Сколько битов в памяти нужно выделить для хранения ip

Обновлено: 06.07.2024

Научиться измерять информацию, решать задачи на определение количества и объема информации.

Ход работы

Определить необходимое количество памяти (в битах и байтах) для хранения на диске текста «ЗИЭФ-211 Леман Константин Эдуардович» (без кавычек со своими данными, соблюдая строчные и прописные начертания символов) в системе кодирования Windows.

Количество символов в тексте: 36.

В системе кодирования Windows каждый символ кодируется одним байтом. Поэтому необходимое количество памяти, необходимое для хранения текста «ЗИЭФ-211 Леман Константин Эдуардович», равно:

36 байт = 288 бита.

В Блокноте набрать данный текст и сохранить файл. Сравнить размер файла с рассчитанным в первом задании значением.

Размер файла равен 36 байт, что совпадает с рассчитанным в задании № 1 размером.

Закодировать данный текст в шестнадцатеричном коде, используя таблицу символов Windows (Пуск > Программы > Стандартные > Служебные > Таблица символов). В появившемся окне установить флажок «Дополнительные параметры просмотра». В списке «Набор символов» выбрать «Windows: кириллица». В строке состояния (самая нижняя строка в окне) в круглых скобках отображается шестнадцатеричный код символа в формате «0хNN», где NN – искомый код соответствующего символа.

З	И	Э	Ф	-	2	1	1	_
С7	C8	DD	D4	2D	32	31	31	A0
Л	е	м	а	н	_	К	о	н
CB	E5	EC	E0	ED	A0	CF	EE	ED
с	т	а	н	т	и	н	_	Э
F1	F2	E0	ED	F2	E8	ED	A0	DD
д	у	а	р	д	о	в	и	ч
E4	F3	E0	F0	E4	EE	E2	E8	F7

По найденным шестнадцатеричным кодам только для символов своего имени восстановить текст, используя теперь набор символов «DOS: кириллица». Для этого необходимо найти в этой таблице символы, имеющие коды, соответствующие кодам имени. Сравнить полученный текст со своим именем.

CF	EE	ED	F1	F2	E0	ED	F2	E8	ED
¤	Ь	ь	ы	Ы	Я	ь	Ы	У	ь

Различие текстов можно объяснить различием кодировок символов в Windowsи Dos.

Определить необходимый объем видеопамяти (в битах, байтах, Кбайтах и Мбайтах) для следующих режимов монитора:

- 800x600 High Color и True Color.

- 1024x768 High Color и True Color.

- 1280x1024 High Color и True Color.

HighColor – использует 16 бит

TrueColor – использует 24 бит

Необходимый объем видеопамяти для режимов:

1024´768 HighColor = 1024´768´16 = 12 582 912 бит = 1 572 864 байт = 1 536 Кбайт = 1,5 Мбайт

1024´768 TrueColor = 1024´768´24 = 18 874 368 бит = 2 359 296 байт = 2 304 Кбайт = 2,25 Мбайт

1280´1024 HighColor = 1280´1024´16 = 20 971 520 бит = 2 621 440 байт = 2 560 Кбайт = 2,5 Мбайт

1280´1024 TrueColor = 1280´1024´24 = 31 457 280 бит = 3 932 160 байт = 3 840 Кбайт = 3,75 Мбайт

Упорядочить видеорежимы по возрастанию необходимых для них объемов видеопамяти.

800´600 High Color

800´600 True Color

1024´768 High Color

1024´768 True Color

Мобильный телефон имеет монохромный экран с 8 градациями серого и разрешением 96х96 точек. Определить необходимый объем видеопамяти для такого экрана.

Т.к. экран телефона имеет 8 градаций серого для каждой точки, то для хранения информации каждой точки необходимо 3 бита (2 3 = 8)

Необходимый объем видеопамяти равен:

96´96´3 = 27 648 бит = 3 456 байт = 3,375 Кбайт

Определить необходимый объем видеопамяти для экрана своего мобильного телефона (информацию о разрешении экрана и глубине цвета для своей модели можно найти в Internet).

Размер дисплея: 240´320 пикселей.

Количество цветов для каждого пикселя – 16 млн. цветов – 24 бит.

Необходимый размер видеопамяти: 240´320´24 = 1 843 200 бит =

= 230 400 байт = 225 Кбайт

Определить размер несжатого файла с видео разрешением VGA (640х480, 24 кадра/с, 32 бита) длительностью 1 час.

Количество памяти, необходимое для кодирования одного кадра:

640´480´32 = 9 830 400 бит = 1 228 800 байт = 1 200 Кбайт.

Для кодирования 1 секунды (24 кадра) необходимо:

1 200 Кбайт ´ 24 = 28 800 Кбайт

Размер файла, длительностью 1 час (1 час = 3 600 секунд)

Выводы

Научились измерять информацию, кодировать информацию и решать задачи на определение количества и объема информации.

Количество хостов в подсети = 2 n -2 , где n – это количество свободных бит (нулей) в порции хоста, а «-2» - это вычет адреса сети (в порции хоста все нули) и широковещательного адреса (в порции хоста все единицы).

Объяснение формул расчета сетей

IP адрес

IP адрес состоит из 32 битов, которые поделены на 4 части по 8 бит соответственно (эти части называются октетами). В жизни используется запись IP адреса в десятичном виде.

Из этих 32 битов часть относится к адресу хоста, которому принадлежит этот IP адрес, а другая часть относится к адресу сети, в которой находится этот хост. Первая часть (слева направо) IP адреса обозначает адрес сети, а вторая часть (оставшиеся биты) – адрес хоста. Чтобы узнать, сколько битов относится к адресу сети, надо воспользоваться маской сети.

Маска сети

Маска сети тоже состоит из 32 битов, но в отличие от IP адреса, в маске единицы и нолики не могут перемешиваться. В жизни используется запись сетевой маски в десятичном виде.

Префикс маски

Еще чаще, маска сети записывается в виде короткого префикса маски. Число в префиксе обозначает количество бит относящихся к адресу сети.

/26 = 11111111.11111111.11111111.11000000 = 255.255.255.192

IP адрес и маска сети

Чтобы узнать, какая часть IP адреса относится к порции сети, необходимо выполнить бинарную логическую операцию AND (И).

Бинарная логическая операция AND (И)

Смысл операции заключается в сравнении двух битов, причем только в одном случае бинарная операция даёт единицу на выходе – в случае сравнения двух единиц. В остальных случаях логическая операция AND даёт на выходе 0.

Результаты сравнения логической операцией AND двух битов:

Операция AND над IP адресом и маской

Представим, что у нас есть IP адрес 192.168.1.31 с маской сети в виде префикса /24, наша задача вычислить адрес сети, порцию сети, порцию хоста.

Сначала надо перевести IP адрес из десятичной системы счисления в двоичную систему. Затем перевести префикс в двоичный вид и нормальный вид маски сети (десятичный). Далее останется только сложить IP адрес с маской с помощью логической операции AND.

11000000.10101000.00000001.00011111 (IP)
AND
11111111.11111111.11111111.00000000 (Mask)
=
11000000.10101000.00000001.00000000 (Адрес сети в двоичном виде)
192.168.1.0/24 (Адрес сети в десятичном виде с сетевым префиксом)

Вот мы и узнали адрес сети. Единички в маске указывают на длину порции адреса сети (11000000.10101000.00000001.), а нолики – на порцию адреса хоста (.00011111).

Примеры расчета сетей

Деление сети осуществляется присвоением битов из порции адреса хоста к порции адреса сети. Тем самым мы увеличиваем возможное количество подсетей, но уменьшаем количество хостов в подсетях. Чтобы узнать, сколько получается подсетей из присвоенных битов надо воспользоваться cisco формулой расчета сетей: 2 n , где n является количеством присвоенных бит.

Пример расчета сети на 2 подсети.

У нас есть адрес сети 192.168.1.0/24, нам надо разделить имеющуюся сеть на 2 подсети. Попробуем забрать от порции хоста 1 бит и воспользоваться формулой: 2 1 =2, это значит, что если мы заберём один бит от части хоста, то мы получим 2 подсети. Присвоение одного бита из порции хоста увеличит префикс на один бит: /25. Теперь надо выписать 2 одинаковых IP адреса сети в двоичном виде изменив только присвоенный бит (у первой подсети присвоенный бит будет равен 0, а у второй подсети = 1). Захваченный бит я выделю более жирным шрифтом красного цвета.

2 подсети (захваченный бит я выделю более жирным шрифтом красного цвета):

1) 11000000.10101000.00000001. 0 0000000
2) 11000000.10101000.00000001. 1 0000000

Теперь запишем рядом с двоичным видом десятичный, и добавим новый префикс. Красным пометил порцию подсети, а синим – порцию хоста.

1) 11000000.10101000.00000001.0 0000000 = 192.168.1.0/25
2) 11000000.10101000.00000001.1 0000000 = 192.168.1.128/25

Всё, сеть разделена на 2 подсети. Как мы видим выше, порция хоста теперь составляет 7 бит.

Чтобы высчитать, сколько адресов хостов можно получить используя 7 бит, необходимо воспользоваться cisco формулой расчёта хостов: 2 n -2, где n = количество бит в порции хоста.

2 7 - 2 = 126 хостов. В начале статьи было сказано, что вычитаемая цифра 2 является двумя адресами, которые нельзя присвоить хосту: адрес сети и широковещательный адрес.

Адрес сети, это когда в порции хоста все нули, а широковещательный адрес, это когда в порции хоста все единицы. Выпишем эти адреса для каждой подсети в двоичном и десятичном виде:

11000000.10101000.00000001.0 0000000 = 192.168.1.0/25 (адрес сети первой подсети)

11000000.10101000.00000001.0 1111111 = 192.168.1.127/25 (широковещательный адрес первой подсети)

11000000.10101000.00000001.1 0000000 = 192.168.1.128/25 (адрес сети второй подсети)

11000000.10101000.00000001.1 1111111 = 192.168.1.255/25 (широковещательный адрес второй подсети)

Пример расчета сети на 4 подсети.

У нас есть адрес сети 192.168.1.0/24, надо разделить сеть на 4 подсети. Высчитываем по формуле, сколько нам надо занять бит от хоста: 2 2 = 4. Префикс изменяется на /26.

4 подсети (захваченный бит я выделю более жирным шрифтом красного цвета):

1) 11000000.10101000.00000001. 00 000000
2) 11000000.10101000.00000001. 01 000000
3) 11000000.10101000.00000001. 10 000000
4) 11000000.10101000.00000001. 11 000000

Красным пометил порцию подсети, а синим – порцию хоста:

1) 11000000.10101000.00000001.00 000000 = 192.168.1.0/26
2) 11000000.10101000.00000001.01 000000 = 192.168.1.64/26
3) 11000000.10101000.00000001.10 000000 = 192.168.1.128/26
4) 11000000.10101000.00000001.11 000000 = 192.168.1.192/26

Всё, сеть разделена на 4 подсети. Порция хоста теперь составляет 6 бит.

11000000.10101000.00000001.00 000000 = 192.168.1.0/26 (адрес сети первой подсети)

11000000.10101000.00000001.00 111111 = 192.168.1.63/26 (широковещательный адрес первой подсети)

11000000.10101000.00000001.01 000000 = 192.168.1.64/26 (адрес сети второй подсети)

11000000.10101000.00000001.01 111111 = 192.168.1.127/26 (широковещательный адрес второй подсети)

11000000.10101000.00000001.10 000000 = 192.168.1.128/26 (адрес сети третьей подсети)

11000000.10101000.00000001.10 111111 = 192.168.1.191/26 (широковещательный адрес третьей подсети)

11000000.10101000.00000001.11 000000 = 192.168.1.192/26 (адрес сети четвёртой подсети)

11000000.10101000.00000001.11 111111 = 192.168.1.255/26 (широковещательный адрес четвёртой подсети)

Заключение

Таким способом можно разделить любую сеть на подсети, а cisco формулы расчета сетей и хостов помогут вам в этом деле.

Код ОГЭ по информатике: 2.1.3. Оценка количественных параметров информационных объектов. Объем памяти, необходимый для хранения объектов

Оценка количества информации

Впервые объективный подход к измерению количества информации был предложен американским инженером Р. Хартли в 1928 г. Позже, в 1948 г., этот подход обобщил создатель общей теории информации К. Шеннон.

По приведенной выше формуле можно рассчитать, какое количество информации I несет каждый из знаков этой системы. Если в алфавите знаковой системы N знаков, то каждый знак несет количество информации: I = log₂ N

Текстовая информация состоит из букв, цифр, знаков препинания, различных специальных символов. Для кодирования текстовой информации используют различные коды. Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера, называется таблицей кодировки. Существуют различные таблицы кодировок текстовой информации.

Распространенная таблица кодировки ASCII (читается «аски», American Standard Code for Information Interchange — стандартный американский код для обмена информацией) использует 1 байт для кодов информации. Если код каждого символа занимает 1 байт (8 бит), то с помощью такой кодировки можно закодировать 2 8 = 256 символов.

Таблица ASCII состоит из двух частей. Первая, базовая часть, является международным стандартом и содержит значения кодов от 0 до 127 (для цифр, операций, латинского алфавита, знаков препинания). Вторая, национальная часть, содержит коды от 128 до 255 для символов национального алфавита, т. е. в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы.

В настоящее время существует несколько различных кодировок второй части таблицы для кириллицы — КОИ8–Р, KOI8–U, Windows, MS–DOS, Macintosh, ISO. Наиболее распространенной является таблица кодировки Windows–1251. Из–за разнообразия таблиц кодировки могут возникать проблемы при переносе русского текста между компьютерами или различными программами.

Поскольку объем в 1 байт явно мал для кодирования разнообразных и многочисленных символов мировых алфавитов, была разработана система кодирования Unicode. В ней для кодирования символа отводится 2 байта (16 бит). Это означает, что система позволяет закодировать 2 16 = 65 536 символов. Полная спецификация стандарта Unicode включает в себя все существующие, вымершие и искусственно созданные алфавиты мира, а также множество математических, музыкальных, химических и прочих символов.

Количество графической информации

Растровое графическое изображение состоит из отдельных точек — пикселей, образующих строки и столбцы.

Основные свойства пикселя — его расположение и цвет. Значения этих свойств кодируются и сохраняются в видеопамяти компьютера.

Качество изображения зависит от пространственного разрешения и глубины цвета.

Разрешение — величина, определяющая количество точек (пикселей) на единицу площади.

Глубина цвета — объем памяти (в битах), используемой для хранения и представления цвета при кодировании одного пикселя растровой графики или видеоизображения.

Для графических изображений могут использоваться различные палитры — наборы цветов. Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны соотношением: N = 2 I

Чтобы определить информационный объем видеоизображения, необходимо умножить количество информации одного пикселя на количество пикселей в изображении: I = I_{пикселя} • X • Y, где Х — количество точек изображения по горизонтали, Y — количество точек изображения по вертикали.

Существует несколько цветовых моделей для количественного описания цвета. В основе модели RGB (сокращение от англ. Red, Green, Blue) лежат три основных цвета: красный, зеленый и синий. Все другие цвета создаются с помощью смешения их оттенков. Например, при смешивании красного и зеленого цветов получим желтый, красного и синего — пурпурный, зеленого и синего — бирюзовый. Если смешать все три основные цвета максимальной яркости, получим белый цвет.

Если один цвет имеет 4 оттенка, то общее количество цветов в модели RGB будет составлять 4 • 4 • 4 = 64. При 256 оттенках для каждого цвета общее количество возможных цветов будет равно 256 • 256 • 256 = 16 777 216 ≈ 16,7 млн.

В современных компьютерах для представления цвета обычно используются от 2–х до 4–х байт. Два байта (16 бит) позволяют различать 2 16 , то есть 65 536 цветов и оттенков. Такой режим представления изображений называется High Color. Четыре байта (32 бита) обеспечивают цветную гамму в 2 32 , то есть 4 294 967 296 цветов и оттенков (приблизительно 4,3 миллиарда). Такой режим называется True Color.

В графических редакторах применяются и другие цветовые модели. Например, модель CMYK — она основана на цветах, получающихся при отражении белого света от предмета: бирюзовом (англ. Cyan), пурпурном (англ. Magenta), желтом (англ. Yellow). Эта модель применяется в полиграфии, где чаще всего употребляется черный цвет (ключевой, англ. Key).

Измерение объемов звуковой информации

Звук является непрерывным сигналом. Для использования звука в компьютере его преобразуют в цифровой сигнал. Это преобразование называется дискретизацией: для кодирования звука производят его измерение с определенной частотой (несколько раз в секунду). частота дискретизации и точность представления измеренных значений определяют качество представления звука в компьютере. Чем выше частота дискретизации и чем больше количество разных значений, которыми можно характеризовать сигнал, тем выше качество отображения звука.

В современных компьютерах обычно применяется частота дискретизации в 22 кГц или 44,1 кГц (1 кГц — это тысяча измерений за 1 секунду), а для представления значения сигнала выделяются 2 байта (16 бит), что позволяет различать 2 16 , то есть 65 536 значений.