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怎么查询手机流量使用情况(手机流量的本质到底是什么?看完就不再会用超了!)
香农,信息,也就是怎么查询手机流量使用情况(手机流量的本质到底是什么?看完就不再会用超了!)
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
温度,分子运动与熵
假如我们把一滴墨汁滴入水中,由于分子的相互运动和碰撞,就会看到黑色迅速地弥散开来,直到整个液体都被染成黑色为止。
拿铁咖啡中的熵
从泾渭分明到一片混沌,就是一个混乱程度不断增加的过程,而且这个过程是不可逆的。
想象一下,你无论怎样摇动那瓶被墨汁染黑的水,也无法让它恢复到最初清水和墨汁界限分明的状态。
“熵”这个概念正是用来表征一个系统的混乱程度的。
香农无疑是从中得到了灵感:既然信息蕴含在充满不确定性和出人预料的混乱当中,那么也就可以用“熵”这个概念来衡量。
于是他把上述自己定义的公式成为“信息熵”,传递信息的符号的不确定越高,计算所得的熵就越大,蕴含的信息就越多。
这个信息熵的结果,就是用二进制数字:“比特”来表达的。
与此同是,另外一位顶级科学家,同时也是人工智能的开山祖师:阿兰·图灵在苦思冥想自己的计算设备,该设备只是在头脑中构思的,后来被称作图灵机。
图灵机
这个假想的机器使用纸带作为输入输出,纸带是无限长的,并且机器每次只能读取并处理纸带上的一个符号,然后基于一定的规则,这个机器就能表达一切事物并能处理所有计算!
图灵机的纸带和控制
为了简单起见,图灵使用的符号也是二进制的0和1。图灵机的构想,奠定了电子计算机的理论基础,也证明了二进制正好也是最适合计算机系统的。
二进制码流
并且,二进制也是最简单有效的机器语言,可以用电路的通断,高电平和低电平等状态非常方便地表示0和1,因此二进制成为了行业的标准。
2019年7月15日,英国央行英格兰银行宣布,图灵将成为英国50英镑新钞人物,以表彰其对今天人们生活方式产生的巨大影响。这一殊荣堪比英国女王。
图灵荣登50英镑纸币
三、比特的力量在多位科学巨人的努力下,这些由0101组成的二进制符号串也就理所当然地成为了信息传输,处理以及存储的最小计量单位,其中每一位就是一个比特(bit),简写为小写的b。
实际使用中比特这个单位还是太小了,因此,以2的10次方 (也就是1024)为步长,又定义了以下的一些单位:
Kbit—千比特,也就是1024bit
Mbit—兆比特,也就是1024Kbit
Gbit—吉比特,也就是1024Mbit
……
后面还有更大的单位,每一级乘以1024就可以了。但我们的生活中最常用的就是上述的这些,而且常人也已经无法直观地感受到这些单位能大到什么让人吃惊的程度。
我们经常挂在嘴边的一些话,比如5G的小区峰值速率可达20Gbps,这里面的Gbps就是Gbit每秒,含义也相当直观:每秒可以传输20Gbit的信息数据!
在信息储存和处理时,业界一般都是以8位为一组进行存储或者处理,这就叫做8位组,或者字节。字节的英文名为Byte,一般简写作大写的B。
和比特类似,实际使用中字节这个单位也太小,因此,也以2的10次方 (也就是1024)为步长,又定义了以下的一些单位:
KB—千字节,也就是1024B
MB—兆字节,也就是1024KB
GB—吉字节,也就是1024MB
TB—太字节,也就是1024GB
PB—皮字节,也就是1024TB
EB—艾字节,也就是1024PB
ZB—泽字节,也就是1024EB
YB—尧字节,也就是1024ZB
下面我们来看看,一些我们常见的事物,到底含有多少信息,占用多少数据量。
1、文字
众所周知,英文字母有26个,理论上5比特就可以全部表示。且慢,我们刚才说的是小写字母,那大写字母,阿拉伯数字,标点符号怎么办?正好,一个字节有8个比特,含有256种组合,也就可以表示所有的英文大小写,数字,标点和控制字符了!
这就是著名的ASCII码表,如下图所示:
ASCII码表
中文的情况要比上面的英文复杂一些。因为中文并不是基于字母的拼音文字,而是由大量各不相同的字组成。
康熙字典共收录汉字47035个,实际汉字总体数量达到了惊人的近10万个!这种情况下,用8个比特来编码汉字显然是远远不够的。
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),也就是用24比特来表示。不常用汉字甚至占到了4个字节。
字母“A”和汉字“中”的编码
红楼梦共有731,017个汉字,算下来就有2193051个Byte,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,在曾经一块软盘只有1.4MB大小的时代也是庞然大物。
泱泱巨著《红楼梦》
2、图片
那么图片呢?最主流的图片格式是位图。什么叫位图呢?我们只需要把图片放大即可看出端倪。如下图所示,美女细腻的脸庞不再光滑,而是呈现为一个一个不同颜色的小方格。
位图是由像素组成的
所谓位图,也叫bitmap,实际上是由很多“带有颜色的点”组成的。这些点就是图像显示的基本单位,也就是我们放大图像之后看到的小方格,称为“像素”。
我们通常说一幅图片的大小,例如是1920×1080,就是长度为1920个像素,宽度为1080个像素点。乘积是2,073,600,也就是说,这个图片是两百万像素的。
每个像素必须要有颜色,才能组成缤纷绚丽的图片。那么,这个颜色,又该如何表示呢?
物理大神牛顿告诉我们,任何颜色,都可以通过红色(Red)、绿色(Green)、蓝色(Blue)按照一定比例调制出来。这三种颜色,被称为“三原色”。
光学三原色:红绿蓝
在计算机里,红、绿、蓝也被称为“基色分量”,分别计作R,G,B,每种颜色都用8个比特来表示。
那一共能表达多少种颜色呢?每种颜色都有2的8次方,也就是256个等级,三种颜色混合起来,就有256×256×256=16,777,216种组合,因此也简称为1600万色。
RGB 24位色
而一个像素的3个颜色共用24个比特来表示,因此,这种方式表达出来的颜色,也被称为24位色。
当前,主流手机的后置摄像头是1200万像素,现在我们来算一算,在没有进行压缩的情况下,一张1200万像素的原始图片到底有多大:12000000x24=275Mbit=34MB!
这也就是大家直观感受到的:在3G时代浏览网页时,经常是文字早都看到了,图片还在转圈圈,因为图片的大小远大于文本。
3、视频
那视频呢?所谓视频,其实也叫动画,都知道视频是怎么来的吧?
没错,大量的图片连续起来播放,因为人的眼睛有视觉暂留现象,只要连续播放的图片速度够快,人就感觉里面的画面是连续运动的,这就是视频。
最原始的“视频”
衡量视频,又是用的什么指标参数呢?
最主要的一个,就是帧率。一个帧就是指视频中一幅静止的画面。帧率,就是指视频每秒钟包括的画面数量。
显而易见,帧率越高,画面也就越自然流畅。一般来说30帧每秒就是可以接受的,但是将性能提升至60帧每秒则可以明显提升交互感和逼真感。
帧率越高,视频画面越流畅
那视频到底能有多少数据量呢?我们就以一个分辨率1920×1280,帧率30的视频为例来算一算。
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