МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное Агентство по образованию

Костромской государственный университет им. Н.А. Некрасова

Кафедра информационных технологий в образовании

Лабораторные работы по курсу «Информатика»

Для студентов специальности 350500 «Социальная работа»

Составитель:

ассистент кафедры информационных технологий в образовании Тихонов С.С.

Кострома, 2007

Лабораторная работа №1 «Информация и информационные процессы»

Цели работы:

• отработка навыков и умений измерять количество информации, используя различные единицы измерения, переводить из менее крупных в более крупные единицы измерения и наоборот;

• отработка умений определять нужный подход к измерению количества информации при решении конкретной задачи;

• умение вычислять количество информации согласно алфавитному и содержательному подходам.

Теоретическая часть

Для измерения количества информации используются такие единицы измерения, как бит, байт, килобайт, мегабайт, гигабайт и терабайт. Вот соотношения между ними:

1 байт = 2³ бит = 8 бит

1 килобайт (Кб) = 2¹⁰ байт = 1024 байт

1 мегабайт (Мб) = 1024 Кб

1 гигабайт (Гб) = 1024 Мб

1 терабайт (Тб) = 1024 Гб

Существует два основных подхода к измерению количества информации: алфавитный (кибернетический) и субъективный (вероятностный).

При алфавитном подходе измеряется не содержание информации с точки зрения его новизны и полезности, а размер несущего информацию сообщения. Данный подход позволяет измерять информацию в технике (в т.ч. и компьютерной технике).

Количество информации, которое занимает один символ (информационный вес символа) в тексте, записанном на языке алфавита мощностью N символов, определяется по формуле:

2ⁱ=N, где i – информационный вес символа

Зная информационный вес символа и количество символов в данном тексте, можно определить количество информации, занимаемое всем текстом:

,

где I – количество информации, занимаемое всем текстом, K – количество символов в тексте.

Пример. Какое количество информации занимает текст из 100 символов алфавита мощностью в 32 символа?

1) Определим информационный вес 1 символа: 2ⁱ=32, значит i=5 битам.

2) Найдем количество информации, занимаемое всем текстом: бит.

С точки зрения отдельного человека, ценность информации определяется тем, насколько она проясняет для него какой-либо вопрос, то есть уменьшает неопределенность ситуации. В этом случае используется субъективного подход к измерению  количества информации.

Согласно субъективному подходу, сообщение о том, что произошло одно из двух равновероятных событий, равно одному биту.

В общем случае, для определения количества информации в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий, используют формулу:

2ⁱ=N, где i – количество информации в сообщении

Пример. Каково количество информации в сообщении об исходе подбрасывания монеты («орел» или «решка»)?

Всего разных событий в данном сообщении 2, причем оба они равновероятны. Тогда количество информации в данном сообщении равно 2ⁱ=2, i=1 бит.

В случае если все N событий неравновероятны, то для подсчета количества информации в таком сообщении, следует учитывать вероятность появления данного события:

, где i – количество информации в данном сообщении, p – вероятность появления данного события.

Пример. В магазин поступило 4 изделия первого предприятия и 12 таких же изделий второго предприятия. Какое количество информации в сообщении о том, что было продано изделие первого предприятия?

Так как от двух предприятий изделия поступили в разных количествах, то события будут неравновероятные.

1. Найдем вероятность того, что было продано изделие первого предприятия: .

2. Определим количество информации в данном сообщении: бита.