лаб_раб_ИЗМ_1. Лабораторная работа 1 Понятие информации Слово "информация" происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление. Понятие "

Скачать 105.5 Kb.

Название	Лабораторная работа 1 Понятие информации Слово "информация" происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление. Понятие "
Анкор	лаб_раб_ИЗМ_1.doc
Дата	25.04.2017
Размер	105.5 Kb.
Формат файла
Имя файла	лаб_раб_ИЗМ_1.doc
Тип	Лабораторная работа #3398

Лабораторная работа №1

1. Понятие информации

Слово “информация” происходит от латинского слова informatio, что в переводе означает сведение, разъяснение, ознакомление.

Понятие “информация” в курсе информатики является базовым (основным), его нельзя дать через другие, более простые понятия. В геометрии, например, базовыми являются понятия: “точка”, “луч”, “плоскость”. Содержание базовых понятий в любой науке поясняется на примерах или выявляется путем сопоставления с содержанием других понятий.

Информация – это сведения об окружающем мире, которые повышают уровень осведомленности человека.

Свойства информации.

Понятность (на понятном языке, понятными терминами)
Полезность (информация должна иметь практическую ценность)
Достоверность (информация должна быть правдивой)
Актуальность (своевременность)
Полнота (информация полна, если ее достаточно для принятия решений)
Точность (определяется степенью близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления)

Задание 1. Каким свойством не обладает информация в следующих случаях 1-6:

№	Вопрос	Ответ
1	Афиша о концерте, который отменили
2	Афиша, часть которой оторвана
3	Афиша о концерте, который уже состоялся
4	Афиша на непонятном языке
5	Афиша о концерте неприятного Вам исполнителя
6	Афиша, в которой вместо времени указано время суток (например, “Утром состоится концерт…”)

Понятие информационного процесса.

Действия, выполняемые с информацией, называются информационными процессами. Выделяют следующие информационные процессы:

1. Процесс передачи информации, который включает в себя:

ввод (сбор, получение) информации;
вывод информации;
передачу информации.

2. Процесс обработки (преобразования) информации

3. Процесс хранения информации (в собственной памяти, или на внешних носителях)

Задание 2. Приведите примеры информационных процессов и разместите их в Таблице 1.

Таблица 1. Примеры информационных процессов.

Название информац. процесса	Примеры информационных процессов
Передача информации	Сбор информации об объекте с помощью органов чувств: зрения – слуха – вкуса – обоняния – осязания – Вывод информации Передача информации –
Обработка информации
Хранение информации

2. Единицы измерения информации.

Содержательный подход к измерению информации.

За единицу измерения информации принимается 1 бит - такое количество информации, которое содержит сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза.

Что такое неопределенность знаний? Поясним на примере.

Допустим, вы бросаете монету, загадывая: орел или решка? Любой из вариантов ответа уменьшает неопределенность в 2 раза и, следовательно, количество информации равно 1 биту.

Количество информации (i), содержащееся в сообщении о том, что произошло одно из N равновесных событий, определяется из решения уравнения:

2ⁱ=N

(1)

Прологарифмировав равенство (1) по основанию 2, получим: i*log₂2= log₂N, следовательно,

i = log₂N

(2)

Алфавитный подход к измерению информации

Алфавитный подход к измерению информации не связывает количество информации с содержательным сообщением. Рассмотрим этот подход на примере текста, написанного на каком-нибудь языке, например, на русском. Все множество используемых в языке символов будем называть алфавитом. Полное количество символов алфавита будем называть мощность алфавита.

Например, в алфавит мощностью N=256 символов можно поместить все необходимые символы: латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, знаки препинания и т.д. Представим себе, что текст, состоящий из 256 символов, поступает последовательно, и в каждый момент времени может появиться любой из них. Тогда по формуле (1):

2ⁱ = 256, → i=8 (бит)

Таким образом, один символ алфавита мощностью 256 символов, “весит” 8 бит. Поскольку 8 бит – часто встречающаяся величина, ей присвоили свое название 1 байт:

1 байт = 8 бит

(3)

Чтобы подсчитать количество информации на одной странице текста, необходимо: количество символов в строке умножить на количество строк на листе. Так, например, если взять страницу текста, содержащую 40 строк по 60 символов в каждой строке, то одна страница такого текста будет содержать

60*40=2400 (байт информации)

Если требуется подсчитать количество информации, содержащееся в книге из 160 страниц, нужно

2400*160=384000 (байт)

Уже на этом примере видно, что байт – достаточно мелкая единица. Для измерения больших объемов информации используются следующие производные от байта единицы:

1 килобайт = 1 Кб = 2¹⁰ байт = 1024 байта

1 мегабайт = 1 Мб = 2¹⁰ Кб = 1024 Кб

1 гигабайт = 1 Гб = 2¹⁰ Мб = 1024 Мб

(4)

Задание 3.

В алфавите формального (искусственного) языка всего два знака-буквы («+» и «-»). Каждое слово этого языка состоит из двух букв. Максимальное число слов этого языка:

1) 4

2) 2

3) 8

4) 6

Решение.

Решение задачи сводится к поиску количества (N) комбинаций строк длиной (i) 2 символа, составленных из 2 знаков. Следовательно, используя формулу 2ⁱ = N, получаем 2² = 4.

Ответ: 1.

Задание 4.

Алфавит племени содержит всего 8 букв. Какое количество информации несет одна буква этого алфавита?

1) 8 бит

2) 1 байт

3) 3 бита

4) 2 бита

Решение.
Задание 5.

Если вариант теста в среднем имеет объем 20 килобайт (на каждой странице теста 40 строк по 64 символа в строке, 1 символ занимает 8 бит), то количество страниц в тесте равно:

1) 10

2) 16

3) 4

4) 8

Решение.

Задание 6.

В пяти килобайтах:

1) 5000 байт

2) 5120 байт

3) 500 байт

4) 5000 бит

Решение.
Задание 7.

Сколько байт в 32 Гбайт?

1) 2³⁵

2) 16*2²⁰

3) 2²⁴

4) 2²²

Решение.
Задание 8.

Считая, что один символ кодируется одним байтом, подсчитать в байтах количество информации, содержащееся в фразе: “Терпение и труд все перетрут.”

Решение.

В фразе 29 символов (включая точку и пробелы), 1 символ несет 1 байт информации, значит фраза содержит 29 байт.

Ответ: 29.

Задание 9. (Задание А2 демоверсии 2004 г.)

Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объём предложения: «Мой дядя самых честных правил, Когда не в шутку занемог, Он уважать себя заставил И лучше выдумать не мог.»

1) 108 бит

2) 864 бит

3) 108 килобайт

4) 864 килобайт

Решение.
Задание 10. (Задание А3 демоверсии 2004 г.)

Шахматная доска состоит из 64 полей: 8 столбцов и 8 строк. Какое минимальное количество бит потребуется для кодирования координат одного шахматного поля?

1) 4

2) 5

3) 6

4) 7

Решение.
Задание 11. (Задание А4 демоверсии 2004 г.)

Получено сообщение, информационный объём которого равен 32 битам. Чему равен этот объём в байтах?

1) 5

2) 2

3) 3

4) 4

Решение.
Задание 12.

Каждое показание счётчика, фиксируемое в памяти компьютера, занимает 10 бит. Записано 100 показаний этого датчика. Каков информационный объём снятых значений в байтах?

1) 10

2) 100

3) 125

4) 1000

Решение.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ (Домашняя работа)

1. Наибольшее натуральное число, кодируемое 8 битами: 127; 255; 256; 512; 99999999.
2. Число байт, необходимое для записи числа 2⁸²: 5 ;10; 11; 82; 256.
3. Число байт, необходимое для записи числа 2⁴⁴: 5; 6; 11; 44; 88.
4. Число байт, необходимое для записи числа 8¹⁴: 6; 10; 42; 112; 192.

5. Для хранения области экрана монитора размером 256х128 точек выделено 32 Кбайт оперативной памяти. Для раскраски точек максимально допустимо использовать цветов: 16; 4; 512; 256; 218.

6. Если для хранения области экрана монитора размером 512х256 точек выделено 64 Кбайта оперативной памяти, то максимальное количество цветов, которое допустимо использовать для раскраски точек, равно: 8; 4; 256; 16; 2.

7. Емкость одного условного печатного листа равна приблизительно 32Кбайт (1 символ занимает 8 бит), скорость печати - 64 символа в секунду. Без учета смены бумаги для распечатки текста одной газеты (2 усл. п.л.) на матричном принтере потребуется минут (ответ округлить до целого числа): 256; 9; 17; 12; 1024.

8. Если емкость одного условного печатного листа равна приблизительно 96 Кбайтам, а 1 символ занимает 8 бит, то для распечатки текста одной газеты (4 усл. п.л.) на лазерном принтере (скорость печати - 512 символов в секунду) без учета смены бумаги потребуется минут: 13; 15; 17; 19; 21. (ответ округлен до целого числа)

9. Если досье на преступников занимают 45 мегабайт и каждое из них имеет объем 12 страниц ( 48 строк по 64 символа в каждой, 1 символ занимает 8 бит), то число досье равно: 1280; 3840; 1250; 1560; 1024.

10. В пяти килобайтах: 5000 байт; 5120 байт; 500 байт; 5000 бит; 5120 бит.

11. Количество чисел, которое можно закодировать нулями и единицами в 10 позициях, равно:
1000; 1024; 10; 256; 512.

12. Даны системы счисления: с основанием 2, 8, 10, 16. Запись вида 100
1) отсутствует в двоичной;
2) существует во всех перечисленных;
3) отсутствует в десятичной;
4) отсутствует в восьмеричной;
5) отсутствует в 16-ной.

13. Если вариант текста в среднем имеет объем 20 килобайт (на каждой странице текста 40 строк по 64 символа в каждой , 1 символ занимает 8 бит), то количество страниц в тексте равно 10; 16; 8; 4; 12.

14. Сведения о сотруднике хранятся в виде строки из 2048 символов. Сведения обо всех 8192 сотрудниках можно разместить на минимальном числе дискет емкостью 1.2М, равном: 14; 12; 10; 8; 16.

15. Если информационная емкость человеческой яйцеклетки приблизительно равна 2³³ бит, то минимальное количество винчестеров (по 20 Мб), на котором можно уместить генетическую информацию одного человека, равно: 2; 20; 33; 52; 51.

16. Максимальное количество страниц книги (32 строки по 64 символа, 1 символ занимает 8 бит), которое поместится в файле объемом 640 Кбайт: 320; 640; 160; 540; 1280.

17. Наибольшее натуральное число, кодируемое 16 битами: 255; 255; 32768; 65535; 99999999.

18. Если область экрана имеет размеры 512х128 точек и каждая точка может иметь один из 256 оттенков, то минимальный объем памяти (Кбайт), необходимый для хранения этой области, равен
32; 64; 74; 128; 256.

18.1 Для такой же области 256х256 точек ... 32; 64; 74; 96; 144.

19. Число байт, необходимое для записи выражения 8⁴*4⁸: 3; 4; 8; 12; 16.

20. Средняя скорость чтения учащихся 9-11 классов составляет 160 слов в минуту (одно слово в среднем - 6 символов). За четыре часа непрерывного чтения ученик успеет переработать (Кбайт):
9; 25; 225; 256; 4096.

21. Для записи выражения VELE, VIDE, VICI необходимо (бит): 14; 16; 72; 88; 128.

22. Сколько целых чисел со знаком можно записать в 1 байт:
1024; 256; 255; 127; 128

23. Наибольшее целое число при представлении чисел со знаком, кодируемое 1 байтом:
128; 256; 127; 255; 510

24. Количество различных символов, закодированных байтами в сообщении 1110010100111100011111011110010101111101, равно:
3; 4; 5; 1; 2.

25. Количество различных символов, закодированных полубайтами в сообщении 10111000101110001001, равно
2; 4; 5; 1; 3.

варианты:

а) 1110000000111100011111011100010101111101
б) 100110001111100010011110
26. Количество пар одинаковых символов, закодированных полубайтами в
сообщении 101110011011100010011100, равно
4; 2; 5; 3; 6.

варианты: а) 1110010100111100011111011110010101111101

27. Количество неповторяющихся символов, закодированных полубайтами в сообщении
111010001011100010011110, равно
4; 2; 5; 6; 3.

варианты: а) 1100010100111100011111011100010101111101

28. Количество бит информации в сообщении "выбранный из урны шар является черным" равно (в урне 8 черных и 56 белых шаров)
2; 4; 3; 5; 1.

29. Количество бит информации в сообщении "пойманная в пруду рыба - карп" (всего в пруду 256 карасей, 44 щуки, 100 карпов) равно
2; 4; 3; 5; 1.

30. Количество бит информации в сообщении
«Миша на олимпиаде по информатике занял одно из 16 мест»
равно 3; 5; 4; 2; 424.

31. Наибольшее целое решение X неравенства 4^х+4 бит > 8^x-3 Кбайт
равно 2; 4; 3; 5; 9.

32. Объем текстовой информации в сообщении на 40 страницах (на странице 40 строк и 80 символов в строке) равен
1 Мбайт; 120 Кбайт; 12 Кбайт; 125 Кбайт; 0,1 Мбайт.

33. Максимальное количество книг (каждая объемом 200 страниц, на каждой странице 60 строк, 80 символов в строке), полностью размещенных на лазерном диске емкостью 600 Мбайт, равно
655; 6005; 63; 10; 6522.

34. Сообщение "школьники изучали Basic" несет 4 бита информации. Вероятность изучения Pascal в 8 раз меньше. Количество бит информации в сообщении "школьники изучали Pascal" равно
2; 3; 6; 8; 7.

35. Компьютер имеет оперативную память 512 Мбайт. Количество соответствующих этой величине бит больше:

10 000 000 000 бит; 8 000 000 000 бит; 6 000 000 000 бит; 4 000 000 000 бит.

36. У племени «чичевоков» в алфавите 24 буквы и 8 цифр и больше ничего — ни знаков препинания, ни арифметических. Сколько разрядов минимум им необходимо для кодирования всех символов при помощи только нулей и единиц? Учтите, что слова надо отделять друг от друга!

5; 6; 7; 8.

37. Флэш-карта имеет объем 512 Мбайт. Рукопись автора содержит 2000 страниц. На каждой странице 80 строк, в каждой строке 100 символов. Каждый символ кодируется шестнадцатью битами. Кроме того, рукопись содержит 80 иллюстраций, объемом 5 Мбайт каждая. Поместится ли рукопись на флэш-карту в несжатом виде и каков ее объем в мегабайтах? (Принять 1 Кбайт « 1000 байт, 1 Мбайт « 1000 Кбайт.)

Не поместится. 532 Мбайт; Поместится. 432 Мбайт; Не поместится. 612 Мбайт; Поместится. 512 Мбайт.

38. Документ содержит точечную черно-белую фотографию 10×15 см. Каждый квадратный сантиметр содержит 600 точек, каждая точка описывается 4 битами. Каков общий информационный объем документа в килобайтах? (Принять 1 Кбайт « 1000 байт.)

32 Кбайта; 45 Кбайт; 64 Кбайта; 80 Кбайт.

39. Жесткий диск пуст и имеет объем 160 Гбайт. а) Сколько книг, каждая из которых состоит из 1000 страниц, на каждой странице 100 строк, в каждой строке 80 символов, можно записать на такой жесткий диск (каждый символ кодируется одним байтом)? б) Если учесть, что каждая такая книга 3 см толщиной, то какой высоты в метрах (целое число) будет стопка, если все их сложить друг на друга? (Принять 1 Кбайт « 1000 байт, 1 Мбайт* 1000 Кбайт, 1 Гбайт* 1000 Мбайт.)

15 000 книг и 400 метров; 18 000 книг и 500 метров; 20 000 книг и 600 метров; 30 000 книг и 800 метров.

40. Скорость передачи данных по локальной сети 16 миллионов бит в секунду. Ученик перекачивал игру 5 минут.

а)Сколько это гигабайт?

б)Сколько денег (в рублях) придется заплатить ученику за трафик, если первый 1 Гбайт не оплачивается, а все, что сверх его —по 5 копеек за 1 Мбайт? (Принять 1 Кбайт« 1000 байт,1 Мбайт « 1000 Кбайт, 1 Гбайт « 1000 Мбайт.)

4,8 Гбайта и 190 рублей; 3,6 Гбайта и 130 рублей; 2,8 Гбайта и 90 рублей;2,4 Гбайта и 70 рублей