Задачи на расчёт информационного объёма текстовых сообщений

Теория

Алфавитный подход основан на том, что всякое сообщение можно закодировать с помощью конечной последовательности символов некоторого алфавита.

Алфавит — упорядоченный набор символов, используемый для кодирования сообщений на некотором языке.

Мощность алфавита — количество символов алфавита.

Двоичный алфавит содержит 2 символа, его мощность равна двум.

В традиционной кодировке (КОИ8-Р, Windows, MS DOS, ISO) для кодирования одного символа используется 1 байт (8 бит). Эта величина и является информационным весом одного символа. Такой 8-ми разрядный код позволяет закодировать 256 различных символов, т.к. 2⁸=256 (т.е. используется алфавит из 256 символов).

В настоящее время широкое распространение получил новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ два байта (16 бит). С его помощью можно закодировать 2¹⁶=65536 различных символов.

Чтобы определить объем информации в сообщении (информационный объем сообщения) при алфавитном подходе, нужно последовательно решить задачи:

1. Определить количество информации (i) в одном символе по формуле 2ⁱ = N, где N — мощность алфавита

2. Определить количество символов в сообщении (m), включая пробелы

3. Вычислить объем информации по формуле: V = i * m.

 

Примеры

1. Книга содержит 150 страниц. На каждой странице размещается 35 строк, в каждой строке – 50 символов. Рассчитать объем информации, содержащейся в книге, ответ записать в Кб.

Решение: Т. к. один символ – 1 байт, то страница содержит 35*50 = 1750 байт информации. Информационный объем всей книги 1750(байт)*150(стр.) = 262500(байт) ≈ 256,348(Кб)

Ответ: 256,348(Кб)

2. Текстовое сообщение, содержащее 1048576 символов общепринятой кодировки, необходимо разместить на дискете ёмкостью 1,44Мб. Какая часть дискеты будет занята?

Решение: Т.к. кодировка общепринятая, то количество информации в одном символе - 8(бит). Т.о. информационный объем текстового сообщения V = 1048576*8(бит) = 8388608(бит) = 1048576(байт) = 1024(Кб) =1Мб.

Т.к. объем дискеты составляет 1,44 Мб, то текстовым сообщением будет занято 1Мб*100% / 1,44Мб = 69% объёма дискеты.

Ответ: 69% объёма дискеты будет занято переданным сообщением.

Задачи для самостоятельного решения

1. Мощность алфавита N=32. Какое количество информации несет одна буква?

2. Текст занимает 0,25 Кбайт памяти компьютера. Сколько символов содержит текст?

3. Сообщение, записанное буквами из 64 - символьного алфавита, содержит 10 символов. Какой объем информации в битах оно несет?

4. Информационное сообщение объемом 500 бит содержит 100 символов. Какова мощность алфавита?

5. Сколько символов содержит информационное сообщение, записанное с помощью 16 - символьного алфавита, если объем его составил 120 бит?

6. В книге 250 страниц. На каждой странице 60 строк, в каждой строке 80 символов. Вычислить информационный объем книги.

7. Свободный объем оперативной памяти компьютера 640 Кбайт. Сколько страниц книги поместится в ней, если на странице 32 строки по 64 символа (64 строки по 64 символа, 16 строк по 64 символа)?

8. Для записи текста использовали 256 – символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке. Какой объем информации содержат 5 страниц текста?

9. Для записи сообщения использовался 64 – символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк. Всё сообщение содержит 8775 байтов информации и занимает 6 страниц. Сколько символов в строке?

10. Сведения о сотруднике хранятся в виде строки из 2048 символов. Сколько понадобятся дискет емкостью 1,2Мб для хранения сведений обо всех 8500 сотрудниках фирмы?

11. Емкость одного условного печатного листа приблизительно равна 32Кб (1 символ занимает 8 бит), скорость печати – 64 символа в секунду. Сколько минут потребуется без учета смены бумаги для распечатки текста одной газеты (2 усл.п.л.) на матричном принтере (ответ округлить до целого числа)?

12. Каково максимальное количество книг (каждая объемом 200 страниц, на каждой странице 60 строк, 80 символов в строке) размещаемых на лазерном диске емкостью 600 Мб?

13. Если досье на преступников занимают 45 Мб и каждое из них имеет объем 12 страниц (48 строк по 64 символа в каждой, 1 символ занимает 8 бит), чему равно число хранимых досье?

14. Два сообщения содержат одинаковое количество символов. Количество информации в первом тексте в 1,5 раза больше, чем во втором. Сколько символов содержат алфавиты, с помощью которых записаны сообщения, если известно, что число символов в каждом алфавите не превышает 10-ти, и на каждый символ приходится целое число битов?