Методические указания для проведения практического занятия № 1-2 по предмету «Информатика»
учебно-методический материал

Методические указания для проведения практического занятия № 1-2.

по предмету «Информатика»

Тема:   Нахождение информационного объема текстового сообщения. Кодирование информации.

Цель:  формирование у студентов практических навыков нахождения количества информации, используя различные подходы к измерению информации; формирование  навыков кодирования и декодирования информации.

Теория

Алфавитный подход основан на том, что всякое сообщение можно закодировать с помощью конечной последовательности символов некоторого алфавита. Алфавит — упорядоченный набор символов, используемый для кодирования сообщений на некотором языке. Мощность алфавита — количество символов алфавита. Двоичный алфавит содержит 2 символа, его мощность равна двум.

В традиционной кодировке (КОИ8-Р, Windows, MS DOS, ISO) для кодирования одного символа используется 1 байт (8 бит). Эта величина и является информационным весом одного символа. Такой 8-ми разрядный код позволяет закодировать 256 различных символов, т.к. 28=256 (т.е. используется алфавит из 256 символов).

В настоящее время широкое распространение получил новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ два байта (16 бит). С его помощью можно закодировать 216=65536 различных символов.

Чтобы определить объем информации в сообщении (информационный объем сообщения) при алфавитном подходе, нужно последовательно решить задачи:

1. Определить количество информации (i) в одном символе по формуле 2i = N, где N — мощность алфавита

2. Определить количество символов в сообщении (m), включая пробелы

3. Вычислить объем информации по формуле: V = i * m.

Примеры

1. Книга содержит 150 страниц. На каждой странице размещается 35 строк, в каждой строке – 50 символов. Рассчитать объем информации, содержащейся в книге, ответ записать в Кб.

Решение: Т. к. один символ – 1 байт, то страница содержит 35*50 = 1750 байт информации. Информационный объем всей книги 1750(байт)*150(стр.) = 262500(байт) ≈ 256,348(Кб)

Ответ: 256,348(Кб)

2. Текстовое сообщение, содержащее 1048576 символов общепринятой кодировки, необходимо разместить на дискете ёмкостью 1,44Мб. Какая часть дискеты будет занята?

Решение: Т.к. кодировка общепринятая, то количество информации в одном символе - 8(бит). Т.о. информационный объем текстового сообщения V = 1048576*8(бит) = 8388608(бит) = 1048576(байт) = 1024(Кб) =1Мб.

Т.к. объем дискеты составляет 1,44 Мб, то текстовым сообщением будет занято 1Мб*100% / 1,44Мб = 69% объёма дискеты.

Ответ: 69% объёма дискеты будет занято переданным сообщением.

В содержательном подходе количество информации, заключенное в сообщении, определяется объемом знаний, который это сообщение несет получающему его человеку.

Сообщение об одном из двух равновероятных результатов некоторого события несет 1 бит информации. Количество информации i, содержащееся в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий, можно определить из формулы:   N=2i.

Пример:

Шахматная доска состоит из 64 полей: 8 столбцов на 8 строк.

Какое количество бит несет сообщение о выборе одного шахматного поля?

 Решение.

Поскольку выбор любой из 64 клеток равновероятен, то количество бит находится из формулы:  2i=64, следовательно,  i=6 бит.

Задачи для самостоятельного решения

1. В книге 250 страниц. На каждой странице 60 строк, в каждой строке 80 символов. Вычислить информационный объем книги.

2. Для записи текста использовали 256 – символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке. Какой объем информации содержат 5 страниц текста?

3. Сведения о сотруднике хранятся в виде строки из 2048 символов. Сколько понадобятся дискет емкостью 1,2Мб для хранения сведений обо всех 8500 сотрудниках фирмы?

4. Каково максимальное количество книг (каждая объемом 200 страниц, на каждой странице 60 строк, 80 символов в строке) размещаемых на лазерном диске емкостью 600 Мб?

5. Сколько битов информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали «даму пик»?

6. Получено сообщение, объемом 10 бит. Какое количество сообщений возможно составить из полученных данных?

7. Сообщение о том, что ваш друг живет на 6 этаже несет 4 бита информации. Сколько этажей в доме?

8. Дана кодовая таблица азбуки Морзе

Расшифруйте (декодируйте), что здесь написано (буквы отделены друг от друга пробелами)?

9. Закодируйте с помощью азбуки Морзе слова:  КРИПТОАНАЛИЗ, КЛЮЧ, ШИФР

10. Дана кодировочная таблица (первая цифра кода – номер строки, вторая – номер столбца).

С помощью этой кодировочной таблицы зашифруйте фразу: Я УМЕЮ РАБОТАТЬ С ИНФОРМАЦИЕЙ!

Используя эту же кодировочную таблицу, расшифруйте текст: 25201538350304053835111503040038

11. По таблице ASCII-кодов декодируйте слова, заданные десятичным кодом:

А) 087 111 114 100            Б)  068 079 083

12. Зашифрованная пословица.

Разгадайте слова в предложениях (каждой букве соответствует определенная цифра).

1. Чтобы рубить дрова, нужен 14, 2, 3, 2, 7 , а чтобы полить огород – 10, 4, 5, 1, 6 .
2. Рыбаки сделали во льду 3, 7, 2, 7, 8, 9, 11 и стали ловить рыбу.
3. Самый колючий зверь в лесу – это 12, 13.

А теперь прочитайте пословицу:

1, 2, 3, 4, 5, 1, 6                  7, 8, 9, 10, 11              9, 4, 7, 4, 13, 12, 14.