Какъв е обемът в компютърните науки. Количество информация

Нашата високотехнологична епоха се отличава с широките си възможности. С развитието на електронните компютри пред хората се отвориха невероятни хоризонти. Всякакви интересни новини вече могат да бъдат намерени в глобалната мрежа безплатно, без да напускат дома си. Това е пробив в технологиите. Но как толкова много данни могат да се съхраняват в компютърната памет, да се обработват и предават на дълги разстояния? Какви единици информация в компютърните науки съществуват? И как да се работи с тях? Сега не само хората, пряко ангажирани с писането на компютърни програми, но и обикновените ученици трябва да знаят отговорите на тези въпроси. В крайна сметка това е основата на всичко.

  в компютърните науки

Свикнали сме да мислим, че информацията е цялото знание, което ни се предава. Но в информатиката и компютърните науки тази дума има малко по-различно определение. Това е основният компонент на цялата наука за електронните компютри. Защо основни или основни? Защото компютърните технологии обработват данни, спестяват и информират хората. Най-малката единица информация се измерва в битове. Информацията се съхранява в компютъра, докато потребителят не иска да я прегледа.

Свикнали сме да мислим, че информацията е единица език. Да, така е, но в компютърните науки се използва различно определение. Това е информация за състоянието, свойствата и параметрите на обектите в нашата среда. Напълно ясно е, че колкото повече научаваме за даден предмет или явление, толкова повече осъзнаваме, че представата ни за тях е оскъдна. Но сега, благодарение на такова огромно количество напълно безплатни и достъпни материали от цял \u200b\u200bсвят, стана много по-лесно да се учат, да правят нови приятели, да работят, да се отпускат и просто да се отпускат, докато четете книги или гледате филми.

Азбучен аспект на измерване на количеството информация

Чрез отпечатване на документи за работа, статии в уебсайтове и поддържане на личния ни блог в Интернет, ние не мислим как се обменят данни между потребителя и самия компютър. Как машина е способна да разбира команди, под каква форма съхранява всички файлове? В компютърните науки малко се приема като единица информация, която може да се съхранява от нули и такива. Същността на азбучния подход при измерването на текстовите знаци е последователност от знаци. Но не обвързвайте азбучния подход със съдържанието на текста. Това са съвсем различни неща. Количеството на такива данни е пропорционално на броя на въведените знаци. Благодарение на това се оказва, че информационното тегло на знак от двоичната азбука е равно на един бит. Информационните единици в информатиката са различни, както и всички други мерки. Битът е минималната стойност на измерване.

Съдържателният аспект на изчисляване на количеството информация

Измерването на информация се основава на теорията на вероятностите. В този случай се разглежда въпросът колко данни се съдържат в съобщение, получено от човек. Тук се използват дискретни математически теореми. За да се изчислят материалите, се вземат две различни формули в зависимост от вероятността на събитието. В същото време информационните единици в информатиката остават същите. Задачите за изчисляване на броя знаци, графики за подхода към съдържанието е много по-сложна, отколкото за азбучния.

Видове информационни процеси

Има три основни типа процеси, извършвани в електронен компютър:

1.   Как протича този процес? Чрез инструменти за въвеждане на данни, независимо дали става въпрос за клавиатура, оптична мишка, принтер или други, тя получава информация. След това ги преобразува в двоичен код и записва на твърдия диск в битове, байтове, мегабайти. За да преведете всяка единица информация в компютърните науки, има таблица, чрез която можете да изчислите колко бита са в един мегабайт и да извършите други преводи. Компютърът прави всичко автоматично.
2. Съхранение на файлове и данни в паметта на устройството. Компютърът е способен да съхранява всичко в двоичен вид. Двоичният код се състои от нули и такива.
3. Друг от основните процеси, протичащи в електронен компютър, е трансфер на данни. Той се реализира и в двоична форма. Но информацията вече се показва на екрана на монитора в символична или друга форма, позната на нашето възприятие.

Кодиране и измерване на информация

Малко се приема като единица информация, с която е достатъчно лесно да се работи, защото може да побере стойност 0 или 1. Как компютърът кодира обикновени десетични числа в двоичен код? Помислете за малък пример, който ще обясни принципа на кодиране на информация чрез компютърни технологии.

Да предположим, че имаме число в обичайната система на смятане - 233. За да го преведете в двоичен вид, е необходимо да се раздели на 2, докато стане по-малък от самия делител (в нашия случай 2).

1. Започваме делението: 233/2 \u003d 116. Остатъкът се пише отделно, това ще бъдат компонентите на двоичния код на отговора. В нашия случай това е 1.
2. Второто действие ще бъде: 116/2 \u003d 58. Остатъкът от разделението - 0 - отново се записва отделно.
3. 58/2 \u003d 29 без остатък. Не забравяйте да запишете останалите 0, защото, загубил само един елемент, ще получите съвсем различна стойност. След това този код ще се съхранява на твърдия диск на компютъра и ще бъде бит - минималните единици информация в компютърните науки. Осмокласниците вече са в състояние да се справят с преобразуването на числата от десетичния тип в двоичен и обратно.
4. 29/2 \u003d 14 с остатъка 1. Пишем го отделно към вече получените двоични цифри.
5. 14/2 \u003d 7. Остатъкът от делението е 0.
6. Още малко и бинарният файл ще бъде готов. 7/2 \u003d 3 с остатъка 1, който се записва в бъдещия отговор на двоичния код.
7. 3/2 \u003d 1 с останалата част 1. От тук записваме две единици в отговор. Едното като остатък, другото като последно оставащо число, което вече не се дели на 2.

Трябва да се помни, че отговорът е написан в обратен ред. Първото получено двоично число от първото действие ще бъде последната цифра, от второто - предпоследното и т.н. Окончателният ни отговор е 11101001.

Такова двоично число се записва в паметта на компютъра и се съхранява в тази форма, докато потребителят не иска да го гледа от екрана на монитора. Бит, байт, мегабайт, гигабайт - единици информация в компютърните науки. Именно в тези количества бинарните данни се съхраняват в компютъра.

Обратно преобразуване на числа от двоична към десетична система

За да извършите обратния превод от двоична стойност в десетична система за изчисление, трябва да използвате формулата. Изброяваме броя на знаците в двоична стойност, започвайки от 0. В нашия случай има 8, но ако започнете да броите от нула, тогава те завършват със сериен номер 7. Сега трябва да умножите всяка цифра от кода по 2 до мощността на 7, 6, 5, ..., 0.

1 * 2 7 + 1 * 2 6 + 1 * 2 5 + 0 * 2 4 + 1 * 2 3 + 0 * 2 2 + 0 * 2 1 + 1 * 2 0 \u003d 233. Ето първоначалното ни число, което беше взето преди преобразуването в двоичен код.

Сега вече знаете същността на компютърно устройство и минималната мярка за съхранение на информация.

Минимална информационна единица: Описание

Както бе споменато по-горе, най-малката мярка на информация се счита за малко. Тази дума е от английски произход, в превод означава "двоична цифра". Ако погледнете тази стойност от друга страна, тогава можем да кажем, че това е клетка с памет в електронните компютри, която се съхранява под формата 0 или 1. Битовете могат да бъдат преобразувани в байтове, мегабайти и дори по-големи количества информация. Самият електронен компютър участва в такава процедура, когато съхранява двоичния код в клетките на паметта на твърдия диск.

Някои компютърни потребители може да искат ръчно и бързо да прехвърлят мерки за количеството цифрова информация от една на друга. За такива цели са разработени онлайн калкулатори, те незабавно ще извършат операция, която може да се изразходва много време ръчно.

Информационни единици на информатиката: Диаграма на стойността

Компютрите, флаш дисковете и други устройства за съхранение и обработка на информация се различават помежду си по обем на паметта, който обикновено се изчислява в гигабайти. Трябва да погледнете основната таблица на количествата, за да видите съпоставимостта на една единица информация в компютърните науки във възходящ ред от втората.

Използване на максималната единица информация

В днешно време те планират да използват максималната мярка на количеството информация, наречена йоттабайт в Агенцията за национална сигурност, за да съхраняват всички аудио и видео материали, получени от обществени места, където са инсталирани видеокамери и микрофони. В момента йоттабайтите са най-големите единици информация в компютърните науки. Това ли е границата? Малко вероятно е някой сега да може да даде точен отговор.

В съвременните компютри можем да въведем текстова информация, числови стойности, както и графична и аудио информация. Количеството информация, съхранявана в компютър, се измерва с неговата "дължина" (или "обем"), която се изразява в битове. Битът е най-малката единица информация (от английски BInary digiT - двоична цифра). Всеки бит може да приеме стойността 0 или 1. Битът се нарича също разряд на клетка от компютърна памет. Следните единици се използват за измерване на количеството съхранена информация:

1 байт \u003d 8 бита;

1 KB \u003d 1024 байта (KB се чете като килобайти);

1 MB \u003d 1024 KB (MB се чете като мегабайти);

1 GB \u003d 1024 MB (GB се чете като гигабайт).

Бит (от англ. двоична цифра; също игра на думи: английски. малко   - малко)

Според Шанън малко е двоичният логаритъм на вероятността на еднозначни събития или сумата от произведенията на вероятността и двоичният логаритъм на вероятността за равносилни събития.

Един бит двоичен код (двоична цифра). Може да приеме само две взаимно изключващи се стойности: да / не, 1/0, включване / изключване и т.н.

Основната единица за измерване на количеството информация, равна на количеството информация, съдържаща се в експеримента, което има два еднакво вероятни резултата. Това е идентично с количеството информация в отговора на въпрос, който позволява отговорите „да“ или „не“ и никаква друга (тоест такова количество информация, което ви позволява еднозначно да отговорите на въпроса). Един бит съдържа един бит информация.

В компютърните технологии и мрежите за предаване на данни обикновено стойностите 0 и 1 се предават чрез различни нива на напрежение или ток. Например в микросхемите, базирани на TTL, 0 е представено от напрежение в диапазона от +0 до + 3 Най-, и 1 в диапазона от 4,5 до 5,0 V.

Скоростта на мрежовите данни обикновено се измерва в битове в секунда. Прави впечатление, че с увеличаване на скоростта на предаване на данни битът придоби и друг метричен израз: дължина. Така че в съвременна гигабитна мрежа (1 гигабит / сек) се разпределят приблизително 30 метра жица на бит. Поради това сложността на мрежовите адаптери се е увеличила значително. Преди това например в едномегабитни мрежи почти винаги се знаеше, че дължината на бита от 30 км е по-дълга от дължината на кабела между две устройства.

При изчислението, особено в документацията и стандартите, думата „бит“ често се използва в смисъл на двоична цифра. Например: първият бит е първият двоичен бит на въпросния байт или дума.

Понастоящем битовете са най-малката мерна единица за измерване на информацията в компютърните технологии, но интензивните изследвания в областта на квантовите компютри предполагат наличието на q-битове.

Байт (Англ. байт) - единица за измерване на количеството информация, обикновено равна на осем бита, може да приеме 256 (2 8) различни стойности.

Като цяло един байт е последователност от битове, чийто брой е фиксиран, минималният адресен обем памет в компютъра. На съвременните компютри с общо предназначение байтът е 8 бита. За да се подчертае, че това се отнася до осем битов байт, в описанието на мрежовите протоколи се използва терминът „октет“. октет).

Понякога един байт е последователност от битове, които съставляват подполе на дума. На някои компютри могат да се адресират байтове с различна дължина. Това се осигурява от инструкциите за извличане на LDB и DPB асемблерни полета на PDP-10 и Common Lisp.

В IBM-1401 байтът е 6 бита по същия начин, както в Минск-32, а в BESM - 7 бита, в някои компютърни модели, произведени от Burroughs Computer Corporation (сега Unisys) - 9 бита. Много съвременни цифрови сигнални процесори използват байтове от 16 бита или повече.

Името е използвано за първи път през 1956 г. от В. Buchholtz при проектирането на първия суперкомпютър IBM 7030 за куп от шест бита, предавани едновременно в устройства за вход / изход, по-късно, като част от същия проект, байтът е разширен до осем (2 3) бита.

Множество префикси за образуване на производни единици за байт не се използват както обикновено: първо, умалителните префикси изобщо не се използват, а информационни единици, по-малки от байтове, се наричат \u200b\u200bспециални думи (nibble и bit); второ, увеличаващите префикси означават за всеки хиляда 1024 \u003d 2 10 (килобайта равни 1024 байта, мегабайти равни 1024 килобайта или 1,048 576 байта и др. с гигабайти, терабайти и петабайти (вече не се използват)). Разликата се увеличава с теглото на конзолата. По-правилно е да използвате двоични префикси, но на практика те все още не се използват, вероятно поради липсата на звук - кибибайт, мебибайт и т.н.

Понякога десетичните префикси се използват в буквалния смисъл, например, когато посочвате капацитета на твърдите дискове: те могат да имат гигабайт от милион килобита, тоест 1,024,000,000 байта или дори само милиард байта, а не 1,073,741,824 байта, както , например в модули с памет.

Килобайти (KB, KB) m. .   - единица за измерване на количеството информация, равно на (2 10) стандартни (8-битови) байта или 1024 байта. Използва се за посочване на количеството памет в различни електронни устройства.

Името "kilobyte" е общоприето, но формално неправилно, тъй като префиксът kilo - означава умножение по 1000, а не 1024. Правилното за 2 10 е двоичният префикс на kibi - .

Таблица 1.2 - Множество представки за образуване на производни единици

Мегабайти (MB, M) m. - единица за измерване на количеството информация, равно на 1048576 (2 20) стандартни (8-битови) байта или 1024 килобайта. Използва се за посочване на количеството памет в различни електронни устройства.

Името "Мегабайт" е общоприето, но формално неправилно, тъй като префиксът е мега - , означава умножение на 1 000 000, а не 1048 576. Правилно за 2 20 е двоичният префикс меби - , Настоящата ситуация се радва на големи корпорации, произвеждащи твърди дискове, които, когато маркират своите продукти, означават 1 000 000 байта като мегабайт и 1 000 000 000 байта като гигабайт.

Най-оригиналното тълкуване на термина мегабайти се използва от производителите на компютърни дискети, които разбират 1,024 000 байта като него. Така дискетата, на която е посочен обемът от 1,44 MB, всъщност съдържа само 1440 KB, тоест 1,41 MB в обичайния смисъл.

В тази връзка се оказа, че мегабайтите са къси, средни и дълги:

къса - 1 000 000 байта

средно - 1 024 000 байта

дълъг - 1048 576 байта

Гигабайтът е множествена единица за измерване на количеството информация, равно на 1,073,741,824 (2,230) стандартни (8-битови) байта или 1,024 мегабайта.

Префикс на SI gig -   използва се погрешно, тъй като означава умножение по 10 9. За 2 30 трябва да използвате двоичния префикс gibi. Настоящата ситуация се радва на големи корпорации, произвеждащи твърди дискове, които, когато маркират своите продукти, означават 1 000 000 байта като мегабайт и 1 000 000 000 байта като гигабайт.

Зависима от машината дума и машина, зависима от платформата, измерена в битове или байтове, равна на капацитета на процесорните регистри и / или капацитета на шината за данни (обикновено някаква степен от две). Размерът на думата също съвпада с минималния размер на адресираната информация (битова дълбочина на данните, разположени на един адрес). Машинна дума определя следните характеристики на машина:

битова дълбочина на данните, обработвани от процесора;

битова дълбочина на адресираните данни (битова ширина на шината на данните);

максималната стойност на неподписан целочислен тип, пряко поддържан от процесора: ако резултатът от аритметична операция надвишава тази стойност, тогава възниква препълване;

максимално количество RAM, адресирано директно от процесора.

Максималната стойност на дума с дължина n бита може лесно да се изчисли, като се използва формулата 2 n −1

Таблица 1.3 - Размер на машинната дума на различни платформи

Край на работата -

Тази тема принадлежи към раздела:

Компютърни науки

Федерална бюджетна държавна образователна ... Tula g ...

Ако имате нужда от допълнителен материал по тази тема или не сте намерили това, което търсите, препоръчваме ви да използвате търсенето в нашата база данни от произведения:

Какво ще направим с получения материал:

Ако този материал се окаже полезен за вас, можете да го запишете на страницата си в социалните мрежи:

Всички теми в този раздел:

Висше професионално образование
   Политехнически институт на Държавния университет в Тула Катедра за автоматизирани металообработващи машини

Понятието компютърни науки
   Информатика е техническа наука, която систематизира методите за създаване, съхраняване, възпроизвеждане, обработка и предаване на данни с помощта на компютърни технологии, както и принципите на фу

История на компютърните науки
   Историята на компютъра е тясно свързана с опитите на човека да улесни автоматизацията на големи количества компютри. Дори прости аритметични операции с големи числа са трудни

Светогледни икономически и правни аспекти на информационните технологии
   Основният правен документ в Русия, свързан с компютърните науки, е Законът за информацията, информатизацията и защитата на информацията. Законът разглежда въпросите на правната регулация на информацията

Синтактична мярка на информация
   Обем на данните Vd. Съобщението се измерва с броя знаци (цифри) в това съобщение. В различни системи за броене една цифра има различно тегло и, съответно,

Семантична мярка на информация
   Тезаурусът е съвкупност от информация, която има потребител или система. В зависимост от връзката между семантичното съдържание на информация S и потребителския тезаурус

Алгоритмична мярка на информацията
   Всички ще се съгласят, че думата 0101 ... .01 е по-сложна от думата 00 ... .0, а думата, където 0 и 1 са избрани от експеримента - хвърлянето на монета (където 0 е герб, 1 е заплитането) е по-сложно от двете предишни.

Количество и качество на информацията
   Показатели за качество на потребителите: · представителност, информативност, достатъчност · релевантност, навременност, точност · надеждност,

Информация и ентропия
   Можем ли да въведем разумна мярка за информация? Американският математик и инженер Клод Шенън обмисля този въпрос. Резултатът от размишките е статистика, публикувана от него през 1948 г.

Съобщения и сигнали
   Шанън успя да излезе с изненадващо прост и задълбочен модел на трансфер на информация, без който никой учебник не може сега. Той представи понятията: източник на съобщение, предавател

ентропия
Различните съобщения носят различно количество информация. Нека се опитаме да сравним следните два въпроса: 1. В кой от петте университетски курса студент учи? 2. Как да опаковате

излишък
   Нека източникът на съобщение да предаде изречението на истинския език. Оказва се, че всеки следващ герой не е напълно случаен и вероятността за неговото появяване не е предопределена напълно от носителя

сензация
   Концепциите за ентропия (непредсказуемост) на съобщението и излишък (предсказуемост) естествено съответстват на интуитивни идеи за мярката на информацията. По-непредсказуемите

Концепция за информационни технологии
   Технологията в превод от гръцки (techne) означава изкуство, умения, способности и това не е нищо друго освен процеси. Под процеса трябва да се разбира определен набор от действия

Нова информационна технология
   Към днешна дата информационните технологии преминават през няколко еволюционни етапа, промяната на които се определя главно от развитието на научно-техническия прогрес, появата на

Инструментариум за информационни технологии
   Инструментариум за информационни технологии - един или повече взаимосвързани софтуерни продукти за определен тип компютър, чиято технология ви позволява да постигнете

Компоненти на информационните технологии
   Използвани в производствения сектор такива технологични понятия като норма, норма, технологичен процес, технологична операция и т.н., също могат да бъдат използвани в информацията

Развитие на информационните технологии
   Еволюцията на информационните технологии се вижда най-ясно в процесите на съхранение, транспортиране и обработка на информация.

Първо поколение ИТ
   Първото поколение (1900-1955 г.) е свързано с технологията на перфокартата, когато записът на данни е представен върху тях под формата на бинарни структури. Просперитетът на IBM между 1915-1960 г. svya

Второ поколение ИТ
   Второто поколение (програмируемо оборудване за обработка на записи, 1955-1980 г.) е свързано с появата на технология за магнитна лента, всяка от които може да съхранява информация от десет

ИТ трето поколение
   Третото поколение (оперативни бази данни, 1965-1980) е свързано с въвеждането на онлайн достъп до данни в интерактивен режим, базиран на използването на системи от бази данни с

Четвърто поколение ИТ
   Четвъртото поколение (релационни бази данни: клиент-сървърна архитектура, 1980-1995) беше алтернатива на интерфейса на ниско ниво. Идеята за релационен модел е една

Пето поколение ИТ
Петото поколение (мултимедийни бази данни от 1995 г.) е свързано с прехода от традиционните запаметяващи числа и символи към обектно-релационни, съдържащи данни със сложно поведение

Основни информационни технологии
   Както вече беше отбелязано, понятието информационни технологии не може да се разглежда отделно от техническата (компютърната) среда, т.е. от основни информационни технологии. Ан

Предмет на информационните технологии
   Предметната технология се разбира като последователност от технологични стъпки за преобразуване на първичната информация в резултата в конкретна предметна област, независимо

Предоставяне на информационни технологии
   Предоставянето на информационни технологии са технологии за обработка на информация, които могат да се използват като инструменти в различни предметни области за решаване на различни

Функционални информационни технологии
   Функционалната информационна технология формира завършен софтуерен продукт (или част от него), предназначен за автоматизиране на задачи в определена тематична област и дадена

Свойства на информационните технологии
   Сред отличителните свойства на информационните технологии, които са от стратегическо значение за развитието на обществото, изглежда целесъобразно да се изтъкнат следните седем най-важни

Кодиране на сигнала и количествено определяне
   Физическите сигнали са непрекъснати функции на времето. За преобразуване на непрекъснат, по-специално, аналогов сигнал в цифрова форма се използват аналогово-цифрови преобразуватели

Характеристики на канала
   Сигналът може да се характеризира с различни параметри. Такива параметри има много, но за проблеми, които трябва да се решат на практика, е необходим само малък брой от тях. за

Модулация на сигнала
   Сигналите са физически процеси, чиито параметри съдържат информация. В телефонната комуникация, с помощта на електрически сигнали, звуците на разговор се предават, в телевизията - от

Видове и характеристики на медиите
   Ако обозначим параметрите на средата с a1, a2, ..., an, тогава средата като функция на времето може да бъде представена като: UН \u003d g (a

Сигнални спектри
   Цялото разнообразие от сигнали, използвани в информационните системи, могат да бъдат разделени на 2 основни групи: детерминирани и произволни. Детерминираният сигнал се характеризира с

Периодични сигнали
   Функция x (t) се нарича периодична, ако за някаква константа T се прилага равенството: x (t) \u003d x (t + nT), където T е периодът на функцията, n -

Тригонометрична форма
   Всеки периодичен сигнал x (t), отговарящ на условието на Дирихле (x (t), е ограничен, частично непрекъснат, има краен брой екстреми за определен период), можем

Сложна форма
   В математически план е по-удобно да се работи със сложната форма на серията на Фурие. Получава се с помощта на преобразуването на Ойлер

Определяне на грешка
   Когато се разлагат периодичните функции в сбора от хармоници, на практика те често се ограничават до първите няколко хармоници, а останалите не се вземат предвид. Представяне на функцията приблизително

Непериодични сигнали
   Всеки непериодичен сигнал може да се счита за периодичен, периодът на промяна на който е ¥. В тази връзка може да бъде спектралният анализ на периодичните процеси

Модулация и кодиране
   5.1. Кодове: директна, обратна, допълнителна, модифицирана Един от начините за извършване на операцията на изваждане е да се замени знакът на приспадащия с обратния

Директен код номер
   При кодиране на директен n-бит двоичен код   една цифра (обикновено най-старшата) е запазена за знака на числото. Останалите n-1 цифри са за значими цифри. Стойността на знака на знака е 0

Код на обратен номер
   Обратният код се изгражда само за отрицателно число. Обратният код на двоично число е обратен образ на самото число, в който всички битове на първоначалното число се приемат обратно (обратното

Допълнителен номер на код
   Допълнителният код е изграден само за отрицателно число. Използването на директен код усложнява структурата на компютрите. В този случай операцията по добавяне на две числа с различни знаци трябва да бъде заменена

Код на модифициран номер
   Когато добавяте числа, по-малки от едно с фиксирана точка, можете да получите резултат в абсолютна стойност, по-голяма от една, което води до изкривяване на резултатите от изчислението. Малко преливане

Систематични кодове
   Както вече бе посочено, контролните функции могат да се изпълняват с излишък на информация. Тази възможност се появява при използване на специални методи за кодиране на информация. Най-

Четно-нечетно кодиране
   Прост пример с код с едно откриване на грешка е код с бит на паритет. Конструкцията му е следната: към оригиналната дума се добавя бит на паритет. Ако в оригиналната дума броят на тези е четен, тогава s

Хаминг кодове
   Кодовете, предложени от американския учен Р. Хаминг (Фигура 3.3), имат способността не само да откриват, но и да коригират единични грешки. Тези кодове са систематични.

Разпределена обработка на данни
   В ерата на централизирано използване на компютри с пакетна обработка на информация, компютърните потребители предпочитат да купуват компютри, на които да решават

Обобщена структура на компютърната мрежа
   Компютърните мрежи са най-висшата форма на мулти-машинни асоциации. Основните разлики на компютърна мрежа от многокомпонентния изчислителен комплекс: Размер. В кок

Обобщени характеристики на сигналите и каналите
   Сигналът може да се характеризира с различни параметри. Като цяло има много такива параметри, но за проблеми, които трябва да се решат на практика, само малък

Характеристики на информационен канал без смущения
   Фигура 5.4 - Структура на канала за предаване на информация без смущения

Характеристики на информационните канали за смущения
   Фигура 5.5 - Структура на канала на предаване на информация с смущения

Методи за подобряване на устойчивостта на шум при предаване и приемане
   Основата на всички начини за повишаване на защитния имунитет на информационните системи е използването на определени разлики между полезния сигнал и смущения. Следователно, за борба с намесата

Съвременни технически средства за обмен на данни и оборудване за формиране на канали
   За предаване на съобщения в компютърни мрежи се използват различни видове комуникационни канали. Най-често срещаните са специализирани телефонни канали и специални канали за предаване на цифрови технологии

Представяне на информация в цифрови машини (CA).
   Кодовете като средство за криптография се появяват в древни времена. Известно е, че древногръцкият историк Херодот към V век. пр.н.е. даде примери на писма, които бяха разбираеми само за адресата. тайна

Информационни основи на дигиталния автоматичен контрол
   Алгоритмите за извършване на аритметични операции ще дадат правилния резултат само ако машината работи без нарушения. Ако има нещо нормално

Кодиран имунитет срещу шум
   Минималното разстояние на кода на определен код се определя като минималното разстояние на Hamming между всички разрешени кодови думи от този код. Излишният код m

Метод на паритет
   Това е лесен начин за откриване на някои от възможните грешки. Ще използваме като разрешена половина от възможните комбинации от кодове, а именно тези, които имат четен брой единици

Метод на контролната сума
Методът на паритет, обсъден по-горе, може да се прилага многократно за различни комбинации от битове на предавани кодови думи - и това ще позволи не само да открие, но и

Хаминг кодове
   Кодовете, предложени от американския учен Р. Хаминг, имат способността не само да откриват, но и да коригират единични грешки. Тези кодове са систематични. Според метода на Хам

Модулен контрол
   Различни задачи могат да бъдат решени с помощта на метода за контрол, базиран на свойствата на сравненията. Методите за контрол на аритметични и логически операции, разработени на тази основа, се наричат \u200b\u200bконтрол

Числен метод за контрол
   При метода на числово управление кодът на дадено число се определя като най-малкият положителен остатък от разделянето на числото на избрания модул p: rA \u003d A- (A / p) p

Дигитален метод за управление
   С дигиталния метод за управление кодът за управление на числото се формира чрез разделяне на сумата от цифрите на числото на избрания модул:

Избор на модул за мониторинг
   Предимствата на метода за числово управление са валидността на свойствата за сравнение на контролни кодове, което улеснява контрола на аритметичните операции; предимства на дигиталния метод

Операция на добавяне модул 2
   Модулът 2 на операция на добавяне може да се изрази например по отношение на други аритметични операции. ЕО

Логическа операция за умножение.
   Операцията на логическо умножение на две числа може да бъде изразена чрез други аритметични и логически операции:

Аритметичен контрол
   Аритметичните операции се извършват върху добавъчни директни, обратни и допълнителни кодове. Да предположим, че изображението на числа (операнди) се съхранява в машина в някакъв код, т.е.

Аритметични кодове
   Разгледаното по-рано модулно управление ви позволява ефективно да откривате единични грешки. Въпреки това, една грешка в един бит може да доведе до група грешки в няколко бита.

DAC и ADC
   Преобразуването между аналогови и цифрови величини е основна операция в изчислителните и контролните системи, тъй като физическите параметри, като температура, се преместват

Цифрови логически нива
   В голямо мнозинство нито цифрово-аналоговите, нито аналогово-цифровите преобразуватели са почти невъзможни за използване, без да знаем типа на цифровия вход или изход

Извод за контрол на импулс на строб
   Повечето цифрово-аналогови преобразуватели, с изключение на серийните преобразуватели (тези, базирани на капацитивно зареждане), имат основна схема, която реагира

Аналогови сигнали
Обикновено входът на аналогово-цифрови преобразуватели (АЦП) получава сигнали под формата на напрежение. Цифро-аналоговите преобразуватели (ЦАП) често извеждат сигнали под формата на напрежение при

Цифрови към аналогови преобразуватели
   Преобразуването на цифрови стойности в пропорционални аналогови стойности е необходимо, за да могат резултатите от цифровите изчисления да бъдат използвани и лесно разбрани в аналогови

Преобразуване в цифрова към аналогова
   Фигура 6.2 показва блок-схемата на ЦАП, който получава 3-битова цифрова дума с допълнителна цифра и я преобразува в еквивалентно напрежение. Основната

Основните типове ЦАП
   Както бе споменато по-рано, в момента огромното мнозинство от ЦАП, които се предлагат на пазара, са изградени в две основни схеми: под формата на верига от претеглени резистори и тип R-2R. И двамата наречени

ЦАП с претеглени резистори
   Преобразувателите с претеглени резистори (фиг. 6.3) съдържат източник на референтно напрежение, набор от ключове, набор от бинарно претеглени прецизни резистори и оперативно усилване

ЦАП с R-2R резисторна верига
   ЦАП с верига от резистори от тип R -2R също съдържат източник на референтно напрежение, набор от ключове и операционен усилвател. Въпреки това, вместо набор от бинарно претеглени резистори, те съдържат

Други видове ЦАП
   ЦАП са главно или с фиксиран вътрешен (или външен), или с външен променлив източник на референтно напрежение (умножаващи преобразуватели). DAC с фиксиран източник

Аналогови преобразуватели
   По същество аналогово-цифрови преобразуватели или преобразуват аналогов входен сигнал (напрежение или ток) в честотен или импулсен влак, продължителността на който се измерва

Аналогово към цифрово преобразуване
   Фигура 6.5 показва елементарен модел за аналогово-цифрово преобразуване с ЦАП, който съставя прост блок в система за преобразуване. Първоначалният импулс е настроен на

Push-pull интегрирани АЦП
   Интегриращият ADC на бутане, както е показано на фигура 6.6, съдържа интегратор, някаква логика на управление, часовник, компаратор и брояч на изхода.

Последователно приближение ADC
   Основните причини, поради които методът на последователното приближение се използва почти универсално в изчислителните системи с преобразуване на информация, се дължи на тяхната надеждност

Напрежение към честотни преобразуватели
Фигура 6.9 показва типичен преобразувател напрежение към честота. В него входният аналогов сигнал е интегриран и се подава към сравнителя. Когато сравнителят промени състоянието си,

Паралелни АЦП
   Серийно-паралелни и просто паралелни преобразуватели се използват главно там, където се изисква най-високата възможна скорост. Последователно преобразуване

DAC спецификации
   Когато анализирате табличните данни, трябва да се внимава, за да разберете условията, при които се определя всеки параметър, а параметрите вероятно се определят по различен начин

Характеристики на ADC
   Характеристиките на ADC са подобни на тези на ЦАП. Освен това почти всичко казано за характеристиките на ЦАП важи за характеристиките на АЦП. Те също така са по-склонни да са типични от ми

Съвместимост на системата
   Списъкът с характеристики, даден от производителите, е само отправна точка при избора на подходящ ADC или DAC. Някои системни изисквания, които ви засягат

Съвместимост на конвертора (взаимозаменяемост)
   Повечето ADC и DAC не са универсално съвместими във физически, а някои в електрически параметри. Физически случаите варират по размер, докато в повечето

Системи с позиционни номера
   Система с числа - набор от техники и правила за записване на числа с цифрови знаци. Най-известната десетична бройна система, в която да се запише h

Методи за превод на числа.
   Числата в различни цифрови системи могат да бъдат представени, както следва:

Превод на числа чрез разделяне въз основа на нова система.
   Преводът на цели числа се осъществява чрез разделяне на новата система от числа на базата q2, правилни дроби - умножаване на базата q2. Действията за деление и умножение се извършват n

Табличен метод на превод.
   В най-простата си форма табличният метод е следният: има таблица с всички числа на една система със съответните еквиваленти от друга система; задачата за превод се свежда до намиране

Представяне на реални числа в компютър.
   За да се представят реални числа в съвременните компютри, е приет метод на представяне с плаваща запетая. Тази презентация се основава на нормализирана (експоненциална)

Представяне на числа с плаваща запетая.
   Когато представляват числа с плаваща запетая, част от цифрите на клетката са запазени за запис на реда на числото, а останалите цифри за запис на мантиса. Една категория във всяка група е запазена за изображението

Алгоритъм за представяне на числа с плаваща запетая.
   конвертирате число от P-ary система за броене в двоично; представляват двоично число в нормализирана експоненциална форма; изчислява изместения ред на числото; ра

Концепцията и свойствата на алгоритъма
   Теорията на алгоритмите има голямо практическо значение. Алгоритмичният вид дейност е важен не само като мощен вид човешка дейност, като една от ефективните форми на неговата работа.

Дефиниция на алгоритъм
   Самата дума „алгоритъм“ идва от алгоритми - латинското изписване на името ал-Хорезми, с което в средновековна Европа е бил известен най-големият математик от Хорезм (град в

Алгоритъм Свойства
   Горното определение на алгоритъма не може да се счита за строго - не е ясно какъв е „точният ред“ или „последователността от действия за осигуряване на желания резултат“. алгоритъм

Правила и изисквания за изграждането на алгоритъма
   Първото правило - когато конструирате алгоритъм, на първо място, трябва да посочите набор от обекти, с които ще работи алгоритъмът. Формализиран (Zach

Видове алгоритмични процеси
   Видове алгоритмични процеси. Алгоритъмът, приложен към компютър, е точно предписание, т.е. набор от операции и правила за тяхното въртене, с които, започвайки с някои

Принципи на Джон фон Нойман
   Основата за изграждането на по-голямата част от компютрите е следната общи принципиформулиран през 1945 г. от американския учен Джон фон Нойман (Фигура 8.5). За първи път

Функционална и структурна организация на компютър
   Разгледайте компютърното устройство като пример за най-разпространената компютърна система - личен компютър. Личен компютър (компютър) се нарича сравнително евтин уни

Аритметични операции с фиксирани и плаващи числа
   9.6.1 Кодове: директна, обратна, незадължителна За машинно представяне на отрицателни числа се използват кодове на директни, незадължителни, обратни.

Операция за добавяне
   Операцията по добавяне на числа в предния, обратния и допълнителния кодове се извършва върху двоичните суматори на съответния код. Двоен директен код (DS)

Операция за умножение
   Умножаването на числата, представени във формат с фиксирана точка, се извършва на двоични суматори на директен, обратен и допълнителни кодове. Има няколко

Операция на отдела
Разделянето на двоични числа, представени във формат с фиксирана точка, представлява последователни операции за добавяне на алгебраични дивидент и делител, последвани от остатък и изместване. разделение телно

Файлове с данни
   В различни източници на компютърни науки и компютърни технологии дефинициите на термина „файл“, както и на термина „операционна система“ могат да варират. Най-много

Файлови структури
   Софтуерната част на файловата система, определена от нейната цел, трябва да съдържа следните компоненти: Ø средства за взаимодействие с потребителски процеси, които

Носители за съхранение и технически средства за съхранение на данни
   Устройствата за съхранение на информация се наричат \u200b\u200bустройства за съхранение. Работата им се основава на различни принципи (главно магнитни или оптични устройства), но те се използват за един

Организация на данни на устройства с директен и последователен достъп
   Под организацията на данни се разбира методът на подреждане на файлови записи във външна памет (на носителя на запис). Най-често срещаните са следните два типа организация на файлове

Компютърни технологии
   Комбинацията от технически и математически инструменти (компютри, устройства, устройства, програми и др.), Използвани за механизация и автоматизация на изчислителните процеси и

Най-старите инструменти за броене
   Най-старият инструмент за броене, който самата природа е дала на разположение на човека, е собствената му ръка. „Концепцията за число и цифра, пише Ф. Енгелс,„ е взета от нищото “.

Abacus развитие
   Етикетите и въжетата с възли не биха могли да задоволят нарастващата нужда от средства за компютри във връзка с развитието на търговията. Развитието на писмен акаунт беше възпрепятствано от две обстоятелства.

логаритми
   Терминът "логаритъм" идва от комбинация от гръцките думи logos - отношение, съотношение и аритмос - число. Основните свойства на логаритъма ви позволяват да замените умножение, деление, в

Добавяне на машина Blaise Pascal
   През 1640 г. опит за създаване на механичен компютър е направен от Блез Паскал (1623-1662). Съществува мнение, че „Блез Паскал беше подтикнат от идеята за броеща машина,

Чарлз Беббъд и неговото изобретение
   През 1812 г. Чарлз Бебедж започва да размишлява над възможните начини за машинни маси. Babbage Charles (26 декември 1791, Лондон - 18 октомври 1871, там

Холерит таб
Въоръжени с молив и хартия или в най-добрия случай на машина за сумиране, американските статистици от 19-ти век изпитваха спешна нужда от автоматизиране на продължителни, досадни и

Машина С3
   Работата по създаването на компютри представлява интерес в навечерието на войната от военните отдели на всички страни. С финансова подкрепа от Германския институт за авиационни изследвания Zuse

BESM-6 електронна изчислителна машина с общо предназначение
   1. Обхват: универсален компютър за решаване на широк клас проблеми на науката и технологиите (фиг. 11.18 и фигура 11.19). 2. Описание на машината: за първи път в структурата на BESM-6

Ibm 360
   През 1964 г. IBM обявява създаването на шест модела от семейството на IBM 360 (System 360), които стават първите компютри от трето поколение. Моделите имаха единна командна система

Алтаир 8800
   През януари 1975 г. излиза последният брой на списание Popular Electronics, на корицата на който е показана фигура 11.22 на Altair 8800, сърцето на която е най-новият микропроцес

Apple Компютри
   През 1976 г. се появява личният компютър Apple-1 (фиг. 11.23). Той е разработен в средата на 70-те години от Стив Возняк. По това време той работи за Hewlett-Packard, в

Ibm 5150
   На 12 август 1981 г. IBM пусна личния компютър IBM 5150 (Фигура 11.25). Компютърът струваше много пари - 1565 долара и имаше само 16 KB оперативна памет и

Описание на структурата на проекта
   Всяка програма в Delphi се състои от файл на проекта (файл с разширението dpr) и един или повече модули (файлове с па разширения). Всеки от тези файлове описва софтуер

Описание на структурата на модула
   Структура на модула Модулите са програмни единици, предназначени за поставяне на програмни фрагменти. С помощта на програмния код, който се съдържа в тях, всички

Описание на програмните елементи
   Елементи на програмата Елементите на програмата са минималните неделими части от нея, които все още носят определено значение за съставителя. Елементите включват:

Езикови програми за програмиране на азбука
   Алфавитът на обекта Pascal включва азбуката с букви, цифри, шестнадесетични цифри, специални символи, интервали и запазени думи. Буквите са букви

Езикови програми за програмиране - идентификатори, константи, изрази
   Идентификатори Идентификаторите в Object Pascal са имената на константи, променливи, етикети, типове, обекти, класове, свойства, процедури, функции, модули, програми и полето

Изрази върху обект Паскал
Основните елементи, от които е изградена изпълняваната част на програмата, са константи, променливи и функционални обаждания. Всеки от тези елементи се характеризира със собствени познания.

Цяла и истинска аритметика
   Изразът се състои от операнди и оператори. Операторите са разположени между операнди и означават действия, които се извършват върху операнди. Можете да използвате операнди за изразяване

Приоритетни операции
   При изчисляване на стойностите на изразите трябва да се има предвид, че операторите имат различни приоритети. Следните операции са дефинирани в Object Pascal: Ø unary not, @;

Вградени функции. Изграждане на сложни изрази
   В Object Pascal основният програмен елемент е подпрограма. Има два типа подпрограми: процедури и функции. И процедурата, и функцията са последни

Типове данни
   В математиката променливите се класифицират според някои важни характеристики. Прави се строго разграничение между материалните, сложните и логическите платна.

Вградени типове данни
   Всеки реален тип данни, колкото и сложен да изглежда на пръв поглед, е прост компонент (основен тип), който по правило винаги присъства на езика на

Цели типове
   Обхватът на възможните стойности на цели числа зависи от тяхното вътрешно представяне, което може да заеме един, два, четири или осем байта. Таблица 15.1 показва характеристиките на цяло число t

Представяне на цифров знак
   Много цифрови полета са неподписани, например номер на абонат, адрес на паметта. Някои числови полета винаги се предлагат положителни, например скоростта на плащане, ден от седмицата, стойността на броя на PI. приятел

Аритметично преливане
   Аритметично преливане - загуба на значими цифри при изчисляване на стойността на израз. Ако променлива може да съхранява само отрицателни стойности (тип BYTE и WORD)

Реални типове. копроцесор
   За разлика от порядковите типове, стойностите на които винаги се сравняват с поредица от цели числа и следователно са представени точно в PC, стойностите на реални типове

Типове текст
   Видовете текст (символи) са типове данни, състоящи се от един символ. Windows използва ANSI кода (името на институцията, разработила този код е American National Standa

Булев тип
   Логичният тип данни, кръстен на английския математик от 19 век Дж. Бул, изглежда много прост. Но редица интересни точки са свързани с него. Първо, към данните на това

Изходни устройства
   Изходните устройства, на първо място, включват монитори и принтери. Монитор - устройство за визуално показване на информация (под формата на текст, таблици, фигури, рисунки и др.). &

Списък на компонентите за въвеждане и показване на текст
   В библиотеката на Delphi Visual Component има много компоненти, които ви позволяват да показвате, въвеждате и редактирате текстова информация. Таблица 16.1 ги изброява.

Показване на текст в етикетите, StaticText и Panel компоненти
   Компонентите Label, StaticText (които се появиха само в Delphi 3) и Panel се използват главно за показване на различни етикети на формата.

Редактиране на Windows Edit и MaskEdit
   За показване текстова информацияи дори с допълнителната възможност за превъртане през дълги текстове, можете също да използвате прозорците за редактиране и редактиране

Многоредово редактиране на прозорци Memo и RichEdit
   Компонентите Memo и RichEdit са многоредови прозорци за редактиране на текст. Те, подобно на прозореца за редактиране, са оборудвани с много функции.

Въвеждане и показване на цели числа - UpDown и SpinEdit компоненти
   Delphi разполага със специализирани компоненти, които осигуряват вход за цели числа - UpDown и SpinEdit. Компонентът UpDown се превръща

Компоненти за избор на списък - ListBox, CheckBox, CheckListBox и ComboBox
   Компонентите ListBox и ComboBox показват списъци с низове. Те се различават един от друг предимно по това, че се показва само ListBox

Функционална входна кутия
   Прозорецът за въвеждане е стандартен диалогов прозорец, който се появява на екрана в резултат на извикване на функцията InputBox. Стойността на функцията InputBox е низ.

ShowMessage процедура
   Можете да покажете поле за съобщения, като използвате процедурата ShowMessage или функцията MessageDlg. ShowMessage процедура

Декларация на файл
   Файлът е именувана структура на данни, която е последователност от елементи от данни от същия тип, а броят на елементите в последователността е практически неограничен

Цел на файла
   Декларация за променлива на файл определя само типа файлов компонент. За да може програмата да извежда данни във файл или да чете данни от файл, специфични

Изход към файл
   Директният изход към текстов файл се извършва с помощта на оператора за запис или запис. Най- общ изглед   тези инструкции са написани след това

Отваряне на файл за изход
Преди да изведете файл, трябва да го отворите. Ако програмата, генерираща изходния файл, вече е била използвана, тогава е възможно файлът с резултатите от програмата да е вече на диска.

Грешка при отваряне на файл
   Опитът за отваряне на файла може да се провали и да доведе до грешка при изпълнение на програмата. Възможно е да има няколко причини за неуспеха при отваряне на файлове. Например програмата ще се опита

Устройства за въвеждане
   Устройствата за въвеждане могат да включват следното: клавиатура, скенер, таблет. Компютърна клавиатура - устройство за въвеждане на информация в компютър и подаване на контролни сигнали.

Отваряне на файл
   Отварянето на файл за въвеждане (четене) се извършва чрез извикване на процедурата за нулиране, която има един параметър - файлова променлива. Преди да се обадите на процедурата за нулиране с

Четене на числа
   Трябва да се разбере, че в текстовия файл не са числа, а техните изображения. Действието, извършено чрез изявления за четене или readln, всъщност е

Четене на редове
   В програма, променлива на низ може да бъде декларирана с или без дължина. Например: stroka1: string; stroka2

Край на файла
   Нека има някакъв текстов файл на диска. Необходимо е да се покаже съдържанието на този файл в диалоговия прозорец. Решението на проблема е съвсем очевидно: трябва да отворите файла, да прочетете първия ред, s

Цикълът функционира в програмата. Прецизионни и посткондиционни цикли
   Алгоритмите за решаване на много проблеми са циклични, т.е. за да се постигне резултат, трябва да се извърши определена последователност от действия няколко пъти. Например програма

ЗА контур
   Изразът for се използва, ако определена последователност от действия трябва да се извърши няколко пъти и броят на повторенията е известен предварително. Например, изчислете стойностите на функциите

BREAK и ПРОДЪЛЖЕТЕ Командите
   За да прекратите незабавно текущото изявление на цикъла, можете да използвате рутината Break без параметри (това е рутина, която играе ролята на оператор). Например, когато в масив с известни r

Вложени бримки
   Ако цикълът включва един или повече цикъла, тогава цикълът, съдържащ други цикли, се нарича външен, а цикълът, съдържащ се в друг цикъл

Декларация на масив
   Масив, като всяка програмна променлива, трябва да бъде деклариран в секцията за деклариране на променлива преди употреба. По принцип декларацията за деклариране на масив изглежда така

Изход на масив
   Изход на масив означава изходът на екрана на монитора (в диалогов прозорец) на стойностите на елементите от масива. Ако програмата трябва да покаже стойностите на всички елементи от масива,

Въвеждане на масив
Въвеждането на масив се отнася до процеса на получаване от потребителя (или от файл) по време на работа на програмата стойностите на елементите на масива. "Фронтално" решение на входния проблем

Използване на StringGrid компонент
   Удобно е да използвате компонента StringGrid, за да въведете масив. Иконата на компонент StringGrid се намира в раздела Допълнителни (Фигура 19.1).

Използване на Memo Component
   В някои случаи можете да използвате компонента Memo, за да въведете масив. Компонентът Memo ви позволява да въвеждате текст, състоящ се от достатъчно голям брой редове, така че е удобно

Търси минимален (максимален) елемент от масива
   Нека разгледаме задачата да намерим минималния елемент на масива, използвайки пример за масив от цели числа. Алгоритъмът за намиране на минималния (максимален) елемент на масив е доста очевиден: първо

Търсене в масива на посочения елемент
   Когато решавате много проблеми, става необходимо да определите дали масивът съдържа определена информация или не. Например проверете дали името Петров е в списъка на учениците. Zada

Грешки при използване на масиви
   При използване на масиви най-честата грешка е, че стойността на израза на индекса надвишава допустимите граници, посочени при деклариране на масива. Ако в

Библиографски списък
   1. Основите на информатиката: Учебник. наръчник за университети / A.N. Морозевич, Н.Н. Говядинова, В.Г. Левашенко и др .; Ед. AN Морозевич. - Минск: Нови знания, 2001. - 544 с., Ил.

Предмет на индекса
   Abacus, 167 масив, 276 почивка, 272 CD-ROM, 161 const, 298 продължение, 273

ТЕМА 2. ИЗМЕРВАНЕ НА ИНФОРМАЦИЯ

2.1. Подходи за измерване на информация

За цялото разнообразие от подходи към дефинирането на понятието информация, от гледна точка на измерването на информация, се интересуваме от два от тях: определението на К. Шанън, използвано в математическата теория на информацията, и определението на А. Н. Колмогоров, използвано в свързани с компютърната наука области с помощта на компютри (компютърни науки ).
   Най- смислен подход   е възможна качествена оценка на информацията: нова, спешна, важна и т.н. Според Шанън информационното съдържание на съобщението се характеризира с полезната информация, която съдържа - онази част от съобщението, която премахва напълно или намалява несигурността на дадена ситуация. Несигурността на събитието е броят на възможните резултати от събитието. Например, несигурността на времето за утре обикновено се крие в диапазона на температурата на въздуха и възможността за валежи.
   Често се нарича смислен подход субективен, тъй като различните хора (субекти) оценяват информация по един и същи предмет по различни начини. Но ако броят на резултатите не зависи от преценките на хората (случаят с хвърляне на матрица или монета), то информацията за възникването на един от възможните резултати е обективна.
Азбучен подход   въз основа на факта, че всяко съобщение може да бъде кодирано с помощта на ограничена последователност от символи на някои от азбуката, От гледна точка на информатиката, носители на информация са всякакви поредици от знаци, които се съхраняват, предават и обработват с помощта на компютър. Според Колмогоров информационното съдържание на поредица от знаци не зависи от съдържанието на съобщението, а се определя от минималния необходим брой знаци за неговото кодиране. Азбучният подход е обективен, т.е. не зависи от субекта, възприемащ съобщението. Значението на съобщението се взема предвид на етапа на избора на кодиращата азбука или изобщо не се взема предвид. На пръв поглед определенията на Шанън и Колмогоров изглеждат различни, обаче, те се съгласяват добре при избора на мерни единици.

2.2. Информационни единици

Решавайки различни проблеми, човек е принуден да използва информация за света около нас. И колкото по-пълно и задълбочено човек е изучил определени явления, понякога е по-лесно да се намери отговорът на въпроса. Така например, познаването на законите на физиката ви позволява да създавате сложни устройства, а за да преведете текста на чужд език, трябва да знаете граматичните правила и да запомните много думи.
   Често се чува, че съобщението или носи малко информация, или, обратно, съдържа изчерпателна информация. В същото време различни хора, получили едно и също съобщение (например след като прочетат статия във вестник), оценяват по различен начин количеството информация, съдържащо се в него. Това е така, защото знанията на хората за тези събития (явления) преди получаването на съобщението бяха различни. Следователно онези, които знаеха малко за него, ще считат, че са получили много информация, докато тези, които знаят повече от написаното в статията, ще кажат, че не получават информация изобщо. Следователно количеството информация в съобщението зависи от това колко ново е съобщението за получателя.
   Понякога обаче възниква ситуация, когато хората са информирани за много нова информация за тях (например на лекция) и те не получават никаква информация (лесно е да се потвърди това по време на анкета или тестова работа). Това се случва, защото самата тема в момента не е интересна за публиката.
И така, количеството информация зависи от новостта на информацията за интересно явление за получателя на информация. С други думи, несигурността (т.е. непълнота на знанията) по въпроса, който ни интересува при получаване на информация, се намалява. Ако в резултат на получаването на съобщението се постигне пълна яснота по този въпрос (т.е. несигурността ще изчезне), те казват, че е получена изчерпателна информация. Това означава, че няма нужда от повече информация по тази тема. Напротив, ако след получаване на съобщението несигурността остане същата (предоставената информация беше или вече известна, или нерелевантна), тогава не беше получена информация (нулева информация).
   Ако обърнете монета и видите от коя страна пада, ще получим определена информация. И двете страни на монетата са "равни", така че е еднакво вероятно една или друга да изпадне. В такива случаи се казва, че събитието носи информация в 1 бит. Ако сложим две топки с различни цветове в торбата, след което сляпо дърпаме една топка, ние също ще получим информация за цвета на топката в 1 бит. Извиква се единицата информация малко   (бит) е съкращение за английски думи двоична цифра, което означава двоична цифра.
   В компютърните технологии битът съответства на физическото състояние на носителя на информация: намагнетизиран - не намагнетизиран, има дупка - няма дупка. В този случай едното състояние обикновено се обозначава с числото 0, а другото - с числото 1. Изборът на една от две възможни опции също ви позволява да разграничите логическата истина от лъжата. Поредица от битове може да кодира текст, изображение, звук или всяка друга информация. Този метод на представяне на информация се нарича двоично кодиране.
   В компютърните науки се нарича количество байт   (байт) и равно на 8 бита. И ако битът ви позволява да изберете една от двете опции, тогава байтът, съответно, 1 от 256 (2 8). В повечето съвременни компютри при кодирането всеки знак отговаря на собствената си последователност от осем нули и такива, т.е. байт. Кореспонденцията на байтове и знаци се задава с помощта на таблицата, в която всеки код показва свой собствен символ. Така, например, в широко използваното кодиране Koi8-R, буквата "M" има код 11101101, буквата "I" е код 11101001, а пространството е код 00100000.
   Наред с байтовете, за измерване на количеството информация се използват по-големи единици:
   1 KB (един килобайт) \u003d 2 10 байта \u003d 1024 байта;
1 MB (един мегабайт) \u003d 2 10 KB \u003d 1024 KB;
   1 GB (един гигабайт) \u003d 2 10 MB \u003d 1024 MB.

Наскоро, във връзка с увеличаване на обема на обработената информация, се използват такива извлечени единици:
   1 Терабайт (TB) \u003d 1024 GB \u003d 2 40 байта,
   1 Petabyte (Pb) \u003d 1024 TB \u003d 2 50 байта.
   Помислете как можете да изчислите количеството информация в съобщението, като използвате смислен подход.
   Нека някое съобщение съдържа информация, че се е случило едно от N еднакво вероятните събития. Тогава количеството информация x, затворено в това съобщение, и броят събития N са свързани с формулата: 2 x \u003d N, Решението на такова уравнение с неизвестно х има формата: x \u003d log 2 N, Тоест, точно такова количество информация е необходимо, за да се премахне несигурността N   еквивалентни опции. Тази формула се нарича формули на Хартли, Получена е през 1928 г. от американския инженер Р. Хартли. Той формулира процеса на получаване на информация приблизително по следния начин: ако в даден набор, съдържащ N еквивалентни елемента, е избран някакъв елемент х, който е известно само, че принадлежи към този набор, тогава за да намерите х, трябва да получите количеството информация, равно на лог 2 N.
   Ако N е равна на цяло число на мощността от две (2, 4, 8, 16 и т.н.), тогава изчисленията са лесни за извършване „в ума“. В противен случай количеството информация се превръща в нецелочислена стойност и за да разрешите проблема, ще трябва да използвате таблицата с логаритми или да определите приблизително стойността на логаритма (най-близкото цяло число, по-голямо).
   При изчисляване на двоичните логаритми на числа от 1 до 64, използвайки формулата x \u003d log 2 N   Следващата таблица ще ви помогне.

При азбучен подход, ако приемем, че всички знаци от азбуката се срещат в текста с една и съща честота (еднакво вероятна), тогава количеството информация, което носи всеки символ ( информационно тегло на един знак), се изчислява по формулата: x \u003d log 2 Nкъдето N   - мощност на азбуката (общият брой знаци, съставляващи азбуката на избраното кодиране). В азбука, която се състои от два знака (двоично кодиране), всеки символ носи 1 бит (2 1) информация; от четири знака - всеки герой носи 2 бита информация (2 2); от осем знака - 3 бита (2 3) и т.н. Един знак от азбуката с капацитет 256 (2 8) носи 8 бита информация в текста. Както вече разбрахме, това количество информация се нарича байтове. За представяне на текстове в компютър се използва азбука от 256 знака. Един байт информация може да бъде предаден с един символ aSCII кодировки, Ако целият текст се състои от K символи, тогава с азбучен подход размерът на съдържащата се в него информация се определя по формулата :, където х   - информационно тегло на един знак в използваната азбука.
   Например, книга съдържа 100 страници; на всяка страница - 35 реда, във всеки ред - 50 знака. Изчисляваме количеството информация, съдържаща се в книгата.
   Страницата съдържа 35 x 50 \u003d 1750 байта информация. Количеството на цялата информация в книгата (в различни единици):
   1750 х 100 \u003d 175000 байта.
   175000/1024 \u003d 170.8984 KB.
   170.8984 / 1024 \u003d 0.166893 MB.

2.3. Вероятностен подход за измерване на информация

Формула за изчисляване на количеството информация, която се взема предвид неравна вероятност   събития, предложени от К. Шанън през 1948г. Количествена връзка между вероятността за събитие r   и количеството информация в съобщението за него х   се изразява с формулата: x \u003d log 2 (1 / p). Качествената връзка между вероятността на събитие и количеството информация в съобщение за това събитие може да се изрази по следния начин - колкото по-малка е вероятността от събитие, толкова повече информация съдържа съобщение за това събитие.
   Помислете за някаква ситуация. В кутията има 50 топки. От тях 40 са бели, а 10 са черни. Очевидно е, че вероятността, когато извадите „без да погледнете“, ще хване бяла топка повече от вероятността за черна топка. Можем да направим заключение за вероятността от събития, които са интуитивни. Ще премерим количествено вероятността за всяка ситуация. Обозначавайте p h - вероятността да ударите при издърпване на черна топка, p b - вероятността да ударите бяла топка. Тогава: p h \u003d 10/50 \u003d 0,2; p b 40/50 \u003d 0,8. Обърнете внимание, че вероятността да ударите бяла топка е 4 пъти повече от черна. Заключваме: ако N   - това е общият брой възможни резултати от някакъв процес (издърпване на топката) и от тях може да възникне интересното за нас събитие (издърпване на бялата топка) K   пъти, тогава вероятността за това събитие е К / Н, Вероятността се изразява във фракции от единица. Вероятността за надеждно събитие е 1 (от 50 бели топки се изтегля бяла топка). Вероятността от невъзможно събитие е нула (от 50 бели топки се изтегля черна топка).
  Количествена връзка между вероятността за събитие r   и количеството информация в съобщението за него x се изразява чрез формулата: , При проблема с топки количеството информация в съобщението за попадението на бяла топка и черна топка ще бъде:.
  Помислете за някаква азбука от m   символи:   и вероятността да изберем от тази азбука някои азth букви за описанието (кодирането) на някакво състояние на обекта. Всеки такъв избор ще намали степента на несигурност в информацията за обекта и следователно ще увеличи обема информация за него. За да се определи средната стойност на количеството информация в този случай за символ на азбуката, се прилага формулата , В случай на еднакво вероятно   избори p \u003d 1 / m, Замествайки тази стойност в първоначалното равенство, получаваме

Помислете следния пример. Да предположим, че когато хвърляте асиметрична тетраедрична пирамида, вероятностите да изпаднат от лицата са както следва: p 1 \u003d 1/2, p 2 \u003d 1/4, p 3 \u003d 1/8, p 4 \u003d 1/8, тогава количеството информация, получено след хвърлянето, може да бъде изчислено по формулата:

За симетрична тетраедрична пирамида количеството информация ще бъде: H \u003d log 2 4 \u003d 2 (бит).
   Обърнете внимание, че за симетрична пирамида количеството информация се оказа повече, отколкото за асиметрична пирамида. Максималната стойност на количеството информация се постига при еднакво вероятни събития.

Въпроси за самоконтрол

1. Какви подходи за измерване на информация познавате?
   2. Каква е основната единица информация?
   3. Колко байта съдържа 1 KB информация?
   4. Дайте формула за изчисляване на количеството информация, като същевременно намалите несигурността на знанията.
   5. Как да се изчисли количеството информация, предавана в символно съобщение?

Презентация по темата Компютърни науки, осми клас

Bit е една от най-известните единици на използваната информация. Една двоична цифра в двоичната система.

Байт - единица за съхранение и обработка на цифрова информация. В съвременните изчислителни системи един байт се счита равен на осем бита.

Килобайт е мерна единица за количеството информация, равно на 1024 байта.

Мегабайти - единица за измерване на количеството информация, равно, в зависимост от контекста, 1 000 000 (106) или 1 048 576 (220) байта. Дискетата може да съхранява информация от 1,44 MB, а CD-ROM съдържа до 700 MB. В компютърния сленг думата "мегабайт" се заменя с думите "метър" или "мег".

Гигабайтът е множествена единица за измерване на количеството информация, равно на 109 \u003d 1 000 000 000 байта. Често се използва за обозначаване на 230 \u003d 1 073 741 824 байта, което според предложението на Международната електротехническа комисия е гибайт. До 4,7 GB могат да бъдат записани на еднослоен DVD. В компютърния сленг думата "гигабайт" се заменя с думите "хектар" или "концерт".

Терабайти - единица за измерване на количеството информация, равно на 1,099,511,627,776 (240) стандартни (8-битови) байта или 1024 гигабайта. Използва се за посочване на количеството памет в различни електронни устройства. Съвременните твърди дискове могат да съдържат до 3 TB информация.

Petabyte - единица за измерване на количеството информация, равна на 1015 или 250 байта. Използва се за обозначаване на много големи количества информация. Търсачката на Google обработва около 24 Pb на ден, а интернет архивите изчисляват около 3 Pb данни за 2009 г., увеличавайки се със 100 TB всеки месец.

Exabyte (EB, Ebayt) - мерна единица на количеството информация, равна на 1018 или 260 байта. Смята се, че човечеството е създало първите 12 eb информация за 300 хиляди години. Но вторите 12 Eb са създадени само за 2 години.

Zettabytes - единица за измерване на количеството информация, равно на 270 стандартни (8-битови) байта или 1024 екзабайта.

Yottabyte - единица за измерване на количеството информация, равна на 1024 или 280 байта. Предполага се, че
  в края на XXI век количеството информация ще достигне 4,22 Yb.

Единицата за измерване на количеството информация е количеството информация, което се съдържа в съобщението, което намалява несигурността на знанието с 2 пъти. Такава единица се нарича малко.

Най-малката мерна единица за измерване на количеството информация е малко, а следващата по големина единица е байт и

1 байт \u003d 8 бита

Международната система SI използва десетичните префикси „Kilo“ (103), „Mega“ (106), „Giga“ (109), ... Информацията се кодира в компютъра с помощта на двоична знакова система, така че коефициент 2n се използва в множество единици за измерване на количеството информация.

1 килобайт (KB) \u003d 210 байта \u003d 1024 байта

1 мегабайт (MB) \u003d 210 KB \u003d 1024 KB

1 гигабайт (GB) \u003d 210 MB \u003d 1024 MB

1 терабайт (TB) \u003d 210 GB \u003d 1024 GB

Терабайтът е много голяма единица информация, поради което се използва изключително рядко. Цялата информация, която човечеството е натрупало, се оценява на десетки терабайти.

Кодиране на двоичен текст   От края на 60-те компютрите започват да се използват все повече за обработка на текстова информация и сега повечето от личните компютри в света прекарват по-голямата част от времето си в обработка на текстова информация.

256 различни символа обикновено се използват за представяне на текстова информация (главни и малки букви на руската и латинската азбука, цифри, знаци, графични символи и др.). Ние поставяме въпроса: „Колко бита информация или бинарни бита са необходими за кодиране на 256 различни символа?“

256 различни знака могат да се считат за 256 различни състояния (събития). В съответствие с вероятностния подход за измерване на количеството информация, необходимото количество информация за двоично кодиране   256 знака са равни;

I \u003d log2 256 \u003d 8 бита \u003d 1 байт

Следователно, за двоично кодиране от 1 знак, е необходим 1 байт информация или 8 бита. По този начин всеки герой има своя уникална последователност от осем нули и такива.

Присвояването на символ на конкретен двоичен код е въпрос на съгласие, което е фиксирано в кодовата таблица. За съжаление, има пет различни кодировки на руски букви, така че текстовете, създадени в едно кодиране, няма да бъдат правилно показани в друго.

Хронологично един от първите стандарти за кодиране на руски букви на компютри беше KOI8 („Код за обмен на информация, 8-битов“). Това кодиране се използва на компютри с операционна система UNIX.

Най-честото кодиране е стандартното кирилично кодиране на Microsoft Windows, обозначено със съкращението CP1251 („CP“ означава „Code Code“, „code page“). Всички базирани на Windows приложения, които работят с руски език, поддържат това кодиране.

28 \u003d 256 знака.

За да работите в средата на операционната система MS DOS, се използва "алтернативно" кодиране; в терминологията на Microsoft се използва кодирането CP866.

Apple разработи собствено руско кодиране на букви (Mae) за компютри Macintosh.

Международната организация за стандартизация (ISO) одобри друго кодиране, наречено ISO 8859-5, като стандарт за руския език.

Накрая се появи нов международен стандарт Unicode, който разпределя не един байт, а два за всеки символ и следователно той може да се използва за кодиране не на 256 знака, а на 65 536. Това кодиране се поддържа от Microsoft Office 97-2003.

Кодирането на двоичен текст се случва следпо следния начин: когато се натисне определен клавиш, на компютъра се предава определена последователност от електрически импулси, като всеки символ има своя собствена последователност от електрически импулси (нули и такива на машинен език). Програмата за драйвер за клавиатура и екран определя символа от таблицата с кодове и създава неговото изображение на екрана.

Така текстовете се съхраняват в компютърната памет в двоичен код и програмно се преобразуват в изображения на екрана.

Двоично кодиране на графична информация

От 80-те години технологията на обработка на GRAPHIC информация на компютър бързо се развива. Компютърната графика се използва широко при компютърното моделиране в научните изследвания, компютърните симулатори, компютърната анимация, бизнес графиката, игрите и др.

През последните години, поради рязкото увеличаване на хардуерните възможности на личните компютри, потребителите имат възможност да обработват VIDEO информация.

Графична информация на дисплея на дисплеямолбата се представя като изображение. Което се формира от точки (пиксели). В съвременните компютри разделителната способност (броят точки на екрана на дисплея), както и броят на цветовете, зависи от видеоадаптера и може да се променя програмно.

Цветните изображения могат да имат различни режими: 16 цвята, 256 цвята, 65 536 цвята (висок цвят), 16 777 216 цвята (истински цвят). Всеки цвят представлява едно от вероятните състояния на екранна точка. Изчисляваме броя на битовете на точка, необходим за истинския цветен режим: I \u003d регистрира 65 536-16 бита \u003d 2 байта.

Най-често срещаната разделителна способност на екрана е 800 на 600 пиксела, т.е. 480000 точки. Изчисляваме количеството видео памет, необходимо за истинския цветен режим: 1 \u003d 2 байта 480 000 \u003d 960 000 байта \u003d 937,5 Kb. По същия начин се изчислява и количеството видео памет, необходимо за съхраняване на растерното изображение за други режими на видео.

разрешително

256 цвята

65 536 цвята

16 777 216 цвята

Растерна карта, която е двоичен код на изображение, се съхранява във видео паметта на паметта на компютъра, откъдето се чете от процесора (поне 50 пъти в секунда) и се показва на екрана. Двоично кодиране на аудио информация. В началото на 90-те личните компютри получиха възможност да работят с AUDIO информация. Всеки компютър със звукова карта може да запише като файлове и да възпроизвежда аудио информация. С помощта на специални софтуерни инструменти (редактори на аудио файлове) има големи възможности за създаване, редактиране и слушане на звукови файлове. Създават се програми за разпознаване на реч и става възможно управлението на компютъра с глас.

С двоично кодиране на аналогзвуков сигнал, непрекъснатият сигнал се взема в проба, тоест се заменя с поредица от отделните му проби - мостри. Качеството на двоичното кодиране зависи от два параметъра: броя разпознати дискретни нива на сигнала и броя на пробите в секунда.

Различните звукови карти могат да предоставят 8 или 16 битови проби.

Подмяна на непрекъснат аудио сигнал с неговото дискретно представяне под формата на стъпки

8-битовите карти ви позволяват да кодирате 256 различни нива на дискретизиране на аудио сигнала, съответно 16-битови - 65 536 нива.

Честотата на дискретизация на аналогов аудио сигнал (брой проби в секунда) може да приеме следните стойности: 5.5 kHz, 11 kHz, 22 kHz и 44 kHz. По този начин качеството на звука в дискретна форма може да бъде много лошо (качество на излъчване) при 8 бита и 5,5 kHz и много високо (качество на аудио CD) при 16 бита и 44 kHz.

Можете да прецените силата на звука на моно-аудио файл с продължителност на звука 1 секунда със средно качество на звука (16 бита, 22 KHz). Това означава, че 16 бита на проба трябва да се умножат по 22 000 проби в секунда, получаваме 43 Kb.