Дискретность. Алфавитный подход

1. Кодирование информации

1
Кодирование
информации
§ 7. Дискретность
§ 8. Алфавитный подход к
измерению количества
информации
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

2. Кодирование информации

2
Кодирование
информации
§ 7. Дискретность
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

3. Аналоговые сигналы и устройства

Кодирование информации, 10 класс
3
Аналоговые сигналы и устройства
Аналоговый сигнал — это сигнал,
который в любой момент времени
может принимать любые значения в
заданном диапазоне.
Аналоговые компьютеры
невозможно «очистить» сигнал от помех
при измерении сигнала вносится ошибка
при копировании аналоговая информация
искажается
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

4. Дискретные (цифровые) сигналы

Кодирование информации, 10 класс
4
Дискретные (цифровые) сигналы
U
U1
1
1
0
1
0
U0
0
T
2T
3T
4T
время
Свойства:
• сигнал изменяется только в отдельные моменты
времени (дискретность по времени);
• принимают только несколько возможных значений
(дискретность по уровню).
Дискретный сигнал — это последовательность
значений, каждое из которых принадлежит
некоторому конечному множеству.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

5. Дискретность

Кодирование информации, 10 класс
5
Дискретность
Цель – максимально точно передавать
сообщения при сильных помехах.
Pacta sunt servanda.
•— —
•—
••
•—•—
01000011001
! Компьютеры могут хранить и обрабатывать
только дискретную информацию!
… закодированную с помощью конечного
количества знаков некоторого алфавита.
! Все виды информации нужно
перевести в дискретный вид!
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

6. Дискретизация

Кодирование информации, 10 класс
6
Дискретизация
Дискретизация — это представление единого
объекта в виде множества отдельных
элементов.
π
π
3,13
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
3,14
3,15
http://kpolyakov.spb.ru

7. Дискретизация

Кодирование информации, 10 класс
7
Дискретизация
t°
t°
36,8
36,8
36,6
36,6
36,4
36,4
6
9
12 15 18 21 24
время
аналоговая информация
6 ч.
9 ч.
12 ч.
15 ч.
18 ч.
21 ч.
24 ч.
36,7°
36,8°
36,9°
36,7°
36,5°
36,5°
36,6°
6
9
12 15 18 21 24
время
дискретизация
! При дискретизации
есть потеря информации!
? Как уменьшить потери?
дискретная информация
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

8. Непрерывность и дискретность

Кодирование информации, 10 класс
8
Непрерывность и дискретность
! Дискретность —
это свойство не
информации, а её
представления.
1
0
2
3
V
4
5
6
V
аналоговые
данные
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
дискретные
данные
http://kpolyakov.spb.ru

9. Непрерывность и дискретность

Кодирование информации, 10 класс
9
Непрерывность и дискретность
! При увеличении точности дискретизации
свойства аналоговой и дискретной
информации практически совпадают!
3,1415926
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

10. Кодирование информации

10
Кодирование
информации
§ 8. Алфавитный подход к
измерению количества
информации
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

11. Алфавитный подход

Кодирование информации, 10 класс
11
Алфавитный подход
Количество информации в битах определяется
длиной сообщения в двоичном коде.
8 битов
10101100
вперёд
назад
вправо
влево
00
01
10
11
? Сколько битов?
00101010010111
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
14 битов
http://kpolyakov.spb.ru

12. Алфавитный подход

Кодирование информации, 10 класс
12
Алфавитный подход
1) определяем мощность алфавита N;
2) определяем количество битов информации i,
приходящихся на один символ, —
информационную ёмкость (объём) символа:
N, символов
2
4
8
16
32 64
128
256 512 1024
i, битов
информации
1
2
3
4
5
7
8
6
9
10
3) количество информации в сообщении:
I = L·i
где L – количество символов в сообщении.
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

13. Алфавитный подход

Кодирование информации, 10 класс
13
Алфавитный подход
• каждый символ несёт одинаковое количество
информации
• частота появления разных символов (и
сочетаний символов) не учитывается
• количество информации определяется только
длиной сообщения и мощностью алфавита
• смысл сообщения не учитывается
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

14. Задача

Кодирование информации, 10 класс
14
Задача
Определить количество информации в 10
страницах текста (на каждой странице 32
строки по 64 символа) при использовании
алфавита из 256 символов.
1) информационная ёмкость символа:
256 = 28 i = 8 бит = 1 байт
2) количество символов на странице:
32·64 = 25 ·26 = 211
3) общее количество символов:
L = 10·211
4) информационный объём сообщения:
I = L·i = 10·211·1 байтов = 20 Кбайт
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

15. Конец фильма

Кодирование информации, 10 класс
15
Конец фильма
ПОЛЯКОВ Константин Юрьевич
д.т.н., учитель информатики
ГБОУ СОШ № 163, г. Санкт-Петербург
[email protected]
ЕРЕМИН Евгений Александрович
к.ф.-м.н., доцент кафедры мультимедийной
дидактики и ИТО ПГГПУ, г. Пермь
[email protected]
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru

16. Источники иллюстраций

Кодирование информации, 10 класс
16
Источники иллюстраций
1. http://overhealth.ru
2. https://ufhealth.org
3. http://wmposters.com
4. http://www.ulmart.ru
5. http://all-graphic.net
6. http://123rf.com
7. http://made-in-china.com
8. http://megamaster.biz
9. http://evrobass.ru
10. http://blendercontest.com
11. http://ru.wikipedia.org
12. авторские материалы
К.Ю. Поляков, Е.А. Ерёмин, 2013
http://kpolyakov.spb.ru