Информатика / Computer science

Алфавитный подход к измерению информации

Алфавит - это множество символов используемых для записи текста. Мощность алфавита - это полное количество символов алфавита. 

Вся информация в компьютере представляется в виде символов. СИМВОЛ в компьютере - это любая буква, цифра, знак препинания, математический знак. На компьютер "не понимает" человеческий язык. Поэтому каждый символ кодируется. Компьютер "понимает" только 0 и 1 - с помощью них и представляется информация в компьютере. Эти 0 и 1 называются битом. Слово "бит" произошло от словосочетания binary digit, то есть двоичное число, или иначе число которое может состоять только из нуля или единицы. Наименьшую мощность имеет двоичный алфавит, используемый в компьютере и содержащий только два знака: 0 и 1. Информационный вес символа в двоичном алфавите составляет 1 бит. Например, объем информации заложенный в ответ «да» или «нет» равен одному биту, ведь бит может быть только в состоянии 1 или 0. 

0	1
0	1

Формула Хартли. Формулой N = 2ⁱ можно представить, сколько бит информации потребуется, чтобы определить одно из возможных значений. N – это количество значений (мощность алфавита), а i – количество бит. Например, алфавит мощностью 8 знаков можно закодировать на машинном языке с помощью трех символов двоичного алфавита. 

0	1	2	3	4	5	6	7
000	001	010	011	100	101	110	111

В свою очередь 1 символ равен 8 битам (1 символ = 8 бит). Но информацию не считают не в символах, не в битах. Информацию считают в байтах, где 1 символ = 8 битам - 1 Байту.  Байт - это единица измерения информации.

8 бит = 1 Байт.

Измерения в байтах

1 Килобайт = 1024 Байт = 2¹⁰ Байт

1 Мегабайт = 1024 КБ (Килобайт) =  2²⁰ Байт

1 Гигабайт = 1024 МБ (Мегабайт) =  2³⁰ Байт

1 Терабайт = 1024 ГБ (Гигабайт ) =  2⁴⁰ Байт

Например. Вычислить объем оперативной памяти в байтах, если известно что объем в Гигабайтах равен 8.

8 Гигабайт  * 1024 = 8 192 МБайт

8 192 МБайт * 1024  = 8 388 608 КБайт

8 388 608 КБайт * 1024 = 8 589 934 592 Байт

Таким образом с увеличением мощности алфавита увеличивается информационный вес символа. Для кодирования 255 (0-256) символов, входящих в стандартизированную и расширенную таблицу кодирования символьной информации ASCII, используется 8 бит. Например, символа А в памяти компьютера представляется как 01000001 в двоичной системе счисления, или 65 в десятичной.

Пример. Найти объем текстового сообщения Computer Science в битах и представить его в двоичном виде.

Сообщение Computer Science содержит 16 символов.
1 Байт = 8 бит.
Каждый символ кодируется с помощью 1 Байта. 16 символов * 1 Байт = 16 Байт * 8 бит = 128 бит.

С	o	m	p	u	t	e	r		S	c	i	e	n	c	e
01000011	01101111	01101101	01110000	01110101	01110100	01100101	01110010	00100000	01010011	01100011	01101001	01100101	01101110	01100011	01100101

Ответ:

1) 16 Байт = 128 бит.

2) 01000011011011110110110101110000011101010111010001100101011100100010000001010011011000110110100101100101011011100110001101100101