Для решения задачи, связанной с определением объема информации в сообщении, необходимо использовать понятие энтропии и формулу для вычисления объема информации.
- Энтропия алфавита:
Энтропия (H) алфавита характеризует среднее количество информации, которое несет один символ из данного алфавита. Энтропия рассчитывается по формуле:
[ H = \log_2 N ]
где ( N ) — количество символов в алфавите. В данном случае ( N = 8 ).
Вычислим энтропию:
[ H = \log_2 8 ]
Поскольку ( 8 = 2^3 ), логарифм равен:
[ \log_2 8 = 3 ]
Таким образом, каждый символ в алфавите несет 3 бита информации.
- Объем информации в сообщении:
Объем информации (I), который несет сообщение, вычисляется как произведение энтропии одного символа на количество символов в сообщении:
[ I = H \times L ]
где ( L ) — длина сообщения в символах. В данном случае ( L = 23 ).
Подставим значения:
[ I = 3 \, \text{бита/символ} \times 23 \, \text{символа} ]
Вычислим объем информации:
[ I = 69 \, \text{бит} ]
Таким образом, сообщение длиной 23 символа, содержащее символы из алфавита из 8 равновероятных символов, несет 69 бит информации.
- Пояснение:
Энтропия символа в данном случае составляет 3 бита, поскольку каждый символ может быть одним из 8 возможных (а ( 8 = 2^3 )). Если символы алфавита равновероятны, то каждый символ несет максимальную информацию, определяемую логарифмом по основанию 2 от числа символов в алфавите. Умножая энтропию одного символа на количество символов в сообщении, мы получаем общий объем информации.
Итак, ответ на вопрос: полученное сообщение из 23 символов, при условии равновероятного появления каждого из 8 символов алфавита, несет 69 бит информации.