Alfabet w informatyce jest systemem znaków, za pomocą którego można przesłać komunikat informacyjny. Aby zrozumieć istotę tej definicji, oto kilka dodatkowych faktów teoretycznych:

  1. Wszelkie wiadomości składają się z alfabetu. Na przykład ten artykuł jest wiadomością. Następnie składa się ze znaków alfabetu rosyjskiego.
  2. Pod symbolem możemy zrozumieć minimalną znaczącą cząstkę alfabetu. Również niepodzielne cząsteczki nazywane są atomami. Znaki w alfabecie rosyjskim to "a", a następnie "b", "c" i tak dalej.
  3. Teoretycznie alfabet nie musi być w żaden sposób kodowany. Na przykład w drukowanej książce symbole alfabetu oznaczają same siebie, co oznacza, że ​​nie mają żadnego kodowania.

moc alfabetu

Ale w praktyce mamy następujące: komputer nie rozumie, jakie są litery. Dlatego, aby przesłać komunikat informacyjny, musi najpierw zostać zakodowany w języku zrozumiałym dla komputera. Aby przejść dalej, konieczne jest wprowadzenie dodatkowych warunków.

Jaka jest moc alfabetu

Przez moc alfabetu rozumiemy całkowitą liczbę znaków w niej. Aby dowiedzieć się, jaka jest moc alfabetu, wystarczy policzyć liczbę znaków w nim. Rozumiemy to. W przypadku alfabetu rosyjskiego moc alfabetu wynosi 33 lub 32 znaki, jeśli nie używa się "e".

Załóżmy, że wszystkie postacie w naszym alfabecie spotykają się z takim samym prawdopodobieństwem. Założenie to można rozumieć w następujący sposób: załóżmy, że mamy torbę z podpisanymi sześcianami. Liczba zawartych w nim kostek jest nieskończona, a każda z nich jest podpisana tylko jednym symbolem. Następnie, przy równomiernym rozmieszczeniu, bez względu na to, ile kostek wydostaniemy się z torby, liczba kostek z różnymi symbolami będzie taka sama, lub będzie zmierzać do tego ze wzrostem liczby kostek, które wyciągamy z torby.

Ocena wagi komunikatów informacyjnych

Prawie sto lat temu amerykański inżynier Ralph Hartley opracował formułę, którą można ocenić ilość informacji w wiadomości. Jego formuła działa na równie prawdopodobne zdarzenia i wygląda tak:

i = log 2 M

Gdzie "i" to liczba niepodzielnych informacji, czyli atomy (bity) w komunikacie, "M" to moc alfabetu. Kontynuujemy. Za pomocą przekształceń matematycznych możemy określić, że moc alfabetu można obliczyć w następujący sposób:

M = 2 i

Ta formuła w ogólnej formie określa połączenie między liczbą równie prawdopodobnych zdarzeń "M" i ilością informacji "i".

Oblicz moc

Najprawdopodobniej już wiesz na szkolnym kursie informatycznym, że w nowoczesnych systemach komputerowych opartych na architekturze von Neumanna używany jest binarny system kodowania informacji. Oba programy i dane są zakodowane w ten sposób.

Aby przedstawić tekst w systemie komputerowym, użyj jednolitego kodu ośmiu bitów. Kod jest uważany za jednolity, ponieważ zawiera stały zestaw elementów - 0 i 1. Wartości w takim kodzie są określone przez określoną kolejność tych elementów. Za pomocą ośmiobitowego kodu możemy kodować wiadomości ważące 256 bitów, ponieważ według wzoru Hartleya: M 8 = 2 8 = 256 bitów informacji.

Ta sytuacja z kodowaniem znaków w kodzie binarnym rozwinęła się historycznie. Ale teoretycznie moglibyśmy użyć innych alfabetów do reprezentowania danych. Na przykład w czteroliterowym alfabecie każda postać ma wagę nie jednego, ale dwóch bitów, w ośmioznakowym alfabecie - 3 bitach i tak dalej. Jest to obliczane za pomocą logarytmu binarnego podanego powyżej ( i = log 2 M ).

Ponieważ w alfabecie o pojemności 256 bitów, osiem cyfr binarnych jest przypisanych do oznaczenia jednego znaku, zdecydowano wprowadzić dodatkową miarę informacji - bajtów. Jeden bajt zawiera jeden znak tablicy kodów ASCII i zawiera osiem bitów.

moc alfabetu 256

Jak mierzyć informacje

в прописном и строчном варианте, цифры, символы знаков препинания и другие базовые символы. Osiem bitowe kodowanie wiadomości tekstowych, które jest używane w tabeli kodów ASCII, pozwala dopasować podstawowy zestaw znaków alfabetu łacińskiego i cyrylicowego wielkimi i małymi literami, cyframi, znakami interpunkcyjnymi i innymi podstawowymi znakami.

Aby zmierzyć większe ilości danych, użyj specjalnych przedrostków do słów i bitów słów. Takie załączniki przedstawiono w poniższej tabeli:

jaka jest moc alfabetu

Wiele osób, które studiowały fizykę, będzie argumentować, że racjonalne byłoby używanie klasycznych prefiksów do oznaczania jednostek informacji (takich jak kilo i mega), ale w rzeczywistości nie jest to całkowicie poprawne, ponieważ takie przedrostki do wartości oznaczają mnożenie przez jeden lub inny poziom dziesięciu kiedy binarny system pomiarów jest używany wszędzie w informatyce.

Prawidłowe nazwy jednostek danych

Aby wyeliminować niedokładności i niedogodności, w marcu 1999 r. Międzynarodowa Komisja ds. Elektrotechniki zatwierdziła nowe jednostki dla jednostek, które są wykorzystywane do określenia ilości informacji w elektronicznym systemie komputerowym. Takie przedrostki to "mebi", "kibi", "gibi", "tebi", "eksbi", "petit". Jak dotąd jednostki te jeszcze się nie zakorzeniły, więc najprawdopodobniej potrzeba czasu na wprowadzenie tego standardu i początek powszechnego stosowania. Jak przejść z klasycznych jednostek do nowo zatwierdzonych, możesz określić następującą tabelę:

moc alfabetu jest

Załóżmy, że mamy tekst zawierający znaki K. Następnie za pomocą podejścia alfabetycznego można obliczyć ilość informacji V, która zawiera. Będzie równy iloczynowi mocy alfabetu przez wagę informacyjną jednego znaku w niej.

Według formuły Hartleya wiemy, jak obliczyć ilość informacji za pomocą logarytmu binarnego. Zakładając, że liczba znaków alfabetu jest równa N, a liczba znaków w rekordzie wiadomości informacyjnej jest równa K, otrzymujemy następującą formułę do obliczenia objętości informacji w wiadomości:

V = K ⋅ log 2 N

Podejście alfabetyczne wskazuje, że objętość informacji zależy wyłącznie od mocy alfabetu i wielkości wiadomości (to jest liczby znaków w niej), ale w żaden sposób nie będzie związana z treścią semantyczną dla danej osoby.

Przykłady obliczeń mocy

W komputerach klasowych nauka często polega na znalezieniu mocy alfabetu, długości wiadomości lub objętości informacji. Oto jedno z tych zadań:

"Plik tekstowy zajmuje 11 KB miejsca na dysku i zawiera 11264 znaków. Określ moc alfabetu tego pliku tekstowego."

Jakie będzie rozwiązanie, które można zobaczyć na poniższym obrazku.

Alfabet 256 znaków

Tak więc alfabet o pojemności 256 znaków zawiera tylko 8 bitów informacji, które w informatyce nazywa się jeden bajt. Bajt opisuje 1 znak tabeli ASCII, która, jeśli się nad tym zastanowić, wcale nie jest duża.

Czy jeden bajt jest dużo czy mało?

Nowoczesne magazyny danych, takie jak centra danych Google i Facebooka zawierają nie mniej niż dziesiątki petabajtów informacji. Dokładna ilość danych będzie jednak trudna do obliczenia nawet samodzielnie, ponieważ wtedy będziesz musiał zatrzymać wszystkie procesy na serwerach i zamknąć użytkownikom dostęp do nagrywania i edycji ich danych osobowych.

moc alfabetu 256 ile

Aby jednak wyobrazić sobie takie niepojęte ilości danych, konieczne jest jasne zrozumienie, że wszystko składa się z drobnych szczegółów. Konieczne jest zrozumienie, jaka jest moc alfabetu (256) i ile bitów zawiera 1 bajt informacji (jak pamiętamy, 8).