الغرض من الدرس:تقديم المفاهيم: "قياس المعلومات"، "الأبجدية"، "قوة الأبجدية"، "النهج الأبجدي لقياس المعلومات"، وتعليم كيفية قياس حجم المعلومات في الرسائل، مع مراعاة الوزن المعلوماتي للأحرف.

نوع الدرس: توضيحي وتوضيحي مع عناصر عملية.

في لمحة: عرض تقديمي "معلومات القياس" (الملحق 1).

الأدب التربوي: كتاب "المعلوماتية". الصف الثامن (الدورة الأساسية) آي جي سيماكين، ورشة عمل كتاب "المعلوماتية" (الجزء الأول) آي جي سيماكين.

متطلبات المعرفة والمهارات:

يجب أن يعرف الطلاب:

• ما هي "الأبجدية"، "قوة الأبجدية"، "النهج الأبجدي في قياس المعلومات"؛
• كيفية قياس حجم المعلومات؛
• كيف يتم تحديد وحدة قياس بتات المعلومات؟
• ما هو البايت والكيلو بايت والميجابايت والجيجابايت.

يجب أن يكون الطلاب قادرين على:

• إعطاء أمثلة على الرسائل التي تحمل 1 بت من المعلومات؛
• قياس حجم المعلومات في النص؛
• تمثل كمية المعلومات الواردة في وحدات مختلفة (بت، بايت، كيلو بايت، ميغابايت، غيغابايت).

خطة الدرس

1. منظمة. لحظة - 1 دقيقة.
2. التحقق من الواجبات المنزلية - 2 دقيقة.
3. مواد جديدة. معلومات القياس. النهج الأبجدي - 25 دقيقة.
4. توحيد ما تم تعلمه - 14 دقيقة.
5. تلخيص الدرس. - 2 دقيقة.
6. الواجب المنزلي - 1 دقيقة.

أنا.المنظمة. لحظة.

ثانيا. التحقق من الواجبات المنزلية.

ورقة عمل رقم 1. ص. 11 رقم 2، 5، 8، 11، 19 *.

ثالثا. مواد جديدة.

1 المقدمة.

تؤدي عملية معرفة العالم المحيط إلى تراكم المعلومات في شكل معرفة.

كيف تعرف إذا كنت قد تلقيت الكثير من المعلومات أم لا؟

من الضروري قياس كمية المعلومات. واليوم سنكتشف كيفية القيام بذلك.

يؤدي الحصول على معلومات جديدة إلى توسيع المعرفة، أو، بطريقة أخرى، إلى انخفاض عدم اليقين في المعرفة.

إذا أدت بعض الرسائل إلى انخفاض عدم اليقين في معرفتنا، فيمكننا القول أن هذه المعرفة تحتوي على معلومات (الشكل 1).

2. كيف يمكنك قياس كمية المعلومات.

لقياس الكميات المختلفة، هناك وحدات قياس قياسية.

على سبيل المثال:

• المسافة تقاس بالملليمتر، السنتيمتر، الديسيمتر...
• الكتلة تقاس بالجرام والكيلو جرام والأطنان ...
• الوقت يقاس بالثواني والدقائق والأيام والسنوات ...

ولذلك، لقياس المعلومات، يجب إدخال وحدة قياسية خاصة بها.

هناك طريقتان لقياس المعلومات:

ب) أبجديا. يسمح لك بقياس حجم المعلومات للنص بأي لغة (طبيعية أو رسمية)؛ عند استخدام هذا الأسلوب، لا يرتبط حجم المعلومات بمحتوى النص، وفي هذه الحالة يعتمد الحجم على وزن المعلومات. الشخصيات.

3. المنهج الأبجدي لقياس المعلومات.

دعونا نتذكر ما هي الأبجدية؟

• الأبجدية هي المجموعة الكاملة من الحروف وعلامات الترقيم والأرقام والأقواس والرموز الأخرى المستخدمة في النص.

*الأبجدية تتضمن مسافة (مسافة بين الكلمات).

ما هي قوة الأبجدية؟

• قوة الأبجدية هي إجمالي عدد الأحرف في الأبجدية.

على سبيل المثال: قوة أبجدية الحروف والرموز الروسية المستخدمة هي 54:

33 حرفًا + 10 أرقام + 11 علامة ترقيم، بين قوسين، مسافة.

الأبجدية المستخدمة في الكمبيوتر (لغة الآلة) هي الأقل قوة، وتسمى بالأبجدية الثنائية، لأنها يحتوي على حرفين فقط "0" و"1".

يتم أخذ وزن المعلومات لرمز الأبجدية الثنائية كوحدة معلومات ويسمى 1 بت.

حاول تحديد حجم رسالة المعلومات:

المعلومات المكتوبة بلغة الآلة تزن:

01110 - ... بت

010010 - ...بت

010 - ... بت

0111111011110 - … بت

مع النهج الأبجدي، يُعتقد أن كل حرف في النص له وزن معلوماتي.

يعتمد الوزن المعلوماتي للرمز على قوة الأبجدية.

مع زيادة قوة الأبجدية، يزداد وزن المعلومات لكل حرف.

لقياس حجم المعلومات، من الضروري تحديد عدد المرات التي تحتوي فيها المعلومات التي تساوي 1 بت على الحجم المحدد للمعلومات.

على سبيل المثال:

1) لنأخذ أبجدية مكونة من أربعة أرقام (تم اختراعها)، (الشكل 2).

يمكن ترميز جميع أحرف الأبجدية الأصلية في جميع المجموعات الممكنة باستخدام أرقام الأبجدية الثنائية.

دعونا نحصل على الرمز الثنائي لكل حرف من الحروف الأبجدية. من أجل تشفير أحرف الأبجدية التي تكون أصلها أربعة، نحتاج إلى حرفين من الكود الثنائي.

ولذلك، فإن كل حرف من الحروف الأبجدية المكونة من أربعة أحرف يزن 2 بت.

2) قم بتشفير كل حرف من الحروف الأبجدية برمز ثنائي، أصله هو 8 (الشكل 3).

خاتمة. يمكن ترميز الأبجدية بأكملها، التي يبلغ أصلها 8، بلغة الآلة باستخدام ثلاثة أحرف من الأبجدية الثنائية (الشكل 4).

ما رأيك في حجم المعلومات لكل حرف في الأبجدية المكونة من ثمانية أحرف؟

يزن كل حرف من الحروف الأبجدية المكونة من ثمانية أحرف 3 بت.

3). قم بتشفير كل حرف من الحروف الأبجدية بالأصل 16 باستخدام الكود الثنائي.

ما الذي يمكن استنتاجه؟

يمكن ترميز أبجدية مكونة من ستة عشر حرفًا باستخدام رمز ثنائي مكون من أربعة أرقام.

حل المشكلة.

المهمة: ما مقدار المعلومات التي تحتوي عليها 3 أحرف من الأبجدية المكونة من 16 حرفًا؟

نظرًا لأنه يمكن تشفير كل حرف من الحروف الأبجدية المكونة من 16 حرفًا باستخدام رمز ثنائي مكون من أربعة أرقام، فإن كل حرف من الحروف الأبجدية الأصلية يزن 4 بتات.

نظرًا لأنه تم استخدام إجمالي 3 أحرف أبجدية بسعة 16 حرفًا، وبالتالي: 4 بت 3 = 12 بت

الإجابة: كمية المعلومات المكتوبة بثلاثة أحرف أبجدية بسعة 16 حرفًا تساوي 12 بت.

دعونا نكتب جدول المراسلات بين قوة الأبجدية (N) وعدد الأحرف في الكود (ب) - سعة البت للكود الثنائي.

العثور على النمط (الشكل 5)!

ما الاستنتاج الذي يمكن استخلاصه؟

يرتبط وزن المعلومات لكل رمز، معبرًا عنه بالبتات (b)، وقوة الأبجدية (N) بالصيغة: N = 2 b

تتكون الأبجدية التي يتم تجميع النص (المستند) منها على الكمبيوتر من 256 حرفًا.

تحتوي هذه الأبجدية على رموز: حروف لاتينية وروسية صغيرة وكبيرة، وأرقام، وعلامات العمليات الحسابية، وجميع أنواع الأقواس، وعلامات الترقيم والرموز الأخرى.

تعرف على مقدار المعلومات الموجودة في حرف واحد من الحروف الأبجدية التي تبلغ قوتها 256.

حل. من الصيغة N = 2 b يتبع 256 = 2 8.

خاتمة. وهذا يعني أن كل حرف من الحروف الأبجدية المستخدمة في الكمبيوتر لطباعة المستندات يزن 8 بت.

تم أخذ هذه القيمة أيضًا كوحدة معلومات وأعطيت الاسم بايت.

8 بت = 1 بايت

مهمة. تحتوي المقالة على 30 صفحة، كل صفحة تحتوي على 40 سطرًا، كل سطر يحتوي على 50 حرفًا. ما مقدار المعلومات التي تحتوي عليها المقالة؟

التقدم في القرار.

1) تحتوي كل صفحة على 50 40 = 2000 حرفًا؛

2) في المقالة بأكملها 2000 30 = 60.000 حرفًا؛

3) لأن وزن كل حرف هو 1 بايت، وبالتالي فإن حجم المعلومات للمقالة بأكملها هو 60000 1 = 60000 بايت أو 60000 8 = 480000 بت.

كما يتبين من المشكلة، البايت هو وحدة "صغيرة" لقياس حجم المعلومات في النص، وبالتالي يتم استخدام وحدات أكبر لقياس كميات كبيرة من المعلومات.

وحدات قياس حجم المعلومات:

1 كيلو بايت = 1 كيلو بايت = 210 بايت = 1024 بايت

1 ميجابايت = 1 ميجابايت = 210 كيلو بايت = 1024 كيلو بايت

1 جيجا بايت = 1 جيجا بايت = 210 ميجا بايت = 1024 ميجا بايت

حاول تحويل نتيجة المشكلة إلى وحدات قياس أكبر:

60000 بايت 58.59375 كيلو بايت

60000 بايت 0.057 ميجابايت

رابعا. توحيد ما تم تعلمه.

المصنف رقم 1. ص 19 أرقام 19، 20، 22، 23، 25.

خامسا: تلخيص.

السادس. العمل في المنزل.

ورقة عمل رقم 1. ص. 20 عدد 21، 24، 26.

النهج الأبجدي لقياس المعلومات

مع اتباع نهج أبجدي لتحديد كمية المعلومات يصرف انتباهه عن المحتوىالمعلومات والنظر في رسالة المعلومات كما تسلسل الشخصياتنظام إشارة معين.

كل شيء جاهزالمستخدمة في اللغة الشخصياتسوف ندعو تقليديا الأبجدية .

عادة ما يتم استدعاء العدد الإجمالي للأحرف الأبجدية قوة الأبجدية .

وسوف نشير إلى هذه الكمية بالحرف ن .

قوة الأبجدية الروسية:

• 33 حرفا
• 10 أرقام
• 11 علامة ترقيم
• اقواس
• فضاء

وزن المعلومات للرمز

يعتمد الوزن المعلوماتي للرمز على قوة الأبجدية.

الوزن المعلوماتي للرمز - كمية المعلومات التي يحملها رمز واحد.

أصغر عدد من الأحرف في الأبجدية: 2 (0 و 1) - الأبجدية الثنائية.

يتم أخذ وزن المعلومات لرمز الأبجدية الثنائية كوحدة معلومات ويتم استدعاؤه 1 بت.

مع زيادة قوة الأبجدية، يزداد الوزن المعلوماتي لرموز هذه الأبجدية. لذا فإن حرفًا واحدًا من الأبجدية المكونة من أربعة أحرف (N = 4) "يزن" 2 بت.

باستخدام ثلاثة أرقام ثنائية، يمكنك إنشاء 8 مجموعات مختلفة

لذلك، إذا كانت قوة الأبجدية هي 8، فإن وزن المعلومات لحرف واحد هو 3 بت.

رقم تسلسل الرمز

رمز ثنائي مكون من رقمين

رقم تسلسل الرمز

رمز ثنائي مكون من ثلاثة أرقام

يمكن تشفير كل حرف من الحروف الأبجدية المكونة من 16 حرفًا برمز ثنائي مكون من أربعة أرقام. وما إلى ذلك وهلم جرا.

دعونا نجد العلاقة بين قوة الأبجدية (N) وعدد الأحرف في الكود (ب) - سعة البت للكود الثنائي.

لاحظ أن 2=2 1، 4=2 2، 8=2 3، 16=2 4.

على العموم هذا مكتوب كالتالي: ن = 2 ب

طاولةاعتماد قوة الأبجدية على الوزن المعلوماتي للرمز

الوزن المعلوماتي للرمز

رموز الأبجدية

قوة الأبجدية

00000000… …11111111

عمق البت في الكود الثنائي هو وزن معلومات الرمز.

وزن المعلومات لكل حرف، معبرًا عنه بالبت ( ب)، وقوة الأبجدية ( ن) ترتبط ببعضها البعض بواسطة الصيغة: ن = 2 ب

تحتوي الأبجدية التي يتكون منها "نص الكمبيوتر" على 256 حرفًا. يمكن لأبجدية بهذا الحجم أن تستوعب جميع الرموز الضرورية تقريبًا.

نظرًا لأن 256 = 2 8، فإن حرفًا واحدًا من أبجدية الكمبيوتر "يزن" 8 بتات من المعلومات - وهذه قيمة مميزة حتى أنها أعطيت اسمها الخاص - بايت.

1 بايت = 8 بت

من السهل حساب حجم المعلومات للنص إذا كان من المعروف أن وزن المعلومات لحرف واحد هو 1 بايت. تحتاج فقط إلى حساب عدد الأحرف في النص. ستكون القيمة الناتجة هي حجم معلومات النص، معبرًا عنه بالبايت.

, :, ;, #, &) b = 8 بت = 1 بايت N = 256 = 2 8 N = 2 b 1 بايت هو وزن المعلومات لحرف واحد من أبجدية الكمبيوتر = = = 1024 بايت 2 10 بايت 1 كيلو بايت 1 كيلو بايت 1 ميجا بايت 1 ميجا بايت 2 10 كيلو بايت 1024 كيلو بايت = = = 1024 ميجا بايت 2 10 ميجا بايت 1 جيجا بايت 1 جيجا بايت = = = 10 بوصة عرض = "640"

وحدات قياس المعلومات

أبجدية رمز الكمبيوتر

• الحروف الروسية (الروسية).
• اللاتينية ( لات ) حروف
• الأرقام (1، 2، 3، 4، 5، 6، 7، 8، 9، 0)
• العلامات الرياضية (+، -، *، / , ^, =)
• أحرف أخرى (""، رقم،٪، , , :, ;, #, &)

ب = 8 قليل = 1 بايت

ن = 256 = 2 8

ن = 2 ب

1 بايت هو وزن المعلومات لحرف واحد من أبجدية الكمبيوتر

1024 بايت

1 كيلو بايت

1 ميجا بايت

1024 كيلو بايت

1024 ميغابايت

1 جيجا بايت

1 ميجا بايت (ميجابايت) = 1024 كيلو بايت (210 كيلو بايت أو 220 بايت)

1 جيجابايت (جيجابايت) = 1024 ميجابايت (210 ميجابايت أو 230 بايت)

1 تيرابايت (تيرابايت) = 1024 جيجابايت (210 جيجابايت أو 240 بايت)

لكن في المستقبل القريب تنتظرنا الوحدات التالية:

1PB (بيتابايت) = 1024 تيرابايت (210 تيرابايت أو 250 بايت)

1 إي بايت (إكسابايت) = 1024 بيتابايت (210 بيتابايت أو 260 بايت)

1 زي بايت (زيتابايت) - 1024 إي بايت (2 10 إي بايت أو 2 70 بايت)

1 (يوتابايت) - 1024 زيبايت (210 زيبايت أو 280 بايت)

حجم المعلومات من النص

مهمة

الكتاب معد باستخدام الحاسوب، ويقع في 150 صفحة. تحتوي كل صفحة على 40 سطرًا، وكل سطر يحتوي على 60 حرفًا (بما في ذلك المسافات بين الكلمات). ما مقدار المعلومات الموجودة في الكتاب؟

حل

تبلغ قوة الحروف الأبجدية للكمبيوتر 256، لذا فإن الحرف الواحد يحمل بايت واحد من المعلومات. وهذا يعني أن صفحة الكتاب تحتوي على 40 صفحة  60 = 2400 بايت من المعلومات.

[عدد الأحرف في كل سطر]  [عدد الأسطر] = [حجم معلومات الصفحة]

حجم جميع المعلومات الموجودة في الكتاب (في وحدات مختلفة):

[حجم معلومات الصفحة]  [عدد الصفحات] = [حجم معلومات الكتاب]

2400  150 = 360.000 بايت / 1024 = 351.5625 كيلو بايت / 1024 = 0.34332275 ميجابايت

المشكلة 1

الرسالة مكتوبة بأحرف أبجدية مكونة من 128 حرفًا وتحتوي على 30 حرفًا. ما مقدار المعلومات التي يحملها؟

ن = 2 ب

ب = 7 بت (وزن حرف واحد).

وبالتالي تحتوي الرسالة على 30 حرفًا

7 × 30 = 210 بت

المشكلة 2

كم عدد البايتات الموجودة في الرسالة التي تحتوي على 1000 بت؟

1 بايت = 8 بت

1000: 8 = 125 بايت

مهمة 3

تحتوي رسالة المعلومات بحجم 5 كيلو بايت على 8192 حرفًا. كم عدد الحروف الأبجدية التي كتبت بها هذه الرسالة؟

حل

ن = 2 ب

5 كيلو بايت = 5120 بايت = 40960 بت

تحتوي الرسالة على 8192 حرفًا

ب = 40960: 8192 = 5 بت (وزن حرف واحد).

مهمة 4

يستغرق النص المكتوب على الكمبيوتر خمس صفحات. تحتوي كل صفحة على 30 سطرًا، كل سطر هو 70 حرفًا. ما مقدار ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) التي يستهلكها هذا النص؟ هل سيتناسب النص مع القرص المضغوط؟

إجابة

30 × 70 = 2100 حرف

2100 × 8 = 16800 بايت

16800: 1024 = 16.40625 كيلو بايت

مهمة 5

ما مقدار المعلومات الموجودة في رسالة مكونة من 10 أحرف مكتوبة بأحرف أبجدية مكونة من 32 حرفًا؟

ن = 2 ب

حل

كمية المعلومات

أنا = 10*5 = 50 بت

مهمة 6

لتخزين النص، مطلوب 84000 بت. كم عدد الصفحات التي سيستغرقها هذا النص إذا كانت الصفحة تحتوي على 30 سطرًا كل سطر 70 حرفًا؟

حل

1 بايت = 8 بت.

84000/8=10500 حرف في النص.

تحتوي الصفحة على

30×70=2100 حرف.

5 صفحات.

5 صفحات.

إجابة:

مهمة 7

تتكون قبيلة تشيتشيفوك من 24 حرفًا و8 أرقام في أبجديتها. لا توجد علامات ترقيم أو علامات حسابية. ما هو الحد الأدنى لعدد الأرقام الثنائية التي يحتاجونها لتشفير كافة الأحرف؟

ن = 2 ب

حل

إجابة:

5 بت

يتكون الحرف الأول من 50 حرفًا من أبجدية مكونة من 32 حرفًا، ويتكون الحرف الثاني من 40 حرفًا من أبجدية مكونة من 64 حرفًا.

قارن كمية المعلومات الواردة

في حرفين.

مهمة 8

دعونا نحدد سعة المعلومات لحرف واحد في كل حرف:

حل

2 ب = 32، ب = 5 بت – للحرف الأول، 2 ب = 64، ب = 6 بت – للحرف الثاني

دعونا نحدد كمية المعلومات في كل حرف:

50*5 = 250 بت – للحرف الأول،

40*6 = 240 بت – للحرف الثاني.

دعونا نوجد الفرق بين حجم المعلومات المكون من حرفين. 250 - 240 = 10 بت.

دعونا نتذكر أنه، من وجهة نظر النهج الشخصي لتحديد المعلومات، فإن المعلومات هي محتوى الرسائل التي يتلقاها الشخص من مصادر مختلفة. يمكن أن تحمل نفس الرسالة الكثير من المعلومات لشخص واحد ولا تحملها على الإطلاق لشخص آخر. مع هذا النهج، من الصعب تحديد كمية المعلومات بشكل لا لبس فيه.

يتيح لنا النهج الأبجدي قياس حجم المعلومات الخاصة بالرسالة المقدمة بلغة ما (طبيعية أو رسمية)، بغض النظر عن محتواها.

للتعبير الكمي عن أي كمية، أولا وقبل كل شيء، من الضروري وجود وحدة قياس. يتم القياس من خلال مقارنة القيمة المقاسة بوحدة القياس. عدد المرات التي "تتناسب" وحدة القياس مع القيمة المقاسة هو نتيجة القياس.

مع النهج الأبجدي، يُعتقد أن كل حرف في رسالة معينة له وزن معلوماتي معين - فهو يحمل كمية ثابتة من المعلومات. جميع الأحرف من نفس الأبجدية لها نفس الوزن، اعتمادًا على قوة الأبجدية. يتم اعتبار وزن المعلومات لرمز الأبجدية الثنائية بمثابة الحد الأدنى لوحدة المعلومات ويسمى 1 بت. يرجى ملاحظة أن اسم وحدة المعلومات "bit" يأتي من العبارة الإنجليزية "binary digit".

1.4.2. الوزن المعلوماتي لحرف الأبجدية التعسفية

اكتشفنا سابقًا أنه يمكن استبدال أبجدية أي لغة طبيعية أو رسمية بأبجدية ثنائية. في هذه الحالة، قوة الأبجدية الأصلية N مرتبطة بسعة البت للكود الثنائي i المطلوب لترميز جميع حروف الأبجدية الأصلية، العلاقة: N = 2 i.

المشكلة 1. تحتوي أبجدية Pulti على 8 أحرف. ما هو الوزن المعلوماتي لرمز هذه الأبجدية؟

حل. دعونا نلقي بيانا موجزا عن ظروف المشكلة.

العلاقة بين الكميتين i و N معروفة: N = 2 i.

مع الأخذ في الاعتبار البيانات الأولية: 8 = 2 ط. وبالتالي: أنا = 3.

قد يبدو الحل الكامل في دفتر الملاحظات كما يلي:

الجواب: 3 بت

1.4.3. حجم معلومات الرسالة

يتكون حجم معلومات الرسالة (كمية المعلومات في الرسالة)، الممثلة برموز اللغة الطبيعية أو الرسمية، من الأوزان المعلوماتية للرموز المكونة لها.

المشكلة 2. تحتوي الرسالة المكتوبة بالحروف الأبجدية المكونة من 32 حرفًا على 140 حرفًا. ما مقدار المعلومات التي يحملها؟

حل.

الجواب: 700 بت.

المشكلة 3. تتكون رسالة المعلومات بحجم 720 بت من 180 حرفًا. ما هي قوة الأبجدية التي كتبت بها هذه الرسالة؟

حل.

الجواب: 16 حرفا.

1.4.4. وحدات المعلومات

في الوقت الحاضر، يتم إعداد النص بشكل أساسي باستخدام أجهزة الكمبيوتر. يمكننا التحدث عن "أبجدية الكمبيوتر" التي تتضمن الأحرف التالية: الحروف الروسية واللاتينية الصغيرة والكبيرة، والأرقام، وعلامات الترقيم، وعلامات العمليات الحسابية، والأقواس، وما إلى ذلك. تحتوي هذه الأبجدية على 256 حرفًا. بما أن 256 = 2 8، فإن وزن المعلومات لكل حرف في هذه الأبجدية هو 8 بت. تسمى القيمة التي تساوي ثمانية بت بايت. 1 بايت هو وزن المعلومات لرمز أبجدي بسعة 256.

المشكلة 4. تتكون رسالة المعلومات بحجم 4 كيلو بايت من 4096 حرفًا. ما هو الوزن المعلوماتي لرمز هذه الرسالة؟ كم عدد الحروف الأبجدية التي كتبت بها هذه الرسالة؟ حل.

الجواب: 256 حرفا.

الأكثر أهمية

مع النهج الأبجدي، يُعتقد أن كل حرف في رسالة معينة له وزن معلوماتي معين - فهو يحمل كمية ثابتة من المعلومات.

1 بت هو الحد الأدنى لوحدة المعلومات.

يرتبط وزن المعلومات i لرمز الأبجدية وقوة N للأبجدية ببعضهما البعض بالعلاقة: N = 2 i . حجم المعلومات I للرسالة يساوي منتج عدد K من الأحرف في الرسالة بوزن معلومات الحرف i من الأبجدية: I = K i.

1 بايت = 8 بت.

البايت والكيلو بايت والميجابايت والجيجابايت والتيرابايت هي وحدات قياس المعلومات. كل وحدة لاحقة أكبر بمقدار 1024 (2 10) مرات من الوحدة السابقة.

الأسئلة والمهام

والعديد من المفاهيم الأخرى لها روابط مباشرة مع بعضها البعض. عدد قليل جدًا من المستخدمين اليوم على دراية جيدة بهذه المشكلات. دعونا نحاول توضيح قوة الأبجدية وكيفية حسابها وتطبيقها عمليًا. وفي المستقبل، قد يكون هذا بلا شك مفيدًا في الممارسة العملية.

كيف يتم قياس المعلومات

قبل أن نبدأ في دراسة مسألة ما هي قوة الأبجدية، وما هي بشكل عام، يجب أن نبدأ، إذا جاز التعبير، بالأساسيات.

من المؤكد أن الجميع يعلم أن هناك اليوم أنظمة خاصة لقياس أي كميات بناءً على القيم المرجعية. على سبيل المثال، بالنسبة للمسافات والكميات المشابهة، فهي الأمتار، وللكتلة والوزن - بالكيلوجرام، وللفواصل الزمنية - الثواني، وما إلى ذلك.

ولكن كيف نقيس المعلومات من حيث حجم النص؟ وهذا هو بالضبط سبب ظهور مفهوم قوة الأبجدية.

ما هي قوة الأبجدية: مفهوم أولي

لذا، إذا اتبعنا القاعدة المقبولة عمومًا والتي تنص على أن القيمة النهائية لأي كمية هي معلمة تحدد عدد مرات احتواء الوحدة المرجعية في الكمية المقاسة، فيمكننا أن نستنتج: قوة الأبجدية هي إجمالي عدد الرموز المستخدمة للغة معينة.

ولتوضيح الأمر أكثر، دعونا نترك مسألة كيفية العثور على قوة الأبجدية جانبًا في الوقت الحالي، وننتبه إلى الرموز نفسها، بطبيعة الحال، من وجهة نظر تكنولوجيا المعلومات. بشكل تقريبي، تحتوي القائمة الكاملة للأحرف المستخدمة على أحرف وأرقام وجميع أنواع الأقواس والأحرف الخاصة وعلامات الترقيم وما إلى ذلك. ومع ذلك، إذا تناولنا مسألة قوة الأبجدية بطريقة الكمبيوتر، فيجب علينا أيضًا تضمين مسافة (فجوة واحدة بين الكلمات أو الأحرف الأخرى).

لنأخذ اللغة الروسية، أو بالأحرى، تخطيط لوحة المفاتيح، كمثال. وبناءً على ما سبق فإن القائمة الكاملة تحتوي على 33 حرفًا و10 أرقام و11 حرفًا خاصًا. وبالتالي، فإن القوة الإجمالية للأبجدية هي 54.

الوزن المعلوماتي للشخصيات

ومع ذلك، فإن المفهوم العام لقوة الأبجدية لا يحدد جوهر حوسبة أحجام المعلومات من النص الذي يحتوي على الحروف والأرقام والرموز. وهذا يتطلب نهجا خاصا.

في الأساس، فكر في الأمر، ما هو الحد الأدنى الذي يمكن تعيينه من وجهة نظر نظام الكمبيوتر، وكم عدد الأحرف التي يمكن أن يحتوي عليها؟ الجواب: اثنان. وهذا هو السبب. والحقيقة هي أن كل رمز، سواء كان حرفًا أو رقمًا، له وزن معلوماتي خاص به، والذي من خلاله تتعرف الآلة على ما هو أمامها بالضبط. لكن الكمبيوتر لا يفهم إلا التمثيل في صورة الآحاد والأصفار، وهو في الواقع ما تقوم عليه كل علوم الكمبيوتر.

وبالتالي، يمكن تمثيل أي حرف على شكل تسلسلات تحتوي على الرقمين 1 و0، أي أن الحد الأدنى للتسلسل الذي يشير إلى حرف أو رقم أو رمز يتكون من مكونين.

ويسمى وزن المعلومات نفسه، الذي يتم اعتباره وحدة قياس معلومات قياسية، بالبت (1 بت). وبناء على ذلك، فإن 8 بتات تشكل بايت واحد.

تمثيل الأحرف في الكود الثنائي

لذا، ما هي قوة الأبجدية، أعتقد أنه واضح بالفعل بعض الشيء. الآن دعونا نلقي نظرة على جانب آخر، ولا سيما التمثيل العملي للقوة باستخدام كمثال، للتبسيط، لنأخذ أبجدية تحتوي على 4 أحرف فقط.

في الكود الثنائي المكون من رقمين، يمكن وصف التسلسل وتمثيل المعلومات الخاصة به على النحو التالي:

رقم سري
الرمز الثنائي

ومن هنا أبسط استنتاج: مع قوة الأبجدية N = 4، يكون وزن الحرف الواحد 2 بت.

إذا استخدمنا رمزًا ثنائيًا مكونًا من ثلاثة أرقام لأبجدية مكونة من 8 أحرف على سبيل المثال، فسيكون عدد المجموعات كما يلي:

رقم سري
الرمز الثنائي

بمعنى آخر، مع قوة الأبجدية N = 8، فإن وزن رمز واحد للكود الثنائي المكون من ثلاثة أرقام سيكون مساويًا لـ 3 بتات.

الأبجدية واستخدامها في التعبير الكمبيوتر

الآن دعونا نحاول إلقاء نظرة على العلاقة التي يعبر عنها عدد الأحرف في الكود وقوة الأبجدية. الصيغة، حيث N هي القوة الأبجدية للأبجدية، وb هو عدد الأحرف في الكود الثنائي، ستبدو كما يلي:

أي 2 1 = 2، 2 2 = 4، 2 3 = 8، 2 4 = 16، إلخ. بشكل تقريبي، العدد المطلوب من أحرف الكود الثنائي نفسه هو وزن الرمز. من الناحية المعلوماتية يبدو الأمر كما يلي:

قياس حجم المعلومات

ومع ذلك، كانت هذه مجرد أمثلة بسيطة، إذا جاز التعبير، لفهم أولي لقوة الأبجدية. دعنا ننتقل إلى الممارسة.

في هذه المرحلة من تطور تكنولوجيا الكمبيوتر لكتابة النص، مع مراعاة الحروف الكبيرة والأحرف الكبيرة والسيريلية واللاتينية وعلامات الترقيم والأقواس والرموز الحسابية وما إلى ذلك. يتم استخدام 256 حرفًا. استنادا إلى حقيقة أن 256 هو 2 8، ليس من الصعب تخمين أن وزن كل حرف في مثل هذه الأبجدية هو 8، أي 8 بت أو 1 بايت.

استنادا إلى جميع المعلمات المعروفة، يمكننا بسهولة الحصول على حجم المعلومات المطلوبة لأي نص. على سبيل المثال، لدينا نص كمبيوتر يحتوي على 30 صفحة. تحتوي الصفحة الواحدة على 50 سطرًا من 60 حرفًا أو رمزًا، بما في ذلك المسافات.

وبالتالي، ستحتوي صفحة واحدة على 50 × 60 = 3000 بايت من المعلومات، وسيحتوي النص بأكمله على 3000 × 50 = 150000 بايت. كما ترون، فإن قياس النصوص الصغيرة بالبايت أمر غير مريح. ماذا عن المكتبات بأكملها؟

في هذه الحالة، من الأفضل تحويل الحجم إلى وحدات أكثر قوة - كيلو بايت، ميغا بايت، غيغابايت، إلخ. استنادًا إلى حقيقة أن 1 كيلو بايت، على سبيل المثال، يساوي 1024 بايت (2 10)، والميجابايت يساوي 2 10 كيلو بايت (1024 كيلو بايت)، فمن السهل حساب حجم النص في المعلومات والتعبير الرياضي لدينا. المثال سيكون 150000/1024 = 146، 484375 كيلو بايت أو حوالي 0.14305 ميغا بايت.

بدلا من الكلمة الختامية

بشكل عام، هذا باختصار هو كل ما يتعلق بالنظر في مسألة ما هي قوة الأبجدية. يبقى أن نضيف أنه في هذا الوصف تم استخدام نهج رياضي بحت. وغني عن القول أن الحمل الدلالي للنص لا يؤخذ بعين الاعتبار في هذه الحالة.

ولكن، إذا تعاملنا مع القضايا ذات الأهمية على وجه التحديد من موقف يمنح الشخص شيئًا ما لفهمه، فإن مجموعة من المجموعات أو تسلسلات الرموز التي لا معنى لها في هذا الصدد لن يكون لها أي حمل معلوماتي، على الرغم من أنه من وجهة نظر مفهوم المعلومات الحجم، لا يزال من الممكن حساب النتيجة.

بشكل عام، المعرفة حول قوة الأبجدية والمفاهيم ذات الصلة ليس من الصعب فهمها ويمكن تطبيقها ببساطة بمعنى الإجراءات العملية. علاوة على ذلك، يواجه أي مستخدم هذا كل يوم تقريبًا. يكفي إعطاء مثال محرر Word الشهير أو أي محرر آخر من نفس المستوى يستخدم مثل هذا النظام. لكن لا تخلط بينه وبين المفكرة العادية. هنا تكون قوة الأبجدية أقل، لأن الكتابة لا تستخدم، على سبيل المثال، الحروف الكبيرة.

هناك عدة طرق لقياس كمية المعلومات. واحد منهم يسمى مرتب حسب الحروف الأبجدية.

النهج الأبجدييسمح لك بقياس كمية المعلومات الموجودة في نص (رسالة رمزية) يتكون من أحرف أبجدية معينة.

الأبجديةعبارة عن مجموعة من الحروف والعلامات والأرقام والأقواس وما إلى ذلك.
عدد الحروف في الأبجدية يسمى به قوة.

مع النهج الأبجدي، يُعتقد أن كل حرف في النص له طابع محدد وزن المعلومات. يعتمد الوزن المعلوماتي للرمز على قوة الأبجدية.

ما هو الحد الأدنى من قوة الأبجدية التي يمكن استخدامها لتسجيل (تشفير) المعلومات؟

دعنا نسمي مجموعة من 2، 3، وما إلى ذلك. قليل الكود الثنائي.

كم عدد الأحرف التي يمكن ترميزها ببتتين؟

رقم تسلسل الرمز

1

2

3

4

رمز ثنائي مكون من رقمين

00

01

10

11

4 أحرف 2 بت.

كم عدد الأحرف التي يمكن ترميزها بثلاثة بتات؟

رقم تسلسل الرمز

1

2

3

4

5

6

7

8

رمز ثنائي مكون من ثلاثة أرقام

000

001

010

011

100

101

110

111

ويترتب على ذلك في الأبجدية مع أصلها 8 أحرفوزن المعلومات لكل حرف - 3 بت.

يمكننا أن نستنتج أنه في الأبجدية مع القدرة 16 حرفاسيكون وزن المعلومات لكل حرف 4 بت.

دعونا نشير إلى قوة الأبجدية بالحرف ن، والوزن المعلوماتي للرمز هو الحرف ب.

العلاقة بين قوة الأبجدية نووزن المعلومات للرمز ب.

ن

2

4

8

16

ب

1 بت