Informatyka: Teoria informacji i transmisja danych

Choose a study mode

Play Quiz
Study Flashcards
Spaced Repetition
Chat to Lesson

Podcast

Play an AI-generated podcast conversation about this lesson

Questions and Answers

W ktrej dziedzinie informatyki zajmuje si projektowaniem i zarzdzaniem systemami komunikacji midzy urzdzeniami?

  • Sieci komputerowe i komunikacja (correct)
  • Cyberbezpieczestwo
  • Programowanie
  • Bazy danych i analiza danych

Ktry z poniszych naukowcw jest najbardziej znany z ilociowej teorii informacji?

  • Claude Shannon (correct)
  • Marian Mazur
  • John von Neumann
  • Alan Turing

Ktre z poniszych wyrae definiuje entropi jako redni ilo informacji przypadajc na jeden symbol w wiadomoci?

  • $P(x) = rac{1}{2}$
  • $H = -\sum P(x) \cdot \log _2 P(x)$ (correct)
  • $E = mc^2$
  • $I = -\log _2(P)$

Jaka jest podstawowa jednostka przechowywania danych?

<p>Bajt (A)</p> Signup and view all the answers

Ktre z poniszych wyrae okrela prawidowy stosunek midzy kilobajtem (kB) a megabajtem (MB)?

<p>1 MB = 1024 kB (D)</p> Signup and view all the answers

Ktry z poniszych typw redundancji polega na dodaniu zbdnych informacji w celu zwikszenia niezawodnoci transmisji?

<p>Redundancja strukturalna (C)</p> Signup and view all the answers

Ktra z poniszych opcji najlepiej opisuje znaczenie redundantnoci w kontekcie transmisji informacji?

<p>Zwikszenie niezawodnoci transmisji (B)</p> Signup and view all the answers

Ktra z poniszych dziedzin informatyki zajmuje si ochron systemw informatycznych przed zagroeniami?

<p>Cyberbezpieczestwo (A)</p> Signup and view all the answers

Który z poniższych kodów reprezentowania liczb całkowitych charakteryzuje się brakiem podwójnej reprezentacji zera?

<p>Kod uzupełnień do dwójki (U2) (A)</p> Signup and view all the answers

W kodzie uzupełnień do jedynki (U1) liczba -5₁₀ jest reprezentowana jako:

<p>11111010₂ (A)</p> Signup and view all the answers

Który z poniższych formatów reprezentacji liczb zmiennoprzecinkowych w standardzie IEEE 754 charakteryzuje się 8 bitami wykładnika?

<p>Pojedyncza precyzja (C)</p> Signup and view all the answers

W zapisie zmiennoprzecinkowym w standardzie IEEE 754, mantysa reprezentuje:

<p>Ułamek dziesiętny liczby (A)</p> Signup and view all the answers

Jaki jest główny problem związany z zapisem stałoprzecinkowym liczb rzeczywistych?

<p>Ograniczona precyzja i konieczność operowania na ustalonej skali (D)</p> Signup and view all the answers

W zapisie zmiennoprzecinkowym w standardzie IEEE 754, który z poniższych elementów jest reprezentowany w kodzie uzupełnień do dwójki (U2)?

<p>Wykładnik (D)</p> Signup and view all the answers

W kodzie ZM (znak-moduł) liczba -5₁₀ jest reprezentowana jako ...

<p>10000101₂ (C)</p> Signup and view all the answers

Jakie jest główne zastosowanie formatu podwójnej precyzji w standardzie IEEE 754?

<p>Obliczenia naukowe wymagające większej precyzji (C)</p> Signup and view all the answers

Jaka jest podstawowa funkcja jednostki sterującej w architekturze von Neumanna?

<p>Dekodowanie instrukcji i sterowanie procesem wykonywania programu. (A)</p> Signup and view all the answers

Który z poniższych elementów NIE jest składnikiem maszyny Turinga?

<p>Procеsor (A)</p> Signup and view all the answers

Jaka jest złożoność czasowa algorytmu sortowania przez wybór (Selection Sort)?

<p>O(n²) (D)</p> Signup and view all the answers

Jaka jest główna wada architektury von Neumanna?

<p>Wąskie gardło między procesorem a pamięcią. (D)</p> Signup and view all the answers

Który z podanych algorytmów ma złożoność czasową O(n log n)?

<p>Sortowanie szybkie (Quicksort) (A)</p> Signup and view all the answers

Co to jest licznik rozkazów (PC) w maszynie cyfrowej (PMC)?

<p>Rejestr przechowujący adres aktualnie wykonywanej instrukcji. (C)</p> Signup and view all the answers

Które z poniższych stwierdzeń odnosi się do maszyny Turinga, a nie do architektury von Neumanna?

<p>Możliwe jest modelowanie dowolnego algorytmu. (A)</p> Signup and view all the answers

Który z podanych algorytmów ma złożoność pamięciową O(1)?

<p>Sortowanie przez wybór (B)</p> Signup and view all the answers

Co oznacza „tabela przejść” w kontekście maszyny Turinga?

<p>Zbiór reguł, które określają działanie maszyny w zależności od odczytanego symbolu. (D)</p> Signup and view all the answers

Który z podanych algorytmów jest uważany za najbardziej efektywny do sortowania dużych zbiorów danych?

<p>Sortowanie szybkie (Quicksort) (B)</p> Signup and view all the answers

W jaki sposób maszyna Turinga może zmienić swój stan wewnętrzny?

<p>W zależności od odczytanego symbolu i aktualnego stanu. (A)</p> Signup and view all the answers

Co oznacza O(n²) w kontekście złożoności czasowej algorytmu?

<p>Czas działania algorytmu rośnie kwadratowo wraz z wielkością danych. (B)</p> Signup and view all the answers

Jaka jest główna różnica między drzewem a drzewem binarnym?

<p>W drzewie binarnym każdy węzeł ma maksymalnie dwóch potomków, a w drzewie węzeł może mieć dowolną liczbę potomków. (C)</p> Signup and view all the answers

Które z poniższych stwierdzeń NIE jest prawdziwe w odniesieniu do maszyn Turinga?

<p>Maszyna Turinga może wykonywać obliczenia w sposób równoległy. (B)</p> Signup and view all the answers

Które z podanych zastosowań najlepiej pasują do drzewa binarnego?

<p>Przechowywanie informacji o hierarchii w organizacji. (C), Zapisywanie informacji o studentach w szkole. (D)</p> Signup and view all the answers

Które z poniższych stwierdzeń jest prawdziwe w odniesieniu do algorytmów sortowania?

<p>Algorytmy sortowania mogą być używane do uporządkowania dowolnego typu danych, w tym liczb, ciągów i obiektów. (B)</p> Signup and view all the answers

Która z następujących liczb binarnych jest równoważna liczbie heksadecymalnej A5?

<p>10100101 (D)</p> Signup and view all the answers

Która z następujących opcji nie jest prawdziwa w kontekście systemu heksadecymalnego?

<p>System heksadecymalny jest powszechnie używany do reprezentowania kolorów w HTML/CSS, ale <em>nie</em> jest używany do adresowania pamięci. (B)</p> Signup and view all the answers

Jaka jest dziesiętna reprezentacja liczby ósemkowej 372?

<p>242 (C)</p> Signup and view all the answers

Które z poniższych kodowań liczb ze znakiem jest stosowane tylko dla liczb dodatnich?

<p>Żadne z powyższych. (C)</p> Signup and view all the answers

Jaka jest binarna reprezentacja liczby dziesiętnej 47?

<p>101111 (C), 101111 (D)</p> Signup and view all the answers

Które z poniższych stwierdzeń odnosi się do zapisu zmiennoprzecinkowego w komputerze?

<p>Opiera się na systemie binarnym. (A), Jest stosowany do reprezentowania liczb z częścią całkowitą i ułamkową. (D)</p> Signup and view all the answers

Konwersja liczby binarnej 100101 na dziesiętną daje:

<p>37 (A)</p> Signup and view all the answers

Jaka jest heksadecymalna reprezentacja liczby dziesiętnej 193?

<p>E1 (C)</p> Signup and view all the answers

Które z poniższych twierdzeń na temat algorytmu Huffmana jest prawdziwe?

<p>Jest zawsze optymalnym algorytmem kodowania, niezależnie od liczby różnych symboli w pliku. (D)</p> Signup and view all the answers

Jaki jest główny warunek Fano, który ma zapewnić jednoznaczność dekodowania kodu?

<p>Żaden kod nie może być prefiksem innego kodu, co oznacza unikalność początkowego ciągu bitów dla każdego symbolu. (B)</p> Signup and view all the answers

Jaki jest główny cel użycia systemu binarnego w informatyce i elektronice cyfrowej?

<p>Służenie jako podstawa do przechowania i przetwarzania danych w komputerach i innych urządzeniach cyfrowych. (D)</p> Signup and view all the answers

Jaką zaletę posiada system oktalny (ósemkowy) w porównaniu do systemu binarnego?

<p>Umożliwia przedstawienie większych liczb w krótszej formie. (A)</p> Signup and view all the answers

Które z poniższych zastosowań najlepiej odzwierciedla zastosowanie systemu binarnego?

<p>Sterowanie elementami w urządzeniach elektronicznych, np. włączanie lub wyłączanie tranzystorów. (D)</p> Signup and view all the answers

Które z poniższych działań może być wykorzystane do konwersji liczby binarnej na ósemkową?

<p>Zgrupowanie bitów w liczbie binarnej po trzy, od prawej strony, a następnie zamienienie każdego 3-bitowego fragmentu na odpowiednią cyfrę ósemkową. (C)</p> Signup and view all the answers

Jaką cechę ma algorytm Shannona-Fano w porównaniu do algorytmu Huffmana?

<p>Jest prostszy do zaimplementowania, ale nie zawsze zapewnia optymalną kompresję. (C)</p> Signup and view all the answers

Jaki jest podstawowy warunek, który musi być spełniony przez kodowanie prefiksowe?

<p>Żaden kod nie może być prefiksem innego kodu. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Programowanie

Tworzenie kodu komputerowego w różnych językach programowania.

Sztuczna inteligencja (AI)

Projektowanie systemów do samodzielnego uczenia się i podejmowania decyzji.

Entropia

Średnia ilość informacji przypadająca na jeden symbol w wiadomości.

Ilościowa teoria informacji

Matematyczny opis informacji i jej miara, stworzona przez Claude'a Shannona.

Signup and view all the flashcards

Jednostki informacji

Bit (0 lub 1), bajt (8 bitów), kilobajt (1024 bajty), itd.

Signup and view all the flashcards

Redundancja

Nadmiarowość informacji zwiększająca niezawodność transmisji.

Signup and view all the flashcards

Teoria jakościowa

Analizuje wartość i znaczenie informacji dla odbiorcy, zapoczątkowana przez Mariana Mazura.

Signup and view all the flashcards

Miara informacji

Określa ilość informacji zawartą w przekazie, opisana wzorem I=-log₂(P).

Signup and view all the flashcards

Algorytm Huffmana

Algorytm kodowania zawsze optymalny, oparty na konstrukcji drzewa.

Signup and view all the flashcards

Warunek Fano

Zasada zapewniająca jednoznaczność dekodowania kodu, że żaden kod nie może być prefiksem innego.

Signup and view all the flashcards

System binarny

Podstawowy system liczbowy w informatyce, używający cyfr 0 i 1.

Signup and view all the flashcards

Konwersja binarny → dziesiętny

Proces przekształcania liczby binarnej na system dziesiętny.

Signup and view all the flashcards

System oktalny

System liczbowy z podstawą 8, używający cyfr od 0 do 7.

Signup and view all the flashcards

Zastosowanie systemu binarnego

Przechowywanie i przetwarzanie danych w komputerach oraz reprezentacja stanów logicznych.

Signup and view all the flashcards

Kodowanie uprawnień w Unix/Linux

Używa systemu oktalnego do zapisu uprawnień (np. chmod 755).

Signup and view all the flashcards

Prefiksowość kodu

Właściwość kodu, gdzie żaden z prefiksów nie może być początkiem innego kodu.

Signup and view all the flashcards

System heksadecymalny

System liczbowy o podstawie 16, używający cyfr 0-9 i liter A-F.

Signup and view all the flashcards

Konwersja binarny → heksadecymalny

Proces grupowania bitów po cztery w celu zapisu heksadecymalnego.

Signup and view all the flashcards

Adresy pamięci w heksadecymalnym

Heksadecymalny jest używany do zapisywania adresów pamięci w komputerze.

Signup and view all the flashcards

Konwersja dziesiętny → binarny

Dla liczb dziesiętnych, dzielimy przez 2 i zapisujemy reszty.

Signup and view all the flashcards

Konwersja dziesiętny → ósemkowy

Dzielimy przez 8 i zapisujemy reszty w odwrotnej kolejności.

Signup and view all the flashcards

Konwersja dziesiętny → szesnastkowy

Dzielimy przez 16, zapisujemy reszty, A=10, B=11 itd.

Signup and view all the flashcards

Kodowanie liczb ze znakiem

Sposób reprezentacji liczb całkowitych z informacją o znaku.

Signup and view all the flashcards

Reprezentacja liczb zmiennoprzecinkowych

Standard IEEE 754 do przechowywania liczb zmiennoprzecinkowych.

Signup and view all the flashcards

Kod ZM

Reprezentacja liczb z dodatnią i ujemną wartością, ale z dwoma zerami.

Signup and view all the flashcards

Kod uzupełnień do jedynki (U1)

Koduje dodatnie liczby jak ZM, a ujemne przez negację bitów.

Signup and view all the flashcards

Kod uzupełnień do dwójki (U2)

Koduje liczby dodatnie jak U1, a ujemne przez negację i dodanie 1.

Signup and view all the flashcards

Podwójne zero

Problem związany z dwiema reprezentacjami zera w kodzie ZM.

Signup and view all the flashcards

Stałoprzecinkowy zapis

Przechowywanie liczb rzeczywistych z ustaloną pozycją przecinka.

Signup and view all the flashcards

Zmiennoprzecinkowy zapis (IEEE 754)

Reprezentacja liczb zmiennoprzecinkowych z postacią (-1)S×M×2E.

Signup and view all the flashcards

Pojedyncza precyzja

Format IEEE 754 używa 32 bitów: 1 sign bit, 8 exponent bits, 23 mantissa bits.

Signup and view all the flashcards

Podwójna precyzja

Format IEEE 754 używa 64 bitów i zapewnia większą precyzję.

Signup and view all the flashcards

Taśma Turinga

Nieskończona sekwencja komórek przechowujących symbole.

Signup and view all the flashcards

Drzewo

Hierarchiczna struktura danych z węzłami, które mają dzieci i rodzica.

Signup and view all the flashcards

Głowica Turinga

Urządzenie odczytujące i zapisujące symbole na taśmie.

Signup and view all the flashcards

Drzewo binarne

Specjalny przypadek drzewa, gdzie każdy węzeł ma maksymalnie dwóch potomków.

Signup and view all the flashcards

Stan wewnętrzny

Skończona liczba stanów, które posiada maszyna Turinga.

Signup and view all the flashcards

Złożoność obliczeniowa

Mierzy efektywność algorytmu względem rozmiaru danych wejściowych.

Signup and view all the flashcards

Złożoność czasowa

Określa ilość operacji wykonanych przez algorytm w zależności od rozmiaru wejścia.

Signup and view all the flashcards

Tabela przejść

Zbiór reguł określających działanie maszyny Turinga zależnie od symbolu.

Signup and view all the flashcards

O-notation

Notacja klasyfikująca algorytmy według szybkości wzrostu liczby operacji.

Signup and view all the flashcards

Architektura von Neumanna

Model budowy komputera z wspólną pamięcią dla danych i instrukcji.

Signup and view all the flashcards

O(1)

Czas działania jest stały, niezależnie od wielkości danych.

Signup and view all the flashcards

Jednostka sterująca

Część architektury von Neumanna przetwarzająca instrukcje po kolei.

Signup and view all the flashcards

Licznik rozkazów (PC)

Przechowuje adres aktualnie wykonywanej instrukcji w maszynie cyfrowej.

Signup and view all the flashcards

Selection Sort

Algorytm sortowania znajdujący najmniejszy element i zamienia go z pierwszym nieposortowanym.

Signup and view all the flashcards

O(n²)

Złożoność algorytmu, która rośnie kwadratowo wraz z rozmiarem danych.

Signup and view all the flashcards

ALU (Jednostka Arytmetyczno-Logiczna)

Wykonuje operacje matematyczne i logiczne w maszynach cyfrowych.

Signup and view all the flashcards

Study Notes

Podstawy teorii informacji

  • Informacja to zbiór danych, które są znaczące i mogą być wykorzystane do podjęcia decyzji. Może ona występować w różnych formach, takich jak tekst, dźwięk czy grafika.
  • Informacja charakteryzuje się: dokładnością, kompletnością, aktualnością, przydatnością i zrozumiałością dla odbiorcy.

Przenoszenie i przetwarzanie informacji

  • Informacje są przetwarzane i przekazywane poprzez różne etapy: kodowanie (przekształcanie informacji w formę umożliwiającą przechowywanie lub transmisję), przesyłanie (przekazywanie informacji między nadawcą a odbiorcą), odbiór i dekodowanie (przekształcanie informacji do czytelnego formatu) i przetwarzanie (operacje na daneych mające na celu analizę, organizacje, lub interpretację).

Informatyka jako dziedzina nauki – definicja i zakres

  • Informatyka to dziedzina nauki zajmująca się automatycznym przetwarzaniem informacji przy użyciu komputerów i systemów cyfrowych.
  • Kluczowe obszary informatyki obejmują: teorię obliczeń, algorytmikę i struktury danych, programowanie, sztuczną inteligencję (AI), sieci komputerowe i komunikację, cyberbezpieczeństwo, bazy danych i analizę danych.

Miary i kodowanie informacji

  • Istnieją dwa główne nurty w teorii informacji: ilościowy(Claude Shannon) i jakościowy (Marian Mazur).
  • Miara informacji określa ilość informacji zawartą w przekazie według wzoru: I = -log2(P), gdzie P to prawdopodobieństwo danego zdarzenia.
  • Entropia to średnia ilość informacji przypadająca na jeden symbol w wiadomości.
  • Jednostki informacji m.in. bit i bajt.
  • Redundancja to nadmiarowość informacji, zwiększająca niezawodność transmisji.

Algorytm Shannona-Fano

  • To metoda bezstratnego kodowania informacji, w której krótsze kody są przypisywane bardziej prawdopodobnym symbolom.
  • Proces kodowania polega na sortowaniu symboli wg. częstości występowania, podziale zbioru na podzbiory i rekurencyjnym przypisywaniu bitów.

Algorytm Huffmana

  • Metoda kodowania bezstratnego, która generuje optymalne kody prefiksowe minimalizując średnią długość zakodowanych wiadomości.
  • Proces kodowania polega na tworzeniu drzewa binarnego wg. prawdopodobieństwa.

Porównanie algorytmów kodowania

  • Algorytm Shannona-Fano może generować nieco dłuższe kody niż algorytm Huffmana.
  • Algorytm Huffmana generuje optymalne kody prefiksowe.

Systemy liczbowe

  • Systemy liczbowe wykorzystywane w informatyce: system binarny, oktalny i heksadecymalny.
  • Systemy te pozwalają na reprezentowanie liczb w formie cyfrowej, umożliwiając ich przetwarzanie w komputerach.

Reprezentacja liczb w komputerze

  • Liczby są reprezentowane w komputerach w postaci binarnej.
  • Istnieją różne formaty kodowania liczb całkowitych ze znakiem(ZM, U1, U2), stałoprzecinkowe i zmiennoprzecinkowe.

Zapis zmiennoprzecinkowy (standard IEEE 754)

  • Metoda reprezentowania liczb zmiennoprzecinkowych w komputerach z określoną precyzją.
  • Formaty pojedynczej i podwójnej precyzji.
  • Istnieją wartości specjalne, np. zero, nieskończoność, NaN (Not a Number)

Algorytmy i struktury danych

  • Algorytmy to zbiory jasno określonych kroków prowadzących do rozwiązania problemu.
  • Strukruty danych to sposoby organizowania i przechowywania informacji w pamięci komputera (np. lista, graf, drzewo).

Algorytmy sortowania

  • Metody sortowania danych w komputerach: Selection Sort, Insertion Sort, Quicksort, Heapsort.

Maszyna Turinga i architektura komputera

  • Maszyna Turinga to teoretyczny model obliczeniowy.
  • Architektura von Neumanna to klasyczny model komputera o wspólnej pamięci dla danych i instrukcji oraz jednostce sterującej.

Magistrale systemowe

  • Elementy łączące różne podzespoły komputera (magistrala danych, adresów i sterująca).

Studying That Suits You

Use AI to generate personalized quizzes and flashcards to suit your learning preferences.

Quiz Team

Related Documents

More Like This

Parity Bit Error Detection
18 questions
Information Theory Overview
10 questions

Information Theory Overview

SustainableMoldavite9996 avatar
SustainableMoldavite9996
Use Quizgecko on...
Browser
Browser