2. Объемный подход (или алфавитный)

Информация рассматривается как последовательность символов – знаков (цифр, букв, кодов цветов точек изображений и т.д.).

Алфавитный подход к измерению информации не связывает количество информации с содержательным сообщением. Алфавитный подход является объективным, т. е. он не зависит от человека, воспринимающего текст.

Рассмотрим этот подход на примере текста, написанного на каком-нибудь языке, например, на русском. Все множество используемых в языке символов будем называть алфавитом. Полное количество символов алфавита будем называть мощность алфавита. Информационная емкость знаков зависит от их количества в алфавите (мощности алфавита): чем больше их количество, тем больше количества информации несет один знак.

Например, в алфавит мощностью N=256 символов можно поместить все необходимые символы: латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, знаки препинания и т.д. Представим себе, что текст, состоящий из 256 символов, поступает последовательно, и в каждый момент времени может появиться любой из них. Тогда по формуле (1):

2ⁱ = 256, → i=8 (бит)

Таким образом, один символ алфавита мощностью 256 символов имеет информационную емкость 8 бит.

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

2i=N

где N –объем информации или мощность алфавита,

i – длина кода символа.

Как правило, компьютер работает не с отдельными битами, а с восемью битами сразу. Восемь последовательных битов образуют байт. В одном байте можно закодировать значение 1 символа из 256 возможных (256=2⁸).

1Кб=1024Б=2¹⁰ байт

1Мб=1024Кб=2²⁰ Байт

1Гб=1024Мб=2³⁰ Байт.

1Терабайт = 1024Гбайт = 2⁴⁰ Байт.

Условно часто считают, что 1Кбайт равен 1000 байтам.

Информационный объем текста в памяти компьютера измеряется в байтах. Он равен количеству знаков в записи текста, умноженную на длину кода.

I=K*i

где К – количество знаков в тексте,

i – длина кода 1 символа или количество информации, которое несет 1 символ.

Одна страница текста на листе А4, 12 шрифт, одинарный интервал – объем 40000 байтов, т.к. помещается 40000 знаков.

Задача. Система оптического распознавание символов позволяет преобразовывать отсканированные изображения страниц документа в текстовый формат со скоростью 4 страницы в минуту и использует алфавит мощностью 65536 символов. Какое количество информации будет нести текстовый документ, каждая страница которого содержит 40 строк по 50 символов, после 10 минут работы приложения?

Решение:

1. Определим информационную емкость алфавита:

2i=N

2i=65536

i = 16 битов

2. Определим количество информации на странице:

I=K*i

16*40*50=32000

I = 32000 битов=4000байтов

3. Определим количество информации, которое будет нести текстовый документ:

4000 байтов*4 листа*10 минут=160000 байтов = 156 Кбайт

Самостоятельно:

Задача. Пользователь компьютера может вводить в минуту 200 знаков. Мощность используемого алфавита равна 256. Какое количество информации может ввести пользователь за 5 минут? (Ответ – 8000 бит = 1000 байт)