Kakšna je moč abecede

V računalništvu je abeceda znakski sistem, s katerim lahko pošljete informativno sporočilo. Da bi razumeli bistvo te definicije, je tu nekaj dodatnih teoretičnih dejstev:

1. Vsa sporočila so sestavljena iz abecede. Ta članek je na primer sporočilo. Nato je sestavljen iz znakov ruske abecede.
2. Pod simbolom lahko razumemo najmanjši pomembni delček abecede. Tudi nedeljivi delci se imenujejo atomi. Znaki v ruski abecedi so "a", nato "b", "c" in tako naprej.
3. Teoretično abeceda ni treba kodirati na kakršenkoli način. Na primer, v tiskani knjigi simboli abecede pomenijo sami, kar pomeni, da nimajo nobenega kodiranja.

Toda v praksi imamo naslednje: računalnik ne razume, kaj so črke. Zato mora biti za prenos informativnega sporočila najprej kodirana v jeziku, ki je razumljiv računalniku. Za nadaljevanje je treba uvesti dodatne pogoje.

Kakšna je moč abecede

Z močjo abecede mislimo na skupno število znakov. Da bi ugotovili, kakšna je moč abecede, morate samo prešteti število znakov v njej. Naj ugotovimo. Za rusko abecedo je moč abecede 33 ali 32 znakov, če ne uporabljate »e«.

Predpostavimo, da se vsi znaki naše abecede srečujejo z enako verjetnostjo. To predpostavko lahko razumemo takole: predpostavimo, da imamo vrečko s podpisanimi kockami. Število kock v njem je neskončno in vsak je podpisan le z enim simbolom. Potem, z enakomerno porazdelitvijo, ne glede na to, koliko kock smo dobili iz vrečke, bo število kock z različnimi simboli enako, ali pa se bo nagibalo k temu s povečanjem števila kock, ki jih izvlečemo iz torbe.

Ocena teže informacijskih sporočil

Pred skoraj sto leti je ameriški inženir Ralph Hartley izpeljal formulo, s katero lahko ocenjujete informacije v sporočilu. Njegova formula deluje za enako verjetne dogodke in izgleda takole:

i = log ₂ M

Kjer je "i" število nedeljivih informacijskih atomov (bitov) v sporočilu, je "M" moč abecede. Sledimo naprej. S pomočjo matematičnih transformacij lahko ugotovimo, da se moč abecede izračuna na naslednji način:

M = 2 ⁱ

Ta formula v splošni obliki določa povezavo med številom enako verjetnih dogodkov "M" in količino informacij "i".

Izračunajte moč

Najverjetneje ste že vedeli iz tečaja računalništva v šoli, da se v sodobnih računalniških sistemih, ki temeljijo na arhitekturi von Neumanna, uporablja binarni sistem kodiranja informacij. Na ta način so kodirani tako programi kot podatki.

Za predstavitev besedila v računalniškem sistemu uporabite enotno kodo osmih bitov. Koda se šteje za enotno, ker vsebuje fiksen niz elementov - 0 in 1. Vrednosti v takšni kodi so določene s posebnim vrstnim redom teh elementov. S pomočjo osmobitne kode lahko kodiramo sporočila, ki tehtajo 256 bitov, saj po Hartleyjevi formuli: M ₈ = 2 ⁸ = 256 bitov informacij.

To stanje s kodiranjem znakov v binarni kodi se je zgodovinsko razvilo. Toda teoretično lahko uporabimo druge abecede za predstavitev podatkov. Tako bi na primer v štiričrkovni abecedi vsak znak imel težo ne ene, ampak dva bita, v osemmestni abecedi - 3 bitov in tako naprej. To se izračuna z uporabo binarnega logaritma, podanega zgoraj ( i = log ₂ M ).

Ker je v abecedi z zmogljivostjo 256 bitov dodeljenih osem binarnih številk za določitev enega znaka, je bilo odločeno, da se uvede dodatno merilo informacij - bajtov. En bajt vsebuje en znak tabele kod ASCII in vsebuje osem bitov.

Kako meriti informacije

в прописном и строчном варианте, цифры, символы знаков препинания и другие базовые символы. Osem-bitno kodiranje besedilnih sporočil, ki se uporablja v ASCII kodni tabeli, vam omogoča, da se prilega osnovnemu nizu latinice in cirilice v velikih in malih črkah, številke, ločila in druge osnovne znake.

Za merjenje večjih količin podatkov uporabite posebne predpone za besede in bit. Takšne priloge so prikazane v spodnji tabeli:

Mnogi ljudje, ki so študirali fiziko, bodo trdili, da bi bilo smiselno uporabljati klasične predpone za označevanje enot informacij (kot sta kilo in mega), vendar to dejansko ni povsem pravilno, ker takšne predpone k vrednostim pomenijo množenje za eno ali drugo stopnjo deset ko se binarni sistem meritev uporablja povsod v računalništvu.

Popravite imena podatkovnih enot

Da bi odpravili netočnosti in neprijetnosti, je Mednarodna komisija za elektrotehniko marca 1999 odobrila nove enote enotam, ki se uporabljajo za določanje količine informacij v elektronski računalniški tehnologiji. Takšne predpone so "mebi", "kibi", "gibi", "tebi", "eksbi", "petit". Do sedaj se te enote še niso uveljavile, zato je najverjetneje potreben čas za uvedbo tega standarda in začetek široke uporabe. Kako narediti prehod od klasičnih enot na novo odobrenih, lahko določite naslednjo tabelo:

Recimo, da imamo besedilo, ki vsebuje K znakov. Nato s pomočjo abecednega pristopa izračunamo količino informacij V, ki jo vsebuje. To bo enako zmnožku moči abecede z informacijsko težo enega znaka v njej.

Z Hartleyjevo formulo vemo, kako izračunati količino informacij skozi binarni logaritem. Če predpostavimo, da je število znakov abecede enako N in da je število znakov v zapisu informacijskega sporočila enako K, dobimo naslednjo formulo za izračun obsega informacij sporočila:

V = K ₂ log ₂ N

Abecedni pristop kaže, da je obseg informacij odvisen samo od moči abecede in velikosti sporočil (to je število znakov v njem), vendar nikakor ne bo povezan s semantično vsebino za osebo.

Primeri izračuna moči

V razredu računalništvo pogosto daje nalogo, da najde moč abecede, dolžino sporočila ali obseg informacij. Tu je ena od teh nalog:

"Besedilna datoteka zaseda 11 KB prostora na disku in vsebuje 11264 znakov. Določite moč abecede te besedilne datoteke."

Kakšna bo rešitev, lahko vidite na spodnji sliki.

Tako abeceda z zmogljivostjo 256 znakov nosi le 8 bitov informacij, kar se v računalništvu imenuje en bajt. Byte opisuje 1 znak tabele ASCII, ki, če pomislite na to, sploh ni veliko.

Je en bajt veliko ali malo?

Sodobna podatkovna skladišča, kot so podatkovni centri Googla in Facebooka, ne vsebujejo več kot ducat petabajtov informacij. Točna količina podatkov pa bo težko izračunati celo sama, saj boste potem morali ustaviti vse procese na strežnikih in bližnje uporabnike dostopati do snemanja in urejanja njihovih osebnih podatkov.

Da pa si lahko predstavljamo takšne nepojmljive količine podatkov, je treba jasno razumeti, da je vse sestavljeno iz majhnih podrobnosti. Treba je razumeti, kakšna je moč abecede (256) in koliko bitov vsebuje 1 bajt informacij (kot se spomnite, 8).