| [ домой ] | [ следующий ] [ начало главы ] [ предыдущий ] | [ содержание ] |
1.5. Как измеряется количество информации?
Какое количество информации содержится, к примеру, в тексте романа "Война и мир", во фресках Рафаэля или в генетическом коде человека? Ответа на эти вопросы наука не даёт и, по всей вероятности, даст не скоро. А возможно ли объективно измерить количество информации? Важнейшим результатом теории информации является следующий вывод:
| В определенных, весьма широких условиях можно пренебречь качественными особенностями информации, выразить её количество числом, а также сравнить количество информации, содержащейся в различных группах данных. |
В настоящее время получили
распространение подходы к определению
понятия "количество информации",
основанные на том, что информацию,
содержащуюся в сообщении, можно нестрого
трактовать в смысле её новизны или, иначе,
уменьшения неопределённости наших знаний
об объекте. Эти подходы используют
математические понятия вероятности и логарифма.
Если вы еще не знакомы с этими понятиями, то
можете пока пропустить
этот материал.
|
Подходы к определению количества информации. Формулы Хартли и Шеннона. Американский инженер Р. Хартли в 1928 г. процесс получения информации рассматривал как выбор одного сообщения из конечного наперёд заданного множества из N равновероятных сообщений, а количество информации I, содержащееся в выбранном сообщении, определял как двоичный логарифм N.
Допустим, нужно угадать одно число из набора чисел от единицы до ста. По формуле Хартли можно вычислить, какое количество информации для этого требуется: I = log2100 > 6,644. Таким образом, сообщение о верно угаданном числе содержит количество информации, приблизительно равное 6,644 единицы информации. Приведем другие примеры равновероятных сообщений:
Определим теперь, являются ли равновероятными сообщения "первой выйдет из дверей здания женщина" и "первым выйдет из дверей здания мужчина". Однозначно ответить на этот вопрос нельзя. Все зависит от того, о каком именно здании идет речь. Если это, например, станция метро, то вероятность выйти из дверей первым одинакова для мужчины и женщины, а если это военная казарма, то для мужчины эта вероятность значительно выше, чем для женщины. Для задач такого рода американский учёный Клод Шеннон предложил в 1948 г. другую формулу определения количества информации, учитывающую возможную неодинаковую вероятность сообщений в наборе.
Легко заметить, что если вероятности p1, ..., pN равны, то каждая из них равна 1 / N, и формула Шеннона превращается в формулу Хартли. Помимо двух рассмотренных подходов к определению количества информации, существуют и другие. Важно помнить, что любые теоретические результаты применимы лишь к определённому кругу случаев, очерченному первоначальными допущениями. |
В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один бит (англ. bit — binary digit — двоичная цифра).
| Бит в теории информации —
количество информации, необходимое для
различения двух равновероятных
сообщений (типа "орел"—"решка",
"чет"—"нечет" и т.п.). В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутримашинного представления данных и команд. |
Бит — слишком мелкая единица измерения. На практике чаще применяется более крупная единица — байт, равная восьми битам. Именно восемь битов требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера (256=28).
Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:
 | 1 Килобайт (Кбайт) =
1024 байт = 210 байт,
| 1 Мегабайт (Мбайт) =
1024 Кбайт = 220 байт,
| 1 Гигабайт (Гбайт) =
1024 Мбайт = 230 байт. | |
В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:
| 1 Терабайт (Тбайт) =
1024 Гбайт = 240 байт,
| 1 Петабайт (Пбайт) =
1024 Тбайт = 250 байт. | |
За единицу информации можно было бы выбрать количество информации, необходимое для различения, например, десяти равновероятных сообщений. Это будет не двоичная (бит), а десятичная (дит) единица информации.
