Файл: Локальные и глобальные сети эвм основы компьютерной коммуникации. Принципы построения сетей. Компьютерная сеть.pdf

2
Синтаксическая
мера информации – оперирует с обезличенной информацией, не выражающей смыслового отношения к объекту.
Объем данных Vд в сообщении измеряется количеством символов
(разрядов) в этом сообщении. В различных системах счисления один разряд имеет различный вес и соответственно меняется единица измерения данных.
Предположим, что до получения информации пользователь имеет предварительные сведения о системе
α
, и хочет получить сообщение
β

3
Часто информация кодируется числовыми кодами в той или иной системе счисления, особенно это актуально при представлении информации в компьютере.
N=m
n
N – число всевозможных отображаемых состояний; m – основание системы счисления; n – число разрядов в сообщении.
Пример. По каналу связи передается n-разрядное сообщение, использующее m различных символов. Так как количество всевозможных кодовых комбинаций будет N=m
n
, то при равновероятности появления любой из них количество информации, приобретенной абонентом в результате получения сообщения, будет:
I = log N= n log m
– формула Хартли
Если в качестве основания логарифма принять m, то I = n. В данном случае количество информации будет равно объему данных I = Vд, полученных по каналу связи. Для неравновероятных состояний системы всегда I< Vд = n.
При использовании двоичного логарифма единицей информации будет
бит
Бит
– (Binary digit) - это количество информации, которое содержится в одном двоичном разряде.
В вычислительной технике битом называют наименьшую "порцию" памяти компьютера, необходимую для хранения одного из двух знаков "0" и "1", используемых для внутри машинного представления данных и команд.
Используются следующие единицы измерения информации:
1 байт = 8 бит (именно восемь бит требуется для того, чтобы закодировать любой из 256 символов алфавита клавиатуры компьютера);
1 Килобайт = 1024 байт (2
10
байт);

4
1 Мегабайт = 1024 Килобайт (2
20
байт);
1 Гигабайт = 1024 Мегабайт (2
30
байт);
Коэффициент
(степень)
информативности
(лаконичность) сообщения определяется отношением количества информации к объему данных, т.е.
,
Д
V
I
Y
=
причем 0С увеличение Y уменьшаются объемы работы по преобразованию информации в системе. Поэтому стремятся к повышению информативности.
Семантическая
мера информации. Для измерения смыслового содержания информации, т.е. ее количества на семантическом уровне. Самая распространенная тезаурусная мера. Она связывает семантические свойства информации со способностью пользователя принимать поступившее сообщение.
Тезаурус
– это совокупность сведений, которыми располагает пользователь или система.
Прагматическая
мера
информации
.
Определяет полезность информации (ценность) для достижения пользователем поставленной цели.
Для сопоставления введенные меры информации представим в таблице
1.
Таблица 1 – Единицы измерения информации и примеры
Мера информации
Единица измерения
Примеры (для компьютерной области)
Синтаксическая
(шенноновский подход) компьютерный подход
Степень уменьшения неопределенности единицы представления информации
Вероятность события
Бит, байт, килобайт и т.д.
Семантическая
Тезаурус
Пакет прикладных программ, персональный компьютер, компьютерные сети и

5
Экономические показатели т.д.
Рентабельность, производительность, коэффициент амортизации и т.д.
Прагматическая
Ценность использования
Емкость памяти, производительность компьютера, скорость передачи данных и т.д.
Денежное выражение
Время обработки информации и принятия решений
Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам и несущим в себе различную информацию очень важно унифицировать форму их представления. Для этого обычно используется прием кодирования.
Кодирование – это выражение данных одного типа через данные другого типа.
Естественные человеческие языки – это ничто иное, как системы кодирования понятий для выражения мыслей посредством речи.
В вычислительной технике работа ведется с числовой информацией.
Остальная информация тексты, звуки, изображения и т.д. для обработки в вычислительной среде должна быть преобразована в числовую форму. При этом все числа в память компьютера записываются с использованием так называемого двоичного кодирования. Двоичное кодирование основано на представлении данных последовательностью всего двух знаков 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, по-английски binary digit или сокращенно (bit) бит.
Двоичная система кодирования выбрана совсем не случайно. Она легко реализуется технически. Электронные схемы для обработки двоичных кодов должны находиться в одном из двух состояний «есть сигнал
/
нет сигнала»

6 или «высокое
/
низкое» напряжение и т.д. Схему легко переключать из одного состояния в другое.
Бит – минимальная единица информации в вычислительной технике.
Один двоичный разряд.
Группа из восьми бит называется байт и обеспечивает основу записи информации в память компьютера.
1024 байта = 1 килобайту (Кб)
1024 килобайта = 1мегабайту (Мб)
1024 мегабайта = 1 гигабайту (Гб)
1.4 Системы счисления
Для правильного понимания, как представляется информации в памяти компьютера, рассмотрим различные системы счисления, используемые современными вычислительными средствами.
Система
счисления - это совокупность правил наименования и изображения чисел с помощью набора знаков.
Системы счисления бывают позиционные и непозиционные.
Непозиционная
система счисления – это система, где порядок цифры в числе определяется по установленному правилу.Например,
непозиционной системой счисления является «римская» система.
Позиционной
системой счисления, называется система - где порядок цифры в числе определяется рядом степени числа, которое является основанием данной системы счисления.
В общем виде целое число в позиционной системе счисления можно представить выражением:
N (m) = k
0
* m
0
+ k
1
* m
1
+...k
n-1
* m
n-1
,
где
−
N( m )- число в m-ой системе счисления;
−
m - разрядность системы (двоичная, восьмеричная, десятичная, шестнадцатеричная системы m = 2; m = 8; m = 10, m = 16);

7
−
n – количество разрядов в числе;
−
k – цифра в числе.
Рассмотрим, как записываются числа в позиционных системах счисления, используемых современной вычислительной техникой.
Десятичная система счисления.
Основанием десятичной системы является ряд степени числа 10. Разрядность системы m = 10. В десятичной системе счисления 10 цифр (от 0 до 9). Возьмем, к примеру, десятичное число 1957. Число, состоит из четырех цифр - четырехзначное, т.е. n =4.
Используя выше приведенную формулу, получим число в десятичной системе счисления.
N(10) = 7*10 0
+ 5*10 1
+ 9*10 2
+ 1*10 3
= 1957
Двоичная система счисления. Основанием двоичной системы является ряд степени числа 2. Разрядность системы m = 2. В двоичной системе счисления 2 цифры (0 и 1). Возьмем, к примеру, двоичное число 100011В (В–
идентификатор двоичной системы счисления). Число, состоит из шести цифр
- шестизначное, т.е. n = 6. Используя выше приведенную формулу, получим десятичное число.
N(2) = 1*2 0
+ 1*2 1
+ 0*2 2
+ 0*2 3
+ 0*2 4
+ 1*2 5
= 35, т.е. двоичное число 100011В = десятичному числу 35.
Обратим внимание, что для записи чисел в позиционных системах счисления могут быть использованы одинаковые цифры. Так цифры 0 и 1 используются как десятичной, так и двоичной системой. Поэтому в записи чисел недесятичной системы счисления принято использовать буквы являющиеся идентификаторами систем счисления и позволяющие отличить числа одной системы счисления от другой.
Восьмеричная система счисления. Основанием восьмеричной системы является ряд степени числа 8. Разрядность системы m = 8. В восьмеричной системе счисления 8 цифр (от 0 до 7). Возьмем, к примеру, восьмеричное число 573Q (Q–идентификатор восьмеричной системы счисления). Число,

8 состоит из трех цифр - трехзначное, т.е. n = 3. Используя выше приведенную формулу, получим десятичное число.
N(8) = 3*8 0
+ 7*8 1
+ 5*8 2
= 379, т.е. восьмеричное число 573Q = десятичному числу 379.
Шестнадцатеричная
система
счисления.
Основанием шестнадцатеричной системы является ряд степени числа 16. Разрядность системы m = 16. В шестнадцатеричной системе счисления 16 цифр (от 0 до
F), первые десять цифр от 0 до 9 совпадают с цифрами десятичной системы, а затем идут цифры: A – цифра десять; B – цифра одиннадцать; C – цифра двенадцать; D – цифра тринадцать; E – цифра четырнадцать; F – цифра пятнадцать. Возьмем, к примеру, шестнадцатеричное число 1A7H (H–
идентификатор шестнадцатеричной системы счисления). Число, состоит из трех цифр - трехзначное, т.е. n = 3. Используя выше приведенную формулу, получим десятичное число.
N(16) = 7*16 0
+ 10*16 1
+ 1*16 2
= 423, т.е. шестнадцатеричное число 1A7H = десятичному числу 423.
Каждый раз, вычисляя число N(m) по приведенной выше формуле мы получаем число в десятичной системе. Таким образом, числа из 2-ой, 8-ой и
16-ой системы мы переводили в десятичную систему счисления.
Рассмотрим, как переводится число из десятичной системы счисления в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную системы. Для этого перевода необходимо определить цифры соответствующей системы счисления, которыми будет записано число. Для этого необходимо делить десятичное число на число являющееся основанием системы счисления до тех пор, пока частное от деления не будет меньше этого числа, и затем проанализировать результат деления.
Например, как мы выяснили ранее десятичное число 35 равно двоичному числу 100011В. Попробуем его получить. Делим столбиком число
35 на число 2, являющееся основанием двоичной системы счисления.

9
Анализируя результат деления, складываем полученные цифры системы в число справа налево. Получили двоичное число: 100011В
Десятичное число 379, как мы ранее узнали равно восьмеричному числу 573Q. Проверим это. Делим столбиком число 379 на число 8, являющееся основанием восьмеричной системы счисления.
Анализируя результат деления, складываем полученные цифры системы в число справа налево. Получили восьмеричное число: 573Q.
Десятичное число 423, как мы ранее узнали равно шестнадцатеричному числу 1А7Н. Проверим это. Делим столбиком число 423 на число 16, являющееся основанием шестнадцатеричной системы счисления.
Анализируя результат деления, складываем полученные цифры системы в число справа налево. Получили шестнадцатеричное число: 1А7Н.
35 2
17 34
1
2 16
1
8 2
8
0
4 2
4
0
2 1
2
0
379 8
376
3
47 8
40
7
5