Pomemben in abecedni pristop k merjenju informacij

Razvoj računalniške tehnologije v novi informacijski dobi sproža veliko dodatnih vprašanj, odpira nove priložnosti in znanje. Ampak skupaj s tem obstaja veliko dilem, ki jih je treba rešiti. Tako je na primer pri proučevanju računalniške tehnologije pomembno razumeti, kako obdeluje, zapomni in prenaša datoteke, kaj je kodiranje podatkov in v kakšnem obsegu se podatki merijo. Toda glavni predmet razprave je vprašanje, kateri so glavni pristopi k merjenju informacij. Primeri in pojasnila posameznih vidikov bodo podrobno opisani v tem članku.

Informacije v računalništvu

Za začetek razumevanja informacijskih pristopov shranjevanja podatkov je najprej potrebno ugotoviti, katere informacije predstavljajo v računalniški sferi in kaj prikazuje. Navsezadnje, če računalništvo obravnavamo kot znanost, je njegov glavni predmet študija informacija. Sama beseda latinskega porekla in prevod v naš jezik pomeni »znanje«, »razlaga«, »mešanje«. Vsaka znanost uporablja različne definicije tega pojma. Na računalniškem področju so to tiste informacije o različnih pojavih in predmetih, ki nas obkrožajo, kar zmanjšuje mero negotovosti in stopnjo njihove nevednosti. Ampak, da bi shranili vse datoteke, podatke, simbole v elektronski računalnik, je treba poznati algoritem za njihov prevod v binarno obliko in obstoječe enote za merjenje količine podatkov. Abecedni pristop k merjenju informacij kaže, kako natančno računalniški stroj pretvori simbole v binarno kodo ničelnih in tisti.

Podatki o kodiranju z elektronskim računalnikom

Računalniška tehnologija lahko prepozna, obdeluje, shranjuje in prenaša samo informativne podatke v binarni kodi. Ampak, če gre za zvočno snemanje, besedilo, video, grafično sliko, kako je stroj sposoben drugačnega vrste podatkov pretvorite v binarno vrsto? In kako so v tej obliki shranjeni v pomnilniku? Na ta vprašanja lahko odgovorite, če poznate abecedni pristop pri določanju količine informacij, vsebinskega vidika in tehničnega bistva kodiranja.

Podatki o kodiranju je šifriranje znakov v binarni kodi, ki jo sestavljajo znaki "0" in "1". Tehnično je preprosto organizirati. Signal je, če obstaja, nič označuje nasprotno. Nekateri se sprašujejo, zakaj računalnik ne more, tako kot človeški možgani, ohranjati zapletene številke, ker so manjše. Toda elektronsko računanje je lažje upravljati z veliko binarno kodo, namesto shranjevanja zapletenih številk v pomnilnik.

Sistemi računanja v računalniškem polju

Črkovali smo od 1 do 10, dodali, odšteli, množili in izvajali različne operacije na številu. Računalnik lahko deluje samo z dvema številkama. Ampak to počne v nekaj milisekundah. Kako računalniški stroj kodira in dekodira simbole? To je precej preprost algoritem, ki ga je mogoče obravnavati kot primer. Po abecednem pristopu k merjenju informacij, enotam merjenja podatkov bomo razmišljali malo kasneje, potem ko bo bistvo kodiranja in dekodiranja podatkov postalo jasno.

Obstaja veliko računalniških programov, ki vizualno prevajata sisteme računskega ali besedilnega niza v binarna koda in nazaj.

Izračune bomo izvedli ročno. Kodiranje informacij je narejeno z navadnim deljenjem z 2. Torej, recimo, imamo decimalno število 217. Pretvoriti moramo v binarno kodo. Če želite to narediti, jo razdelite s številko 2, dokler preostanek ni nič ali en.

• 217/2 = 108 s preostalim delom 1. Ločeno napišemo ostanke in ustvarili bomo naš končni odgovor.
• 108/2 = 54. Tu je preostanek številka 0, saj je 108 popolnoma razdeljen. Ne pozabite označiti z ostanki. Konec koncev, če izgubite vsaj eno številko, bo prvotna številka drugačna.
• 54/2 = 27, preostanek je 0.
• 27/2 = 13, napišite 1 do preostanka. Naše številke od preostanka ustvarjajo binarno kodo, ki jo je treba prebrati v obratnem vrstnem redu.
• 13/2 = 6. Tukaj je enota v preostanku, jo napišemo.
• 6/2 = 3 z ostankom 0. V končnem odgovoru morajo biti številke ene od vseh dejanj, ki ste jih izvedli.
• 3/2 = 1 z ostalimi 1. Zapišemo ostanek in številko 1, ki je končna delitev.

Če formatirate odgovor, začenši s številko v prvem dejanju, je rezultat 10011011, vendar je to napačno. Binarno številko morate vnesti v obratnem vrstnem redu. Tukaj je končni rezultat prevoda številke: 11011001. Pomemben in abecedni pristop k merjenju informacij uporablja natančno ta format za shranjevanje in prenos. Binarna koda je zapisana v kodno tabelo in tam shranjena, dokler ga ne želite prikazati na zaslonu zaslona. Nato se podatki prevedejo v znano obliko, imenovano dekodiranje.

Slika jasno prikazuje algoritem za prevajanje iz binarnega v decimalno. Izvaja se s preprosto formulo. Prva številka kode se pomnoži z 2 na moč 0, dodamo ji naslednjo številko, pomnoženo z 2 v večjem obsegu, in tako naprej. Kot rezultat, kot si lahko ogledate na sliki, dobimo enako številko kot prvotna pri kodiranju.

Abecedni pristop k merjenju informacij: bistvo, enote

Za merjenje količine podatkov v besedilnem zaporedju simbolov je treba uporabiti obstoječi pristop. Vsebina besedila tukaj ni pomembna, glavna stvar je kvantitativna korelacija znakov. Zaradi tega vidika se izračuna vrednost besedilnega sporočila, kodiranega na računalniku. V skladu s tem pristopom je kvantitativna vrednost besedila sorazmerna s številom znakov, vnesenih s tipkovnice. Hvala za to metoda merjenja Obseg informacij se pogosto imenuje volumetrični. Simboli so lahko zelo različni. Jasno je, da taki podatki kot 0 in 1 vsebujejo 1 bit informacij in črke, ločila, presledek - drugo težo. V tabeli ASCII si lahko ogledate binarno kodo določenega znaka. Če želite izračunati zahtevano količino besedila, morate dodati težo vseh znakov - sestavnih delov celotnega besedila. To je abecedni pristop za določanje količine informacij.

V računalništvu je veliko izrazov, ki se vedno bolj uporabljajo v vsakdanjem življenju. Torej, abeceda v računalništvu pomeni skupek vseh simbolov, vključno z oklepaji, presledkom, ločilnimi znaki, cirilicnimi znaki, latinskimi črkami, ki niso nič drugega kot besedilna komponenta. Tukaj sta dve definiciji, s katerimi se bo izračunala ta količina.

1. Zaradi prve opredelitve je mogoče v besedilnem sporočilu izračunati pojav znakov, kadar je njihova verjetnost pojavljanja povsem drugačna. Tako lahko rečemo, da se nekatere črke v ruskih besedah ​​pojavljajo zelo redko, na primer "ъ" ali "ё".

2. V nekaterih primerih pa je bolj smiselno izračunati količino, ki jo potrebujemo z uvedbo enakomernega videza vsakega simbola. In potem se uporabi še ena formula za izračun.

To je abecedni pristop k merjenju informacij.

Enako verjetnost pojavljanja znakov v besedilni datoteki

Za razlago te opredelitve je treba domnevati, da se vsi znaki v besedilu ali sporočilu pojavijo z isto frekvenco. Če želite izračunati, koliko pomnilnika zasedajo v računalniku, morate potopiti v teorijo verjetnosti in preproste logične zaključke.

Recimo, da je besedilo prikazano na zaslonu. Pred nami je naloga, da izračuna, koliko računalniškega pomnilnika potrebuje. Naj besedilo vsebuje 100 znakov. Izkazalo se je, da bo verjetnost videza ene črke, simbola ali znaka enainsti del celotne glasnosti. Če ste prebrali knjigo o teoriji verjetnosti, lahko najdete tako preprosto formulo, ki bo natančno določila številčno vrednost možnosti za videz določenega znaka v poljubnem položaju besedila.

Verjetno, da dokazilo o formulah in izrekih ne bo zanimivo za vse, zato je ob upoštevanju formul znanih znanstvenikov izpeljan izračunan izraz:

i = log₂(1 / p) = log₂N (bit) - 2ⁱ= N,

kjer je i - to je vrednost, ki se moramo naučiti, p - numerično vrednost možnost znaka v položajih besedila, N, v večini primerov je enako 2, ker je računalnik stroj kodira podatke v binarni kodi, ki sestoji iz dveh spremenljivk.

Abecedni volumetrični pristop k merjenju informacij predvideva, da je masa enega znaka enaka 1-bitni - minimalni enoti merjenja. S formulo lahko določite, kaj je enako bajtom, kilobajtom, megabajtom itd.

Različna verjetnost pojavljanja simbolov v besedilu

Če domnevamo, da se znaki pojavljajo z različnimi frekvencami (oziroma v poljubnem položaju besedila, je njihova verjetnost pojavljanja drugačna), potem lahko rečemo, da je njihova informativna teža tudi drugačna. Merjenje informacij je treba izračunati z drugo formulo. Abecedni pristop tem je univerzalen, kar pomeni enako in drugačno možnost pogostosti pojavljanja znaka v besedilu. Ne bomo se dotaknili zapletene formule za izračun te količine, upoštevajoč različno verjetnost pojavljanja simbola. Treba je razumeti, da so takšne črke kot "ъ", "х", "ф", "ч" v ruskih besedah ​​veliko manj pogoste. Zato je treba upoštevati frekvenco videza po drugi formuli. Po nekaterih izračunih so znanstveniki prišli do zaključka, da je informativna teža redko naletenih simbolov veliko večja od teže črk, ki se pogosto srečujejo. Če želite izračunati količino besedila, morate upoštevati količino ponovitve vsakega znaka in njegovo informativno težo ter velikost abecede.

Merilne informacije: tanke vsebine

Abecedni pristop k merjenju informacij lahko prezrete. Informatika ponuja še en vidik merjenja podatkov - smiselno. Tu se rešuje nekoliko drugačen problem. Recimo, da oseba, ki sedi na računalniku, dobi informacije o pojavu ali kakem predmetu. Vnaprej je jasno, da nič ne ve, zato obstaja določeno število možnih ali pričakovanih možnosti. Po branju sporočila negotovost izgine in ostane ena možnost, katere vrednost je treba izračunati. Obračamo se na pomožno formulo. Vrednost se izračuna v najmanjših enotnih bitih. Kot abecedni pristop k merjenju količine informacij bo izbrana pravilna formula ob upoštevanju dveh možnih situacij: različna in enaka verjetnost pojava dogodkov.

Dogodki z enako verjetnostjo

Kot v primeru, ko se uporablja abecednem objektiven pristop k merjenju informacij, ko je želeno formulo smiseln pristop izračunano iz že znane vzorec, ki je dala znanstvenik Hartley:

2ⁱ= N,

kjer je i obseg dogodka, ki ga moramo najti, in N število dogodkov, s katerimi se srečujemo z frekvenco enodrobnosti. Vrednost i je upoštevana v najmanjši enoti računanja - bitov. Lahko se izrazi v smislu logaritma.

Primer izračunavanja dogodka enodrobnosti

Recimo, da imamo na ploščici 64 pel`menov, od katerih je presenetljivo skrito namesto mesa. Treba je izračunati, koliko informacij vsebuje dogodek, ko je bil ta pelmen, ki je bil presenečen, tj. Za merjenje informacij. Abecedni pristop je enostaven kot ciljni. V dveh primerih se za izračun količine informacijskega gradiva uporabi ista formula. Mi nadomestimo dobro znano količinsko formulo: 2ⁱ= 64 = 2⁶. Rezultat: i = 6 bitov.

Merjenje informacij ob upoštevanju različne verjetnosti pojava dogodka

Recimo, da imamo dogodek z verjetnostjo pojava p. Predpostavljamo, da je vrednost i, izračunana v bitih, številka, ki označuje dejstvo, da se je dogodek zgodil. Na podlagi tega lahko trdimo, da se vrednosti lahko izračunajo v skladu z obstoječo formulo: 2ⁱ= 1 / p.

Razlike med abecednimi in informativnimi pristopi do informacijske razsežnosti

Torej se obseg pristopa razlikuje od bistvenega? Navsezadnje so formule za izračun količin informacij popolnoma enake. Razlika je v tem, da se abecedni vidik lahko uporabijo, če delate z besedili in informativni omogoča reševanje kakršnih koli težav v teoriji verjetnosti, izračunamo količino informacij o določenem dogodku, zaradi svoje verjetno, da se pojavi.

Sklepi

Abecedni pristop k merjenju informacij na enak način kot smiselni daje priložnost ugotoviti, katere enote podatkov se merijo in koliko bodo zasedeni z besedilnimi znaki ali drugimi informacijami. Vse besedilne in numerične datoteke, sporočila v računalniško kodo in nazaj lahko prevedemo, vedno pa vedo, koliko pomnilnika bodo zasedli v računalniku.