Imagesforyou.ru

IMG FOR YOU — ИНТЕРЬЕРНАЯ ФОТОСТУДИЯ
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В одном бите памяти содержится информации

В одном бите памяти содержится информации

Код ОГЭ по информатике: 2.1.3. Оценка количественных параметров информационных объектов. Объем памяти, необходимый для хранения объектов

Оценка количества информации

Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений. Такой подход позволяет количественно измерять информацию.

Впервые объективный подход к измерению количества информации был предложен американским инженером Р. Хартли в 1928 г. Позже, в 1948 г., этот подход обобщил создатель общей теории информации К. Шеннон.

Формула Хартли устанавливает связь между количеством возможных равновероятных информационных сообщений N и количеством информации I, которое содержится в этих сообщениях: N = 2 I

При алфавитном подходе к определению количества информации рассматривают информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы. При этом содержание информации значения не имеет.

По приведенной выше формуле можно рассчитать, какое количество информации I несет каждый из знаков этой системы. Если в алфавите знаковой системы N знаков, то каждый знак несет количество информации: I = log2 N

Чем больше знаков содержит алфавит, тем больше информации несет один его знак. Если количество символов алфавита равно N, а количество символов в записи сообщения — М, то информационный объем этого сообщения вычисляется по формуле: I = M • log2 N

Таким образом, мерой объема любого сообщения в компьютере или на каком–либо носителе принято считать общую длину двоичного кода этого сообщения. Такая мера весьма удобна, поскольку она не связана ни с видом сообщения, ни с его смыслом. Текстовое, звуковое или иное сообщение одинаково характеризуется тем количеством двоичных знаков, которым оно представлено в выбранной системе кодировки.

Количество информации в текстовом сообщении

Текстовая информация состоит из букв, цифр, знаков препинания, различных специальных символов. Для кодирования текстовой информации используют различные коды. Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера, называется таблицей кодировки. Существуют различные таблицы кодировок текстовой информации.

Распространенная таблица кодировки ASCII (читается «аски», American Standard Code for Information Interchange — стандартный американский код для обмена информацией) использует 1 байт для кодов информации. Если код каждого символа занимает 1 байт (8 бит), то с помощью такой кодировки можно закодировать 2 8 = 256 символов.

Таблица ASCII состоит из двух частей. Первая, базовая часть, является международным стандартом и содержит значения кодов от 0 до 127 (для цифр, операций, латинского алфавита, знаков препинания). Вторая, национальная часть, содержит коды от 128 до 255 для символов национального алфавита, т. е. в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы.

Таблица ASCII

В настоящее время существует несколько различных кодировок второй части таблицы для кириллицы — КОИ8–Р, KOI8–U, Windows, MS–DOS, Macintosh, ISO. Наиболее распространенной является таблица кодировки Windows–1251. Из–за разнообразия таблиц кодировки могут возникать проблемы при переносе русского текста между компьютерами или различными программами.

Поскольку объем в 1 байт явно мал для кодирования разнообразных и многочисленных символов мировых алфавитов, была разработана система кодирования Unicode. В ней для кодирования символа отводится 2 байта (16 бит). Это означает, что система позволяет закодировать 2 16 = 65 536 символов. Полная спецификация стандарта Unicode включает в себя все существующие, вымершие и искусственно созданные алфавиты мира, а также множество математических, музыкальных, химических и прочих символов.

Количество графической информации

Растровое графическое изображение состоит из отдельных точек — пикселей, образующих строки и столбцы.

Основные свойства пикселя — его расположение и цвет. Значения этих свойств кодируются и сохраняются в видеопамяти компьютера.

Качество изображения зависит от пространственного разрешения и глубины цвета.

Разрешение — величина, определяющая количество точек (пикселей) на единицу площади.

Читайте так же:
Быстрая вставка текста на клавиатуре

Глубина цвета — объем памяти (в битах), используемой для хранения и представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики или видеоизображения.

Для графических изображений могут использоваться различные палитры — наборы цветов. Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны соотношением: N = 2 I

Например, для черно–белого изображения палитра состоит из двух цветов. Можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать цвет каждой точки (пикселя): 2 = 2 I —> Iпикселя = 1 бит

Чтобы определить информационный объем видеоизображения, необходимо умножить количество информации одного пикселя на количество пикселей в изображении: I = Iпикселя • X • Y, где Х — количество точек изображения по горизонтали, Y — количество точек изображения по вертикали.

Существует несколько цветовых моделей для количественного описания цвета. В основе модели RGB (сокращение от англ. Red, Green, Blue) лежат три основных цвета: красный, зеленый и синий. Все другие цвета создаются с помощью смешения их оттенков. Например, при смешивании красного и зеленого цветов получим желтый, красного и синего — пурпурный, зеленого и синего — бирюзовый. Если смешать все три основные цвета максимальной яркости, получим белый цвет.

Если один цвет имеет 4 оттенка, то общее количество цветов в модели RGB будет составлять 4 • 4 • 4 = 64. При 256 оттенках для каждого цвета общее количество возможных цветов будет равно 256 • 256 • 256 = 16 777 216 ≈ 16,7 млн.

В современных компьютерах для представления цвета обычно используются от 2–х до 4–х байт. Два байта (16 бит) позволяют различать 2 16 , то есть 65 536 цветов и оттенков. Такой режим представления изображений называется High Color. Четыре байта (32 бита) обеспечивают цветную гамму в 2 32 , то есть 4 294 967 296 цветов и оттенков (приблизительно 4,3 миллиарда). Такой режим называется True Color.

В графических редакторах применяются и другие цветовые модели. Например, модель CMYK — она основана на цветах, получающихся при отражении белого света от предмета: бирюзовом (англ. Cyan), пурпурном (англ. Magenta), желтом (англ. Yellow). Эта модель применяется в полиграфии, где чаще всего употребляется черный цвет (ключевой, англ. Key).

Измерение объемов звуковой информации

Звук является непрерывным сигналом. Для использования звука в компьютере его преобразуют в цифровой сигнал. Это преобразование называется дискретизацией: для кодирования звука производят его измерение с определенной частотой (несколько раз в секунду). частота дискретизации и точность представления измеренных значений определяют качество представления звука в компьютере. Чем выше частота дискретизации и чем больше количество разных значений, которыми можно характеризовать сигнал, тем выше качество отображения звука.

В современных компьютерах обычно применяется частота дискретизации в 22 кГц или 44,1 кГц (1 кГц — это тысяча измерений за 1 секунду), а для представления значения сигнала выделяются 2 байта (16 бит), что позволяет различать 2 16 , то есть 65 536 значений.

Конспект урока по информатике «Объем памяти для хранения объектов».

Самое интересное кратко

Весит ли информация на флешке?

Да, ведь при записи данных используются электроны.

Сколько весит один гигабайт информации?

Приблизительно 0,01 триллиардной части грамма! Да, столь малую величину сложно представить, но она есть.

Каков вес всего интернета?

Если провести расчёты, то окажется, что меньше одного грамма!

Увеличивается ли масса мозга человека при изучении новой информации?

Нет, здесь масса мозга гения ничем не отличается от мозга не самого умного человека.

Учитель информатики

Информатика. 7 класса. Босова Л.Л. Оглавление

  • бит
  • информационный вес символа
  • информационный объём сообщения
  • единицы измерения информации

1.6.1. Алфавитный подход к измерению информации

Одно и то же сообщение может нести много информации для одного человека и не нести её совсем для другого человека. При таком подходе количество информации определить однозначно затруднительно.

Читайте так же:
Версия linux для слабых компьютеров

Алфавитный подход позволяет измерить информационный объём сообщения, представленного на некотором языке (естественном или формальном), независимо от его содержания.

Для количественного выражения любой величины необходима, прежде всего, единица измерения. Измерение осуществляется путём сопоставления измеряемой величины с единицей измерения. Сколько раз единица измерения «укладывается» в измеряемой величине, таков и результат измерения.

При алфавитном подходе считается, что каждый символ некоторого сообщения имеет определённый информационный вес — несёт фиксированное количество информации. Все символы одного алфавита имеют один и тот же вес, зависящий от мощности алфавита. Информационный вес символа двоичного алфавита принят за минимальную единицу измерения информации и называется 1 бит.

Обратите внимание, что название единицы измерения информации «бит» (bit) происходит от английского словосочетания binary digit — «двоичная цифра».

За минимальную единицу измерения информации принят 1 бит. Считается, что таков информационный вес символа двоичного алфавита.

1.6.2. Информационный вес символа произвольного алфавита

Ранее мы выяснили, что алфавит любого естественного или формального языка можно заменить двоичным алфавитом. При этом мощность исходного алфавита N связана с разрядностью двоичного кода i, требуемой для кодирования всех символов исходного алфавита, соотношением: N = 2 i .

Разрядность двоичного кода принято считать информационным весом символа алфавита. Информационный вес символа алфавита выражается в битах.

Информационный вес символа алфавита i и мощность алфавита N связаны между собой соотношением: N = 2 i .

Задача 1. Алфавит племени Пульти содержит 8 символов. Каков информационный вес символа этого алфавита?

Решение. Составим краткую запись условия задачи.

Известно соотношение, связывающее величины i и N : N = 2 i .

С учётом исходных данных: 8 = 2 i . Отсюда: i = 3.

Полная запись решения в тетради может выглядеть так:

1.6.3. Информационный объём сообщения

Информационный объём сообщения (количество информации в сообщении), представленного символами естественного или формального языка, складывается из информационных весов составляющих его символов.

Информационный объём сообщения I равен произведению количества символов в сообщении К на информационный вес символа алфавита i;I = К • i.

Задача 2. Сообщение, записанное буквами 32-символьного алфавита, содержит 140 символов. Какое количество информации оно несёт?

Задача 3. Информационное сообщение объёмом 720 битов состоит из 180 символов. Какова мощность алфавита, с помощью которого записано это сообщение?

1.6.4. Единицы измерения информации

В наше время подготовка текстов в основном осуществляется с помощью компьютеров. Можно говорить о «компьютерном алфавите», включающем следующие символы: строчные и прописные русские и латинские буквы, цифры, знаки препинания, знаки арифметических операций, скобки и др. Такой алфавит содержит 256 символов. Поскольку 256 = 2 8 , информационный вес каждого символа этого алфавита равен 8 битам. Величина, равная восьми битам, называется байтом. 1 байт — информационный вес символа алфавита мощностью 256.

1 байт = 8 битов

Бит и байт — «мелкие» единицы измерения. На практике для измерения информационных объёмов используются более крупные единицы:

1 килобайт = 1 Кб = 1024 байта = 2 10 байтов
1 мегабайт = 1 Мб = 1024 Кб = 2 10 Кб = 2 20 байтов
1 гигабайт = 1 Гб = 1024 Мб = 2 10 Мб = 2 20 Кб = 2 30 байтов
1 терабайт = 1 Тб = 1024 Гб = 2 10 Гб = 2 20 Мб = 2 30 Кб = 2 40 байтов

Задача 4. Информационное сообщение объёмом 4 Кбайта состоит из 4096 символов. Каков информационный вес символа используемого алфавита? Сколько символов содержит алфавит, с помощью которого записано это сообщение?

Ответ: 8 битов, 256 символов.

Задача 5. В велокроссе участвуют 128 спортсменов. Специальное устройство регистрирует прохождение каждым из участников промежуточного финиша, записывая его номер цепочкой из нулей и единиц минимальной длины, одинаковой для каждого спортсмена. Каков будет информационный объём сообщения, записанного устройством после того, как промежуточный финиш пройдут 80 велосипедистов?

Читайте так же:
Вай фай 5ггц что это

Решение. Номера 128 участников кодируются с помощью двоичного алфавита. Требуемая разрядность двоичного кода (длина цепочки) равна 7, так как 128 = 2 7 . Иначе говоря, зафиксированное устройством сообщение о том, что промежуточный финиш прошёл один велосипедист, несёт 7 битов информации. Когда промежуточный финиш пройдут 80 спортсменов, устройство запишет 80 • 7 = 560 битов, или 70 байтов информации.

Ответ: 70 байтов.

Самое главное.

При алфавитном подходе считается, что каждый символ некоторого сообщения имеет опредёленный информационный вес — несёт фиксированное количество информации.

1 бит — минимальная единица измерения информации.

Информационный вес символа алфавита i и мощность алфавита N связаны между собой соотношением: N = 2 i .

Информационный объём сообщения I равен произведению количества символов в сообщении К на информационный вес символа алфавита i: I = K•i.

1 байт = 8 битов.

Байт, килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт — единицы измерения информации. Каждая следующая единица больше предыдущей в 1024 (210) раза.

Вопросы и задания.

1.Ознакомтесь с материалами презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Используйте эти материалы при подготовке ответов на вопросы и выполнении заданий.

Зачем процессору связь с ОЗУ?

Получить процесс

Стадия, на которой CPU / ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПРОЦЕССОР берет следующую инструкцию для выполнения из ОЗУ, называется «выборкой» и является одним из трех этапов, составляющих цикл команд: Fetch-Decode-Execute, о котором мы поговорим только в этой статье о первой, а о второй два будут оставлены на другой раз, так как оперативная память не вмешивается в них, кроме как для записи результата обратно.

  1. Счетчик команд: ПК указывает на следующую строку памяти, где находится следующая инструкция процессора. Его значение увеличивается на 1 каждый раз, когда завершается полный цикл команд или когда команда перехода изменяет значение программного счетчика.
  2. Регистр адреса памяти: MAR копирует содержимое ПК и отправляет его в RAM через адресные контакты ЦП, которые соединены с адресными контактами RAM.
  3. Регистр данных памяти : Если инструкция прочитана, то ОЗУ будет передавать через свою шину данных содержимое адреса памяти, на который указывал MAR.
  4. Реестр инструкций: Инструкция копируется в регистр инструкций, откуда блок управления расшифровывает ее, чтобы знать, как выполнить инструкцию.

Что такое память DRAM?

Освободи Себя тип памяти, используемой для RAM как системное ОЗУ, так и видеопамять или видеопамять. Память DRAM или 1T-DRAM . В этом типе памяти каждый бит хранится в комбинация конденсатора и транзистора , а не в нескольких транзисторах, таких как SRAM, отсюда и название 1T-DRAM.

Вся память RAM, используемая в настоящее время в ПК: DDR4, GDDR6, HBM2e, LPDDR4 и т. Д., Является памятью типа DRAM, в то время как внутренняя память процессоров, кеши регистров и блокноты относятся к типу SRAM.

Указанная комбинация конденсатора и транзистора называется Bitcell , когда конденсатор битовой ячейки заряжен, интерпретируется, что информация, содержащаяся в этой битовой ячейке, равна 1, когда она не заряжена, она интерпретируется как 0.

Массив DRAM

Битовые ячейки организованы в матрицу, в которой контакты адресации используются для доступа к ним следующим образом:

  • Первая половина битов выбирает строку, к которой мы хотим получить доступ
  • Вторая половина битов адресации содержит столбец, к которому мы хотим получить доступ,

Для этого между матрицей битовых ячеек и шиной адресации существует двоичный декодер, который позволяет выбрать соответствующую битовую ячейку.

Контакты для связи с RAM

по модулю памяти RAM

  • адресация штифты : Обычно обозначается от A0 до AN, где N — количество контактов и равно количеству бит адресации, которое всегда равно 2 ^ N.
  • Контакты данных : Здесь данные передаются в оперативную память и из нее.
  • Запись разрешена: Если вывод активен, передача данных осуществляется в память, запись, с другой стороны, если она не активна, то в сторону процессора, чтение.
Читайте так же:
Видеокарта nvidia geforce 9600 gso 512

Если наша система имеет несколько микросхем памяти RAM, то первые биты адресации используются для выбора, к какой из микросхем памяти мы хотим получить доступ в модуле памяти DIMM. Также были случаи, когда адрес и контакты данных совпадали. Это связано с тем, что адресация и доступ к данным не выполняются одновременно.

Но чтобы понять, как работает адресация, мы должны рассмотреть основную часть электроники — двоичный декодер.

Двоичный декодер и его роль в связи с RAM

Decodificador Binario

Двоичный декодер — это очень распространенная электроника, они заключаются в том, что из входных n битов вход выбирается из 2 ^ n различных возможностей. Он построен путем размещения n ворот НЕ в 2 ^ n И ворот.

В оперативной памяти адресация передается в двух циклах: сначала отправляется строка, к которой необходимо получить доступ, а затем столбец, а не одновременно.

Причина этого имеет очень простое объяснение: представьте, что у вас есть процессор с 16 битами адресации, подключенный к одной микросхеме памяти RAM. Если бы двоичный декодер был 16-битным, тогда потребовалось бы 16 вентилей НЕ и 65536 вентилей И. Напротив, 8-битный двоичный декодер имеет 8 вентилей НЕ и 256 вентилей И, что намного проще в реализации.

По этой причине обращение к оперативной памяти происходит в два этапа.

Банки памяти

Bancos Memoria

Данные в ОЗУ не хранятся последовательно , но в разных банках на одном чипе, каждый из банков содержит массив битовых ячеек , но если мы хотим передать, например, n битов данных, нам понадобится n массивов битовых ячеек, каждый из которых подключен к выводу шины данных.

Использование несколько банков , в той же микросхеме памяти, позволяет выбрать несколько бит одновременно с одним доступом к памяти , поскольку все банки разделяют адресацию . Таким образом, если у нас есть 8 банков памяти, выбор конкретной битовой ячейки приведет к одновременной передаче данных в 8 банков памяти и из них.

Стандартный размер банков в памяти RAM составляет 8 бит, поэтому максимальный объем памяти при адресации всегда считается как 2 ^ n байтов. Фактически, это 16-, 32-, 64-битные шины и т. Д. Они передают данные нескольких последовательных адресов памяти, начиная с первого.

Связь между RAM и CPU

Pistas PCB

  1. Выберите столбец (Адресация)
  2. Выберите строку (Адресация)
  3. Передача данных.

Для этого используется ряд специальных контактов, один из которых мы уже видели, и это запись Enable, а два других следующие:

  • Строб доступа к колонке: Этот вывод активируется, когда мы указываем оперативной памяти, что указываем столбец, к которому хотим получить доступ.
  • Строб доступа к строке :: Этот вывод активируется, когда мы указываем оперативной памяти, что указываем строку, к которой хотим получить доступ.

Обе операции можно резюмировать следующим образом:

Ввод данных

Выходные данные

  • Операция чтения очень проста, для этого у вас должен быть неактивен вывод WE, чтобы указать, что данные идут из ОЗУ в процессор, указать строку, а затем столбец, чтобы информация поступала к процессору из ОЗУ памяти. .
  • Операция записи несколько отличается, для этого вывод WE должен быть активен, но данные передаются не после выбора столбца данных, а после выбора строки и одновременно с выбором столбца, в котором находятся данные.

Благодаря этому вы уже можете получить приблизительное представление о том, как работает связь между процессором и его оперативной памятью.

Как воспоминания перемешиваются

Вы никогда не перепутаете море и слона. В том смысле, что море соленое, мокрое и без ушей, а слон большой, серый и с хоботом. Это пример радикально разной информации.

Читайте так же:
В чем отличие серверной памяти от обычной

А вот цитаты имеют свойство легко смешиваться. Бывает, что вспомнишь сам текст, но не можешь назвать автора и источник. А вот это пример однотипной информации.

Чем сильнее информация отличается от того, что вы раньше знали, тем меньше места в памяти она занимает. Мозгу не нужно тратить место, чтобы запомнить, чем одни данные отличаются от других.

Поэтому, кстати, не рекомендуется изучать несколько языков одновременно – перепутаются.

Поговорим о системах исчисления

Самой маленькой единицей информации будет бит, который представляет собой количество информации, содержащейся в сообщении, вдвое уменьшающих неопределенность знаний о каком-либо предмете. За ним идет байт, который считают основной единицей измерения. Кстати, тут следует отметить, что в битах измеряется скорость передачи информации. Речь идет о килобитах, мегабитах и так далее. Многие, кстати, путают мегабиты и мегабайты. Вопреки, распространенному мнению, это абсолютно разные понятия и значения. Скорость будет измеряться именно в битах, переданных за секунду, но никак не в байтах.

Двоичная система исчисления, как уже писалось выше, представлена в виде нулей и единиц. Частица информации является битом и может принять значение либо нуля, либо единицы и никак иначе. Именно это и будет бит. Байт, снова-таки, как упоминалось, будет состоять из восьми бит, если говорить именно о двоичной системе исчисления. Причем каждый будет писаться как 2 в определенной степени от 0 до 7. Если попытаться показать проще, то выглядеть это будет, как: 11101001.

Байт и бит

Это наглядный пример 256 комбинаций, которые и закодированы в байте. Но для пользователей это трудно, ведь они привыкли видеть все через призму десятичной системы исчисления. Значит переведем это, для чего потребуется просто прибавить все степени двойки там, где у нас есть единицы. Для этого нам требуется взять 2 в степени 0 + 2 в степени 3 + 2 в степени 5 + 2 в степени 6 + 2 в степени 7.

Еще одним важным моментом является полубайт или как его называют ниббл. Это половина байта, то есть 4 бита. Как правило, в нем можно закодировать любое число от 0 до 15.

Онлайн-конвертер величин

Конечно, информации, представленной в таблице величин, недостаточно для комфортных расчетов.

Очень мало файлов, вес которых будет точно равен одному гигабайту или сотне мегабайт, и поэтому даже имея под рукой эту справочную информацию, будет тяжело просчитать, носитель какого объема нужен для того, чтобы полностью перенести большой документ.

Именно для этого на этом сайте и установлен онлайн-конвертер величин.

Работает он очень просто – вы указываете объем и величину, в которой он выражен. Далее вам нужно выбрать значение, в которое требуется перевести число – и конвертер выдаст вам точное значение.

Резюмируя все сказанное выше – термины «мегабайт» и «гигабайт» обозначают единицы измерения информации.

Они выражаются в двоичной системе счисления, и поэтому их невозможно подсчитать ровно – из-за этого гигабайт равен 1024 мегабайта, а не 1000.

Величины чаще всего используются в сфере высоких компьютерных технологий – для обозначения характеристик жестких дисков, флеш-карт, а также объема файлов.

Термин «мегабит» не имеет ничего общего с «мегабайтом», поскольку первое является обозначением скорости, а второе – объема.

В целом, это все, что можно рассказать об используемых в компьютерах величинах объема.

Как вы считаете – носители каких емкостей выгоднее всего покупать в наше время?

Насколько скоро в компьютерных магазинах появятся HDD, на которых можно хранить экзабайт информации?

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector