного цвета равны 1 (максимальная яркость), а все биты для зеленого и синего цветов равны 0 (нет зеленого и синего цветов). Это представляет собой цвет красного.
11. а) Подсчитайте, сколько различных значений напряжения кодируется при использовании 24 битов для записи информации о квантовании звуковой информации.
б) Вычислите, какой объём памяти потребуется для записи 1 мин аудиоинформации при режиме 24 бита × 96 КГц.
а) При использовании 24 битов для записи информации о квантовании звуковой информации можно закодировать 2^24 различных значений напряжения. Это равно 16 777 216 различных значений. б) Для записи 1 минуты аудиоинформации при режиме 24 бита × 96 КГц (96 000 отсчетов в секунду) необходимо 24 бита * 96 000 отсчетов/сек * 60 сек = 138 240 000 бит, что равно 17 280 000 байт или 17.28 МБ.
12. Переведите числа 579 и 2468 из десятичной системы счисления в систему счисления с основанием: а) 5; б) 7; в) 9.
а) Переведем число 579 из десятичной системы счисления в систему с основанием 5.
579 / 5 = 115 с остатком 4 115 / 5 = 23 с остатком 0 23 / 5 = 4 с остатком 3 4 / 5 = 0 с остатком 4
Чтобы получить число в пятеричной системе, начнем с последнего остатка:
4 3 0 4
Таким образом, число 579 в пятеричной системе равно 4304.
б) Переведем число 579 из десятичной системы счисления в систему с основанием 7.
579 / 7 = 82 с остатком 5 82 / 7 = 11 с остатком 5 11 / 7 = 1 с остатком 4 1 / 7 = 0 с остатком 1
Чтобы получить число в семеричной системе, начнем с последнего остатка:
1 4 5 5
Таким образом, число 579 в семеричной системе равно 1455.
в) Переведем число 579 из десятичной системы счисления в систему с основанием 9.
579 / 9 = 64 с остатком 3 64 / 9 = 7 с остатком 1 7 / 9 = 0 с остатком 7
Чтобы получить число в девятеричной системе, начнем с последнего остатка:
7 1 3
Таким образом, число 579 в девятеричной системе равно 713.
13. Переведите в десятичную систему счисления числа 8669, 128 711, 4 529 712, 54 237, 742 689
14. Переведите числа 1001, 10101, 111001, 10111101 из двоичной системы счисления:
а) в десятичную систему счисления;
б) в шестнадцатеричную систему счисления
15. Переведите числа 25, 4F, 1A7, ABC, D1AE, FFFF из шестнадцатеричной системы счисления:
б) в двоичную систему счисления.
16. На с. 19 говорится, что для сокращения записи вместо двоичного кода используется шестнадцатеричный. Какой цвет в режиме True-Color кодируется последовательностью:
а) 00FF00; б) 0000FF; в) FFFFFF?
В режиме True-Color каждый цвет кодируется с использованием 24 битов, где каждые 8 бит представляют один из каналов цвета: красный, зеленый и синий (RGB). Каждый канал может принимать значения от 0 до 255 (0x00 до 0xFF). а) 00FF00 (шестнадцатеричная) = Красный: 0, Зеленый: 255, Синий: 0, что представляет насыщенный зеленый цвет. б) 0000FF (шестнадцатеричная) = Красный: 0, Зеленый: 0, Синий: 255, что представляет насыщенный синий цвет. в) FFFFFF (шестнадцатеричная) = Красный: 255, Зеленый: 255, Синий: 255, что представляет белый цвет.
17. Нередко для большего удобства вместо двоичного кода используется десятичная запись. Так, при кодировании цвета каждые два байта, кодирующие оттенок одного из основных цветов, переводятся как число в десятичную систему счисления (см. рисунок).
а) Переведите в десятичную запись код цвета: 00FF00; AACC55; D0D0D0.
б) Переведите в двоичную запись десятичный код цвета: 127.255.0; 51.5.102.
18. Какое количество информации нужно получить, чтобы угадать: а) одно из 64 первых натуральных чисел; б) одно из 128 первых натуральных чисел?
19. Задумывается нечётное число от 1 до 63. Какое количество информации нужно получить, чтобы его угадать?
20. Каждый символ алфавита и символ «пробел» кодируется двоичной последовательностью одной и той же минимально возможной длины. Сообщение, записанное в этом алфавите, содержит 4096 символов, а его информационный объём равен 2 Кбайт. Какое количество символов в этом алфавите?
Как записываются числа в двоичной и шестнадцатеричной системах счисления
Числа в двоичной системе счисления записываются с использованием только двух цифр: 0 и 1. Например, число 9 записывается как "1001", где каждая цифра показывает значение определенного разряда, начиная справа и двигаясь влево.
Числа в шестнадцатеричной системе счисления записываются с использованием 16 символов: 0-9 и A-F (или a-f). Например, число 15 записывается как "F", а число 31 как "1F". Каждая цифра в шестнадцатеричной записи представляет значение определенного разряда.
Как двоичный код преобразуется в шестнадцатеричный
Двоичный код может быть легко преобразован в шестнадцатеричный, группируя двоичные разряды по 4 и преобразуя каждую группу в соответствующую шестнадцатеричную цифру. Например, двоичное число "110110101011" может быть разделено на группы "1101", "1010" и "1011", которые затем могут быть преобразованы в шестнадцатеричные числа "D", "A" и "B". Таким образом, "110110101011" в шестнадцатеричной системе будет "DAB".
ВОПРОСЫ ДЛЯ ОБСУЖДЕНИЯ:
Чтение — это процесс получения информации или процесс её обработки?
Чтение может быть как процесс получения информации, так и процесс ее обработки, в зависимости от контекста. Например, при чтении текста человек получает информацию из текста. Однако в академическом контексте чтение также может означать анализ и интерпретацию текста, что уже является процессом обработки информации.
Всегда ли повторение изученного материала — это только процесс сохранения информации в памяти человека?
Повторение изученного материала может помочь сохранить информацию в памяти человека, но это не всегда гарантирует полное понимание и усвоение материала. Эффективность повторения может зависеть от способа обучения и индивидуальных особенностей человека.
В каких науках — гуманитарных или естественных — слова из коммуникативного языка чаще становятся терминами?
Слова из коммуникативного языка чаще становятся терминами в естественных науках, таких как физика, химия и биология, где они используются для обозначения конкретных понятий и явлений.
Математику часто называют языком науки. Согласны ли вы с этим тезисом?
Математику действительно можно назвать языком науки, так как она предоставляет точные и формализованные способы описания и решения различных проблем и задач в науках и инженерии.
В чём состоят положительные и отрицательные стороны избыточности языка?
Избыточность языка может обеспечить надежность и устойчивость передачи информации, но в то же время излишняя сложность и дублирование могут усложнить восприятие информации.
В чём преимущества и в чём недостатки цифрового кодирования аудиоинформации?
Цифровое кодирование аудиоинформации имеет преимущества в виде легкости передачи, хранения и обработки данных. Однако оно также может потребовать большего объема памяти и более высокой вычислительной мощности для обработки.
Можно ли ожидать, что оцифрованный звук полностью вытеснит аналоговые способы записи и воспроизведения?
Оцифрованный звук имеет множество преимуществ, но аналоговые способы записи и воспроизведения всегда будут иметь свое место, особенно в аудиофильских и аналоговых приложениях.