在信息时代的今天,“信息”在日常生活中无处不在,信息是客观世界的一部分,以至于一种常见的说法是“世界是由物质、能量和信息组成的”。更有人认为,信息甚至比其它二者更基本,就是说信息才是世界的本原,而各种事物都是信息的具体表现形式。 由此可见,“信息”是人们耳熟能详却又含义模糊的词汇,要说清楚信息的实质是什么,并不容易。
简而言之,信息是一种普遍联系的形式,泛指人类社会传播的一切内容。既可以是传统意义上的音信、消息,比如纸上的文字、图画、一段声音、一个手势,甚至是一个表情。也可以是通讯系统传输和处理的对象。
一. 信息能度量吗?
传统的,通过直观的纸质书信、图片或直接的音容笑貌传递是经典的方式。现代社会的大量信息早已通过有线或无线电波传送。近三十年间,因为信息的传输方式改变,由信息所创造的价值超过了之前五千年的财富总和。
通常人们对一斤白菜、两个苹果、500毫升汽油等等很好理解,因为这些是显而易见的。对于看不见,摸不着,又实实在在存在的“信息“,能不能度量?如何衡量其大小多少?
信息论的创始人香农曾给出了通信系统的模型,提出了信息量的数学表达式。他是这样解释信息的:
以抛硬币这个最为简单的事件为例,如果是正面向上,标记为0,如果是反面向上,则标记为1。通过基本常识即可得出:0和1的概率都为二分之一(0.5),它们的概率之和就是1。
香农称:这个事件里面蕴含的信息量是1比特。就此香农首创了“比特”这个概念。这个词的英文全称是“Binary digit”,缩写为bit。
根据香农的信息熵公式,一个英文字母含有的信息量是4.7比特。
在多位科学巨人的努力下,这些由0101组成的二进制符号串成为了信息传输、处理以及存储的最小计量单位——比特(bit),简写为小写的b。
比特这个单位很小,实际应用中,信息储存和处理一般都以8个比特作为一个字节Byte进行,简写为大写的B。
字节单位也很小,通常以2的10次方 (也就是1024)为步长,定义以下单位:
1KB= 1024B
1MB=1024KB 这个单位(MB)就是人们通常提到的流量多少多少兆
GB=1024MB 这个单位(GB)就是人们通常提到的流量多少多少G
二. 3种常见信息的数据量
1、文字
一个字节(8个比特)可以表示所有的英文大小写字母、数字、标点和控制字符。
中文要比英文复杂一些。实际使用中,常用汉字在UTF-8编码下,一个汉字占用3个字节(Byte),不常用汉字甚至占到了4个字节。
例如《红楼梦》共有731,017个汉字,算下来就有2193051个字节,在不考虑存储压缩算法的情况下,约有2MB大小。
这个数据在今天看起来很小,但在十多年前,一张计算机软盘也只有512KB或1.44MB的存储量。
2、图片
衡量一幅图片的大小,通常以像素的数量进行。比如4000X3000=12000000,表示长度为4000个像素点,宽度为3000个像素点。乘积是12000000,也就是说,这个图片有1200万像素。
在没有进行压缩的情况下,一张1200万像素的原始图片实际存储量为34MB(272Mbit)
人们在浏览网页时,直观感受到的是:文字早已出现,图片还在转圈圈。这是因为图片的信息量远大于文本,传输时间也就相应较长。
3、视频
视频画面实际是连续播放的大量图片,因为人眼的视觉暂留,就感觉画面是连续运动的。
衡量视频信息量,最主要的参数是帧率。视频中的一帧就是指其中一幅静止的画面。帧率,就是视频每秒钟包括的画面数量(比如每秒24、25或30帧)。帧率越高,画面也就越自然流畅。
以一个分辨率1920×1280的视频为例。原始的一帧图片数据量约等于6.22MB,如果帧率为30,那么6.22X30=186.6 ,每秒视频的大小是186.6MB,每分钟大约是11GB。一部完整电影的原始信息量是一个巨大的数字。
经过科学家的不懈努力,一代又一代的编码方式出炉,对冗余数据的压缩能力也不断增强。目前主流的H.264编码算法,压缩率最高可达400:1,也就是说,视频可以被压缩到原始大小的400分之一!
如果90分钟视频原始信息量是1000GB,经过H.264编码之后,骤降为2.5GB,这就有利于通过各种途径传输了。
三. 几种信息数据对比和流量
一本红楼梦纯文本(未压缩):约2MB
一张1200万像素的照片(未压缩):约34MB
一部90分钟的电影(H.264编码):约2.5GB
显然,一张普通照片的大小是泱泱巨著《红楼梦》纯文本的17倍,90分钟的电影,虽然使用了先进的技术进行压缩,其大小也是图片的74倍,是《红楼梦》纯文本大小的1250倍。由此可见,不同类型的信息,数据量大小差异巨大。
人们接听电话、欣赏图片、聆听音乐、观赏视频时,在基站和手机之间,信息数据在无声的传输,这些传输的信息量就是流量,其单位与“信息”完全一致。(这里的“流量”特指信息传输量,不牵涉其他含义。)
一般情况下,无论通过何种方式传输信息,信息量是多少,流量就是多少。所以,上网进行不同的操作,消耗流量的多少是完全不同的。
四. 社交群里的信息
现在的通讯费用越来越低,尤其是无限流量的推出或使用wifi,解决了流量不足的问题。但是,另一个问题可能被不少人忽视。
人们在社交群里面发“早上好”的表情包,已是大多数人的习惯,也是礼尚往来,人之常情。但有人提出:一张“早上好”的图片,也会给别人带来困扰。为什么?
一个稍微复杂漂亮点的微信动画表情,数据量约几百KB,相当于几千或几万字的文章。一个很小的表情信息大小都相当于一篇千字文。
抛开传输所消耗的流量不谈,要害在于:动画表情早已占据你的手机存储,当你发到群里,尤其是发给个人时,有可能占据对方手机的内存!!有的朋友爱在群里晒图片或斗图。可能没意思到发一个稍清晰未经压缩的图片,就等于向群里或好友塞过去几部红楼梦。
转发视频的信息数据量更大,即使对方的手机再先进,内存再大,日积月累终究会填满的。为了手机使用流畅,对方只好天天清垃圾。
其实,除特殊或特别的情景,微信好友真正
有意、有谊,打几个字,用文字表达,既是自己的真心,又是一种很环保的方式。既节省流量,又减少了若干垃圾,省掉百倍的储存空间。
这,就是信息的世界,它看不见摸不着却又无处不在,信息深刻地改变了我们每个人的生活,甚至重塑了整个世界。愿我们在信息时代,更加轻松、愉快、健康。
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