8 класс. Измерение информации. Содержательный подход

Измерение информации. Содержательный подход.

Вопрос “как измерить информацию?” очень непростой. Ответ на него зависит от того, что понимать под информацией. Но поскольку определить информацию можно по-разному, то и способы измерения тоже могут быть разными.

Информацию друг другу мы передаем в устной и письменной форме, в форме жестов, мимики, знаков. Информацию мы получаем, передаем другим и делаем определенные умозаключения на ее основе.

В любом виде информация выражает сведения о ком-то или о чем-то, и при этом она обязательно имеет некоторую форму — форму рассказа, рисунка, статьи и т.д. Чертежи и музыкальные произведения, книги и картины, спектакли и фильмы — все это формы представления информации.

Информация в наиболее общем понимании — это отражение предметного мира с помощью знаков и сигналов.

В информатике понятие " информация" вводится как мера уменьшения неопределенности. Такой подход позволяет количественно измерять информацию, что чрезвычайно важно для информатики как технологической науки.

Рассмотрим такой подход к определению информации более подробно на примерах, когда существуют некоторое количество событий, каждое из которых может произойти с определенной вероятностью, например, "бросания монеты". Перед броском существует неопределенность, как упадет монета предсказать невозможно. После броска реализуется полная определенность (например "орел").

При бросании четырехгранной пирамиды существует 4 возможных исхода, а при бросании игрального кубика - 6 возможных исходов. Очевидно, что чем больше возможных событий, тем больше начальная неопределенность результата и, главное, тем больше количество информации будет получено после проведения опыта.

Итак,

Количество информации -  мера уменьшения неопределенности знаний.

Для количественного определения любой величины необходимо выбрать единицу измерения.

Заединицу измерения информации принято такое количество информации, которое мы получаем при уменьшении неопределенности в два раза. Такая единица называется бит.

Если вернуться к опыту с бросанием монеты, то здесь неопределённость как раз уменьшается в два раза (из двух возможных событий реализуется одно), и, следовательно, полученное количество информации равно 1 биту.

Количество информации, содержащееся в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий, определяется из решения уравнения Формулы Хартли:

N = 2^I

где N - количество возможных информационных сообщений,

I - количество информации, которое несет одно полученное сообщение.

По этой формуле можно определить количество возможных событий, если известно количество информации. Например, если мы получили 4 бита информации, то количество возможных событий составляло:

N = 2⁴= 16.

Наоборот, для определения количества информации, если известно количество событий, необходимо решить показательное уравнение относительно I. Например, в игре “Крестики – нолики” на поле 8х8 перед первым ходом существует 64 возможных события (64 варианта расположения “крестика”), тогда уравнение принимает вид:

64 = 2^I.

Так как 64=2⁶, то уравнение принимает вид:

2⁶ = 2^I.

Таким образом, I=6 бит, т.е. количество информации, полученное вторым игроком после первого хода первого игрока, составляет 6 бит.

1бит – слишком мелкая единица измерения информации. На практике используется более крупная единица – 1 байт, которая равна 8 битам.

1 байт = 2³ бит = 8 бит

В информатике система образования кратных единиц измерения количества информации несколько отличается от принятых в большинстве наук. Компьютер оперирует числами не в десятичной, а в двоичной системе счисления, поэтому в кратных единицах измерения количества информации используется коэффициент 2ⁿ:

1 Кбайт = 2¹⁰ байт = 1024 байт 1 Мбайт = 2²⁰ байт = 1024 Кбайт 1 Гбайт = 2 ³⁰ байт = 1024 Мбайт

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/294493-8-klass-izmerenie-informacii-soderzhatelnyj-p