Есть ли связь между алфавитным. Измерение информации. Алфавитный подход. Приближение равной вероятности символов в тексте
Есть ли связь между объемным подходом к измерению информации и содержанием информации? Объем информации не связан с ее содержанием. Говоря об объеме информации, имеют в виду размер текста в том алфавите, с помощью которого эта информация представлена. В чем измеряется объем письменного или печатного текста? Объем текста измеряется в знаках
Например, как и при параллельных корреляциях, может быть третий, неизмеримый фактор, который является причиной, лежащей в основе развития обоих навыков, причем сами два навыка никак не связаны причинно. Не существует примеров низкого мастерства в фонематической осведомленности и высокого мастерства в декодировании.
Самые сильные доказательства причинно-следственной связи между фонетическим сознанием и чтением - это учебные занятия. В типичном учебном исследовании дети, которым не хватает навыков эмбриональной осведомленности, случайным образом делятся на разные группы, один из которых получает обучение, предназначенное для развития навыков эмбриональной осведомленности и другого обучения, предназначенного для развития навыков, не связанных с чтением. После обучения различным группам дается одна и та же инструкция по чтению, и можно посмотреть, действительно ли те группы, которые получали фонологическую подготовку по курсу, лучше справляются с оценкой фонемической осведомленности и чтения, чем те, кто этого не сделал.
Как оценить объем одной страницы учебника в количестве знаков? Количество знаков в строке перемножить на количество строк Какие единицы используются для измерения объема информации на компьютерных носителях Бит, байт, килобайт, мегабайт, гигабайт, терабайт… Запишите формулу для определения информационного объема текста(I), содержащего K символов I=K*i
Многие исследования, подобные этому, в настоящее время проводятся, и большинство из них сообщают, что группы, получающие информацию о фонематической осведомленности, впоследствии значительно улучшились в развитии чтения, чем те, кто не получал такого обучения.
Теперь верно, что чтение само по себе продвигает умение в фонематической осведомленности. Практика чтения повышает навыки чтения, и чем больше навыков чтения, тем больше навыков в фонематической осведомленности. Это указывает на взаимную взаимосвязь между фонемической осведомленностью и чтением, где умение в одном поддерживает развитие навыков в другом и наоборот.
Измерение информации. Содержательный подход Объемный подход к измерению информации используется для определения количества информации, заключенного в тексте, записанном с помощью некоторого алфавита. При этом содержательная сторона текста в учет не берется. I = K i 2 i = N Ni I K МОЩНОСТЬ АЛФАВИТА число символов в алфавите (его размер) N ИНФОРМАЦИОННЫЙ ВЕС СИМВОЛА количество информации в одном символе i ЧИСЛО СИМВОЛОВ В СООБЩЕНИИ K КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ В СООБЩЕНИИ I
Почему для некоторых детей возникает проблематичное осознание?
Но критический вопрос заключается в том, важна ли какая-либо квалификация в фонематической осведомленности, прежде чем умение читать может продвигаться вперед; данные свидетельствуют о том, что ответ на этот вопрос да. Текущие исследования показывают, что большинство детей, поступающих в школу в детском саду, не имеют опыта в фонематической осведомленности. Исследования также предполагают, что если в этом умении нет явной инструкции, многие не смогут его приобрести. Кроме того, для небольшого процента молодых людей даже четкого обучения недостаточно для обеспечения развития фонемической осведомленности.
Неопределенность знания и количество информации Другой подход к измерению информации называют содержательным подходом. В этом случае количество информации связывается с содержанием (смыслом) полученного человеком сообщения. Вспомним, что с «человеческой» точки зрения, информация это знания, которые мы получаем из внешнего мира. Количество информации, заключенное в сообщении, должно быть тем больше, чем больше оно пополняет наши знания. Как же с этой точки зрения определяется единица измерения информации? Вы уже знаете, что эта единица называется битом. Проблема измерения информации исследована в теории информации, основатель которой Клод Шеннон. В теории информации для бита дается следующее определение:
Итак, что известно о причинах трудности в приобретении фонемической осведомленности? Во-первых, как обсуждалось выше, фонемы абстрактны: они не могут быть изолированы и представлены ребенку как объекты. На самом деле, мы говорим, это слог, в котором есть две фонемы.
Таким образом, одна из трудностей в развитии фонематического осознания заключается в том, что невозможно четко указать ребенку, что она должна осознать, вместо этого мы можем только заставить ее попытаться побудить к себе то, что нужно приобрести. Во-вторых, звуковые единицы, которые передаются в речи, которые получены из основных абстрактных фонем, не поступают на ухо в строгом последовательном порядке. Скорее, информация, которая позволяет слушателю обнаруживать первый звук в слове, как правило, перекрывается информацией о последующем сегменте в слове, лингвистическая информация передается параллельно.
СОДЕРЖАТЕЛЬНЫЙ ПОДХОД К ИЗМЕРЕНИЮ ИНФОРМАЦИИ Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятных (неопределенность знания уменьшилась в два раза), несет 1 бит информации. 8 цветных шаров в корзине – 8 равновероятных событий Неопределенность знания о том, что из корзины может быть извлечен шар красного цвета, равна 8. Более строгое определение равновероятности: если увеличивать количество бросаний монеты (100, 1000, и т. д.), то число выпадений орла и число выпадений решки будут все ближе к половине количества бросаний монеты. Следовательно, можно сказать так: Неопределенность знания о результате некоторого события (бросание монеты или игрального кубика, вытаскивание жребия и др.) это количество возможных результатов.
В качестве примера, если бы мы записали наш разговор об ошибке слова, а затем, начиная с конца сегмента ленты, отрезали последовательные фрагменты и воспроизводили то, что осталось, мы никогда не сможем изолировать кусок ленты, представляющий только исходная фонема слова. Скорее всего, лучшее, что мы упустили, было бы некоторым сходством первых двух звуков этого слова. Это верно, потому что позиции артикуляторов настроены так, чтобы отражать как начальные, так и последующие звуки, которые должны быть сделаны.
Вы можете понять это сами, отметив положение нижней челюсти, когда начнете говорить об ошибке и купите. В последнем примере нижняя челюсть снижена с самого начала, чтобы подготовиться к произношению гласного, который следует. Эти эффекты со-артикуляции приводят к параллельной передаче лингвистической информации. И это создает значительную проблему для получения фонематической осведомленности, поскольку во многих случаях мы не можем изолировать даже начальный звук, который является членом фонематической категории, о которой ребенок пытается осознать.
МЕТОД БИНАРНОГО ПОИСКА Игра, использующая метод бинарного поиска Правила игры: Требуется угадать задуманное число из данного диапазона целых чисел. Игрок, отгадывающий число, задает вопросы, на которые можно ответить только «да» или «нет». Если каждый ответ отсекает половину вариантов (уменьшает выбор в 2 раза), то он несет 1 бит информации. Тогда общее количество информации (в битах), полученной при угадывании числа, равно количеству заданных вопросов. Требуется угадать задуманное число из диапазона чисел от 1 до 8 вопроса Вопросыданет 1Число меньше 5 ? 2Число меньше 7 ? 3Это число равно 5 ? 8 вариантов возможных событий 3 вопроса 3 бита информации А какую оценку получил Ваш друг на экзамене? Четыре равновероятных события.
Опять же, самое лучшее, что мы можем сделать, это установить условия, при которых ребенок будет вызывать фонематическую категорию, к которой мы пытаемся ее привлечь. В-третьих, то, что мы просим ребенка делать, противоречит. Для ребенка, изучающего язык, значение имеет первостепенное значение, в то время как формы, в которых представлен смысл, были несущественными - они всего лишь среда, которую следует игнорировать в пользу сообщения. С фонематическим осознанием мы просим ребенка сосредоточить внимание противоположным образом, игнорируя смысл и участвуя только в форме.
А сейчас попробуем получить формулу, по которой вычисляется количество информации, содержащейся в сообщении о том, что имел место один из множества равновероятных результатов некоторого события. Обозначим буквой N количество возможных результатов события, или, как мы это еще называли, неопределенность знания. Буквой i будем обозначать количество информации в сообщении об одном из N результатов. В примере с монетой:N = 2, i = 1 бит. В примере с оценками: N = 4, i = 2 бита. В примере со стеллажом: N = 8, i = 3 бита. Нетрудно заметить, что связь между этими величинами выражается следующей формулой: 2 i = N. Действительно: 2 1 = 2 ; 2 2 = 4 ; 2 3 = 8.
Что произойдет, если ребенок не получит фонематическое осознание?
Каждая из этих особенностей языка усложняет задачу получения информации о фонемах, но есть учебные методы, которые могут быть полезны. Для ребенка, испытывающего трудности с получением фонемической осведомленности, прогноз не является хорошим. Во-первых, такой ребенок не в состоянии воспользоваться буквенным принципом. Она может знать буквы, даже если письма каким-то образом связаны с произносимым словом, но без фонематического осознания она сбивает с толку, какими могут быть эти отношения.
Пусть на стеллаже не 8, а 16 полок. Чтобы ответить на вопрос, сколько информации содержится в сообщении о месте нахождения книги, нужно решить уравнение: 2 i = N. Поскольку 16 = 2 i, то i = 4 бита. Количество информации (i), содержащееся в сообщении об одном из N равновероятных результатов некоторого событий, определяется из решения показательного уравнения: 2 i = N. Если значение N равно целой степени двойки (4, 8, 16, 32, 64 и т. д.), то показательное уравнение легко решить в уме, поскольку i будет целым числом. А чему, например, равно количество информации в сообщении о результате бросания игральной кости, у которой имеется шесть граней и, следовательно, N = 6? Можно догадаться, что решение уравнения 2 i = 6. будет дробным числом, лежащим между 2 и 3, поскольку 2 2 = 4 6. А как точнее узнать это число?
Во-вторых, мы знаем, что воздействие печати важно для выяснения отношений между буквами и фонемами. Имея необходимые предпосылки, чем больше возможность сочетать печатные и устные слова, тем больше возможность изучить связь между буквами и фонемами. Ребенок, у которого отсутствуют эти предварительные условия, не может воспользоваться такими возможностями, и печать не более эффективна для обучения чтению.
В-третьих, мы знаем, что если ребенок не достигнет прогресса в чтении третьим классом, очень маловероятно, что она когда-либо, независимо от используемого вмешательства, сможет читать на том же уровне, что и ее сверстники с одинаковым возрастом. Таким образом, наша задача как педагогов состоит в том, чтобы сделать все, что мы можем, чтобы наши ученики добились скорейшего прогресса, в том числе осмысление фонематической осведомленности на раннем этапе их школьной карьеры. Этого можно достичь, если только мы поймем, что нужно сделать, и предоставим соответствующие механизмы поддержки, чтобы помочь учителям освоить те методы, которые могут наилучшим образом помочь их ученикам овладеть этими навыками.
ПОКАЗАТЕЛЬНОЕ УРАВНЕНИЕ NiNiNiNi N i Определение количества информации, содержащейся в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий N i Определение количества равновероятных событий N, если известно, сколько информации человек получил в сообщении о том, что произошло одно из этих событий. 2 i = N
КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ В СООБЩЕНИИ Задача 1. При угадывании целого числа в диапазоне от 1 до N было получено 6 бит информации. Чему равно N ? Решение: Значение N определяется из формулы N = 2 i. После подстановки значения i = 6 получаем: N = 2 6 = 64. Задача 2. В корзине лежат 16 шаров разного цвета. Сколько информации несет сообщение о том, что из корзины достали красный шар? Решение: Вытаскивание из корзины любого из 16 шаров – события равновероятные. Поэтому для решения задачи применима формула 2 i = N. Здесь N = 16 – число шаров. Решая уравнение 2 I =16 получаем ответ: i = 4 бита 2 i = N N i Количество равновероятных возможных событий Количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий.
Получение средства с орфографией является важной частью становления хорошим писателем. Здесь мы рассмотрим недавнюю работу над тем, как дети учатся писать в алфавитных системах письма. Статистическое обучение играет важную роль в этом процессе. Таким образом, маленькие дети узнают о некоторых характерных графических характеристиках письменных текстов и пытаются воспроизвести эти характеристики в своих собственных произведениях еще до того, как они используют буквы для представления фонем. Позже, дети применяют свои статистические навыки обучения к связям между фонемами и написаниями, в том числе теми, которые обусловлены контекстом и морфологией.
Основными объектами изучения науки информатики являются информация иинформационные процессы . Информатика как самостоятельная наука возникла в середине ХХ столетия, однако научный интерес к информации и исследования в этой области появились раньше.
В начале ХХ века активно развиваются технические средства связи (телефон, телеграф, радио). В связи с этим появляется научное направление “Теория связи”. Его развитие породило теорию кодирования и теорию информации, основателем которых был американский ученый К.Шеннон. Теория информации решала проблему измерения информации , передаваемой по каналам связи. Известны два подхода к измерению информации:содержательный иалфавитный .
Дети используют то, что они знают о языке и именах букв, когда узнают о правописании, а изучение заклинаний, в свою очередь, влияет на их представления о языке. Хотя дети неявно узнают о некоторых аспектах написания, важная роль должна играть явная инструкция. Мы обсуждаем некоторые последствия исследования для разработки этой инструкции.
Язык - это мощный способ общения. Тем не менее, он быстро исчезает, и это исчезновение ограничивает его полезность в некоторых ситуациях. Чтобы преодолеть эту проблему, некоторые группы людей придумали более постоянные методы общения. Самый полезный из этих методов, пишущий, извлекает большую часть своей силы из того факта, что он представляет язык. Чтобы использовать термин, письмо является глотографическим. Различные письменные системы представляют язык на разных уровнях, включая морфему, слог и фонему.
Важнейшая задача, поставленная теорией связи, - борьба с потерей информации в каналах передачи данных. В ходе решения этой задачи сформировалась теория кодирования , в рамках которой изобретались способы представления информации, позволяющие доносить содержание сообщения до адресата без искажения даже при наличии потерь передаваемого кода. Эти научные результаты имеют большое значение и сегодня, когда объемы информационных потоков в технических каналах связи выросли на многие порядки.
Некоторые системы представляют собой более одного уровня языка. В этой статье мы фокусируемся на написании систем, которые отображают язык в основном на уровне фонем или алфавитных систем. Мы спрашиваем, как дети учатся использовать эти системы для написания орфографии, и мы спрашиваем, как родители и учителя могут помочь им сделать это.
Этот ярлык может означать, что орфография менее важна и зависит от навыков, которые участвуют в построении и организации предложений, параграфов и документов. Но изучение заклинаний важно, отчасти потому, что человеческое внимание ограничено. Дети, которые должны уделять большое внимание орфографии, имеют меньше умственных ресурсов, доступных для других аспектов письма. Они не могут полностью использовать силу, которую дает письменность, снижая их потенциал для успеха в современном грамотном обществе.
Предшественником современной информатики явилась наука “Кибернетика”, основанная трудами Н.Винера в конце 1940-х - начале 50-х годов. В кибернетике произошло углубление понятия информации, было определено место информации в системах управления в живых организмах, в общественных и технических системах. Кибернетика исследовала принципы программного управления. Возникнув одновременно с появлением первых ЭВМ, кибернетика заложила научные основы как для их конструктивного развития, так и для многочисленных приложений.
Одним из возможных способов научиться заклинанию было бы изучение орфографической формы для каждого слова в разговорной лексике в целом. Действительно, изучение заклинания долгое время рассматривалось как процесс запоминания всего слова, что сделало его исследование относительно малоинтересным для лингвистически настроенных исследователей. Представление о запоминании роли было особенно привлекательным для написания таких систем, как английский, где соответствия между звуками и написаниями могут быть сложными и непоследовательными.
ЭВМ (компьютер) -автоматическое устройство, предназначенное для решения информационных задач путем осуществления информационных процессов : хранения , обработки ипередачи информации . Описание основных принципов и закономерностей информационных процессов также относится к теоретическим основам информатики.
Такие наблюдения предполагают, что дети иногда создают надписи на основе собственного анализа звуков в словах. Мы рассмотрим природу изобретенных детей в следующем разделе этой статьи. Однако перед этим мы обсуждаем, как пишут дети, прежде чем они начнут называть фонологическую основу.
Он сказал своему учителю, что он написал «Мне нравятся качели, и мне нравятся слайды, и мне нравится солнце». Кальвин уже знал некоторые обычные буквы, но буквы, которые он использовал, не коррелировали со звуками в словах, которые он сказал ему написал.
Написание ряда маленьких детей, таких как Кальвин, похоже, не отражает фонологию. Однако, когда ребенок произносит несколько слов, он может случайно использовать какие-то фонологически разумные письма. Чтобы определить, действительно ли ребенок является префонологическим заклинателем, нам нужно проверить, что число таких случаев не превышает ожиданий только на основе случайности. Чтобы сделать это, мы разработали процедуру, в которой мы просим детей записать список слов, а затем зачитаем заглавные буквы для их фонологической правдоподобия в отношении целевых слов или слов, которые ребенок попросил заклинать.
Компьютер работает не с содержанием информации, которое способен воспринимать только человек, а с данными, представляющими информацию. Поэтому важнейшей задачей для компьютерных технологий является представление информации в форме данных, пригодных для их обработки. Данные и программы кодируются в двоичном виде. Обработка любого типа данных сводится в компьютере к вычислениям с двоичными числами. Именно поэтому компьютерные технологии еще называют цифровыми. Понятие о системах счисления, опредставлении чисел в компьютере относятся к базовым понятиям информатики.
Понятие “язык” происходит из лингвистики. Язык - этосистема символьного представления информации, используемая для ее хранения и передачи . Понятие языка относится к числу базовых понятий информатики, поскольку как данные, так и программы в компьютере представляются в виде символьных конструкций. Язык общения компьютера с человеком все более приближается к формам естественного языка.
К фундаментальным основам информатики относится теория алгоритмов. Понятие алгоритма вводится в статье “Обработка информации”. Подробно эта тема раскрывается в пятом разделе энциклопедии.
Измерение информации. Алфавитный подход
Алфавитный подход используется для измерения количества информации в тексте, представленном в виде последовательности символов некоторого алфавита. Такой подход не связан с содержанием текста. Количество информации в этом случае называется информационным объемом текста , который пропорционален размеру текста - количеству символов, составляющих текст. Иногда данный подход к измерению информации называют объемным подходом.
Каждый символ текста несет определенное количество информации. Его называют информационным весом символа . Поэтому информационный объем текста равен сумме информационных весов всех символов, составляющих текст.
Здесь предполагается, что текст - это последовательная цепочка пронумерованных символов. В формуле (1) i 1 обозначает информационный вес первого символа текста, i 2 - информационный вес второго символа текста и т.д.; K - размер текста, т.е. полное число символов в тексте.
Все множество различных символов, используемых для записи текстов , называется алфавитом . Размер алфавита - целое число, которое называется мощностью алфавита . Следует иметь в виду, что в алфавит входят не только буквы определенногоязыка, но все другие символы, которые могут использоваться в тексте: цифры, знаки препинания, различные скобки, пробел и пр.
Определение информационных весов символов может происходить в двух приближениях:
1) в предположении равной вероятности (одинаковой частоты встречаемости) любого символа в тексте;
2) с учетом разной вероятности (разной частоты встречаемости) различных символов в тексте.
Приближение равной вероятности символов в тексте
Если допустить, что все символы алфавита в любом тексте появляются с одинаковой частотой, то информационный вес всех символов будет одинаковым. Пусть N - мощность алфавита. Тогда доля любого символа в тексте составляет 1/N -ю часть текста. По определению вероятности (см.“Измерение информации. Содержательный подход” ) эта величина равна вероятности появления символа в каждой позиции текста:
p = 1/N
Согласно формуле К.Шеннона (см. “Измерение информации. Содержательный подход” ), количество информации, которое несет символ, вычисляется следующим образом:
i = log2(1/p ) = log2N (бит ) (2)
Следовательно, информационный вес символа (i ) и мощность алфавита (N ) связаны между собой по формуле Хартли (см. “Измерение информации. Содержательный подход” )
2 i =N.
Зная информационный вес одного символа (i ) и размер текста, выраженный количеством символов (K ), можно вычислить информационный объем текста по формуле:
I = K ·i (3)
Эта формула есть частный вариант формулы (1), в случае, когда все символы имеют одинаковый информационный вес.
Из формулы (2) следует, что при N = 2 (двоичный алфавит) информационный вес одного символа равен 1 биту.
С позиции алфавитного подхода к измерению информации 1 бит - это информационный вес символа из двоичного алфавита.
Более крупной единицей измерения информации является байт .
1 байт - это информационный вес символа из алфавита мощностью 256.
Поскольку 256 = 2 8 , то из формулы Хартли следует связь между битом и байтом:
2 i = 256 = 2 8
Отсюда: i = 8 бит = 1 байт
Для представления текстов, хранимых и обрабатываемых в компьютере, чаще всего используется алфавит мощностью 256 символов. Следовательно, 1 символ такого текста “весит” 1 байт.
Помимо бита и байта, для измерения информации применяются и более крупные единицы:
1 Кб (килобайт) = 2 10 байт = 1024 байта,
1 Мб (мегабайт) = 2 10 Кб = 1024 Кб,
1 Гб (гигабайт) = 2 10 Мб = 1024 Мб.