계산

정보량 (엔트로피 H)

H = -Σ(P log₂ P)

핵심 개념

정보량은 결과의 불확실성을 비트 단위로 나타내며, 동일한 확률의 사건이 N개일 때 다음처럼 계산한다.

I=log2NI = \log_2 N

사건의 확률이 서로 다르면 엔트로피는 각 확률의 로그 항을 합산한다.

H=ipilog2piH = -\sum_i p_i \log_2 p_i

핵심 검산

  • 동일확률 대안 64개: log₂64 = 6 bit20210814_026 1번
  • 4지택일 문제: log₂4 = 2 bit20180428_040 1번
  • 신호등 확률 0.5, 0.25, 0.25: H = 1.5 bit20190427_028 4번

로그의 밑이 2이므로 단위는 bit다. byte로 바꾸려면 8 bit가 필요하지만, 연결 문항은 bit를 묻는다.

시험 판단 기준

  • 동일확률이면 가능한 결과 수의 밑 2 로그를 취한다.
  • 서로 다른 확률이면 각 확률과 로그의 곱을 합산한다.
  • 정보량과 엔트로피를 모두 bit 단위로 읽는다.

자주 틀리는 포인트

  • 64를 그대로 정보량으로 쓰지 않는다.
  • 4지택일의 정보량을 4 bit나 4 byte로 바꾸지 않는다.
  • 확률의 합이 1인지 확인한 뒤 엔트로피를 계산한다.

연결 기출 근거

세 연결 문항은 동일확률 정보량과 불균등 확률 엔트로피를 각각 묻는다. 로그 밑과 확률을 문제 조건 그대로 적용하면 정답을 재현할 수 있다.

기출 출제 이력

2018~2021년 기출 3회 · 3개 연도
2021년 8월 시험 · 26번
발생 확률이 동일한 64가지의 대안이 있을 때 얻을 수 있는 총 정보량은?
  1. ① 6bit
  2. ② 16bit
  3. ③ 32bit
  4. ④ 64bit
2018년 4월 시험 · 40번
현재 시험문제와 같이 4지택일형 문제의 정보량은 얼마인 가?
  1. ① 2bit
  2. ② 4bit
  3. ③ 2byte
  4. ④ 4byte
2019년 4월 시험 · 28번
빨강, 노랑, 파랑의 3가지 색으로 구성된 교통 신호등이 있다. 신호등은 항상 3가지 색 중 하나가 켜지도록 되어 있다. 1시간 동안 조사한 결과, 파란등은 총 30분 동안, 빨간등과 노란등은 각각 총 15분 동안 켜진 것으로 나타났다. 이 신호등의 총 정보량은 몇 bit 인가?
  1. ① 0.5
  2. ② 0.75
  3. ③ 1.0
  4. ④ 1.5

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