为什么计算信息量要用以2为底的对数?
常用对数是以10为底的,即若10x=y,则有log10y=x。但是在信息论中,信息量的大小则是用以2为底的对数来衡量的。
我国古代的烽火台是传递信息的工具。烽火台燃起烟火,表示敌人来犯。 否则,表示敌军未动。它传递的信息只有两种情况:“有”或“没有”。这是最简单的通信情形,我们拿它作为信息量的单位,称为“1比特”。用数学的语言来说,即只含有0(无烟)和1(有烟)两种情况的通信,其信息量定义为log22=1。
假设烽火台上有两支烟囱,甲烟囱表示敌人情形:进犯(1),或未进犯(0)。乙烟囱表示我方情形,需增援(1),或不需增援(0)。这样我们就得到四种情况:
甲乙
(0,0)敌人未来,...全部
常用对数是以10为底的,即若10x=y,则有log10y=x。但是在信息论中,信息量的大小则是用以2为底的对数来衡量的。
我国古代的烽火台是传递信息的工具。烽火台燃起烟火,表示敌人来犯。
否则,表示敌军未动。它传递的信息只有两种情况:“有”或“没有”。这是最简单的通信情形,我们拿它作为信息量的单位,称为“1比特”。用数学的语言来说,即只含有0(无烟)和1(有烟)两种情况的通信,其信息量定义为log22=1。
假设烽火台上有两支烟囱,甲烟囱表示敌人情形:进犯(1),或未进犯(0)。乙烟囱表示我方情形,需增援(1),或不需增援(0)。这样我们就得到四种情况:
甲乙
(0,0)敌人未来,不需增援;
(0,1)敌人未来,需要增援;
(1,0)敌人进犯,不需增援;
(1,1)敌人进犯,需要增援。
这样,我们所知道的信息比以前多了,它所含的信息量应该是10g24=2(比特)。
容易想象,三支烟囱的烽火台可传递8种情况的信息,即:(0,0,0);(0,0,1);(0,1,0);(0,1,1);(1,0,0);(1,0,1);(1,1,0);(1,1,1)。
这时的信息量自然就应该是1og28=3(比特)了。
更复杂的情形的信息量都是从这种最简单的情形变化而来的。正由于最简单的信息只具有两种可能,因此计算信息量时采取以2为底的对数可以获得最基础的信息量值1;而当信息以y=2x发生变化的时候,用10g2y=x计算信息量就能正确反映出信息量的真实情况。收起