Презентация по информатике на тему "Измерение информации"

• 1 слайд

  Измерение информации
  Алфавитный подход
  Единицы измерения информации
  Содержательный подход
  Карпова Татьяна Александровна
  учитель информатики
  МАОУ «СОШ №80», г. Северск, Томская область
  

• 2 слайд

  Три кита на которых стоит мир
  Вещество
  
  Энергия
  
  Информация
  
  Можно ли измерить вещество?
  Например:
  Длина (мм, см, дм, м,…
  Вес (мг, г, кг,…
  Объем (мм3, см3,…
  Можно ли измерить энергию?
  Например:
  Тепловая энергия,
  электроэнергия (Дж)
  Как измерить количество информации?
  Какие единицы измерения?
  

• 3 слайд

  Информация - это сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах.
  Информативным назовем сообщение, которое пополняет знания человека, т.е. несет для него информацию.
  «Старые» сведения  знания не пополнят, т. е. сообщение неинформативно
  (количество информации = 0)
  Новые сведения  пополнят знания, т. е. сообщение информативно
  (количество информации > 0)
  5*7=35
  Понятное/ новое  сообщение информативно (количество информации > 0)
  Непонятное  сообщение неинформативно
  (количество информации = 0)
  Logax+Logay= loga(xy)
  СООБЩЕНИЕ
  

• 4 слайд

   
  Сообщение несет информацию для человека (информативно), если содержащиеся в нем сведения являются для него новыми и понятными.
  Вывод: 
  Зависит от человека (субъективно)
  

• 5 слайд

  Столица Франции - Париж
  Эйфелева башня имеет высоту 300 метров и вес 9000 тонн
  Значение определенного интеграла равно разности значений первообразной подынтегральной функции на верхнем и нижнем пределах.
  

• 6 слайд

  Для того, чтобы измерить информацию объективно,
  нельзя опираться на её содержание
  

• 7 слайд

  Алфавитный (объёмный) подход к измерению информации
  
  
  

• 8 слайд

  Алфавитный подход
  Алфавитный подход позволяет измерять количество информации в тексте (символьном сообщении), составленном из символов некоторого алфавита.
  Информационный объём сообщения не зависит от содержания (объективный подход)
  Используется в технике
  

• 9 слайд

  Алфавит – набор знаков, используемых при кодировании информации с помощью некоторого языка.
  Примеры:
  АБВГДЕЁЖЗИЙКЛМНОПРСТУФХЦЧШЩЪЫЬЭЮЯ
  
  ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ
  
  - +
  
  0123456789
  
  
  Алфавит - ?
  Мощность алфавита – количество символов в алфавите (N).
  N=33
  N=26
  N=2
  N=10
  

• 10 слайд

  Алфавитный подход
  Каждый символ имеет свой информационный вес
  текст записан с помощью символов некоторого алфавита (различаются своей мощностью)  вес символа зависит от мощности алфавита
  
  Б
  

• 11 слайд

  Какова минимальная мощность алфавита, с помощью которого можно записывать (кодировать) информацию?
   0
  0 1
  - +
  Да нет
  Двоичный алфавит
  

• 12 слайд

  Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу информации – 1 бит
  Двоичный алфавит
  0
  1
  

• 13 слайд

  Символ
  Двоичный код
  Информационный вес символа = длине двоичного кода
  Например: 11101000111011011111010011101110111100001110110011100000111101101110100011111111 содержит 40 бит информации
  

• 14 слайд

  0 0
  0 1
  1 0
  1 1
  Сколько символов можно закодировать двумя битами?
  Значит в алфавите мощностью 4 символа 
  информационный вес каждого символа - 2 бита.
  

• 15 слайд

  0 0 0
  0 0 1
  0 1 0
  0 1 1
  Сколько символов можно закодировать тремя битами?
  Значит в алфавите мощностью 8 символов
  информационный вес каждого символа - 3 бита.
  1 0 0
  1 0 1
  1 1 0
  1 1 1
  

• 16 слайд

  Зависимость между мощностью алфавита N и информационным весом символа  i
  
  Заметим, что 2 = 21, 4 = 22, 8 = 23, 16 = 24.
  Информационный вес каждого символа, выраженный в битах (i), и мощность алфавита (N) связаны между собой формулой: 
  N = 2i
  

• 17 слайд

  Задачи
  N = 2i
  №1
  N=2
  Найти i
  Решение:
  2=2i
  i=1 бит
  №2
  N=8
  Найти i
  Решение:
  8=2i
  i=3 бита
  №3
  N=33
  Найти i
  Решение:
  N<M= 2i
  64=2i
  i=6 битов
  №4
  i=7 битов
  Найти N
  Решение:
  N=27
  N=128 символов
  

• 18 слайд

  Информационный объём сообщения
  I =
  
  L
  i
  Количество символов (знаков) в тексте
  Информационный вес одного символа (знака)
  Информационный объём сообщения
  

• 19 слайд

  Алгоритм вычисления информационного объема сообщения
  Определяем мощность алфавита N;
  Вычисляем информационный вес символа i (бит) :
  N = 2i
  3) Вычисляем информационный объем сообщения:
  
  
  
  где L – количество символов в сообщении.
  I = L·i
  

• 20 слайд

  Информационный объём текста
  Сообщение, записанное буквами из 64-символьного алфавита, содержит 2000 символов. Какой объём информации оно несет?
  Дано: L=2000, N=64
  Найти: I - ?
  Решение:
  N=2i
  64=2i
  i=6 (бит) – информационный вес одного символа.
  I=L*i
  I=2000*6=12000 (бит)
  Ответ: 12000 бит.
  

• 21 слайд

  Единицы измерения информации
  КОМПЬЮТЕРНЫЙ АЛФАВИТ
  русские буквы
  латинские буквы
  цифры (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0)
  математические знаки (+, -, *, /, ^, =)
  прочие символы («», №, %, <, >, :, ;, #, &)
  Компьютерный алфавит содержит 256 символов. 256 = 28  i=8 битов
  1 байт - информационный вес символа
  алфавита мощностью 256.
  1 байт = 8 битов
  1 бит – минимальная единица измерения информации
  

• 22 слайд

  1 байт (bytе) = 8 бит
  1 Кбайт (килобайт) = 1024 байт =210 байт
  1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайт
  1 Гбайт (гигабайт) = 1024 Мбайт
  1 Тбайт (терабайт) = 1024 Гбайт
  1 Пбайт (петабайт) = 1024 Тбайт
  Единицы измерения информации
  умножение
  деление
  

• 23 слайд

  Перевод в другие единицы
  3 Кбайта =
  
  3 ·1024 байт = 3072 байта
  ? байт
  
  15 байт =
  ? бит
  15 · 8 бит = 120 бит
  2048 Кбайт =
  ? Мбайт
  2048 :1024Мбайт = 2 Мб
  1024 Mбайт =
  ? Гб
  1024 :1024 Гб=1Гб
  1Кбайт =
  ? бит
  1 · 1024 ·8 бит = 8192 бита
  байт
  

• 24 слайд

  Сколько килобайтов составит сообщение из 2048 символов 16-ти символьного алфавита
  Дано: L=2048, N=16
  
  Найти: I - Кб?
  Задача №1
  Ответ: 1 Кбайт.
  16=2i
  i=4 (бита) – информационный вес одного символа.
  Решение:
  I=L*i
  N=2i
  2
  1
  1
  2
  1 Кбайт
  

• 25 слайд

  Информационный объём сообщения равен 3 Кб. Информационный вес символа – 32 бита. Сколько символов содержит сообщение?
  Дано:  I=3 Kб,
  i= 32 бита
  
  Найти: L?
  
  Ответ: 768 символов
  Задача №2
  Решение:
  

• 26 слайд

  Основные понятия
  Алфавитный подход позволяет измерить объём информации не зависимо от её содержания.
  Каждый символ несёт некоторое количество информации и имеет информационный вес (i).
  Минимальная единица измерения информации – 1 бит.
  Мощность алфавита и информационный вес символа связаны отношением: N = 2i.
  Информационный объём сообщения вычисляется по формуле: I = L*i.
  1 байт = 8 бит
  Байты, килобайты (КБ), мегабайты (МБ),
  гигабайты (ГБ), терабайты (ТБ) – единицы измерения информации. Каждая в 1024 раза больше предыдущей.
  

• 27 слайд

  Содержательный подход к измерению информации
  
  
  

• 28 слайд

  Содержательный подход к измерению информации
  Клод Элвуд Шеннон
  Информация — уменьшение неопределенности наших знаний.
  Неопределенность знания некоторого события — это число возможных вариантов результата .
  Равновероятные события –
  ни одно из них не имеет преимущества перед другими.
  

• 29 слайд

  Единица измерения информации
  Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятных, несет 1 бит информации
  Книга лежит на одной из двух полок - верхней или нижней  неопределенность знаний равна 2
  
  Сообщение о том, что книга лежит на верхней полке уменьшает неопределенность в два раза  данное сообщение несет 1 бит информации
  При бросании монеты неопределенность равна 2  сообщение о том, что выпал «Орёл» несет 1 бит информации
  
  

• 30 слайд

  ?
  В ящике лежат 4 шара.
  Какое количество информации несет сообщение «Достали красный шар»
  

• 31 слайд

  31
  Формула Хартли
  (для равновероятных событий)
  2i = N
  N – неопределённость знаний, т.е. число возможных результатов (вариантов сообщения)
  
  i – количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий
  

• 32 слайд

  В ящике лежат 4 шара.
  Какое количество информации несет сообщение «Достали красный шар)
  N=4
  2i=4
  i=2 (бита)
  ?
  

• 33 слайд

  1.В классе 32 ученика. Какое количество информации содержится в сообщении о том, что к доске пойдет Коля Сидоров?
  N = 2i
  
  32 = 2i
  
  i = 5 бит
  N = 32
  
  i - ?
  2.Сообщение о том, что ваш друг живет на 5 этаже, несет 4 бита информации. Сколько этажей в доме?
  i = 4 бита
  
  N - ?
  N = 2i
  
  N = 24
  
  N = 16 этажей
  Задачи
  

• 34 слайд

  Основные понятия
  Содержательный подход позволяет измерить объём информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий.
  Сообщение о том, что произошло одно из двух равновероятных событий несет 1 бит информации.
  Для определения количества информации i содержащейся в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий, нужно решить показательное уравнение: N = 2i.
  

• 35 слайд

  Источники
  Информатика и информационно-коммуникационные технологии. Базовый курс: Учебник для 7 класса/ И.Г. Семакин, Л.А. Залогова и другие.
  Преподавание базового курса информатики в средней школе. Методическое пособие/ И.Г. Семакин, Т.Ю. Шеина. – М.: Лаборатория Базовых знаний
  Информатика. Учебник для 7 класса.  Босова Л.Л, А. Ю. Босова. – М: Бином. Лаборатория знаний
  Изображения:
  
  http://www.cliparthut.com/clip-arts/110/whale-clip-art-110931.jpg
  http://www.cartoonclipartfree.com/Cliparts_Free/Tiere_Free/Cartoon-Clipart-Free-40.gif
  http://en.academic.ru/pictures/enwiki/72/Hartley_ralph-vinton-lyon-001.jpg
  https://im1-tub-ru.yandex.net/i?id=4630877ac0072c07f3328fd36b256a43&n=33&h=215&w=349
  http://illustrators.ru/uploads/illustration/image/6180/main_6180_original.jpg
  http://pashap.ru/wp-content/uploads/2015/04/the-one-question-that-improves-your-job-search-outcome-1024x1024.jpg
  http://img0.liveinternet.ru/images/attach/c/6/124/257/124257472_4543971.png
  https://clipartion.com/wp-content/uploads/2015/11/boy-thinking-stock-photo-picture-and-royalty-free-image-image.jpg
  http://img1.liveinternet.ru/images/attach/c/11/115/600/115600077_large_106.png
  https://ds02.infourok.ru/uploads/ex/07c6/00042675-087f56bc/hello_html_m703627ca.jpg
  http://www.arhcity.ru/data/124/kniga_ishet.jpg
  http://aeol.su/sites/default/files/fornews/10r_2013mmd_2.2a.jpg
  http://bookz.ru/authors/uolter-aizekson/innovato_447/i_016.jpg
  http://images.clipartpanda.com/study-clipart-30333324-Illustration-Featuring-a-Group-of-Kids-Studying-Together-Stock-Vector.jpg
  http://900igr.net/datai/fizkultura/Ves-rantsa/0014-008-Vyvody.png
  http://pngimg.com/upload/keyboard_PNG5869.png
  http://images.easyfreeclipart.com/1355/dado-clip-art-at-clkercom-vector-online-royalty-free-1355886.png
  http://do.ngs.ru/preview/do/4e1630bd52fb319db216b25a946afc03_1466144470_1000_895.jpg