Примеры задач с решениями по теме «Единицы измерения информации. Кодирование информации» 1.1. Считая, что каждый символ кодируется шестнадцатью битами, оцените информационный объем следующей фразы: «Не родись красивой». Возможные ответы: 1) 36 байт; 2) 144 бита; 3) 72 байта; 4) 288 бит. В предложении 18 символов (буквы 2+6+8=16; пробелы - 2); каждый символ кодируется 16 битами или двумя байтами; информационный объем предложенной фразы равен 2*18=36 байт. Правильный ответ 1. 1.2. Табло состоит из светодиодов, каждый из которых может находиться в двух состояниях («горит» или «не горит»). Какое наименьшее количество светодиодов должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было отобразить 130 различных сигналов? Возможные ответы: 1) 130; 2) 128; 3) 13; 4) 8 . Строго говоря, задача не совсем корректна, ведь не указано, что светодиоды не должны кодировать символы одновременным набором «горит»- «не горит». Итак, у нас имеется для кодирования всего два состояния светодиода - «горит» и «не горит» (аналог 0 и 1). Количество возможных различных комбинаций из X символов по Y разрядов считается по формуле N=XY . В нашей задаче X=2; при помощи 7 светодиодов можно закодировать 128 сигналов; нам же необходимо N= 130. Поэтому придется остановиться на 8 светодиодах, которые дадут 28 =256 - с запасом, конечно, но иначе не получается. Правильный ответ 4. 1.3. Ученик ведет дневник наблюдений за температурой воздуха в своей комнате. Результатом измерения является целое число, принимающее значения от 18 до 26 0С, которое записывается при помощи минимально возможного (одинакового для всех измерений) количества бит. Показания он снимает в течение 40 дней 2 раза в день — утром и вечером. Каков общий информационный объем его измерений? Возможные ответы: 1) 720 бит; 2) 80 байт; 3) 320 бит; 4) 80 бит. Во-первых, нужно подсчитать, каково количество возможных результатов измерений. От 18 до 26 таковых насчитывается 9 (18; 19; 20; 21; 22; 23; 24; 25; 26). На каждый результат нужно использовать 4 бит; всего результатов 2*40=80 ; следовательно требуется 80*4=320 бит. Правильный ответ 3. 1.4. Компьютер имеет оперативную память 512 Мбайт. С какой цифры будет начинаться количество соответствующих этой величине бит? Возможные ответы: 1) 8; 2) 6; 3) 5; 4) 4. Сначала переведем мегабайты в килобайты, умножив 512 на 1024. Получим 524288 Кбайт. Теперь переведем килобайты в байты, еще раз умножив число на 1024. Получим 536870912 байт. Осталось умножить на 8 и получим искомое число. Оно равно 4294967296 бит. Правильный ответ 4. Примечание. Так как точное количество бит не спрашивается, то можно грубо оценить ответ, умножив 500 (а не 512) на 1000 (а не на 1024) два раза, а потом на 8 — в отличие от точного решения, это можно сделать быстро в уме, получить 4 000 000 000 и правильный ответ 4. 1.5. У племени «чичевоков» в алфавите 24 буквы и 8 цифр и больше ничего — ни знаков препинания, ни арифметических знаков. Сколько разрядов минимум им необходимо для кодирования всех символов при помощи нулей и единиц, используя для кодировки каждого символа одинаковое количество разрядов? Учтите, что слова надо отделять друг от друга! Возможные ответы: 1) 5; 2) 6; 3) 7; 4) 8. Подсчитаем, сколько всего символов надо закодировать. Получаем 24+8=32. Помня про формулу N=XY , и то, что в нашем случае N=32, а X=2, находим количество разрядов. Оно равно 5. И все было бы замечательно, но слова нужно отделять друг от друга пробелом, а это еще один символ. Поэтому в пять разрядов не уложиться, придется задействовать и шестой. Правильный ответ 2. 1.6. Флэш-карта имеет объем 512 Мбайт. Рукопись автора содержит 2000 страниц. На каждой странице 80 строк, в каждой строке 100 символов. Каждый символ кодируется шестнадцатью битами. Кроме того, рукопись содержит 80 иллюстраций, объемом 5 Мбайт каждая. Поместится ли рукопись на флэш-карту в несжатом виде и каков ее объем в мегабайтах ? (Принять 1 Кбайт ≈ 1000 байт, 1 Мбайт ≈ 1000 Кбайт); Возможные ответы: 1) Не поместится . 532 Мбайта; 2) Поместится. 432 Мбайта; 3) Не поместится . 612 Мбайт; 4) Поместится. 512 Мбайт. Подсчитаем сначала общее количество символов в рукописи: 2000*80*100=16000000 символов. Каждый символ кодируется шестнадцатью битами, т. е. двумя байтами. Значит, байт в рукописи будет: 16000000*2=32000000 байта. Переведем это число в мегабайты, поделив два раза на 1000; получим 32 Мбайта. Теперь иллюстрации. Их 80 по 5 Мбайт каждая, итого 8*50=400 Мбайт. Таким образом, общий информационный объем рукописи составляет 32+400=432 Мбайта. Правильный ответ 2. 1.7. Документ содержит точечную черно-белую фотографию 10*15 см. Каждый квадратный сантиметр содержит 600 точек, каждая точка описывается 4 битами. Каков общий информационный объем документа в килобайтах? (Принять 1 Кбайт ≈ 1000 байт). Возможные ответы: 1) 32 Кбайта; 2) 45 Кбайт; 3) 64 Кбайта; 4) 80 Кбайт. Найдем общую площадь фотографии: 10*15=150 см2 . Подсчитаем общее количество точек: 600*150 = 90000 точек. Подсчитаем общее количество бит: 90000*4 = 360000 бит. Переведем биты в байты: 360000/8 = 45000 байт. Переводим байты в килобайты: 45000/1000 = 45 Кбайт. Правильный ответ 2. 1.8. Игра требует для установки на жесткий диск 4 Гбайта свободного места. На жестком диске сейчас 800 Мбайт свободного места. Какое целое количество флэш-карт по 512 Мбайт каждая понадобится , чтобы освободить недостающее пространство? Возможные ответы: 1) 5; 2) 6; 3) 7; 4) 8. Приведем все единицы измерения в задаче к одной - например, к гигабайтам. 800 Мбайт=800:1024=0,78 Гбайт (7/9). Объем флэш-карты 512 Мбайт=512:1024=0,5 Гбайт (1/2). Рассчитаем необходимое пространство на диске: 4 Гбайта - 0,78 Гбайт = 3,22 Гбайт (3+2/9). Подсчитаем необходимое количество флэш-карт: 3,22 Гбайт:0,5 Гбайт = 6,44 флэш-карт. Целое количество требуемых флэш-карт равно 7. Правильный ответ 3. 1.9. Жесткий диск пуст и имеет объем 160 Гбайт. а) Сколько книг, каждая из которых состоит из 1000 страниц, на каждой странице 100 строк, в каждой строке 80 символов, можно записать на такой жесткий диск (каждый символ кодируется одним байтом)? б) Если учесть, что каждая такая книга 3 см толщиной, то какой высоты в метрах (целое число) будет стопка, если все их сложить друг на друга? (Принять 1Кбайт ≈ 1000 байт, 1Мбайт ≈ 1000 Кбайт, 1Гбайт ≈ 1000 Мбайт.) Возможные ответы: 1) 15000 и 400 метров; 2) 18000 и 500 метров; 3) 20000 и 600 метров; 4) 30000 и 800 метров. Информационный объем одной книги в байтах при данных условиях равен 1000*100*80=8000000 байт. Переведем это в мега байты: 8000000:1000:1000=8 Мбайт. Жесткий диск в мегабайтах имеет объем: 160 Гбайт*1000=160000 Мбайт. Количество книг, которые могут быть записаны на жесткий диск, равно 160000:8=20000 книг. Если толщина каждой книги 3 см, то высота стопки в сантиметрах равна: 20000*3=60000 см. Осталось перевести это в метры: 60000:100=600. Правильный ответ 3. 1.10. В детской игре «Угадай число» первый участник загадал число в интервале от 1 до 64. Какое минимальное число попыток должен сделать второй участник, чтобы наверняка отгадать число, если первый участник на заявленное число второго должен только отвечать «Мое число больше», «Мое число меньше» или «Угадано»? Возможные ответы: 1) 1; 2) 6; 3) 10; 4) 64. Правильная математическая стратегия такой игры - половинное деление. Число 64 - это 26 . Минимальное количество вопросов 6 (правильный ответ 2). Например, загадано число 31, тогда будем спрашивать так: Второй участник Первый участник 32 Мое число меньше 16 Мое число больше 24 Мое число больше 28 Мое число больше 30 Мое число больше 31 Угадано 1.11. 32 Кбита — это сколько символов в кодировке Unicode (два байта на символ)? Возможные ответы: 1) 1024; 2) 2048; 3) 4096; 4) 8192. Чтобы перейти от битов к байтам, надо поделить на 8. 32 Кбита :8=4 Кбайта. 4 Кбайта *1024=4096 байт. Подсчитаем число символов:4096:2=2048 символов. Правильный ответ 2. 1.12. Скорость передачи данных по локальной сети 16 Мбит/с. Ученик перекачивал игру 20 мин. а) Сколько это гигабайт? б) Сколько денег (в рублях) придется заплатить ученику за трафик, если первый Гбайт не оплачивается, а все, что сверх его — по 5 копеек за 1 Мбайт? (Принять 1Кбайт≈1000 байт, 1Мбайт≈1000 Кбайт, 1Гбайт≈1000 Мбайт). Возможные ответы: 1) 4,8 Гбайта и 190 рублей; 2) 3,6 Гбайта и 130 рублей; 3) 2,8 Гбайта и 90 рублей; 4) 2,4 Гбайта и 70 руб. Переведем сначала мегабиты в мегабайты: 16000000/8 = 2000000 байт; 2000000/1000/1000 = 2 Мбайта. Узнаем, сколько секунд скачивалась игра: 20*60=1200 с. Подсчитаем закаченный объем в мегабайтах: 2*1200 = 2400 Мбайт; переведем это число в гигабайты: 2400/1000 = 2,4 Гбайта. Первый гигабайт не оплачивается, а остальные 1400 по 5 коп. за каждый мегабайт: 1400*5 = 7000 коп = 70 руб. Правильный ответ 4. 1.13. В алфавите языка планеты «Триумвират» всего три символа - 0, 1 и 2. Каждое слово состоит из трех символов. Какое максимальное количество слов возможно в этом языке? Возможные ответы: 1) 9; 2) 24; 3) 27; 4) 36. Возможны два способа решения. Используем формулу N=XY , X - количество используемых символов (X=3); Y - длина слова (Y=3) ; N - возможное количество перестановок, равное максимально допустимому числу слов: N=XY =33 =27. Выпишем все возможные комбинации трех символов и сосчитаем их: «000» «001» «002» «010» «011» «012» «020» «021» «022» «100» «101» «102» «110» «111» «112» «120» «121» «122» «200» «201» «202» «210» «211» «212» «220» «221» «222» Правильный ответ 3. 1.14. Кодировка Unicode использует для кодирования одного символа 16 бит. Сколько байт потребуется для кодирования следующего сообщения: «@*6?(&FFЯЯ)-777+@-Й», набранного случайно на клавиатуре несмышленым ребенком (пробелов в сообщении нет)? Возможные ответы: 1) 18 байт; 2) 36 байт; 3) 54 байта; 4) 72 байта. Сначала сосчитаем количество символов в этом сообщении при помощи глаз и рук. Их ровно 18. Каждый из них кодируется 16-ю битами, что соответствует 2 байтам, а это значит, что сообщение займет 18*2=36 байт. Правильный ответ 2. 1.15. Информационный объем сообщения составляет 4,5 Кбайта. Сообщение содержит 2304 символа. Какова мощность используемого для двоичной кодировки алфавита? Возможные ответы: 1) 16; 2) 32; 3) 64; 4) 128. Определим количество бит, содержащихся в тексте: 4,5Кбайта*1024*8=36864 бита. А теперь определим мощность алфавита,разделив количество бит на количество символов: 36864:2304=16. Правильный ответ 1. 1.16. Сколько целых терабайт в 1 Гбайте? Возможные ответы: 1) 1024; 2)1000; 3) 512; 4) ни одного. 1 Тбайт (терабайт) =1024 Гбайта; Гбайт меньше Тбайта в 1024 раза. Правильный ответ 4 1.17. Скорость передачи данных через ADSL — соединение равна 2048000 бит/с. Передача файла через данное соединение велось 2/3 минуты. Определите размер файла в килобайтах. Переводим скорость время из «битов в с» в «килобайты в с» : 2048000 / 8 / 1024 = 250 Кбайт/с. Переведем время передачи из минут в секунды: 2/3 мин = 60*2/3=40 с. Находим объем информации в килобайтах: 250*40=10000 Кбайт. 1.18. Текст подготовлен для передачи по сети и содержит 512000 символов. Каждый символ кодируется двумя байтами и во избежание искажений передается трижды. Время передачи текста составило 64 секунды. Какова скорость передачи в «байтах в с»? Подсчитаем общее количество байт: 51200*2*3 = 307200 байт. Вычислим скорость передачи: 307200 / 64 = 4800 байт/с. 1.19. В процессе преобразования точечного графического рисунка количество цветов уменьшилось с 65 536 до 16. Во сколько раз уменьшится объем , занимаемый им в памяти компьютера? 65 536 =216 =28 *28 ;16 =24 =22 *22 ; 16/4=(8)/(2)=4. Ответ: в 4 раза. 1.20. Сканируется цветная фотография размером 10*15 см. Разрешающая способность сканера 300 dpi (точек на дюйм). Глубина цвета 16 бит. Какой объем информации будет иметь полученный файл? Переведем разрешающую способность сканера из точек на дюйм в точки на сантиметр: 300/2,54 = 118 точек/см. Значит, размер фотографии в точках составит 1180*1770 = 2088600 точек. Информационный объем файла: 2088600*16 = 33417600 бит = 4177200 байт = 4079 Кбайт = 3,98 Мбайт. 1.21. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем следующего предложения из пушкинского четверостишия: «Певец-Давид был ростом мал, но повалил же Голиафа!». Возможные ответы: 1) 400 бит; 2) 50 бит; 3) 400 байт; 4) 5 байт. Считаем символы (не забываем запятые, точки, пробелы): Певец-Давид (5+1+5)=11; был ростом мал, ( 1+3+1+6+1+3+1)=16; но повалил же (1+2+1+7+1+2+1)=15; Голиафа! (7+1)=8; итого 50. Каждый символ кодируется одним байтом, значит, требуется 50 байт=50*8=400 бит. Правильный ответ 1. 1.22. Сколько существует различных последовательностей из символов «плюс» и «минус», длиной ровно в пять символов? Возможные ответы: 1) 64; 2) 50; 3) 32; 4) 20. Имеем два символа и пять разрядов. Из формулы N=XY , где N - количество различных последовательностей, X – количество символов (X=2), Y – длина последовательностей (или количество разрядов Y=5); следует, что N=32. Правильный ответ 3. 1.23. Обычный дорожный светофор без дополнительных секций подает шесть видов сигналов (непрерывные красный, желтый и зеленый, мигающие желтый и зеленый, красный и желтый одновременно). Электронное устройство управления светофором последовательно воспроизводит записанные сигналы. Подряд записано 100 сигналов светофора. В байтах данный информационный объем составляет : 1) 37; 2) 38; 3) 50; 4) 100. Видов сигналов 6, для их описания потребуется не менее 3 бит (двумя битами мы можем кодировать только 4 вида сигналов). Тогда 100 сигналов займут информационный объём 300 бит. Переводим в байты — получаем 300/8=37,5. Но так как спрашивается целое количество байт, поэтому правильный ответ будет 38 байт (ответ 37 - не подходит, ведь полубайта не хватает). Правильный ответ 2. 1.24. Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 28 800 бит/с, чтобы передать цветное растровое изображение размером 640*480 пикселов, при условии, что цвет каждого пиксела кодируется тремя байтами? Подсчитаем информационный объем изображения. Количество пикселов: 640*480=307200 пикселов. Количество байт в этом изображении: 307200*3=921600 байт. Количество бит в изображении: 921600*8=7372800 бит. Количество секунд для передачи изображения равно: 7372800 бит / 28 800 бит/с=256 с. 1.25. Считая, что каждый символ кодируется двумя байтами, оцените информационный объем следующего предложения в кодировке Unicode :«Один пуд — около 16,4 килограмм». Возможные ответы: 1) 32 Кбайта; 2) 512 бит; 3) 64 бита; 4) 32 байта. Считаем количество символов в предложении, учитывая знаки препинания и пробелы. «Один пуд» = 8 символов; «— около» = 8 символов; «16,4 килограмма» = 6+10 = 16 символов; итого 32 символа. Так как каждый символ кодируется двумя байтами, то информационный объем предложенной фразы 64 байта. Если байты перевести в биты, получим 64*8 = 512 бит . Правильный ответ 2. 1.26. Азбука Морзе позволяет кодировать символы для радиосвязи, задавая комбинацию точек и тире. Сколько различных символов (цифр, букв, знаков пунктуации и т. д.) можно закодировать, используя код Морзе длиной не менее пяти и не более шести сигналов (точек и тире) ? Возможные ответы: 1) 80; 2) 120; 3) 112; 4) 96. У нас имеется для кодирования всего два символа — точка и тире (аналог 0 и 1 в компьютере). Количество возможных различных комбинаций из X символов (X = 2) по Y разрядов (Y = 5) считается по формуле N = XY . В нашей задаче X = 2, а Y = 5 и Y = 6; следовательно имеем : 25 = 32 символа и 2 6 = 64 символа. Общее количество, таким образом, равно 32 + 64 = 96 символов. Правильный ответ 4. 1.27. Сколько мегабайт информации содержит сообщение объемом 223 бит ? Возможные ответы: 1) 1; 2) 8; 3) 3; 4) 32. Запись можно представить в виде: 223 = 23 *220 бит. Чтобы перейти от битов к байтам, надо поделить указанное число бит на 8 = 23 . Получим 220 байт. Это равно 1 Мбайт. Справка : 1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайта (210 Кбайт или 220 байт). Правильный ответ 1. 1.28. Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 64*64 пиксела, если известно, что в изображении используется палитра из 256 цветов. Саму палитру хранить не нужно. Возможные ответы : 1) 128; 2) 2; 3) 256; 4) 4. Каждый пиксел может быть одного из 256 цветов. Для кодирования 256 различных комбинаций требуется Y разрядов. В нашей задаче X =2, а N=256, следовательно имеем : Y = 8 ; 28 = 256. Восемь битовых разрядов составляют 1 байт. Каждый пиксел описывается одним байтом. Всего пикселов 64*64 = 4096. Значит, объем памяти 4096 байт. Ответ в килобайтах 4096 / 1024 = 4. Правильный ответ 4. 1.29. Известно, что длительность непрерывного подключения к сети Интернет с помощью модема для некоторых АТС не превышает 10 минут. Определите максимальный размер файла (в килобайтах), который может быть передан за время такого подключения, если модем передает информацию в среднем со скоростью 32 Кбит/с? Переводим время из минут в секунды: 10*60=600 с. Находим объем информации, представленный в килобитах: 32*600=19200 Кбит. Переводим килобиты в килобайты: 19200 / 8 = 2400 Кбайт. Правильный ответ 2400 Кбайт. 1.30. Считая, что каждый символ кодируется 16-ю битами, оцените информационный объем следующей пушкинской фразы в кодировке Unicode: «Привычка свыше нам дана: замена счастию она.». Возможные ответы: 1) 44 бита; 2) 704 бита; 3) 44 байта; 4) 704 байта. Сначала сосчитаем количество символов в этой фразе. «Привычка» - 8; «свыше нам дана:» - 16 ; «замена» - 7; «счастию она.» - 13. Их ровно 8+16+7+13 = 44. Каждый из них кодируется 16 битами, а это значит, что сообщение займет 16*44 = 704 бита. Правильный ответ 2. 1.31. Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в двух состояниях («включено» или «выключено»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 50 различных сигналов? Возможные ответы: 1) 5; 2) 6; 3) 25; 4) 50. L = log2(N), где L – количество лампочек, N - количество сигналов или N = 2L . При заданном N = 50 определим L ( количество лампочек должно быть целым). Ближайшая к 50 степень 2L = 26 = 64 (больше 50); следовательно L = 6. Правильный ответ 2. 1.32. Метереологическая станция ведет наблюдение за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100%, которое записывается при помощи минимально возможного количества бит. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов наблюдений. Возможные ответы: 1) 80 бит; 2) 70 байт; 3) 80 байт; 4) 560 байт. Количество возможных чисел 101, для записи этих чисел требуется 7 бит (27 = 128 > 101). Сделано 80 измерений — необходимо: 7 бит * 80 = 560 бит. Переведем это число в байты: 560 / 8 = 70 байт. Правильный ответ 2. 1.33. Для хранения растрового изображения размером 64*64 пикселов отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения? Возможные ответы: 1) 16; 2) 2; 3) 256; 4) 1024. Сначала нужно выяснить, сколько байт приходится на один пиксел. Считаем количество пикселов: 64*64 = (26 )*(26 ) = 212. Поделим количество байт памяти на количетсво пикселов: 512 байт = (29 ) / (212) = (2-3 ) = 1/8 байта = 1 бит. С помощью одного бита можно передать только два цвета - 0 и 1. Правильный ответ 2. 1.34. Скорость передачи данных через ADSL - соединение равна 256000 бит/с. Передача файла через это соединение по времени заняла 2 мин. Определите размер файла в килобайтах. Переведем скорость модема в килобайты/с (делим на 8 для перевода в байты и еще делим на 1024 для перевода в килобайты) 256000 бит/с: 8 / 1024 = 28 *103 / 23 / 2 10 = 2-5 *103 = 1000 / 32 = 125 / 4 Кбайт/с. Передача длилась 2мин, или 120 сек. Находим количество килобайт: 125 / 4 Кбайт/с *120 = 125 * 30 = 3750 Кбайт. 1.35. В кодировке Unicode на каждый символ отводится два байта. Определите информационный объем слова из двадцати четырех символов в этой кодировке. Возможные ответы: 1) 384 бита; 2) 192 бита; 3) 256 бит ; 4) 48 бит. Сначала узнаем, сколько байт содержит слово: 24 символа * 2 байта = 48 байт; ответ нужно получить в битах, а в одном байте 8 бит, следовательно, в 48 байтах имеем 48*8=384 бита. Правильный ответ 1. 1.36. Световое табло состоит из лампочек. Каждая лампочка может находиться в одном из трех состояний («включено», «выключено» или «мигает»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 18 различных сигналов. Возможные ответы: 1) 6; 2) 5; 3) 3; 4) 4. N - количество сигналов (N=18), X - количество состояний одной лампочки (X=3), Y – необходимое число лампочек : N=XY . При заданном N = 18 определим Y ( количество лампочек должно быть целым). Ближайшая к 18 степень 3Y =33 =27 (больше 18); следовательно Y=3. Правильный ответ 3. (Число возможных сигналов равно 27). 1.37. Для передачи секретного сообщения используется код, состоящий из десятичных цифр. При этом все цифры кодируются одним и тем же (минимально возможным) количеством бит. Определите информационный объем сообщения длиной в 150 символов. Возможные ответы: 1) 600 бит; 2) 750 бит; 3) 1200 бит; 4) 60 байтов. цифра 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 код «0000» «0001» «0010» «0011» «0100» «0101» «0110» «0111» «1000» «1001» N - количество сигналов (N=10), X - количество состояний одной лампочки (X=2), Y – необходимое количество лампочек : N = XY . При заданном N=10 определим Y ( количество бит должно быть целым). Ближайшая к 10 степень 2Y = 24 = 16 (больше 10); следовательно Y = 4. В таблице приведены двоичные коды соответствующих цифр от 0 до 9. Длина сообщения 150 символов, значит , для его кодирования потребуется 150*4=600 бит; Правильный ответ 1. 1.38. Для хранения растрового изображения размером 32*32 пиксела отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения? Возможные ответы: 1) 256; 2) 2; 3) 16; 4) 4. Первым действием определим количество пикселов в изображении: 32 * 32 = 25 * 25 = 210 = 1024. Теперь определим количество бит, выделенных под изображение: 512 байтов = 512*8 = 29 * 23 = 212 = 4096 бит. Найдем глубину цвета: 4096 / 1024 = 4. Количество цветов определим по формуле N = XY , X = 2, Y = 4; N = 16. Правильный ответ 3. 1.39. Сколько существует различных последовательностей из символов «плюс» и «минус», длиной ровно в восемь символов? Возможные ответы: 1) 64; 2) 256; 3) 500; 4) 200. Имеем два символа и восемь разрядов. Из формулы N = XY , где N - количество различных последовательностей, X – количество символов (X=2), Y – длина последовательностей (или количество разрядов Y=8); следует, что N=256. Правильный ответ 2. 1.40. Для хранения растрового изображения размером 128*128 пикселов отвели 4 Кбайта памяти. Каково максимальное возможное число цветов в палитре изображения? Возможные ответы: 1) 8; 2) 2; 3) 16; 4) 4. Определим, сколько байт приходится при кодировании одного пиксела. Для этого поделим 4096 байт (4 Кбайта) на количество всех пикселов. Для облегчения расчетов и решения представим все числа в виде степеней числа 2: 4096 / (128*128) = 212 / (27 *27 ) = 2-2 = 1/4 (байта) = 2 бита. При помощи 2 бит можно получить, как известно, всего лишь 4 варианта перестановок, а стало быть, и цветов можно закодировать максимум 4. Правильный ответ 4.
Задачи по теме «Единицы измерения информации. Кодирование информации » для самостоятельной работы 1.1. Считая, что каждый символ кодируется шестнадцатью битами, оцените информационный объем следующей фразы: «Не родись красивой»; Возможные ответы: 1) 36 байт, 2) 144 бита; 3) 72 байта; 4) 288 бит. НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ 15 1.2. Табло состоит из светодиодов, каждый из которых может находиться в двух состояниях («горит» или «не горит»). Какое наименьшее количество светодиодов должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было отобразить 130 различных сигналов? Возможные ответы: 1) 130; 2) 128; 3) 13; 4) 8 . 1.3. Ученик ведет дневник наблюдений за температурой воздуха в своей комнате. Результатом измерения является целое число, принимающее значения от 18 до 26 0С, которое записывается при помощи минимально возможного (одинакового для всех измерений) количества бит. Показания он снимает в течение 40 дней 2 раза в день — утром и вечером. Каков общий информационный объем его измерений? Возможные ответы: 1) 720 бит, 2) 80 байт; 3) 320 бит; 4) 80 бит . 1.4. Компьютер имеет оперативную память 512 Мбайт. Количество соответствующих этой величине бит начинается с цифры: 1) 8; 2) 6; 3) 5; 4) 4? 1.5. У племени «чичевоков» в алфавите 24 буквы и 8 цифр и больше ничего — ни знаков препинания, ни арифметических знаков. Сколько разрядов минимум им необходимо для кодирования всех символов при помощи нулей и единиц, используя для кодировки каждого символа одинаковое количество разрядов? Учтите, что слова надо отделять друг от друга! Возможные ответы: 1) 5, 2) 6; 3) 7; 4) 8. 1.6. Флэш-карта имеет объем 512 Мбайт. Рукопись автора содержит 2000 страниц. На каждой странице 80 строк, в каждой строке 100 символов. Каждый символ кодируется шестнадцатью битами. Кроме того, рукопись содержит 80 иллюстраций, объемом 5 Мбайт каждая. Поместится ли рукопись на флэш-карту в несжатом виде и каков ее объем в мегабайтах ? (Принять 1Кбайт≈1000 байт, 1Мбайт≈1000 Кбайт); Возможные ответы: 1) Не поместится . 532 Мбайта; 2) Поместится. 432 Мбайта; 3) Не поместится . 612 Мбайт; 4) Поместится. 512 Мбайт. 1.7. Документ содержит точечную черно-белую фотографию 10*15 см. Каждый квадратный сантиметр содержит 600 точек, каждая точка описывается 4 битами. Каков общий информационный объем документа в килобайтах? (Принять 1 Кбайт≈1000 байт). Возможные ответы: 1) 32 Кбайта; 2) 45 Кбайт; 3) 64 Кбайта; 4)80 Кбайт. 1.8. Игра требует для установки на жесткий диск 4 Гбайта свободного места. На жестком диске сейчас 800 Мбайт свободного места. Какое целое количество флэш-карт по 512 Мбайт каждая понадобится , чтобы освободить недостающее пространство? Возможные ответы: 1) 5; 2) 6; 3) 7; 4) 8. 1.9. В детской игре «Угадай число» первый участник загадал число в интервале от 1 до 64. Какое минимальное число попыток должен сделать второй участник, чтобы наверняка отгадать число, если первый участник на заявленное число второго должен только отвечать «Мое число больше», «Мое число меньше» или «Угадано»? НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ 16 Возможные ответы: 1) 1; 2) 6; 3) 10; 4) 64. 1.10. 32 Кбита — это сколько символов в кодировке Unicode (два байта 0 - символ)? Возможные ответы: 1) 1024; 2) 2048; 3) 4096; 4) 8192. 1.11. Жесткий диск пуст и имеет объем 160 Гбайт. а) Сколько книг, каждая из которых состоит из 1000 страниц, на каждой странице 100 строк, в каждой строке 80 символов, можно записать на такой жесткий диск (каждый символ кодируется одним байтом)? б) Если учесть, что каждая такая книга 3 см толщиной, то какой высоты в метрах (целое число) будет стопка, если все их сложить друг на друга? (Принять 1 Кбайт ≈1000 байт, 1 Мбайт ≈1000 Кбайт, 1 Гбайт ≈1000 Мбайт.) Возможные ответы: 1) 15000 и 400 метров; 2) 18000 и 500 метров; 3) 20000 и 600 метров; 4) 30000 и 800 метров . 1.12. Скорость передачи данных по локальной сети 16 Мбит в секунду. Ученик перекачивал игру 20 минут. а) Сколько это гигабайт? б) Сколько денег (в рублях) придется заплатить ученику за график, если первый Гбайт не оплачивается, а все, что сверх его — по 5 копеек за 1 Мбайт? (Принять 1Кбайт≈1000 байт, 1Мбайт≈1000 Кбайт, 1Гбайт≈1000 Мбайт.) Возможные ответы: 1) 4,8 Гбайта и 190 рублей; 2) 3,6 Гбайта и 130 рублей; 3) 2,8 Гбайта и 90 рублей;4) 2,4 Гбайта и 70 рублей. 1.13. В алфавите языка планеты «Триумвират» всего три символа - 0, 1 и 2. Каждое слово состоит из трех символов. Какое максимальное количество слов возможно в этом языке? Возможные ответы: 1) 9; 2) 24; 3) 27; 4) 36. 1.14. Кодировка Unicode использует для кодирования одного символа 16 бит. Сколько байт потребуется для кодирования следующего сообщения, набранного случайно на клавиатуре несмышленым ребенком «*6?(&FFЯЯ)- 777+@-Й» (пробелов в сообщении нет)? Возможные ответы: 1) 18 байт; 2) 36 байт; 3) 54 байта; 4) 72 байта. 1.15. Информационный объем сообщения составляет 4,5 Кбайта. Сообщение содержит 2304 символа. Какова мощность используемого для двоичной кодировки алфавита? Возможные ответы: 1)16; 2)32; 3) 64; 4) 128. 1.16. Сколько целых терабайт в 1 Гбайте? Возможные ответы: 1) 1024; 2) 1000; 3) 512; 4) ни одного. 1.17. Скорость передачи данных через ADSL — соединение равна 2048000 бит/с. Передача файла через данное соединение велось 2/3 минуты. Определите размер файла в килобайтах. 1.18. Текст подготовлен для передачи по сети и содержит 512000 символов. Каждый символ кодируется двумя байтами и во избежание искажений передается трижды. Время передачи текста составило 64 секунды. Какова скорость передачи в «байтах в сек»? 1.19. В процессе преобразования точечного графического рисунка количество цветов уменьшилось с 65 536 до 16. Во сколько раз уменьшится объем , занимаемый им в памяти компьютера? НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УНИВЕРСИТЕТА РАСТИТЕЛЬНЫХ ПОЛИМЕРОВ 17 1.20. Сканируется цветная фотография размером 10*15 см. Разрешающая способность сканера 300 dpi (точек на дюйм). Глубина цвета 16 бит. Какой объем информации будет иметь полученный файл? 1.21. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем следующего предложения из пушкинского четверостишия: «Певец-Давид был ростом мал, но повалил же Голиафа!». Возможные ответы: 1) 400 бит; 2) 50 бит; 3) 400 байт; 4) 5 байт. 1.22. Сколько существует различных последовательностей из символов «плюс» и «минус», длиной ровно в пять символов? Возможные ответы: 1) 64; 2) 50; 3) 32; 4) 20. 1.23. Обычный дорожный светофор без дополнительных секций подает шесть видов сигналов (непрерывные красный, желтый и зеленый, мигающие желтый и зеленый, красный и желтый одновременно). Электронное устройство управления светофором последовательно воспроизводит записанные сигналы. Подряд записано 100 сигналов светофора. В байтах данный информационный объем составляет : 1) 37, 2) 38, 3) 50, 4) 100. 1.24. Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 28 800 бит/с, чтобы передать цветное растровое изображение размером 640*480 пикселов, при условии, что цвет каждого пиксела кодируется тремя байтами? 1.25. Считая, что каждый символ кодируется двумя байтами, оцените информационный объем следующего предложения в кодировке Unicode (где каждый символ кодируется двумя байтами): «Один пуд — около 16,4 килограмм.». Возможные ответы: 1) 32 Кбайта; 2) 512 бит; 3) 64 бита; 4) 32 байта. 1.26. Азбука Морзе позволяет кодировать символы для радиосвязи, задавая комбинацию точек и тире. Сколько различных символов (цифр, букв, знаков пунктуации и т. д.) можно закодировать, используя код Морзе длиной не менее пяти и не более шести сигналов (точек и тире) ? Возможные ответы: 1) 80; 2) 120; 3) 112; 4) 96. 1.27. Сколько мегабайт информации содержит сообщение объемом 223 бит ? Возможные ответы: 1) 1; 2) 8; 3) 3; 4) 32. 1.28. Укажите минимальный объем памяти (в килобайтах), достаточный для хранения любого растрового изображения размером 64*64 пиксела, если известно, что в изображении используется палитра из 256 цветов. Саму палитру хранить не нужно. Возможные ответы: 1) 128; 2) 2; 3) 256; 4) 4. 1.29. Известно, что длительность непрерывного подключения к сети Интернет с помощью модема для некоторых АТС не превышает 10 минут. Определите максимальный размер файла (в килобайтах), который может быть передан за время такого подключения, если модем передает информацию в среднем со скоростью 32 Кбит/с? 1.30. Считая, что каждый символ кодируется 16 битами, оцените информационный объем следующей пушкинской фразы в кодировке Unicode: «Привычка свыше нам дана: замена счастию она.». Возможные ответы: 1) 44 бита; 2) 704 бита; 3) 44 байта; 4) 704 байта. 1.31. Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в двух состояниях («включено» или «выключено») Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 50 различных сигналов? Возможные ответы: 1) 5; 2) 6; 3) 25; 4) 50. 1.32. Метеорологическая станция ведет наблюдение за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100%, которое записывается при помощи минимально возможного количества бит. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов наблюдений. Возможные ответы: 1) 80 бит; 2) 70 байт; 3) 80 байт; 4) 560 байт. 1.33. Для хранения растрового изображения размером 64*64 пикселов отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения? Возможные ответы: 1) 16; 2) 2; 3) 256; 4) 1024. 1.34. Скорость передачи данных через ADSL — соединение равна 256 000 бит/с. Передача файла через это соединение по времени заняла 2 мин. Определите размер файла в килобайтах. 1.35. В кодировке Unicode на каждый символ отводится два байта. Определите информационный объем слова из двадцати четырех символов в этой кодировке. Возможные ответы: 1) 384 бита; 2) 192 бита; 3) 256 бит ; 4) 48 бит. 1.36. Световое табло состоит из лампочек. Каждая лампочка может находиться в одном из трех состояний («включено», «выключено» или «мигает»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 18 различных сигналов. Возможные ответы: 1) 6; 2) 5; 3) 3; 4) 4. 1.37. Для передачи секретного сообщения используется код, состоящий из десятичных цифр. При этом все цифры кодируются одним и тем же (минимально возможным) количеством бит. Определите информационный объем сообщения длиной в 150 символов. Возможные ответы: 1) 600 бит; 2) 750 бит; 3) 1200 бит; 4) 60 байтов. 1.38. Для хранения растрового изображения размером 32*32 пиксела отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения? Возможные ответы: 1) 256; 2) 2; 3) 16; 4) 4. 1.39. Сколько существует различных последовательностей из символов «плюс» и «минус», длиной ровно в восемь символов? Возможные ответы: 1) 64; 2) 256; 3) 500; 4) 200. 1.40. Для хранения растрового изображения размером 128*128 пикселов отвели 4 Кбайта памяти. Каково максимальное возможное число цветов в палитре изображения? Возможные ответы: 1) 8; 2) 2; 3) 16; 4) 4. 2.1. Сколько единиц в двоичной записи десятичного числа 129? Возможные ответы: 1) 2; 2) 3; 3) 5; 4) 7. 2.2. Вычислите значение выражения 310*(x-y), при x=2A16, y=428. Результат представить в двоичной системе счисления. 2.3. Сколько единиц в двоичной записи числа 25910 ? Возможные ответы: 1) 4; 2) 3; 3) 2; 4) 1. 2.4. Сколько значащих нулей в восьмеричной записи шестнадцатеричного числа ABC16? Возможные ответы: 1) 3; 2) 2; 3) 1; 4) 0. 2.5. Сколько латинских букв, соответствующих цифрам шестнадцатеричной системы, присутствует в шестнадцатеричной записи восьмеричного числа 5178 ? Возможные ответы: 1) 3; 2) 2; 3) 1; 4) 0. 2.6. Укажите самое большое число из нижеприведенных: 1) 1002; 2) 1005; 3)10010; 4) 10016.
2.8. Вычислите сумму A, B и C, представив результат в двоичной форме (A=2110 ; B=538 ; и C=1B16). Возможные ответы: 1) 10110112 ; 2) 10010112 ; 3) 11010112 ; 4) 11011012 . 2.9. Вычислите сумму A, B и C, представив результат в десятичной форме (A=1110001112 ; B=6538 ; и C=DA16). Возможные ответы: 1) 1000 ; 2) 1100; 3) 1200; 4) 1300. 2.10. В компании работает 1000p работников, где p — основание некоторой системы счисления. Из них 120p мужчин и 110p женщин. В какой системе счисления учитывали количество работников? Возможные ответы: 1) 2 ; 2) 3; 3) 4; 4) 5. 2.11. В компьютерной лаборатории 100k компьютеров, из них 33k - Pentium 4, 22k - Pentium III, 16k - AMD и 17k - Mac, где k — основание некоторой системы счисления. В какой системе счисления учитывали компьютеры? Возможные ответы: 1) 8 ; 2) 9; 3) 10; 4) 11. 2.12. В какой записи чисел есть ошибка? Возможные ответы: 1) 53618 ; 2) 01234 ; 3) 16С14 ; 4) 7617. 2.13. Существует емкость, в которой на начало наблюдений сидят две амебы. Они размножаются делением на 2 каждую минуту. К исходу первого часа после начала наблюдений емкость была полностью заполнена амебами. По истечении какой минуты емкость заполнилась наполовину? Возможные ответы: 1) 30 ; 2) 45; 3) 59; 4) 99. 2.14. Для следующих чисел, представленных в разных системах счисления, найти их двоичные представления. Тогда из предложенных ниже вариантов один будет лишним. Данные числа: 338 ; 2410 ; 1E16 . Варианты двоичных представлений: 1) 110112 ; 2) 111012 ; 3) 110002 ; 4) 111102 . Укажите лишний вариант. 2.15. Вычислить выражение: 1258 + 111012*A216 - 14178. Результат представить в 16-ричной системе счисления. 2.16. Найти основание системы счисления p, если верно равенство: 33m5np + 2n443p = 55424p , m - максимальная цифра в этой системе. 2.17. Запишите подряд (без пробелов) десятичные эквиваленты числа 10101, если считать его записанным в троичной, пятеричной и семеричной системах счисления. 2.18. В какой системе счисления выполнено сложение: 356p + 243p = 632p ? 2.19. Для 5 букв латинского алфавита заданы их двоичные коды (для некоторых букв — из двух бит, для некоторых — из трех). Эти коды представлены в таблице. Определить, какой набор букв закодирован двоичной строкой : «0110100011000». «000» «01» «100» «10» «011» Возможные ответы: 1) EBCEA; 2) BDDEA; 3) BDCEA; 4) EBAEA. 2.20. Вычислите сумму двоичных чисел x и y, если x=10101012; y=10100112. Возможные ответы: 1) 101000102 ; 2) 101010002 ; 3) 101001002 ; 4) 101110002. 2.21. Укажите через запятую в порядке возрастания все основания систем счисления, в которых запись числа 23 заканчивается на 2. 2.22. Записано 7 строк, каждая имеет свой номер - от «0» до «6». В начальный момент в строке записана цифра 0 (ноль). На каждом из последующих 6 шагов выполняется следующая операция: в очередную строку записывается удвоенная предыдущая строка, а в конец строки приписывается очередная цифра (на i-м шаге приписывается цифра i). 0; (1) 001; (2) 0010012; (3) 0010012 00100123; (4) 0010012 00100123 0010012 001001234..... Какая цифра стоит в последней строке на 123-м месте (считая слева направо)? 2.23. Количество значащих нулей в двоичной записи десятичного числа 126 равно: 1) 1; 2) 2; 3) 3; 4) 0? 2.24. Вычислите сумму чисел x и y при x=1D16 ; y=728 . Результат представьте в двоичной системе счисления. Возможные ответы: 1) 100011112 ; 2) 11001012 ; 3) 1010112 ; 4) 10101112 . 2.25. Для 5 букв русского алфавита заданы их двоичные коды (для некоторых букв коды состоят из двух бит, для некоторых — из трех). Эти коды представлены в таблице: В К А Р Д «000» «11» «01» «001» «10» Из четырех полученных сообщений в этой кодировке только одно произошло без ошибки и может быть корректно декодировано. Найдите его: 1) «110100000100110011»; 2) «111010000010010011»; 3) « 110100001001100111»; 4) «110110000100110010».
2.26. В системе счисления с некоторым основанием число 17 записывается в виде 101. Укажите это основание. 2.27. Цепочки символов (строки) создаются по правилу. Первая строка состоит из одного символа — цифры «1». Каждая из последующих цепочек создается такими действиями: в очередную строку дважды записывается цепочка цифр из предыдущей строки (одна за другой, подряд), а в конец приписывается еще одно число - номер строки по порядку (на i-м шаге приписывается число « i » ). Вот первые 4 строки, созданные по этому правилу: 1) 1; 2) 112; 3) 1121123; 4) 112112311211234. Какая цифра стоит в седьмой строке на 120-м месте (считаем слева направо)? 2.28. Сколько единиц в двоичной записи числа 19510 ? Возможные ответы: 1) 5; 2) 2; 3) 3; 4) 4. 2.29. Значение выражения 1016 + 108 *102 в двоичной системе счисления равно: 1) 1010; 2) 11010; 3) 100000; 4) 110000. 2.30. Для кодирования букв А, Б, В, Г решили использовать двухразрядные последовательные двоичные числа (от 00 до 11 соответственно). Если таким способом закодировать последовательность символов ГБВА и записать результат шестнадцатеричным кодом, то получится: 1) 138; 2) DBCA; 3) D8; 4) 3120? 2.31. Укажите в порядке возрастания все основания систем счисления, в которых запись числа 2210 оканчивается на 4. 2.32. Цепочки символов (строки) создаются по следующему правилу. Первая строка состоит из одного символа — цифры «1». Каждая из последующих цепочек создается следующим действием: в очередную строку дважды записывается предыдущая цепочка цифр (одна за другой подряд), а в конец приписывается еще одно число — номер строки по порядку (на i-ом шаге дописывается число « i »). Вот первые 4 строки, созданные по этому правилу: 1) 1; 2) 112; 3) 1121123; 4) 112112311211234. Сколько раз в общей сложности встречаются в 8-й строке четные цифры (2,4,6,8)? 2.33. Сколько единиц в двоичной записи десятичного числа 194,5? Возможные ответы: 1) 5; 2) 6; 3) 3; 4) 4. 2.34. Вычислите сумму чисел x и y, при x=A616 , y=758 . Результат представьте в двоичной системе счисления. Возможные ответы: 1) 110110112 ; 2) 111100012 ; 3) 111000112 ; 4) 100100112 . 2.35. Для кодирования букв А, Б, В, Г решили использовать двухразрядные последовательные двоичные числа (от 00 до 11 , соответственно). Если таким образом закодировать последовательность символов ГБАВ и записать результат шестнадцатеричным кодом, то получится: 1) D2; 2) 132: 3) 3102: 4) DBAC? 2.36. Цепочки символов (строки) создаются по следующему правилу: Первая строка состоит из одного символа — цифры «1». Каждая из последующих цепочек создается следующим действием: в начало записывается число - номер строки по порядку (на i-ом шаге записывается число «i»), далее дважды подряд записывается предыдущая цепочка цифр (одна за другой подряд). Вот первые 4 строки, созданные по этому правилу: 1) 1; 2) 211; 3) 3211211; 4) 4 32112113211211. Сколько раз встречается цифра «1» в первых 7-и строках ? 2.37. Для следующих чисел, представленных в разных системах счисления, найти их двоичные представления. Тогда, из предложенных ниже вариантов один будет лишним. Данные числа: 318; 2410; 1D16. Варианты двоичных представлений: 1) 101012 ; 2) 111012 ; 3) 110002 ; 4) 111102 . Укажите лишний вариант. 2.38. В системе счисления с некоторым основанием число 33 записывается в виде 201. Укажите это основание. 2.39. Вычислите сумму A, B и C, представив результат в десятичной форме (A = 1110101112 ; B = 6718 ; C = DA16). Результатом будет число: 1) 1000 ; 2) 1100; 3) 1200; 4) 1130 ? 2.40. Сколько единиц в двоичной записи числа 19910 ? Возможные ответы: 1) 5; 2) 2; 3) 3; 4) 4.