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Lección Teoría de información I

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Portada de Teoría de información I

Teoría de información I

✦ Aprenderas sobre teoria de informacion I: entropia de Shannon, codigos de Huffman, compresion de datos y aplicaciones en comunicaciones digitales y almacenamiento

Roadwise Consulting

Firmado y verificado · Fernando Castro

Objetivo: Conocer la teoria de informacion I: entropia, codificacion y compresion de datos.

8 min
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Teoría de información I

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Teoria de informacion I: entropia y compresion de datos

La teoria de informacion, creada por Claude Shannon en 1948, es la base matematica de las comunicaciones digitales. Establece limites fundamentales sobre cuanta informacion puede transmitirse y comprimirse, revolucionando telecomunicaciones, almacenamiento y computacion.

Entropia de Shannon

La entropia mide la cantidad de informacion o incertidumbre en un mensaje. Un mensaje completamente predecible tiene entropia cero, mientras que un mensaje completamente aleatorio tiene entropia maxima. Shannon demostro que la entropia determina el limite teorico de compresion.

La formula de entropia de Shannon es H igual a menos la suma de p sub i por logaritmo de p sub i, donde p sub i es la probabilidad de cada simbolo. Esta formula cuantifica cuanta informacion contiene en promedio cada simbolo de un mensaje.

  • Entropia alta: mensaje impredecible, dificil de comprimir
  • Entropia baja: mensaje predecible, facil de comprimir
  • Entropia maxima: todos los simbolos igualmente probables
  • Entropia cero: un solo simbolo siempre aparece
  • Bit como unidad: la entropia se mide en bits por simbolo
ConceptoDefinicionEjemplo
EntropiaMedida de incertidumbre o informacionMoneda justa: 1 bit de entropia
RedundanciaInformacion repetida o predecibleLetra E aparece mucho en espanol
CodificacionRepresentacion eficiente de informacionCodigo Morse para letras frecuentes
CompresionReducir tamano manteniendo informacionZIP, MP3, JPEG
CanalMedio por donde se transmite informacionFibra optica, WiFi

Codigos de Huffman y compresion

El codigo de Huffman asigna codigos mas cortos a los simbolos mas frecuentes y codigos mas largos a los menos frecuentes. Es un algoritmo de compresion sin perdida que alcanza el limite teorico de compresion para simbolos independientes.

  1. Paso 1: Contar frecuencias

    Analizar el mensaje y contar cuantas veces aparece cada simbolo o caracter.

Paso 1 de 4

La compresion de datos esta en todas partes: archivos ZIP, imagenes JPEG, musica MP3, video streaming. Los algoritmos de compresion sin perdida (ZIP, PNG) preservan todos los datos, mientras que los con perdida (JPEG, MP3) descartan informacion menos perceptible.

Piensa y responde

¿Que mide la entropia de Shannon en un mensaje?

Un mensaje con entropia cero no puede comprimirse mas.

El codigo de asigna codigos mas a los simbolos mas frecuentes.

Relaciona cada concepto con su descripcion:

      Clasifica estos formatos de archivo:

      Arrastra cada ficha a su categoría (o tócala y luego toca la categoría). También puedes usar el teclado.

      Ordena los pasos del algoritmo de Huffman:

        Coloca los elementos en orden y pulsa Comprobar.

        ¿Como ha cambiado la compresion de datos nuestra vida diaria? ¿Que seria imposible sin tecnicas como JPEG o MP3?

        Tu texto se guarda sólo en este dispositivo.

        Para dominar este tema

        • Domina el concepto de entropia y su relacion con la compresion
        • Comprende el algoritmo de Huffman y como asigna codigos
        • Distingue entre compresion con y sin perdida
        • Conoce aplicaciones practicas en formatos de archivo

        Verificacion de dominio

        Aquí se mira lo que ya fuiste acertando. Pulsa «Comprobar» para saber si puedes seguir.

        Las respuestas y tu progreso se guardan sólo en este dispositivo. Contenido firmado por su autoría mediante Lumbre.
        Más sobre esta lección

        ¿Todavía no te queda claro?

        No pasa nada: vamos a verlo de otra manera

        Elige el ángulo que más te ayude. Nada es obligatorio ni cuenta como nota.

        Practica un pocoEjercicios de teoria de informacion

        ¿Que tipo de compresion usa JPEG para imagenes?

        La entropia de un mensaje completamente aleatorio es cero.

        ↑ Volver al objeto

        Otra forma de comprenderlo

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