Единица количества информации

Решая различные задачи, человек использует информацию об окружающем нас мире. Часто приходится слышать, что сообщение несет мало информации или, наоборот, содержит исчерпывающую информацию, при этом разные люди, получившие одно и то же сообщение (например, прочитав статью в газете), по-разному оценивают количество информации, содержащейся в нем. Это означает, что знания людей об этих событиях до получения сообщения были различными. Количество информации в сообщении, таким образом, зависит от того, насколько ново это сообщение для получателя. Если в результате получения сообщения достигнута полная ясность в данном вопросе (т.е. неопределенность исчезнет), говорят, что получена исчерпывающая информация. Это означает, что нет необходимости в дополнительной информации на эту тему. Напротив, если после получения сообщения неопределенность осталась прежней (сообщаемые сведения или уже были известны, или не относятся к делу), значит, информации получено не было (нулевая информация).

Подбрасывание монеты и слежение за ее падением дает определенную информацию. Обе стороны монеты «равноправны», поэтому одинаково вероятно, что выпадет как одна, так и другая сторона. В таких случаях говорят, что событие несет информацию в 1 бит. Если положить в мешок два шарика разного цвета, то, вытащив вслепую один шар, мы также получим информацию о цвете шара в 1 бит.

Бит – наименьшая единица представления информации. (bit) – сокращение от английских слов binary digit, что означает двоичная цифра.

В компьютерной технике бит соответствует физическому состоянию носителя информации: намагничено – не намагничено, есть отверстие – нет отверстия. При этом одно состояние принято обозначать цифрой 0, а другое – цифрой 1. Выбор одного из двух возможных вариантов позволяет также различать логические истину и ложь. Последовательностью битов можно закодировать текст, изображение, звук или какую-либо другую информацию. Такой метод представления информации называется двоичным кодированием (binary encoding).

Байт – наименьшая единица обработки и передачи информации

В информатике часто используется величина, называемая байтом (byte) и равная 8 битам. И если бит позволяет выбрать один вариант из двух возможных, то байт, соответственно, 1 из 256. Наряду с байтами для измерения количества информации используются более крупные единицы:

1 Кбайт (один килобайт) = 2¹⁰ байт = 1024 байт = 8192 бит;

1 Мбайт (один мегабайт) = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайта;

1 Гбайт (один гигабайт) = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайта.

Например, книга содержит 100 страниц; на каждой странице – 35 строк, в каждой строке – 50 символов. Объем информации, содержащийся в книге, рассчитывается следующим образом:

Страница содержит 35 × 50 = 1750 байт информации. Объем всей информации в книге (в разных единицах):

1750 × 100 = 175 000 байт.

175 000 / 1024 байт = 170,8984 Кбайт.

170,8984 / 1024 Кбайт = 0,166893 Мбайт.

Машинное слово – наибольшая последовательность бит, которые процессор может обрабатывать как единое целое. Длина машинного слова: 8, 16, 32, 64 бита. Адрес машинного слова в памяти ЭВМ равен адресу младшего бита, входящего в это слово. Занесение информации в память, а также извлечение её оттуда производится по адресам, это свойство памяти называется адресуемость.

Объем оперативной памяти: 1 Мбайт, а адрес последнего машинного слова – 1048574. Чему равен размер машинного слова?

1 Мбайт = 1024 Кбайт = 1048576 байт. Т.к. нумерация байтов начинается с нулей, то адрес последнего машинного слова включает в себя два байта 1048574 и 1048575.

13. ПОНЯТИЕ АЛГОРИТМА. СВОЙСТВА АЛГОРИТМА. СПОСОБЫ ЗАПИСИ АЛГОРИТМОВ. СТРУКТУРЫ АЛГОРИТМОВ. ЛИНЕЙНЫЕ, ВЕТВЛЕНИЯ, ЦИКЛИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЦИКЛИЧЕСКИХ АЛГОРИТМОВ. ИТЕРАЦИОННЫЕ АЛГОРИТМЫ.[14]

Слово “Алгоритм” произошло от имени великого восточного математика – Аль-Хорезьми, который в IX веке сформулировал правила выполнения четырех арифметических действий..

Алгоритм это:

1. Последовательность действий однозначно ведущих к какой-либо цели.

2. Строго определенная процедура, гарантирующая получение результата за конечное число шагов.

3. Правило, указывающее действия, в результате цепочки данных происходит переход от исходных данных к искомому результату.

4. Точное предписание, определяющее последовательность действий и обеспечивающее получение требуемого результата на основании исходных данных.

Цепочка действий называется алгоритмический процессом, а каждое его отдельное действие шагом. Одушевленный или неодушевленный объект, который знает и может выполнить алгоритм, называют его исполнителем. Разработать алгоритм решения задачи – означает разбить задачу на последовательно выполняемые шаги. Если алгоритм грамотно разработан, то его можно вручить исполнителю, даже не знакомому с решаемой задачей, который, точно следую его логике, получит искомое решение. Каждый алгоритм создается в расчете на определенного исполнителя. Действия, которые может совершать исполнитель, называют допустимыми, а их совокупность образует систему команд исполнителя.

Свойства алгоритма:

1. Дискретность – процесс решения задачи должен быть разбит на последовательность отдельных шагов. Исполнение по шагам означает, что действие, предусмотренное алгоритмом, исполняется после того, как закончилось исполнение предыдущего.

2. Определенность (однозначность) – алгоритм не должен содержать команды, смысл которых может восприниматься неоднозначно.

3. Результативность (выполняемость) – процесс решения задачи должен прекратиться за конечное число шагов и при этом должен быть получен ответ задачи. Это свойство подразумевает, что каждый шаг (и алгоритм в целом) после завершения однозначно определяет все объекты.

4. Понятность – алгоритм должен быть понятен не только автору, но и исполнителю. Каждый шаг алгоритма обязательно представляет собой какое-либо допустимое действие исполнителя.

5. Массовость (универсальность) – возможность по одному алгоритму решать однотипные задачи с различным набором исходных данных.

Типы алгоритмов:

1. Структурированный.

2. Неструктурированный – то есть с нарушением структуры (например когда используется переход на какую-либо метку. В Паскале команда - GoTo).

3. Вспомогательные – целиком используются в составе других алгоритмов (например подпрограммы, стандартные функции языка или пользователя).

Алгоритмы бывают: 1.Линейные. 2. Ветвление (если). 3. Циклические (с использованием 3-х различных циклов). 4. С подпрограммами. 5. Смешанные (циклы+ветвление+подпрограммы + …).