Урок 4  Измерение и кодирование информации.

Цель урока: повторить тему «Вероятностный подход к измерению информации. Научиться решать задачи по теме»

1. Повторение

1. Обмен информации происходит при помощи сигналов. По радио или телевидению, на магнитной записи сигналы передаются в форме непрерывных быстро изменяющихся во времени кривых линий, непрерывные сигналы или аналоговые.

В телеграфии и ВТ сигналы имеют импульсивную форму, прерывистую и называются дискретными сигналами. Другими словами информация передается в двух формах: дискретной и аналоговой.

2. Для определения количества любой информации (символьной, текстовой, графической) нужно найти способ представить её в едином стандартном виде. Таким видом стала двоичная форма представления инф-ции. Любая информация записывается в виде последовательности только двух символов: 0 или 1. В компьютере такие сигналы рассматриваются как наличие или отсутствие напряжения. Принцип информации в двоичной форме можно прояснить на примере: нужно получить интересующую инф-ю у собеседника, задавая любые вопросы, но получая ответ да или нет (да-1, нет-0).

-         Вы сегодня обедали? С одинаковой вероятностью следует ожидать ответ: да или нет, причем любой из этих ответов несет самое малое количество инф-ции. Эта минимальная единица измерения информации наз-ся битом.

3. Как правило компьютер работает не с отдельными битами, а с 8 битами сразу – 8 бит – 1 байт. Одним байтом можно закодировать 256 символов: на клавиатуре это англ. и русск. буквы большие и маленькие, стрелки, цифры, управляющие и функциональные клавиши, дополнительная числовая клавиатура, различные значки. Байт записывается в памяти машины , читается и обрабатывается  обычно как единое целое.

1 Кб=1024=2¹⁰байт

1 Мб=1024Кб=2²⁰байт

1 Гб=1024Мб=2³⁰байт

1 Тб=1024Гб=2⁴⁰байт

1 Пб=1024Тб=2⁵⁰байт

1 байт – кол-во инф-ции об одном символе (букве, цифре, знаке). На одну дискету размером 3,5 дюйма можно записать 1, 44 Мб инф-ции.

4. В ячейке памяти компьютера числа записываются побайтно, т.е. по 8 цифр. Так выглядит запись десятичных цифр в ячейках памяти компьютера.

2. Новый материал:

Важную роль в обмене информации между людьми играет язык: существует огромное количество естественных языков. Почему при обмене текста или при разговоре люди разных стран обмениваются на разных языках, а при счете пользуются одинаковой формой записи чисел? С чем это связано? С торговыми расчетами.  Итак, компьютер может обрабатывать числовую, текстовую, графическую, видео и звуковую информацию. Каким же образом он обрабатывает столь различающиеся по восприятию человеком виды информации? Любая информация должна быть преобразована в числовую форму, то есть закодирована в последовательности нулей и единиц. Такое кодирование информации в компьютере наз-ся двоичным кодированием, а логические последовательности нулей и единиц – машинным языком. Разрядность процессора определяет размер машинного слова – число бит, к которым МП имеет одновременный доступ.

Двоичное кодирование текстовой информации. При нажатии на определенную клавишу в компьютер передается соответствующая этому символу последовательность нулей и единиц на машинном языке. Драйвер клавиатуры и экрана по кодовой таблице определяет символ и изображает его на экране. Определенные трудности возникают с кодировкой символов кириллицы, так как существует 5 различных кодировок русских букв. Поэтому некоторые тексты, созданные в одной кодировке неправильно отображаются в другой.

1 стандарт кодирования русских букв на компьютерах был КОИ8 (8 битный код обмена информацией), первоначально применялся на компьютерах с операционной системой UNIX (юникс).

 Сейчас распространена стандартная кодировка MS Windows обозначается CP1251 (CP означает «Code Page» «кодовая страница»). Эту кодировку поддерживают все русскоязычные Windows – приложения.

В MS-DOS используется кодировка СР866.

Для компьютеров Маcintosh фирма  Apple разработала кодировку русских букв MAC.

В качестве стандарта для русского языка международная организация по стандартизации (ISO international standarts organization) утвердила кодировку под названием ISO 8859-5.

Новый международный стандарт Unicode (юникоде, универсальный код) отводит на каждый символ не 1 байт, а два. С его помощью можно закодировать не 256 символов, а 65536. Эту кодировку поддерживает пакет MS Office 97.

3. Решение задач:

1.В алфавите формального (искусственного) языка все­го два знака-буквы («+» и «-»). Каждое слово этого языка состоит из двух букв. Максимальное число слов этого языка? (2²=4)

2.  В алфавите формального (искусственного) языка все­го два знака-буквы («О» и «I»). Каждое слово этого языка состоит из трех букв. Максимальное число слов этого языка?

(2³=8)

3.В алфавите формального (искусственного) языка все­го два знака-буквы («О» и «X»). Каждое слово этого языка состоит всегда из пяти букв. Какое максималь­ное число слов возможно в этом языке?

(2⁵=32)

4. В алфавите некоторого языка всего два знака-буквы («О» и «I»). Каждое слово этого языка состоит из п букв. Максимальное число слов N этого языка? 2^N

5.  Пусть N — число двухбуквенных слов некоторого языка, алфавит которого содержит 10 букв. Какому из указанных интервалов принадлежит N?

A) N < 400;

Б) 400 ≤ N ≤1000;

B) 1001 ≤ N ≤ 10 000;

Г) 10 001 ≤ N ≤ 100 000

Д) N > 100 000.

Решение: N=100, значит ответ А)

6. В уравнении АА + В = ВСС разные цифры кодируются разными буквами. Чему равно значение выражения 2А + 3В + 4С?

A) 18;

B) 19;

В) 20;

Г)21;

Решение: складывая двузначное и однозначное число получаем трехзначное число, значит это числа 99 + какое то число. Так как у трехзначного числа две последние цифры равны, то это 0, С=0, В=1. Ответ: 2*9+3*1+4*0=21

7. Для шифровки каждой буквы слова используются двузначные числа. Известно, что буква «е» закоди­рована числом 20. Среди слов «елка», «полка», «поле», «пока», «кол» есть слова, кодируемые после­довательностью цифр: 11 32 12 20, 20 12 10 22. Какая из нижеприведенных последовательностей есть код сло­ва «колокол»?

A) 10 32 12 32 10 12 32;

Б) 10 32 12 32 10 32 12;

B) 12 32 12 32 10 12 32;

Г) 10 32 12 32 10 12 20;

Д)12 32 12 32 10 12 31.

Решение: Рассматривая данную последовательность цифр 11 32 12 20, 20 12 10 22 получаем:

 о-32

 л-12

 е-20

 п-11

 к-10

Значит верный ответ Б

A) 139136140142141;

Б) 147136148150149;

B) 146136147149148;

Г) 138136139141140;

Д) 155136156158157.

Решение:  И-136, Й-137, К-138, Л-139, М-140, Н-141, О-142

9.По приблизительным оценкам, человеческий мозг способен перерабатывать информацию со скоростью 16 бит в секунду. Какое приблизительное количество учебной информации «перерабатывает» школьник за время 10-летнего обучения в школе, посвящая учебе 8 часов каждый день (за исключением воскресений), если в учебном году 35 недель? Дайте ответ в байтах, Кб, Мб, Гб

 2  байта х 3600 сек х 8 час х 6 дней х 35 недель х 10 лет байт.= 120960000 Байт = 118125Кб = 115,3564453125Мб =0,11 Гб

10. Каково минимальное число вопросов, подразумеваю­щих ответ «да» или «нет», которые необходимо задать, чтобы выяснить, на каком из 16 путей находит­ся вагон?

A) 16;

Б) 3;

B) 4;

Г)5;

Д) 8.

Решение:

Варианты вопросов:

1. Вагон находится с 1 по 8 путь? Да
2. Дальше 4 пути? Да
3. Это четный путь? Нет
4. Это 5 путь?  Нет