Кодирование текстовой, графической и звуковой информации
Количество информации как мера уменьшения неопределённости знания Определение За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределённость знания в два раза. Такая единица названа бит.Единицы измерения количества информации1 байт = 23 бит = 8 бит;1 Кбайт = 210 байт = 1024 байт;1 Мбайт = 210 Кбайт = 1024 Кбайт;1 Гбайт = 210 Мбайт = 1024 Мбайт.Формула Существует формула, которая связывает между собойколичество возможных событий N и количество информации IN = 2I
Задача 1 В донорский пункт пришли 56 человек. Количество миллилитров крови, взятых у каждого донора (от 50 до 500), записали минимально возможным количеством бит. Определите информационный объём этих результатов.Варианты ответа:1) 525 бит 2) 500 бит 3) 256 байт 4) 63 байтаРешениеN = 500 – 49 = 451 возможное количество вариантов.N = 2I 512 = 29 Каждое число можно записать девятью битами, т. е. 9 – информационный вес каждого числа. 56 * 9 = 504 бита 504 / 8 = 63 байта
Алфавитный подход к определению количества информации Задача 2 Считая, что каждый символ кодируется 16 битами, оцените объём следующего предложения в кодировке Unicode:Дураков на свете мало, но они расставлены так грамотно, что встречаются на каждом шагу.Варианты ответа:1) 87 байт 2) 174 бита 3) 174 байта 4) 87 бит
Двоичное кодирование текстовой информации в компьютереЗадача 3 Для записи текста использовался 256-символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке. Какой объём информации содержат 5 страниц текста?Решение256 = 28 I = 8 бит – информационный вес одного символа.Подсчитаем количество символов в тексте30 × 70 × 5 = 10500 символов в тексте.Найдём объём всей информации в тексте10500 × 8 = 84000 бит = 10500 байт = 10,25 Кбайт.
Формула ШеннонаСуществует множество ситуаций, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. где I – количество информации, N – количество возможных событий, pi – вероятности отдельных событий.Для частного, но широко распространённого случая, когда события равновероятны, величину количества информации I можно рассчитать по формулеI = log2 N
Двоичное кодирование графической информации в компьютере Пиксель – минимальный участок изображения, которому независимым образом можно задать цвет. Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек по горизонтали и вертикали на единицу длины изображения. Количество информации, которое используется при кодировании цвета точек изображения, называется глубиной цвета.
Задача 4Укажите минимальный объём памяти (в килобайтах) достаточный для хранения любого растрового изображения размером 128 × 128 пикселей, если известно, что в изображении используется палитра на 256 цветов.Варианты ответа: 1) 256 2) 8 3) 16 4) 128РешениеN = 2I 256 = 28 I = 8 – глубина цвета.128 × 128 = 16384 – количество точек (пикселей) в изображении.16384 × 8 = 131072 бит = 16384 байта = 16 Кбайт.
Двоичное кодирование звуковой информации в компьютереЧастота дискретизации звука – это количество измерений громкости звука за одну секунду.Глубина кодирования звука – это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.
Задача 5Оцените информационный объём высококачественного стереоаудиофайла длительностью звучания 1 минута, если «глубина» кодирования 16 бит, а частота дискретизации 48 кГц.РешениеИнформационный объём звукового файла длительностью в 1 секунду равен:16 бит × 48000 Гц × 2= 1536000 бит = 96000 байт = 187,5 Кбайт.Информационный объём звукового файла длительностью в 1 минуту равен:187,5 Кбайт × 60 с = 11250 Кбайт = 11 Мбайт