Измерение информации

10 класс, базовый уровень. Практикум: алфавитный и содержательный подходы, единицы измерения — и расчёт для своего сообщения.

Две части
Часть 1 — тренажёр-разминка: семь задач, по одной на каждый тип, все на экране сразу, решай в любом порядке. Часть 2 — «Сколько весит сообщение»: своё сообщение своим алфавитом и своё событие — посчитать, сколько в них информации. Отметка за урок — по части 2.
Тренажёр
Ошибся — разбор появится сразу, а кнопка «Новые числа» даст задачу того же типа: исправленная задача не засчитывается, засчитается новая. Доделать можно всё.
Ответ в тренажёре
Целое число — без единиц, пробелов и пояснений: 24576. Порядок величин — номера подряд, от меньшей к большей: 3142. Сверка знак в знак.
«Сколько весит сообщение»
Шесть пунктов проверки, у каждого — что не так. Исправляй и проверяй снова, пока не сойдётся: это твоя работа, её можно доводить. 6 пунктов — «5», 5 — «4», 4 — «3».
Часть 1 · тренажёр

Задачи

наработано на—

Часть 2 · сколько весит сообщение · на оценку

Сколько весит моё сообщение

Шаг 1. Выбери алфавит

Алфавит:

Шаг 2. Напиши этим алфавитом своё сообщение

Не короче 12 символов и только символами алфавита: если в алфавите нет пробела, пиши слитно. Можно зашифровать что-то своё — дату, номер, слово.

Шаг 3. Посчитай алфавитным подходом

Шаг 4. Своё событие — содержательный подход

Придумай событие, у которого несколько равновероятных исходов, и число исходов — степень двойки: «в каком из 8 подъездов живёт друг», «какую из 32 карт вытянули». Сколько бит несёт сообщение о том, какой исход случился?

Подсказка: измерение информации

Два подхода

Алфавитный (объёмный) — смысл не важен, считаем символы: сколько бит нужно, чтобы записать сообщение. Содержательный (вероятностный) — важно, насколько сообщение уменьшило неопределённость у получателя.

Алфавитный подход

Мощность алфавита N — число символов в нём. Вес символа i — сколько бит несёт один символ: N = 2i (символы считаем равновероятными). Если N не степень двойки, берём наименьшее i, при котором 2i ≥ N: 33 буквы → 6 бит. 1 бит — вес символа двоичного алфавита.

i12345678
2i248163264128256

Объём сообщения из K символов: I = K · i бит. Обратно: i = I : K, K = I : i.

Единицы измерения

1 байт = 8 бит1 Кбайт = 1024 байт = 213 бит
1 Мбайт = 1024 Кбайт1 Гбайт = 1024 Мбайт

К мелкой единице — умножаем, к крупной — делим, ступень за ступенью. Сравнивать величины можно только в одной единице: 1000 байт меньше, чем 1 Кбайт.

Содержательный подход

Сообщение, которое вдвое уменьшает неопределённость, несёт 1 бит. Об одном из N равновероятных событий — i бит, N = 2i: монета — 1 бит, одна из 8 карт — 3 бита. Выбор сузился в 2k раз — сообщение несёт k бит. Угадать число от 1 до N вопросами «да/нет» — столько вопросов, сколько раз N делится пополам до одного.

Откуда эти задачи

Задачи составлены по содержанию урока 8 программы 10 класса (базовый уровень). Числа каждый раз новые.

Материалы подготовлены с использованием технологий искусственного интеллекта.