Что такое объем в информатике

Информатика. 7 класс

Конспект урока

Единицы измерения информации

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

Каждый символ информационного сообщения несёт фиксированное количество информации.

Единицей измерения количества информации является бит – это наименьшаяединица.

1 Кб (килобайт) = 1024 байта= 2 10 байтов

1 Мб (мегабайт) = 1024 Кб = 2 10 Кб

1 Гб (гигабайт) = 1024 Мб = 2 10 Мб

1 Тб (терабайт) =1024 Гб = 2 10 Гб

Формулы, которые используются при решении типовых задач:

Информационный объём сообщения определяется по формуле:

I – объём информации в сообщении;

К – количество символов в сообщении;

i – информационный вес одного символа.

Теоретический материал для самостоятельного изучения.

Любое сообщение несёт некоторое количество информации. Как же его измерить?

Одним из способов измерения информации является алфавитный подход, который говорит о том, что каждый символ любого сообщения имеет определённый информационный вес, то есть несёт фиксированное количество информации.

Сегодня на уроке мы узнаем, чему равен информационный вес одного символа и научимся определять информационный объём сообщения.

Что же такое символ в компьютере? Символом в компьютере является любая буква, цифра, знак препинания, специальный символ и прочее, что можно ввести с помощью клавиатуры. Но компьютер не понимает человеческий язык, он каждый символ кодирует. Вся информация в компьютере представляется в виде нулей и единичек. И вот эти нули и единички называются битом.

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

Эту формулу можно применять для вычисления информационного веса одного символа любого произвольного алфавита.

Алфавит древнего племени содержит 16 символов. Определите информационный вес одного символа этого алфавита.

Составим краткую запись условия задачи и решим её:

Информационный вес одного символа этого алфавита составляет 4 бита.

Сообщение состоит из множества символов, каждый из которых имеет свой информационный вес. Поэтому, чтобы вычислить объём информации всего сообщения, нужно количество символов, имеющихся в сообщении, умножить на информационный вес одного символа.

Математически это произведение записывается так: I = К · i.

Например: сообщение, записанное буквами 32-символьного алфавита, содержит 180 символов. Какое количество информации оно несёт?

I = 180 · 5 = 900 бит.

Итак, информационный вес всего сообщения равен 900 бит.

В алфавитном подходе не учитывается содержание самого сообщения. Чтобы вычислить объём содержания в сообщении, нужно знать количество символов в сообщении, информационный вес одного символа и мощность алфавита. То есть, чтобы определить информационный вес сообщения: «сегодня хорошая погода», нужно сосчитать количество символов в этом сообщении и умножить это число на восемь.

I = 23 · 8 = 184 бита.

Значит, сообщение весит 184 бита.

Как и в математике, в информатике тоже есть кратные единицы измерения информации. Так, величина равная восьми битам, называется байтом.

Бит и байт – это мелкие единицы измерения. На практике для измерения информационных объёмов используют более крупные единицы: килобайт, мегабайт, гигабайт и другие.

1 Кб (килобайт) = 1024 байта= 2 10 байтов

1 Мб (мегабайт) = 1024 Кб = 2 10 Кб

1 Гб (гигабайт) = 1024 Мб = 2 10 Мб

1 Тб (терабайт) =1024 Гб = 2 10 Гб

Итак, сегодня мы узнали, что собой представляет алфавитный подход к измерению информации, выяснили, в каких единицах измеряется информация и научились определять информационный вес одного символа и информационный объём сообщения.

Материал для углубленного изучения темы.

Как текстовая информация выглядит в памяти компьютера.

Набирая текст на клавиатуре, мы видим привычные для нас знаки (цифры, буквы и т.д.). В оперативную память компьютера они попадают только в виде двоичного кода. Двоичный код каждого символа, выглядит восьмизначным числом, например 00111111. Теперь возникает вопрос, какой именно восьмизначный двоичный код поставить в соответствие каждому символу?

Все символы компьютерного алфавита пронумерованы от 0 до 255. Каждому номеру соответствует восьмиразрядный двоичный код от 00000000 до 11111111. Этот код ‑ просто порядковый номер символа в двоичной системе счисления.

Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера, называется таблицей кодировки.Таблица для кодировки – это «шпаргалка», в которой указаны символы алфавита в соответствии порядковому номеру. Для разных типов компьютеров используются различные таблицы кодировки.

Таблица ASCII (или Аски), стала международным стандартом для персональных компьютеров. Она имеет две части.

В этой таблице латинские буквы (прописные и строчные) располагаются в алфавитном порядке. Расположение цифр также упорядочено по возрастанию значений. Это правило соблюдается и в других таблицах кодировки и называется принципом последовательного кодирования алфавитов. Благодаря этому понятие «алфавитный порядок» сохраняется и в машинном представлении символьной информации. Для русского алфавита принцип последовательного кодирования соблюдается не всегда.

Запишем, например, внутреннее представление слова «file». В памяти компьютера оно займет 4 байта со следующим содержанием:

01100110 01101001 01101100 01100101.

А теперь попробуем решить обратную задачу. Какое слово записано следующим двоичным кодом:

01100100 01101001 01110011 01101011?

В таблице 2 приведен один из вариантов второй половины кодовой таблицы АSСII, который называется альтернативной кодировкой. Видно, что в ней для букв русского алфавита соблюдается принцип последовательного кодирования.

Вывод: все тексты вводятся в память компьютера с помощью клавиатуры. На клавишах написаны привычные для нас буквы, цифры, знаки препинания и другие символы. В оперативную память они попадают в форме двоичного кода.

Из памяти же компьютера текст может быть выведен на экран или на печать в символьной форме.

Сейчас используют целых пять систем кодировок русского алфавита (КОИ8-Р, Windows, MS-DOS, Macintosh и ISO). Из-за количества систем кодировок и отсутствия одного стандарта, очень часто возникают недоразумения с переносом русского текста в компьютерный его вид. Поэтому, всегда нужно уточнять, какая система кодирования установлена на компьютере.

Разбор решения заданий тренировочного модуля

№1. Определите информационный вес символа в сообщении, если мощность алфавита равна 32?

№2. Выразите в килобайтах 2 16 байтов.

2 6 = 64, а 2 10 байт – это 1 Кб. Значит, 64 · 1 = 64 Кб.

№3. Тип задания: выделение цветом

8 х = 32 Кб, найдите х.

Источник

Единицы измерения объёма информации

Одной из характеристик любой информация является ее объем. Например, небольшую заметку может характеризовать количество слов ее составляющих, а книги обычно меряют уже страницами. В электронных устройствах есть свои единицы объема информации, которые показывают, сколько нужно места для ее хранения.

Здесь придется сделать небольшое отступление, чтобы объяснить, как вообще хранится в компьютерах информация. Из информатики нам известно, что обычные компьютеры распознают только два состояния, включено и выключено (высокий и низкий сигнал). Для описания этих состояний достаточно всего двух цифр 0 (выключено или ложь) и 1 (включено или истина). Все остальное получается из комбинации нулей и единиц. Это так называемая двоичная система счисления.

С другой стороны, мы все обычно пользуемся десятичной системой счисления, которая использует уже десять цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Отсюда у простых людей есть определенные трудности в понимании, как оперируют информацией компьютеры. К счастью, в контексте этой статьи, нам ненужно вникать во все эти тонкости. Достаточно запомнить, что компьютеры оперируют только 0 и 1 и это соответствует одному биту.

Бит (bit) — минимальный объем информации в двоичной системе счисления, равен 0 или 1. Это конечно хорошо, но как нам записать, что то более осмысленное? Выход находится в комбинировании нескольких бит. Если взять два бита, то вместе они уже имеют не два состояния (0 или 1), а четыре: 00, 01, 10, 11. Восемь последовательных бит дают в сумме 256 (2 8 ) возможных комбинаций нуля и единицы. Такое количество комбинаций достаточно, чтобы закодировать все буквы алфавита, цифры, знаки препинания и остальные служебные вещи.

Таблица соответствия двоичных кодов некоторым ASCII кодам

Фраза «Привет, мир!» в двоичном коде в кодировке Windows-1251 выглядит так:

Что такое байт

Байт (byte) — восемь последовательных битов образуют 1 байт. Это минимальный объем информации, к которому можно обратится напрямую и с которым имеют дело компьютерные программы. В современной компьютерной технике 1 байт равен 8 битам, но есть исключения, поэтому его еще иногда называют «октет» для полной однозначности. Теперь вы знаете, сколько бит в байте.

Именно в байтах измеряют объем любой информации неважно текст, изображение и видео. Поэтому в Проводник показывает вес (объем) файла в байтах, о существовании битов обычные пользователи компьютера могут даже не догадываться. Объем накопителей для хранения данных так же выражается в байтах.

В школе изучают эти приставки и все знают, что приставка «кило» означает тысяча (10 3 ), например километр (1 000 метров), килограмм (1 000 грамм). Приставка «мега» означает миллион (10 6 ), например мегагерц (1 000 000 герц), мегаом (1 000 000 ом). Есть и многие другие широко распространенные в нашей жизни приставки. Именно в этот момент у изучающих компьютер начинается путаница. Дело в том, что в компьютерах используют те же приставки, то есть килобайт, мегабайт, гигабайт и так далее, но они кратны 1 024 (2 10 ). Согласитесь, неожиданный поворот. На эту тему есть даже древний анекдот:

— В чем отличие программиста от простого человека?
— Программист думает, килограмм картошки — это 1 024 грамма, а простой человек полагает, что в килобайте 1 000 байт.

На самом деле, для обозначения единиц компьютерной информации существуют свои собственные приставки, которые устраняют эту чехарду, правда ими практически никто не пользуется. Считается, что в силу их громоздкости и труднопроизносимости. Образуются заменой последнего слога стандартной приставки на «би», кибибайт, мебибайт, гибибайт, тебибайт и так далее.

Это самые распространенные на сегодняшний день объемы отдельных файлов встречающиеся в компьютерах обычных пользователей. Остальные единицы измерения информации, такие как терабайт, петабайт, эксабайт и так далее пока не встречаются в домашних компьютерах, за исключением терабайта. Вы можете посмотреть в таблице, а так же воспользоваться онлайн калькулятором расположенным ниже для их пересчета.

Разобрались, что такое килобайт, мегабайт, гигабайт и так далее? Хорошо, однако, это еще не вся путаница, которая подстерегает чайника в компьютерах. Все еще интереснее и веселее.

Почему объем жесткого диска меньше, чем написано на этикетке

Вы возможно уже сталкивались с ситуацией, когда вы купили жесткий диск емкостью 500 ГБ, а операционная система видит заметно меньше, например, только 465 ГБ. Ответ кроется все в тех же приставках и бардаке в их применении. Зато маркетологи знают, как можно буквально по мановению волшебной палочки увеличить емкость дисков своей компании. Достаточно посчитать ее по своей собственной методике.

Производитель может придерживаться при расчетах объема диска международной системы СИ, где гигабайт это 10 9 и напишет на этикетке диска емкостью 500 млрд. байт, что он на 500 ГБ. Когда вы его подключите к компьютеру, то Windows будет считать в двоичной системе и насчитает только 465 ГБ. Причем чем больше емкость диска, тем больше разница между этикеткой и реально доступным объемом. Более того, производитель может посчитать каким-нибудь еще способом, допустим, гигабайт окажется равным 1 млн. килобайт.

В чем измеряется скорость интернета

Вы еще не потерялись во всех этих хитросплетениях? Тогда новая порция чудес ждет вас. Дело в том, что скорость передачи данных в компьютерных сетях измеряется в битах в секунду. Именно в битах, а не в байтах. Это достаточно просто проверить, достаточно посмотреть, что пишет Windows в свойствах вашего подключения к интернету, там окажется, скорее всего, 100 Мбит/с или 1 Гбит/с.

Провайдеры точно так же указывают в тарифах именно биты в секунду. Причем здесь повторяется ситуация с байтами. Согласно международной системе СИ 1 Мбит это 1 000 000 бит, а в двоичной системе он должен называться мебибит и равняться 1 048 576 бит. Поэтому, что на самом деле имеет человек в виду говоря «мегабит», сказать однозначно нельзя.

Чтобы не мучиться с калькулятором, пересчитывая одни единицы в другие, вы можете воспользоваться нашим конвертером величин. Просто введите в поле число и выберите в выпадающем списке, в какой оно единице измерения. Нажмите кнопку «Пересчитать» и калькулятор сам пересчитает его в другие единицы измерения объема информации.

Конечно, новичкам трудно сразу разобраться во всей этой путанице, с другой стороны это особо и не требуется. Главное помнить, что 8 бит равно 1 байту, остальные величины кратны 1 024, вес файлов измеряется в байтах, а скорость интернета в битах. Этого вполне достаточно для нормальной работы за компьютером. А чтобы вам было легче сориентироваться, насколько много весит тот или иной файл, приведем в качестве справки объем некоторых носителей информации.

Вот собственно и все, что мы вам хотели рассказать про единицы измерения информации в операционной системе компьютера. Рекомендуем сохранить данную страницу в закладки, чтобы иметь возможность быстро перевести килобайты в другие единицы измерения информации с помощью нашего конвертера.

Источник

Что такое объем в информатике

Для информации существуют свои единицы измерения информации. Если рассматривать сообщения информации как последовательность знаков, то их можно представлять битами, а измерять в байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах, терабайтах и петабайтах.

Давайте разберемся с этим, ведь нам придется измерять объем памяти и быстродействие компьютера.

Единицей измерения количества информации является бит – это наименьшая (элементарная) единица.

Байт – основная единица измерения количества информации.

Байт – довольно мелкая единица измерения информации. Например, 1 символ – это 1 байт.

Производные единицы измерения количества информации

1 килобайт (Кб)=1024 байта =2 10 байтов

1 мегабайт (Мб)=1024 килобайта =2 10 килобайтов=2 20 байтов

1 гигабайт (Гб)=1024 мегабайта =2 10 мегабайтов=2 30 байтов

1 терабайт (Гб)=1024 гигабайта =2 10 гигабайтов=2 40 байтов

Методы измерения количества информации

Итак, количество информации в 1 бит вдвое уменьшает неопределенность знаний. Связь же между количеством возможных событий N и количеством информации I определяется формулой Хартли:

Алфавитный подход к измерению количества информации

При этом подходе отвлекаются от содержания (смысла) информации и рассматривают ее как последовательность знаков определенной знаковой системы. Набор символов языка, т.е. его алфавит можно рассматривать как различные возможные события. Тогда, если считать, что появление символов в сообщении равновероятно, по формуле Хартли можно рассчитать, какое количество информации несет в себе каждый символ:

Вероятностный подход к измерению количества информации

Этот подход применяют, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. В этом случае количество информации определяют по формуле Шеннона:

I – количество информации,

N – количество возможных событий,

P_i – вероятность i-го события.

Задача 1.

Шар находится в одной из четырех коробок. Сколько бит информации несет сообщение о том, в какой именно коробке находится шар.

Имеется 4 равновероятных события (N=4).

По формуле Хартли имеем: 4=2 i . Так как 2 2 =2 i , то i=2. Значит, это сообщение содержит 2 бита информации.

Задача 2.

Чему равен информационный объем одного символа русского языка?

В русском языке 32 буквы (буква ё обычно не используется), то есть количество событий будет равно 32. Найдем информационный объем одного символа. I=log₂ N=log₂ 32=5 битов (2 5 =32).

Примечание. Если невозможно найти целую степень числа, то округление производится в большую сторону.

Задача 3.

Чему равен информационный объем одного символа английского языка?

Задача 4.

Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний (“включено” или “выключено”). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 50 различных сигналов?

С помощью N лампочек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний, можно закодировать 2 N сигналов.

2 5 6 , поэтому пяти лампочек недостаточно, а шести хватит. Значит, нужно 6 лампочек.

Задача 5.

Метеостанция ведет наблюдения за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100, которое записывается при помощи минимально возможного количества битов. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов наблюдений.

В данном случае алфавитом является множество чисел от 0 до 100, всего 101 значение. Поэтому информационный объем результатов одного измерения I=log₂101. Но это значение не будет целочисленным, поэтому заменим число 101 ближайшей к нему степенью двойки, большей, чем 101. это число 128=2 7 . Принимаем для одного измерения I=log₂128=7 битов. Для 80 измерений общий информационный объем равен 80*7 = 560 битов = 70 байтов.

Задача 6.

Определите количество информации, которое будет получено после подбрасывания несимметричной 4-гранной пирамидки, если делают один бросок.

Пусть при бросании 4-гранной несимметричной пирамидки вероятности отдельных событий будут равны: p₁=1/2, p₂=1/4, p₃=1/8, p₄=1/8.

Тогда количество информации, которое будет получено после реализации одного из них, можно вычислить по формуле Шеннона:

Задача 7.

Задача 8.

Оцените информационный объем следующего предложения:

Тяжело в ученье – легко в бою!

Так как каждый символ кодируется одним байтом, нам только нужно подсчитать количество символов, но при этом не забываем считать знаки препинания и пробелы. Всего получаем 30 символов. А это означает, что информационный объем данного сообщения составляет 30 байтов или 30 * 8 = 240 битов.

Источник

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

1. Информационный объём текстового сообщения

Расчёт информационного объёма текстового сообщения (количества информации, содержащейся в информационном сообщении) основан на подсчёте количества символов в этом сообщении, включая пробелы, и на определении информационного веса одного символа, который зависит от кодировки, используемой при передаче и хранении данного сообщения.

Для расчёта информационного объёма текстового сообщения используется формула

Информационный объём одного символа связан с количеством символов в алфавите формулой

N — это количество символов в алфавите (мощность алфавита),

2. Информационный объём растрового графического изображения

Расчёт информационного объёма растрового графического изображения (количества информации, содержащейся в графическом изображении) основан на подсчёте количества пикселей в этом изображении и на определении глубины цвета (информационного веса одного пикселя).

Для расчёта информационного объёма растрового графического изображения используется формула

I – это информационный объём растрового графического изображени я, измеряющийся в байтах, килобайтах, мегабайтах;

Глубина цвета связана с количеством отображаемых цветов формулой

i – глубина цвета в битах на один пиксель.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-005833

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Рособрнадзор объявил сроки и формат ЕГЭ

Время чтения: 1 минута

ЕГЭ в 2022 году пройдет в доковидном формате

Время чтения: 1 минута

В Москве новогодние каникулы в школах могут начаться с 27 декабря

Время чтения: 1 минута

В Петербурге школьникам разрешили уйти на каникулы с 25 декабря

Время чтения: 2 минуты

Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст

Время чтения: 1 минута

В России утвердили новый порядок формирования федерального перечня учебников

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник