1 символ равен чему равен
1 символ это сколько бит
Я просто смущен. сколько символов в одном бите?
Это зависит от характера и того, в каком кодировании он находится:
Символ ASCII в 8-разрядной кодировке ASCII составляет 8 бит (1 байт), хотя он может поместиться в 7 бит.
Символ ISO-8895-1 в кодировке ISO-8859-1 составляет 8 бит (1 байт).
Символ Unicode в кодировке UTF-8 находится между 8 битами (1 байт) и 32 битами (4 байта).
Символ Юникода в кодировке UTF-16 находится между 16 (2 байтами) и 32 битами (4 байта), хотя большинство общих символов принимают 16 бит. Это кодировка, используемая Windows внутренне.
Символ Unicode в кодировке UTF-32 всегда 32 бита (4 байта).
Символ ASCII в UTF-8 — 8 бит (1 байт), а в UTF-16 — 16 бит.
Дополнительные символы (не ASCII) в ISO-8895-1 (0xA0-0xFF) будут принимать 16 бит в UTF-8 и UTF-16.
Это означало бы, что между 0.03125 и 0.125 символами.
Один бит это 1/8 (одна восьмая или 0.125 символа). Из учебника информатики мы знаем что для того чтобы записать один символ нам нужен 1 байт, который состоит из 8 бит, отсюда 1 бит это 1/8 символа или 0.125 символа. Почему 1 символ это байт? Все дело в том что машина (компьютер) не понимает наши буквы и символы, она понимает только значения «верно» и «ложь» которые записаны в двоичном коде (то есть при помощи двух символов 1 и 0). Соответственно для того чтобы закодировать один из 256 символов при помощи нолей и единиц нам потребуется восемь мест в каждом из которых может быть только один из двух вариантов: единица или ноль. Таким местом как раз и является один бит который может содержать только ноль или единицу, а вот последовательность из восьми нолей или единиц можно описать один из 256 символов. Таким образом и получается что для записи одного символа нам нужно 8 бит или один байт.
Сравнивая UTF-8 и UTF-16, можно отметить, что наибольший выигрыш в компактности UTF-8 даёт для текстов на латинице, поскольку латинские буквы без диакритических знаков, цифры и наиболее распространённые знаки препинания кодируются в UTF-8 лишь одним байтом, и коды этих символов соответствуют их кодам в ASCII. [4] [5]
Содержание
Алгоритм кодирования [ править | править код ]
Алгоритм кодирования в UTF-8 стандартизирован в RFC 3629 и состоит из 3 этапов:
1. Определить количество октетов (байтов), требуемых для кодирования символа. Номер символа берётся из стандарта Юникод.
Диапазон номеров символов | Требуемое количество октетов |
---|---|
00000000-0000007F | 1 |
00000080-000007FF | 2 |
00000800-0000FFFF | 3 |
00010000-0010FFFF | 4 |
Для символов Юникода с номерами от U+0000 до U+007F (занимающими один байт c нулём в старшем бите) кодировка UTF-8 полностью соответствует 7-битной кодировке US-ASCII.
2. Установить старшие биты первого октета в соответствии с необходимым количеством октетов, определённом на первом этапе:
Если для кодирования требуется больше одного октета, то в октетах 2-4 два старших бита всегда устанавливаются равными 102 (10xxxxxx). Это позволяет легко отличать первый октет в потоке, потому что его старшие биты никогда не равны 102.
Количество октетов | Значащих бит | Шаблон |
---|---|---|
1 | 7 | 0xxxxxxx |
2 | 11 | 110xxxxx 10xxxxxx |
3 | 16 | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx |
4 | 21 | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx |
3. Установить значащие биты октетов в соответствии с номером символа Юникода, выраженном в двоичном виде. Начать заполнение с младших битов номера символа, поставив их в младшие биты последнего октета, продолжить справа налево до первого октета. Свободные биты первого октета, оставшиеся незадействованными, заполнить нулями.
Примеры кодирования [ править | править код ]
Символ | Двоичный код символа | UTF-8 в двоичном виде | UTF-8 в шестнадцатеричном виде | |
---|---|---|---|---|
$ | U+0024 | 100100 | 0 0100100 | 24 |
¢ | U+00A2 | 10 100010 | 110 00010 10 100010 | C2 A2 |
€ | U+20AC | 10 0000 10 101100 | 1110 0010 10 000010 10 101100 | E2 82 AC |
U+10348 | 1 0000 0011 01 001000 | 11110 000 10 010000 10 001101 10 001000 | F0 90 8D 88 |
Маркер UTF-8 [ править | править код ]
1-й байт | 2-й байт | 3-й байт | |
---|---|---|---|
Двоичный код | 1110 1111 | 1011 1011 | 1011 1111 |
Шестнадцатеричный код | EF | BB | BF |
Пятый и шестой байты [ править | править код ]
1 символ это сколько бит
Я просто смущен. сколько символов в одном бите?
Это зависит от характера и того, в каком кодировании он находится:
Символ ASCII в 8-разрядной кодировке ASCII составляет 8 бит (1 байт), хотя он может поместиться в 7 бит.
Символ ISO-8895-1 в кодировке ISO-8859-1 составляет 8 бит (1 байт).
Символ Unicode в кодировке UTF-8 находится между 8 битами (1 байт) и 32 битами (4 байта).
Символ Юникода в кодировке UTF-16 находится между 16 (2 байтами) и 32 битами (4 байта), хотя большинство общих символов принимают 16 бит. Это кодировка, используемая Windows внутренне.
Символ Unicode в кодировке UTF-32 всегда 32 бита (4 байта).
Символ ASCII в UTF-8 — 8 бит (1 байт), а в UTF-16 — 16 бит.
Дополнительные символы (не ASCII) в ISO-8895-1 (0xA0-0xFF) будут принимать 16 бит в UTF-8 и UTF-16.
Это означало бы, что между 0.03125 и 0.125 символами.
Один бит это 1/8 (одна восьмая или 0.125 символа). Из учебника информатики мы знаем что для того чтобы записать один символ нам нужен 1 байт, который состоит из 8 бит, отсюда 1 бит это 1/8 символа или 0.125 символа. Почему 1 символ это байт? Все дело в том что машина (компьютер) не понимает наши буквы и символы, она понимает только значения «верно» и «ложь» которые записаны в двоичном коде (то есть при помощи двух символов 1 и 0). Соответственно для того чтобы закодировать один из 256 символов при помощи нолей и единиц нам потребуется восемь мест в каждом из которых может быть только один из двух вариантов: единица или ноль. Таким местом как раз и является один бит который может содержать только ноль или единицу, а вот последовательность из восьми нолей или единиц можно описать один из 256 символов. Таким образом и получается что для записи одного символа нам нужно 8 бит или один байт.
Сравнивая UTF-8 и UTF-16, можно отметить, что наибольший выигрыш в компактности UTF-8 даёт для текстов на латинице, поскольку латинские буквы без диакритических знаков, цифры и наиболее распространённые знаки препинания кодируются в UTF-8 лишь одним байтом, и коды этих символов соответствуют их кодам в ASCII. [4] [5]
Содержание
Алгоритм кодирования [ править | править код ]
Алгоритм кодирования в UTF-8 стандартизирован в RFC 3629 и состоит из 3 этапов:
1. Определить количество октетов (байтов), требуемых для кодирования символа. Номер символа берётся из стандарта Юникод.
Диапазон номеров символов | Требуемое количество октетов |
---|---|
00000000-0000007F | 1 |
00000080-000007FF | 2 |
00000800-0000FFFF | 3 |
00010000-0010FFFF | 4 |
Для символов Юникода с номерами от U+0000 до U+007F (занимающими один байт c нулём в старшем бите) кодировка UTF-8 полностью соответствует 7-битной кодировке US-ASCII.
2. Установить старшие биты первого октета в соответствии с необходимым количеством октетов, определённом на первом этапе:
Если для кодирования требуется больше одного октета, то в октетах 2-4 два старших бита всегда устанавливаются равными 102 (10xxxxxx). Это позволяет легко отличать первый октет в потоке, потому что его старшие биты никогда не равны 102.
Количество октетов | Значащих бит | Шаблон |
---|---|---|
1 | 7 | 0xxxxxxx |
2 | 11 | 110xxxxx 10xxxxxx |
3 | 16 | 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx |
4 | 21 | 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx |
3. Установить значащие биты октетов в соответствии с номером символа Юникода, выраженном в двоичном виде. Начать заполнение с младших битов номера символа, поставив их в младшие биты последнего октета, продолжить справа налево до первого октета. Свободные биты первого октета, оставшиеся незадействованными, заполнить нулями.
Примеры кодирования [ править | править код ]
Символ | Двоичный код символа | UTF-8 в двоичном виде | UTF-8 в шестнадцатеричном виде | |
---|---|---|---|---|
$ | U+0024 | 100100 | 0 0100100 | 24 |
¢ | U+00A2 | 10 100010 | 110 00010 10 100010 | C2 A2 |
€ | U+20AC | 10 0000 10 101100 | 1110 0010 10 000010 10 101100 | E2 82 AC |
U+10348 | 1 0000 0011 01 001000 | 11110 000 10 010000 10 001101 10 001000 | F0 90 8D 88 |
Маркер UTF-8 [ править | править код ]
1-й байт | 2-й байт | 3-й байт | |
---|---|---|---|
Двоичный код | 1110 1111 | 1011 1011 | 1011 1111 |
Шестнадцатеричный код | EF | BB | BF |
Пятый и шестой байты [ править | править код ]
1 символ равен чему равен
Для информации существуют свои единицы измерения информации. Если рассматривать сообщения информации как последовательность знаков, то их можно представлять битами, а измерять в байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах, терабайтах и петабайтах.
Давайте разберемся с этим, ведь нам придется измерять объем памяти и быстродействие компьютера.
Единицей измерения количества информации является бит – это наименьшая (элементарная) единица.
Байт – основная единица измерения количества информации.
Байт – довольно мелкая единица измерения информации. Например, 1 символ – это 1 байт.
Производные единицы измерения количества информации
1 килобайт (Кб)=1024 байта =2 10 байтов
1 мегабайт (Мб)=1024 килобайта =2 10 килобайтов=2 20 байтов
1 гигабайт (Гб)=1024 мегабайта =2 10 мегабайтов=2 30 байтов
1 терабайт (Гб)=1024 гигабайта =2 10 гигабайтов=2 40 байтов
Методы измерения количества информации
Итак, количество информации в 1 бит вдвое уменьшает неопределенность знаний. Связь же между количеством возможных событий N и количеством информации I определяется формулой Хартли:
Алфавитный подход к измерению количества информации
При этом подходе отвлекаются от содержания (смысла) информации и рассматривают ее как последовательность знаков определенной знаковой системы. Набор символов языка, т.е. его алфавит можно рассматривать как различные возможные события. Тогда, если считать, что появление символов в сообщении равновероятно, по формуле Хартли можно рассчитать, какое количество информации несет в себе каждый символ:
Вероятностный подход к измерению количества информации
Этот подход применяют, когда возможные события имеют различные вероятности реализации. В этом случае количество информации определяют по формуле Шеннона:
I – количество информации,
N – количество возможных событий,
Pi – вероятность i-го события.
Задача 1.
Шар находится в одной из четырех коробок. Сколько бит информации несет сообщение о том, в какой именно коробке находится шар.
Имеется 4 равновероятных события (N=4).
По формуле Хартли имеем: 4=2 i . Так как 2 2 =2 i , то i=2. Значит, это сообщение содержит 2 бита информации.
Задача 2.
Чему равен информационный объем одного символа русского языка?
В русском языке 32 буквы (буква ё обычно не используется), то есть количество событий будет равно 32. Найдем информационный объем одного символа. I=log2 N=log2 32=5 битов (2 5 =32).
Примечание. Если невозможно найти целую степень числа, то округление производится в большую сторону.
Задача 3.
Чему равен информационный объем одного символа английского языка?
Задача 4.
Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний (“включено” или “выключено”). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 50 различных сигналов?
С помощью N лампочек, каждая из которых может находиться в одном из двух состояний, можно закодировать 2 N сигналов.
2 5 6 , поэтому пяти лампочек недостаточно, а шести хватит. Значит, нужно 6 лампочек.
Задача 5.
Метеостанция ведет наблюдения за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100, которое записывается при помощи минимально возможного количества битов. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объем результатов наблюдений.
В данном случае алфавитом является множество чисел от 0 до 100, всего 101 значение. Поэтому информационный объем результатов одного измерения I=log2101. Но это значение не будет целочисленным, поэтому заменим число 101 ближайшей к нему степенью двойки, большей, чем 101. это число 128=2 7 . Принимаем для одного измерения I=log2128=7 битов. Для 80 измерений общий информационный объем равен 80*7 = 560 битов = 70 байтов.
Задача 6.
Определите количество информации, которое будет получено после подбрасывания несимметричной 4-гранной пирамидки, если делают один бросок.
Пусть при бросании 4-гранной несимметричной пирамидки вероятности отдельных событий будут равны: p1=1/2, p2=1/4, p3=1/8, p4=1/8.
Тогда количество информации, которое будет получено после реализации одного из них, можно вычислить по формуле Шеннона:
Задача 7.
Задача 8.
Оцените информационный объем следующего предложения:
Тяжело в ученье – легко в бою!
Так как каждый символ кодируется одним байтом, нам только нужно подсчитать количество символов, но при этом не забываем считать знаки препинания и пробелы. Всего получаем 30 символов. А это означает, что информационный объем данного сообщения составляет 30 байтов или 30 * 8 = 240 битов.
Чему будет равен вес 1 символа?
Чему будет равен вес 1 символа.
Используем формулу N = 2 ^ i.
Алфавит содержит 32 символа?
Алфавит содержит 32 символа.
Каков информационный вес одного символа этого алфавита?
ЗАДАЧА АЛФАВИТ СОДЕРЖИТ 8 СИМВОЛОВ КАКОЙ ИНФОРМАЦИОНЫЙ ВЕС СИМВОЛА ЭТОГО АЛФАВИТА?
ЗАДАЧА АЛФАВИТ СОДЕРЖИТ 8 СИМВОЛОВ КАКОЙ ИНФОРМАЦИОНЫЙ ВЕС СИМВОЛА ЭТОГО АЛФАВИТА.
ИНФОРМАЦИОНЫЙ ВЕС СИМВОЛА РАВЕН 5 БИТ КАКОВА МОЩЬНОСТЬ АЛФАВИТА?
ИНФОРМАЦИОНЫЙ ВЕС СИМВОЛА РАВЕН 5 БИТ КАКОВА МОЩЬНОСТЬ АЛФАВИТА.
Информационный вес символа двоичного алфавита?
Информационный вес символа двоичного алфавита.
Информационный вес сообщения содержит в себе 1024 символов составляет 1 клбайт?
Информационный вес сообщения содержит в себе 1024 символов составляет 1 клбайт.
Найти вес 1 символов
Мощьность алфавита 128 символов?
Мощьность алфавита 128 символов.
Каков инфротационный вес одного символа этого алфавита?
Один символ алфавита «весит» 4 бита?
Один символ алфавита «весит» 4 бита.
Сколько символов в этом алфавите?
В кодировке Windows один символ весит?
В кодировке Windows один символ весит?
Информационный объём текста, подготовленного с помощью компьютера, равен 3 Мб?
Информационный объём текста, подготовленного с помощью компьютера, равен 3 Мб.
1 символ весит 1 байт.
Сколько символов содержит этот текст?
Я тоже перевод напиши.
Var a, b, c, d, n : integer ; begin write(‘введите первое число ‘) ; readln(a) ; write(‘введите второе число ‘) ; readln(b) ; write(‘введите третье число ‘) ; readln(c) ; write(‘введите четвёртое число ‘) ; readln(d) ; n : = a ; if b>n then n : = b ;..
Герой может за один ход сдвинуться в клетку, соседнюю с данной по стороне или углу (если клетка проходима). За границы карты герой выйти не может. Теперь Вася хочет положить несколько слитков золота (в одной клетке — один слиток) так, чтобы кратчай..
Урок 5
Измерение информации (алфавитный подход). Единицы измерения информации
§4. Измерение информации
Основные темы параграфа:
— алфавитный подход к измерению информации;
— алфавит, мощность алфавита;
— информационный вес символа;
— информационный объем текста;
— единицы информации.
Изучаемые вопросы:
— Алфавит, мощность алфавита.
— 1 бит – информационный вес символа двоичного алфавита.
— N=2b – формула для определения информационного веса символа.
— Информационный объём текста
— Единицы измерения информации: байт, килобайт, мегабайт, гигабайт.
Материал для углубленного изучения темы «Измерение информации»
Изучаемые вопросы:
— Содержательный подход к измерению информации
— Неопределенность знаний
— Формула Хартли
Алфавитный подход к измерению информации
Алфавитный подход позволяет измерять информационный объем текста на некотором языке (естественном или формальном), не связанный с содержанием этого текста.
Вам хорошо известно, что существуют единицы измерения таких величин, как, например, расстояние, масса, время. Для расстояния — это метр, для массы — грамм, для времени — секунда. Измерение происходит путем сопоставления измеряемой величины с единицей измерения.
* О другом подходе к измерению информации см. в разделе 1.1 материала для углубленного изучения «Дополнение к главе I».
Сколько раз единица измерения укладывается в измеряемой величине, таков и результат измерения. Следовательно, и для измерения информации должна быть введена своя единица измерения.
Алфавит. Мощность алфавита
Под алфавитом некоторого языка мы будем понимать набор букв, знаков препинания, цифр, скобок и других символов, используемых в тексте. В алфавит также следует включить и пробел, т. е. пропуск между словами.
Полное число символов алфавита принято называть мощностью алфавита. Будем обозначать эту величину буквой N. Например, мощность алфавита из русских букв и отмеченных дополнительных символов равна 54: 33 буквы + 10 цифр + 11 знаков препинания, скобки, пробел.
Информационный вес символа
При алфавитном подходе считается, что каждый символ текста имеет определенный информационный вес. Информационный вес символа зависит от мощности алфавита. А каким может быть наименьшее число символов в алфавите? Оно равно двум! Скоро вы узнаете, что такой алфавит используется в компьютере. Он содержит всего 2 символа, которые обозначаются цифрами 0 и 1. Его называют двоичным алфавитом. Изучая устройство и работу компьютера, вы узнаете, как с помощью всего двух символов можно представить любую информацию.
Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу информации и называется 1 бит.
С увеличением мощности алфавита увеличивается информационный вес символов этого алфавита. Так один символ из четырехсимвольного алфавита (N = 4) «весит» 2 бита. Объяснение этому можно дать следующее: все символы такого алфавита можно закодировать всеми возможными комбинациями из двух цифр двоичного алфавита. Комбинацию из нескольких (двух, трех и т. д.) знаков двоичного алфавита назовем двоичным кодом.
Используя три двоичные цифры, можно составить 8 различных комбинаций.
Следовательно, если мощность алфавита равна 8, то информационный вес одного символа равен 3 битам.
Четырехзначными двоичными кодами могут быть закодированы все символы 16-символьного алфавита, и т. д.
Найдем зависимость между мощностью алфавита (N) и количеством знаков в коде (b) — разрядностью двоичного кода.
В общем виде это записывается следующим образом:
N = 2b.
Разрядность двоичного кода — это и есть информационный вес символа.
Информационный объем текста. Единицы информации
Информационный объем текста складывается из информационных весов составляющих его символов. Например, следующий текст, записанный с помощью двоичного алфавита:
1101001011000101110010101101000111010010
содержит 40 символов, следовательно, его информационный объем равен 40 битам.
Сегодня для подготовки текстовых документов чаще всего применяются компьютеры. Алфавит, из которого составляется такой «компьютерный текст», содержит 256 символов. В алфавит такого размера можно поместить все практически необходимые символы: строчные и прописные латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, всевозможные скобки, знаки препинания и пр.
1 байт = 8 битов.
Легко подсчитать информационный объем текста, если известно, что информационный вес одного символа равен 1 байту. Надо просто сосчитать число символов в тексте. Полученное значение и будет информационным объемом текста, выраженным в байтах.
Например, небольшая книжка, подготовленная с помощью компьютера, содержит 150 страниц. На каждой странице 40 строк, в каждой строке 60 символов (включая пробелы между словами). Значит, страница содержит 40 х 60 = 2400 байтов информации. Для вычисления информационного объема всей книги нужно полученную величину умножить на число страниц:
2400 байтов * 150 = 360 000 байтов.
Уже на таком примере видно, что байт — «мелкая» единица. А представьте, что нужно, например, измерить информационный объем целой библиотеки. В байтах это окажется громадным числом!
Для измерения больших информационных объемов используются более крупные единицы:
1 килобайт = 1 Кб = 2 10 байтов = 1024 байта
1 мегабайт = 1 Мб = 2 10 Кб = 1024 Кб
1 гигабайт = 1 Гб = 2 10 Мб = 1024 Мб
1 терабайт = 1 Тб = 2 10 Гб = 1024 Гб
Следовательно, информационный объем вышеупомянутой книги равен приблизительно 360 килобайтам. А если посчитать точнее, то получится:
360 000 : 1024 = 351,5625 Кб.
351,5625 : 1024 = 0,34332275 Мб.
В заключение еще раз обратим внимание на важное свойство рассмотренного здесь алфавитного подхода. При его использовании содержательная сторона текста в учет не берется. Текст, состоящий из бессмысленного сочетания символов, будет иметь ненулевой информационный объем.
Коротко о главном
Алфавитный подход — это способ измерения информационного объема текста, не связанного с его содержанием.
Алфавит — это вся совокупность символов, используемых в некотором языке для представления информации. Мощность алфавита — это число символов в нем.
1 бит — информационный вес одного символа двухсимвольного алфавита (N = 2).
Если N не равно двойке в целой степени, то находится большее N, ближайшее к N целое число М = 2 b (b — целое), и из этого равенства определяется b — информационный вес символа.
Информационный объем текста равен сумме информационных весов всех символов, составляющих текст.
1 байт — информационный вес символа из алфавита мощностью 2 8 = 256 символов. 1 байт = 8 битов.
Байт, килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт — единицы измерения информации. Каждая следующая единица больше предыдущей в 1024 (2 10 ) раза.
Вопросы и задания
1. Что такое алфавит?
2. Что такое мощность алфавита?
3. Как определяется информационный объем текста при использовании алфавитного подхода?
4. Текст составлен с использованием алфавита мощностью 64 символа и содержит 100 символов. Каков информационный объем текста?
5. Что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт?
6. Информационный объем текста, подготовленного с помощью компьютера, равен 3,5 Кб. Сколько символов содержит этот текст?
7. Два текста содержат одинаковое количество символов. Первый текст составлен в алфавите мощностью 32 символа, второй — мощностью 64 символа. Во сколько раз различаются информационные объемы этих текстов?
Электронное приложение к уроку
Вернуться к материалам урока | ||
Презентации, плакаты, текстовые файлы | Ресурсы ЕК ЦОР | |
Видео к уроку |
Cкачать материалы урока