Презентация, доклад по информатике на тему Измерение информации. Содержательный подход(10 класс)

подходом. В этом случае количество информации связывается с содержанием (смыслом) полученного человеком сообщения. Вспомним, что с «человеческой» точки зрения информация — это знания, которые мы получаем из внешнего мира. Количество информации, заключенное в сообщении, должно быть тем больше, чем больше оно пополняет наши знания.
Как же с этой точки зрения определяется единица измерения информации? Вы уже знаете, что эта единица называется битом. Проблема измерения информации исследована в теории информации, основатель которой — Клод Шеннон. В теории информации для бита дается следующее определение:

что произошло одно событие из двух равновероятных (неопределенность знания уменьшилась в два раза), несет 1 бит информации.

8 цветных шаров в корзине – 8 равновероятных событий

Неопределенность знания о том, что из корзины может быть извлечен шар красного цвета, равна 8.

Более строгое определение равновероятности: если увеличивать количество бросаний монеты (100, 1000, 10000 и т. д.), то число выпадений орла и число выпадений решки будут все ближе к половине количества бросаний монеты.
Следовательно, можно сказать так:
Неопределенность знания о результате некоторого события (бросание монеты или игрального кубика, вытаскивание жребия и др.) — это количество возможных результатов.

из них.
Сколько информации содержит сообщение о том, где находится книга?

Задаем вопросы:
- Книга лежит выше четвертой полки?
- Нет.
- Книга лежит ниже третьей полки?
- Да .
- Книга — на второй полке?
- Нет.
- Ну теперь все ясно! Книга лежит на первой полке!
Каждый ответ уменьшал неопределенность в два раза.
Всего было задано три вопроса. Значит, набрано 3 бита информации.
И если бы сразу было сказано, что книга лежит на первой полке,
то этим сообщением были бы переданы те же 3 бита информации.

до 8

8 вариантов возможных событий  3 вопроса  3 бита информации

А какую оценку получил Ваш друг на экзамене? Четыре равновероятных события.

в сообщении о том, что имел место один из множества равновероятных результатов некоторого события.
Обозначим буквой N количество возможных результатов события, или, как мы это еще называли, — неопределенность знания. Буквой i будем обозначать количество информации в сообщении об одном из N результатов.
В примере с монетой: N = 2, i = 1 бит.
В примере с оценками: N = 4, i = 2 бита.
В примере со стеллажом: N = 8, i = 3 бита.
Нетрудно заметить, что связь между этими величинами выражается следующей формулой:
2i = N.
Действительно: 21 = 2 ; 22 = 4 ; 23 = 8.

еще не однажды мы с ней встретимся. Значение этой формулы столь велико, что мы назвали ее главной формулой информатики. Если величина N известна, a i неизвестно, то данная формула становится уравнением для определения i. В математике оно называется показательным уравнением. Пусть на стеллаже не 8, а 16 полок. Чтобы ответить на вопрос, сколько информации содержится в сообщении о месте нахождения книги, нужно решить уравнение:
2i = N.
Поскольку 16 = 2 , то i = 4 бита.
Количество информации (i), содержащееся в сообщении об одном из N равновероятных результатов некоторого событий, определяется из решения показательного уравнения: 2i = N.
Если значение N равно целой степени двойки (4, 8, 16, 32, 64 и т. д.), то показательное уравнение легко решить в уме, поскольку i будет целым числом. А чему, например, равно количество информации в сообщении о результате бросания игральной кости, у которой имеется шесть граней и, следовательно, N = 6? Можно догадаться, что решение уравнения 2i = 6.
будет дробным числом, лежащим между 2 и 3, поскольку 22 = 4 < 6, а 2 = 8 > 6. А как точнее узнать это число?

что произошло одно из N равновероятных событий

N

i

Определение количества равновероятных событий N, если известно, сколько информации человек получил в сообщении о том, что произошло одно из этих событий.

2 i = N

целого числа в диапазоне от 1 до N
было получено 6 бит информации . Чему равно N ?
Решение задачи 1. Значение N определяется из формулы N = 2 i .
После подстановки значения i = 6 получаем: N = 2 6 = 64.

Задача 2. В корзине лежат 16 шаров разного цвета . Сколько информации несет сообщение о том , что из корзины достали красный шар ?
Решение задачи 2: Вытаскивание из корзины любого из 16 шаров – события равновероятные. Поэтому для решения задачи применима формула 2 i = N. Здесь N = 16 – число шаров. Решая уравнение 2 I =16 получаем ответ: i = 4 бита

2 i = N

N

i

Количество равновероятных возможных событий

Количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий.