Объективный (алфавитный) подход к измерению информации. Тема: Различные подходы к измерению количества информации. На дом: конспект, задачи

1. Измерьте информационный объем сообщения «Ура! Скоро Новый год!» в битах, байтах, килобайтах (Кб), мегабайтах (Мб).

Указание : считается, что текст набран с помощью компьютера, один символ алфавита несет 1 байт информации. Пробел – это тоже символ в алфавите мощностью 256 символов.

2. Измерьте примерную информационную емкость одной страницы любого своего учебника, всего учебника.

Указание: Для выполнения задания возьмите учебник по любимому предмету, посчитайте число строк на странице, число символов в строке, включая пробелы. Помните, что один символ алфавита несет 1 байт информации. Перемножив полученные значения, Вы найдете информационную емкость одной страницы учебника (в байтах).

3. Сколько таких учебников может поместиться на дискете 1,44 Мб, на винчестере в 1 Гб.

4. В детской игре «Угадай число» первый участник загадывает целое число от 1 до 32. Второй участник задает вопросы: «Загаданное число больше числа ___?». Какое количество вопросов при правильной стратегии гарантирует угадывание?

Указание: Вопрос задавайте таким образом, чтобы информационная неопределенность (число вариантов) уменьшалась в два раза.

5. Яд находится в одном из 16 бокалов. Сколько единиц информации будет содержать сообщение о бокале с ядом?

6. Сколько бит информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали «даму пик»?

7. Проводят две лотереи: «4 из 32» и «5 из 64» Сообщение о результатах какой из лотерей несет больше информации?

8. Информационное сообщение объемом 1.5 Кбайта содержит 3072 символа. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение? (Объяснение решения задачи на доске).

10. Скорость информационного потока – 20 бит/сек. Сколько времени потребуется для передачи информации объемом в 10 килобайт.

11. Сравните (поставьте знак отношения)

o 200 байт и 0,25 Кбайт.

o 3 байта и 24 бита.

o 1536 бит и 1,5 Кбайта.

o 1000 бит и 1 Кбайт.

o 8192 байта и 1 Кбайт.

12. В барабане для розыгрыша лотереи находится 32 шара. Сколько информации содержит сообщение о первом выпавшем номере (например, выпал номер 15)?

13. При игре в кости используется кубик с шестью гранями. Сколько бит информации получает игрок при каждом бросании кубика?

14. Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 150 страниц; на каждой странице - 40 строк, в каждой строке - 60 символов. Каков объем информации в книге?

15. Подсчитайте объем информации, содержащейся в романе А. Дюма "Три мушкетера", и определите, сколько близких по объему произведений можно разместить на одном лазерном диске? (590 стр., 48 строк на одной странице, 53 символа в строке).

16. На диске объемом 100 Мбайт подготовлена к выдаче на экран дисплея информация: 24 строчки по 80 символов, эта информация заполняет экран целиком. Какую часть диска она занимает?

17. В школьной библиотеке 16 стеллажей с книгами. На каждом стеллаже 8 полок. Библиотекарь сообщил Пете, что нужная ему книга находится на пятом стеллаже на третьей сверху полке. Какое количество информации библиотекарь передал Пете?

18. В коробке лежат 7 цветных карандашей. Какое количество информации содержит сообщение, что из коробки достали красный карандаш?

19. Какое количество информации несет сообщение: “Встреча назначена на сентябрь”.

20. Сообщение занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 60 символов. Сколько символов в использованном алфавите, если все сообщение содержит 1125 байтов?

21. Юстасу необходимо передать следующее сообщение:

Дорогой Алекс! От всей души поздравляю с

Лабораторная работа №2.

Цель работы:

Методические указания.

Задачи на измерение информации

2. Измерьте примерную информационную емкость одной страницы любого своего учебника, всего учебника.

3. Сколько таких учебников может поместиться на дискете 1,44 Мб, на винчестере в 1 Гб.

5. Яд находится в одном из 16 бокалов. Сколько единиц информации будет содержать сообщение о бокале с ядом?

6. Сколько бит информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали «даму пик»?

7. Проводят две лотереи: «4 из 32» и «5 из 64» Сообщение о результатах какой из лотерей несет больше информации?

11. Сравните (поставьте знак отношения)

o 200 байт и 0,25 Кбайт.

o 3 байта и 24 бита.

o 1536 бит и 1,5 Кбайта.

o 1000 бит и 1 Кбайт.

o 8192 байта и 1 Кбайт.

19. Какое количество информации несет сообщение: “Встреча назначена на сентябрь”.

21. Юстасу необходимо передать следующее сообщение:

Дорогой Алекс! От всей души поздравляю с

Успешной сдачей экзамена по информатике.

Лабораторная работа №2.

Измерение количества информации

Цель работы: научить решать задачи на количественное измерение информационного объема текстовой информации.

Методические указания.

В связи с разными подходами к определению информации выделяют два подхода к измерению информации.

Субъективный (содержательный) подход

При данном подходе информация – это сведения, знания, которые человек получает из различных источников. Таким образом, сообщение информативно (содержит ненулевую информацию), если оно пополняет знания человека.

При субъективном подходе информативность сообщения определяется наличием в нем новых знаний и понятностью для данного человека (определение 1 ). Разные люди, получившие одно и тоже сообщение, по-разному оценивают количество информации, содержащееся в нем. Это происходит оттого, что знания людей об этих событиях, явлениях до получения сообщения были различными. Сообщение информативно для человека, если оно содержит новые сведения, и неинформативно, если сведения старые, известные. Таким образом, количество информации в сообщении зависит от того, насколько ново это сообщение для получателя и определяется объемом знаний, который несет это сообщение получающему его человеку.

С точки зрения информации как новизны мы не можем оценить количество информации, содержащейся в новом открытии, музыкальном стиле, новой теории развития.

Субъективный подход основывается на том, что получение информации, ее увеличение, означает уменьшение незнания или информационной неопределенности (определение 2 ).

Единица измерения количества информации называется бит ( bit – binarydigit), что означает двоичный разряд.

Количество информации – это количество бит в сообщении.

Сообщение, уменьшающее информационную неопределенность (неопределенность знаний) в два раза, несет для него 1 бит информации.

Что же такое «информационная неопределенность»?

Информационная неопределенность о некотором событии – это количество возможных результатов события.

Пример_1: Книга лежит на одной из двух полок – верхней или нижней. Сообщение о том, что книга лежит на верхней полке, уменьшает неопределенность ровно вдвое и несет 1 бит информации.

Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятных, несет 1 бит информации.

Пример_2: Нестеров живет на Ленинградской улице. Мы получили сообщение, что номер его дома есть число четное, которое уменьшило неопределенность. После получения такой информации, мы стали знать больше, но информационная неопределенность осталась, хотя и уменьшилась в два раза.

Пример_3: Ваш друг живет в 16-ти этажном доме. Сколько информации содержит сообщение о том, что друг живет на 7 этаже.

Решение : Информационная неопределенность (количество возможных результатов события) равна 16. Будем задавать вопросы, на которые можно ответить только «да» или «нет». Вопрос будем ставить так, чтобы каждый ответ приносил 1 бит информации, т.е. уменьшал информационную неопределенность в два раза.

Задаем вопросы: - Друг живет выше 8-го этажа?

После этого ответа число вариантов уменьшилось в два раза, следовательно, информационная неопределенность уменьшилась в два раза. Получен 1 бит информации.

Друг живет выше 4-го этажа?

Число вариантов уменьшилось еще в два раза, получен еще 1 бит информации.

Друг живет выше 6-го этажа?

После данного ответа осталось два варианта: друг живет или на 7 этаже, или на 8 этаже. Получен еще 1 бит информации.

Друг живет на 8-м этаже?

Все ясно. Друг живет на 7-м этаже.

Каждый ответ уменьшал информационную неопределенность в два раза. Всего было задано 4 вопроса. Получено 4 бита информации. Сообщение о том, что друг живет на 7-м этаже 16-ти этажного дома несет 4 бита информации.

Научный подход к оценке сообщений был предложен еще в 1928 году Р. Хартли.

Пусть в некотором сообщении содержатся сведения о том, что произошло одно из N равновероятных событий (равновероятность обозначает, что ни одно событие не имеет преимуществ перед другими). Тогда количество информации, заключенное в этом сообщении, - x бит и число N связаны формулой:

где x – количество информации или информативность события (в битах);

N – число равновероятных событий (число возможных выборов).

Данная формула является показательным уравнением относительно неизвестной x. Решая уравнение, получим формулу определения количества информации, содержащемся в сообщении о том, что произошло одно из N равновероятных событий, которая имеет вид:

x = log 2 N

логарифм от N по основанию 2.

Если N равно целой степени двойки, то такое уравнение решается легко, иначе справиться с решением поможет таблица логарифмов.

Если N = 2 (выбор из двух возможностей), то x = 1 бит.

Возвращаясь к примеру_3 , если воспользоваться формулой для подсчета количества информации в сообщении о том, что друг живет на 7-м этаже 16-ти этажного дома, то x = log 2 16 = 4 бита.

Пример_4: Какое количество информации несет сообщение о том, что встреча назначена на июль?

Решение : В году 12 месяцев, следовательно, число равновероятных событий или число возможных выборов N = 12. Тогда количество информации x = log 2 12. Чтобы решить это уравнение воспользуемся таблицей логарифмов или калькулятором.

Ответ : x = 3,58496 бита.

Пример_5 : При угадывании целого числа в диапазоне от1 до N было получено 8 бит информации. Чему равно N?

Решение: Для того, чтобы найти число, достаточно решить уравнение N=2 x , где x = 8. Поскольку 2 8 = 256, то N = 256. Следовательно, при угадывании любого целого числа в диапазоне от 1 до 256 получаем 8 бит информации.

Ситуации, при которых точно известно значение N, редки. Попробуйте по такому принципу подсчитать количество информации, полученное при чтении страницы книги. Это сделать невозможно.

2. Измерьте примерную информационную емкость одной страницы любого своего учебника, всего учебника.

3. Сколько таких учебников может поместиться на дискете 1,44 Мб, на винчестере в 1 Гб.

Указание: Вопрос задавайте таким образом, чтобы информационная неопределенность (чи сло вариантов) уменьшалась в два раза.

5. Яд находится в одном из 16 бокалов. Сколько единиц информации будет содержать сообщение о бокале с ядом?

6. Сколько бит информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали «даму пик»?

7. Проводят две лотереи: «4 из 32» и «5 из 64» Сообщение о результатах какой из лотерей несет больше информации?

11. Сравните (поставьте знак отношения)

o 200 байт и 0,25 Кбайт.

o 3 байта и 24 бита.

o 1536 бит и 1,5 Кбайта.

o 1000 бит и 1 Кбайт.

o 8192 байта и 1 Кбайт.

19. Какое количество информации несет сообщение: “Встреча назначена на сентябрь”.

21. Юстасу необходимо передать следующее сообщение:

Дорогой Алекс! От всей души поздравляю с

Успешной сдачей экзамена по информатике.

Желаю дальнейших успехов. Ваш Юстас.

Пеленгатор определяет место передачи, если она длится не менее 3 минут. С какой скоростью (бит/с) Юстас должен передавать радиограмму?

22. Измерьте информационный объем сообщения “Ура! Закончились каникулы!!” (с точки зрения технического подхода, то есть не учитывая смысл сообщения). Выразите этот объем в битах, байтах, килобайтах.

23. Измерьте примерную информационную емкость 1 страницы учебника, всего учебника. Сколько таких учебников может поместиться на дискете емкостью 360 Кбайт, 1.44 Мбайт, на винчестере в 420 Мбайт, в 6,4Гбайт?

Информация как снятая неопределенность

24. Определите, сколько бит информации несет сообщение о том, что на светофоре горит зеленый свет.

25. Предположим, вероятность того, что вы получите за контрольную работу оценку “5”, равна 0,6; вероятность получения “4” равна 0,2; вероятность получения “3” - 0,2. Определите, сколько бит информации будет нести сообщение о результатах контрольной работы в каждом из возможных случаев.

26. Дано:

Кол-во цветов = 2

Размер картинки = 7*14 точек

27. Дано:

Кол-во цветов = 8

Размер картинки = 17*24 точки

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

29. (Задание А2 демоверсии 2004 г.)

30. 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.»

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

Решение.

Воспользуемся формулами:

В нашем случае:

Подставив значения (8) и (9) в (5), получим, что: 2 15 = 2 14 *i, откуда i=2.

Тогда по формуле (6): <Количество цветов> =N = 2 i =2 2 =4, что соответствует ответу №4.

Ответ : 4.

35. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объём следующего предложения в кодировке КОИ-8 (в байтах):

Сегодня метеорологи предсказывали дождь.

36. Считая, что каждый символ кодируется 16-ю битами, оцените информационный объём следующего предложения в кодировке Unicode (в байтах):

Каждый символ кодируется восемью битами.

37. Сколько существует различных последовательностей из символов «а» и «б» длиной ровно в 10 символов?

38. В зрительном зале две прямоугольные области зрительских кресел: одна 10х12, а другая 17х8. Какое минимальное количество бит потребуется для кодирования каждого места в автоматизированной системе?

39. Сообщение передано в семибитном коде. Каков его информационный объём в байтах, если известно, что передано 2000 символов?

40. В алфавите формального (искусственного) языка всего два знака-буквы («0» и «Х»). Каждое слово этого языка состоит всегда из пяти букв. Какое максимальное число слов возможно в этом языке?

42. Имеется тест, объем которого 20 килобайт (на каждой странице теста 40 строк по 64 символа в строке, 1 символ занимает 8 бит). Определить количество страниц в тесте.

43. Сколько байт в 32 Гбайт?

Творческое задание.

Пусть имеется носитель информации на 1,44 мБайта. Необходимо записать на него фотографию с размерами 1024*768 пикс и глубиной цвета 24 бита. Получится ли сделать это? Если нет, то какую глубину цвета можно использовать? Сколько цветов она будет включать? Решение задачи оформите в среде ЭТ Excel.

Лабораторная работа №3. Шифрование текстовой информации.

Цель работы: исследование простейших методов криптографической зашиты информации.

Краткие сведения из теории.

Шифры простой замены

Система шифрования Цезаря - частный случай шифра простой замены. Метод основан на замене каждой буквы сообщения на другую букву того же алфавита, путем смещения от исходной буквы на K букв.

Известная фраза Юлия Цезаря

VENI VI D I VICI, где

пришел, увидел, победил, зашифрованная с помощью данного метода, преобразуется в

при смещении на 4 символа влево.

Греческим писателем Полибием за 100 лет до н.э. был изобретен так называемый полибианский квадрат размером 5*5, заполненный алфавитом в случайном порядке. Греческий алфавит имеет 24 буквы, а 25-м символом является пробел. Для шифрования на квадрате находили букву текста и записывали в зашифрованное сообщение букву, расположенную ниже ее в том же столбце. Если буква оказывалась в нижней строке таблицы, то брали верхнюю букву из того же столбца.

M	T	L	E	X
A	K	F	Q	Y
N	B	R	O	W
C	J	H	D	P
U	I	S	G	V

Схема шифрования Вижинера. Таблица Вижинера представляет собой квадратную матрицу с n 2 элементами, где n - число символов используемого алфавита. На рисунке показана верхняя часть таблицы Вижинера для кириллицы. Каждая строка получена циклическим сдвигом алфавита на символ. Для шифрования выбирается буквенный ключ, в соответствии с которым формируется рабочая матрица шифрования.

И т.д. до 33-ей строки..

Таблица Вижинера

Осуществляется это следующим образом. Из полной таблицы выбирается первая строка и те строки, первые буквы которых соответствуют буквам ключа. Первой размещается первая строка, а под нею - строки, соответствующие буквам ключа в порядке следования этих букв в ключе шифрования. Пример такой рабочей матрицы для ключа «книга» приведен на Рис. 3.1.3 .

Процесс шифрования осуществляется следующим образом:

1. под каждой буквой шифруемого текста записываются буквы ключа. Ключ при этом повторяется необходимое число раз.

2. каждая буква шифруемого текста заменяется по подматрице буквами находящимися на пересечении линий, соединяющих буквы шифруемого текста в первой строке подматрицы и находящимися под ними букв ключа.

3. полученный текст может разбиваться на группы по несколько знаков.

Пусть, например, требуется зашифровать сообщение: максимально допустимой ценой является пятьсот руб. за штуку . В соответствии с первым правилом записываем под буквами шифруемого текста буквы ключа. Получаем:

максимально допустимой ценой является пятьсот руб. за штуку

книгакнигак нигакнигак нигак нигакниг акнигак ниг ак нигак

Дальше осуществляется непосредственное шифрование в соответствии со вторым правилом, а именно: берем первую букву шифруемого текста (М) и соответствующую ей букву ключа (К); по букве шифруемого текста (М) входим в рабочую матрицу шифрования и выбираем под ней букву, расположенную в строке, соответствующей букве ключа (К),- в нашем примере такой буквой является Ч; выбранную таким образом букву помещаем в зашифрованный текст. Эта процедура циклически повторяется до зашифрования всего текста.

Эксперименты показали, что при использовании такого метода статистические характеристики исходного текста практически не проявляются в зашифрованном сообщении. Нетрудно видеть, что замена по таблице Вижинера эквивалентна простой замене с циклическим изменением алфавита, т.е. здесь мы имеем полиалфавитную подстановку, причем число используемых алфавитов определяется числом букв в слове ключа. Поэтому стойкость такой замены определяется произведением стойкости прямой замены на число используемых алфавитов, т.е. число букв в ключе.

Расшифровка текста производится в следующей последовательности:

1. над буквами зашифрованного текста последовательно надписываются буквы ключа, причем ключ повторяется необходимое число раз.

2. в строке подматрицы Вижинера, соответствующей букве ключа отыскивается буква, соответствующая знаку зашифрованного текста. Находящаяся под ней буква первой строки подматрицы и будет буквой исходного текста.

3. полученный текст группируется в слова по смыслу.

Нетрудно видеть, что процедуры как прямого, так и обратного преобразования являются строго формальными, что позволяет реализовать их алгоритмически. Более того, обе процедуры легко реализуются по одному и тому же алгоритму.

Одним из недостатков шифрования по таблице Вижинера является то, что при небольшой длине ключа надежность шифрования остается невысокой, а формирование длинных ключей сопряжено с трудностями.

Нецелесообразно выбирать ключи с повторяющимися буквами, так как при этом стойкость шифра не возрастает. В то же время ключ должен легко запоминаться, чтобы его можно было не записывать. Последовательность же букв не имеющих смысла, запомнить трудно.

С целью повышения стойкости шифрования можно использовать усовершенствованные варианты таблицы Вижинера. Приведем только некоторые из них:

· во всех (кроме первой) строках таблицы буквы располагаются в произвольном порядке.

· В качестве ключа используется случайность последовательных чисел. Из таблицы Вижинера выбираются десять произвольных строк, которые кодируются натуральными числами от 0 до 10. Эти строки используются в соответствии с чередованием цифр в выбранном ключе.

Известны также и многие другие модификации метода.

Алгоритм перестановки

Этот метод заключается в том, что символы шифруемого текста переставляются по определенным правилам внутри шифруемого блока символов. Рассмотрим некоторые разновидности этого метода, которые могут быть использованы в автоматизированных системах.

Самая простая перестановка - написать исходный текст задом наперед и одновременно разбить шифрограмму на пятерки букв. Например, из фразы

ПУСТЬ БУДЕТ ТАК, КАК МЫ ХОТЕЛИ.

получится такой шифротекст:

ИЛЕТО ХЫМКА ККАТТ ЕДУБЪ ТСУП

В последней группе (пятерке) не хватает одной буквы. Значит, прежде чем шифровать исходное выражение, следует его дополнить незначащей буквой

(например, О) до числа, кратного пяти:

ПУСТЬ-БУДЕТ-ТАККА-КМЫХО-ТЕЛИО.

Тогда шифрограмма, несмотря на столь незначительные изменения, будет выглядеть по-другому:

ОИЛЕТ ОХЫМК АККАТ ТЕДУБ ЬТСУП

Кажется, ничего сложного, но при расшифровке проявляются серьезные неудобства.

Во время Гражданской войны в США в ходу был такой шифр: исходную фразу писали в несколько строк. Например, по пятнадцать букв в каждой (с заполнением последней строки незначащими буквами).

П У С Т Ь Б У Д Е Т Т А К К А

К М Ы Х О Т Е Л И К Л М Н О П

После этого вертикальные столбцы по порядку писали в строку с разбивкой на пятерки букв:

ПКУМС ЫТХЬО БТУЕД ЛЕИТК ТЛАМК НКОАП

Если строки укоротить, а количество строк увеличить, то получится прямоугольник-решетка, в который можно записывать исходный текст. Но тут уже потребуется предварительная договоренность между адресатом и отправителем посланий, поскольку сама решетка может быть различной длины-высоты, записывать к нее можно по строкам, по столбцам, по спирали туда или по спирали обратно, можно писать и по диагоналями, а для шифрования можно брать тоже различные направления.

Шифры сложной замены

Шифр Гронсфельда состоит в модификации шифра Цезаря числовым ключом. Для этого под буквами сообщения записывают цифры числового ключа. Если ключ короче сообщения, то его запись циклически повторяют. Зашифрованное сообщение получают примерно также, как в шифре Цезаря, но используют не одно жестко заданное смещение а фрагменты ключа.

Пусть в качестве ключа используется группа из трех цифр – 314, тогда сообщение

С О В Е Р Ш Е Н Н О С Е К Р Е Т Н О

3 1 4 3 1 4 3 1 4 3 1 4 3 1 4 3 1 4

Ф П Ё С Ь З О С С А Х З Л Ф З У С С

В шифрах многоалфавитной замены для шифрования каждого символа исходного сообщения применяется свой шифр простой замены (свой алфавит).


А	АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ_
Б	_АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ
В	Я_АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮ
Г	ЮЯ_АБВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭ
.	…………
Я	ВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ_АБ
_	БВГДЕЁЖЗИКЛМНОПРСТУФХЧШЩЪЫЬЭЮЯ_А

Каждая строка в этой таблице соответствует одному шифру замены аналогично шифру Цезаря для алфавита, дополненного пробелом. При шифровании сообщения его выписывают в строку, а под ним ключ. Если ключ оказался короче сообщения, то его циклически повторяют. Зашифрованное сообщение получают, находя символ в колонке таблицы по букве текста и строке, соответствующей букве ключа. Например, используя ключ АГАВА, из сообщения ПРИЕЗЖАЮ ШЕСТОГО получаем следующую шифровку:

ПРИЕЗЖАЮ_ШЕСТОГО

АГАВААГАВААГАВАА

ПОИГЗЖЮЮЮШЕПТНГО

Такая операция соответствует сложению кодов ASCII символов сообщения и ключа по модулю 256.

Задание

Придумайте 3 фразы, каждая минимум из 7 слов. Реализуйте шифрование этой фразы всеми перечисленными видами шифрования.

с жесткими дисками, имеющими один-единственный раздел, а это при работе с ранними версиями Windows приводит к потере большого объема дискового пространства.

Раздел - это, по сути дела, некоторая часть жесткого диска. Если диск содержит лишь один раздел, то он обозначается как C:. Однако можно разбить жесткий диск и на несколько разделов, причем любого размера, и приписать каждому из них свою букву-идентификатор.

Такое переразбиение диска поможет лучше организовать размещение данных и облегчит создание резервных копий. Например, если вы используете для резервного копирования накопитель Zip с картриджем 100 Мбайт, то оптимальное решение для вас - предварительное сохранение файлов в разделе жесткого диска того же объема. По крайней мере это избавит вас от нудной сортировки данных. А самое замечательное при разбиении диска на составные части то, что вы получите больший объем свободного дискового пространства.

Кластерное волнение

Это дополнительное пространство получается за счет особенностей расположения данных на диске, которые хранятся порциями в неких структурах фиксированного размера - так называемых кластерах. В среде DOS, Windows 3.x, а также во многих предыдущих версиях Windows 95 их размеры зависят от величин разделов, в которых они находятся, и обычно лежат в диапазоне от 2 до 32 Кбайт.

Поскольку любой файл на диске занимает, как минимум, один кластер, а остающееся внутри последнего пространство оказывается незаполненным, то, следовательно, чем меньше размер кластера, тем эффективнее используется дисковое пространство. Если жесткий диск забит мириадами мелких файлов, потери суммируются. Допустим, вы получили по электронной почте 500 посланий, каждое из которых хранится в собственном маленьком файле на жестком диске объемом 1,2 Мбайт с одним разделом и файловой системой FAT16. В итоге вы теряете примерно 8 Мбайт дискового пространства. Для сравнения: если бы файлы хранились в разделе объемом 100 Мбайт, где размер кластера равен 2 Кбайт, то потери дискового пространства составили бы около 500 Кбайт. Чтобы проверить размер кластера на диске, запустите утилиту «Проверка диска» (ScanDisk): нажмите кнопку «Пуск» (Start) и выберите пункты меню «Программы?Стандартные?Служебные программы?Проверка диска» (Programs?Accessories?System Tools ?ScanDisk), после чего укажите диск и щелкните на кнопке «Запуск». В третьей снизу строке в поле «Результаты» появится число байтов в кластере (называемом также единицей распределения памяти, англ. - allocation unit). Если вы используете операционные системы DOS, Windows 3.x, оригинальную версию Windows 95 или же Windows 95, модернизированную с применением пакета Service Pack I компании Microsoft (версия 4.00.950A), то для получения более мелких кластеров необходимо разбить жесткий диск на меньшие разделы.

При работе с Windows 95 OSR2 (версия 4.00.950В) возможен и другой выбор. (Чтобы узнать, какая же версия установлена, щелкните правой кнопкой мыши на значке «Мой компьютер», укажите пункт «Свойства» и выделите закладку «Общие».) Данная версия поддерживает файловую систему FAT32, которая является дальнейшим развитием FAT16, используемой DOS и старыми версиями Windows 95 для отслеживания местонахождения файлов на жестком диске. В FAT32 заложен целый ряд новых усовершенствований, включая увеличение максимального размера раздела до 2 Тбайт (по сравнению с лимитом FAT16 в 2 Гбайт) и совсем небольшие по величине кластеры в крупных разделах - 4 Кбайт для разделов до 8 Гбайт.

Таким образом, сократить размер кластера на диске можно двумя способами: использованием FAT32 или уменьшением разделов.

Разбивка диска - сложный путь

Системы DOS и Windows 95 поставляются с двумя ключевыми утилитами: Fdisk - удаляет и создает разделы, Format - задает файловую систему. Обе они работают в режиме DOS и находятся на загрузочной дискете Windows 95.

Применение утилит Fdisk и Format к жесткому диску, где уже хранится информация, - это совсем не так приятно, как гулять по парку. Так, прежде чем приступить к созданию новых разделов, Fdisk требует удаления уже существующих, а это влечет потерю всех данных. Поэтому приходится делать резервные копии всех необходимых файлов и программ, чтобы потом восстановить их на диске с новым разбиением.

Перед удалением разделов используйте утилиту Fdisk для того, чтобы выбрать стратегию переразбиения. Вставьте загрузочную дискету в дисковод A: и перезагрузите ПК. В командной строке введите fdisk и нажмите. В появившемся меню программы Fdisk выберите позицию 4 и посмотрите, как в данный момент разбит жесткий диск и какая буква приписана каждому разделу. Существует три типа разделов. Они создаются в следующем порядке.

Основной раздел. Он должен содержать ОС с программой первоначальной загрузки. Если вы хотите, чтобы компьютер мог загружаться с более чем одной ОС, то следует создать основные разделы для каждой из них. Операционные системы DOS и Windows 95 могут иметь на одном диске до четырех основных разделов, однако активным или загрузочным может быть лишь один из них.

Дополнительный раздел. После создания основного раздела можно сделать и дополнительные. Для этого нужно задать неиспользованное пространство как дополнительный раздел, а потом разделить его на логические диски.

Логические диски. Каждому логическому диску приписана собственная буква и, как правило, на них хранятся приложения и/или данные.»

Таким образом, просмотрев имеющиеся разделы, можно приступать к переразбиению жесткого диска. Чтобы уничтожить все существующие разделы (сначала удалите логические диски в дополнительном разделе, затем сам этот раздел и только потом основной) из меню Fdisk, выберите позицию 3. После этого перезагрузите компьютер, в меню Fdisk укажите действие 1 и создайте новые разделы. При этом дискам будут приписаны новые буквы. Если в дальнейшем какое-либо приложение после переразбиения не заработает, то проверьте его INI-файл и посмотрите, не надо ли в адресе файла изменить букву диска. При добавлении раздела буква вашего дисковода компакт-дисков также изменится.

После того как разделы займут свои места, чтобы задать файловые системы для каждого из них, используйте утилиту Format. В зависимости от выбранной версии Windows 95 установится FAT16 или FAT32. При работе Windows 95 OSR2 указать файловую систему вы можете сами.

Легкий (но не дешевый) путь

Если на диске есть уйма программ и данных, но нет удобного способа сохранить их на время работы с утилитами Fdisk и Format, то можно облегчить себе жизнь, потратив некоторое количество денег.

Осуществить переразбиение жесткого диска без перемещения или потери каких-либо данных помогут две замечательные утилиты: Partition Magic компании PowerQuest и Extra-Strength Partition-It компании Quarterdeck.

Эти программы сэкономят вам не один час тяжелого труда и избавят от разочарований. Они помогут конвертировать разделы из FAT16 в FAT32.

В состав ОС Windows 98 входит утилита для конверсии FAT16 в FAT32 - «Преобразование диска в FAT32». Хотя она, по утверждению компании Microsoft, проста в обращении и безопасна, тем не менее перед ее применением внимательно прочтите соответствующую справку Windows.

FAT32 сохраняет драгоценное пространство

Размер кластера	Примерная потеря дискового пространства при хранении 500 мелких файлов	Размер раздела при использовании
Размер кластера		FAT32	FAT16
512 байт	Очень мало	Менее 260 Мбайт	Не предусмотрен
2 Кбайт	500 Кбайт	Не предусмотрен	16-127 Мбайт
4 Кбайт	1 Мбайт	260 Мбайт-8 Гбайт	128-255 Мбайт
8 Кбайт	2 Мбайт	8-16 Гбайт	256-511 Мбайт
16 Кбайт	4 Мбайт	16-32 Гбайт	512-1023 Мбайт
32 Кбайт	8 Мбайт	32-2048 Гбайт	1024-2048 Мбайт

Диски с файловой структурой FAT16 растрачивают свой объем по пустякам тогда, когда вы их не разбиваете на небольшие разделы. Использование файловой структуры FAT32 на дисках большого объема заметно экономит пространство

2. Измерьте примерную информационную емкость одной страницы любого своего учебника, всего учебника.

3. Сколько таких учебников может поместиться на дискете 1,44 Мб, на винчестере в 1 Гб.

5. Яд находится в одном из 16 бокалов. Сколько единиц информации будет содержать сообщение о бокале с ядом?

6. Сколько бит информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали «даму пик»?

7. Проводят две лотереи: «4 из 32» и «5 из 64» Сообщение о результатах какой из лотерей несет больше информации?

11. Сравните (поставьте знак отношения)

o 200 байт и 0,25 Кбайт.

o 3 байта и 24 бита.

o 1536 бит и 1,5 Кбайта.

o 1000 бит и 1 Кбайт.

o 8192 байта и 1 Кбайт.

19. Какое количество информации несет сообщение: “Встреча назначена на сентябрь”.

21. Юстасу необходимо передать следующее сообщение:

Дорогой Алекс! От всей души поздравляю с