5. Кодирование информации.

Понятия кодирования и декодирования информации.

Под словом «кодирование» понимают процесс представления информации в форму, удобную для ее хранения, передачи. Т. е. запись текста на одном из языков (русский, английский) можно рассматривать как способ кодирования речи с помощью графических элементов (букв, иероглифов). Записанный текст является кодом, заключающим в себе содержание речи (информацию). Процесс чтения текста- это обратный процесс по отношению к письму. Процесс, при котором письменный текст преобразуется в устную речь. Чтение можно назвать декодированием письменного текста.

Устная речь

Устная речь

Письменный текст-код

Эта схема типична для всех процессов, связанных с передачей информации.

Для кодирования одной и той же информации могут использоваться различные способы. Например, обычный текст можно кодировать с помощью русского алфавита, стенографии (быстрый способ записи устной речи), азбуки Морзе и т.д. Выбор способа кодирования зависит от его цели, условий кодирования и средств. Если надо записать текст в темпе речи – используем стенографию, если его необходимо передать за границу- латинский алфавит и т.д. Выбор способа кодирования информации может быть связан со способом его обработки. Например, число тридцать пять можно записать, используя русский алфавит или арабские цифры. Если мы предполагаем произвести с этим числом арифметические вычисления, то вторая форма записи предпочтительней.

Одним из методов секретного кодирования является- шифрование (процесс превращения открытого текста в зашифрованный). Дешифрование-процесс обратного преобразования, при котором восстанавливается исходный текст.

Компьютер для кодирования текстов применяет двоичный код.

6. Измерение информации.

Измерение информации объемный подход.

Необходимо договориться о способе измерения информации, чтобы можно было ответить на вопрос: достаточно ли места на носителе, чтобы ее разместить. Величина, которая нас интересует, называется объемом информации. В таком случае говорят об объемном подходе к измерению информации.

Объем информации не связан с содержанием. Когда говорят об объеме информации, то имеют в виду размер текста в том алфавите, с помощью которого эта информация представлена.

Объем текста в печатном издании (книга, журнал) измеряется в страницах. Однако этот способ информации не является универсальным, т. к. количество страниц книги зависит от величины шрифта, величины полей и т.д. (т.е. один и тот же текст может занимать различное количество страниц). Количество страниц чаще измеряет расход бумаги, а не объем информации. Разумнее измерять объем информации количеством знаков этого текста.

Для кодирования электронных сообщений чаще всего используется i- разрядный двоичный код. Т. е. комбинация из i 0 и 1. (Например, возьмем для кодирования русских букв 5-разрядный двоичный код. «А»-00000, «Б»- 00001 и т.д.) Из школьного курса информатики известно, что если с помощью i- разрядного двоичного кода можно закодировать алфавит состоящий из N символов, то эти величины связаны между собой по формуле: 2 =N.

Поскольку 2 =32, то все русские буквы можно закодировать пятиразрядным двоичным кодом от 00000 до 11111.

Примеры решения задач:

1. Сколько разрядов должен содержать двоичный код для кодирования алфавита, содержащего 64, 120, 250 символов. (2 =64; 2 =128<120; 2 =256<250)

2. Сколько символов можно закодировать с помощью 3, 8, 9 разрядов двоичного кода? (2 =8; 2 =256; 2 =512)

Из школьного курса информатики известно, что в компьютерах используется двоичное кодирование информации. Для двоичного кодирования текста используется восьмеричный равномерный код. С его помощью можно закодировать 2 =256 символов. Естественно, что кодирование должно быть общепринятым. В этих целях была разработана мировая таблица символов ASCII , которая разбита на 2 части. Первая половина предназначена для мирового стандарта ( английский алфавит, цифры ), а вторая отводится для национального стандарта ( национальный алфавит и т.д.).

Один двоичный разряд (0 или 1) является наименьшей единицей представления информации и называется 1 бит.

При двоичном кодировании объем информации, выраженный в битах, равен длине двоичного кода, в котором информация представлена.

Более крупной единицей измерения является байт: 1 байт=8 бит.

Байт- это наименьшая единица обработки и информации.

Информационный объем текста в памяти компьютера измеряется в байтах. Он равен количеству байтов в записи текста.

Примеры решения задач:

1. Сколько бит и байт занимают следующие сообщения: «Ура!!! Скоро каникулы!», «Привет. Меня зовут Петя». (22 байта или 22*8=176 бит; 23 байта или 23*8=184 бита)

Помимо бита и байта, для измерения информации используются более крупные единицы информации:

1 Кб (килобайт)=2 байт=1024 байт;

1 Мб (мегабайт)= 2 Кб=1024 Кб;

1 Гб (гигабайт)= 2 Мб=1024 Мб;

1 Тб (терабайт)= 2 Гб=1024 Гб.

Примеры решения задач:

1. Сообщение занимает 10 Гб, 20 Гб. Определите объем его в мегабайтах, килобайтах, байтах и битах. (10240 Мб, 10485760 Кб, 10737418240 байт, 85899345920 бит; 20480 Мб, 20971520 Кб, 21474836480 байт, 171798691840 бит)

2. Сообщение занимает 17179869184 бит. Определите объем его в гигабайтах (2).

Существует еще содержательный подход измерения информации. В этом случае количество информации связывается с содержанием (смыслом) полученного человеком сообщения.

Информационные процессы

Пример: