Чтобы определить, сколько памяти сэкономит программист, кодируя символы ДНК с помощью минимально возможного и одинакового для всех букв количества бит, давайте рассмотрим, как можно более эффективно закодировать буквы A, T, G и C.
В ДНК буквы представлены:
- A (аденин)
- T (тимин)
- G (гуанин)
- C (цитозин)
Варианты кодирования:
Стандартное кодирование: Каждый символ в текстовом файле представлен одним байтом (8 бит). Если у нас есть 120000 символов, то объем памяти будет: \[ 120000 \text{ символов} \times 8 \text{ бит} = 960000 \text{ бит} = 120000 \text{ байт} \]
Минимально возможное кодирование: Поскольку у нас есть только 4 уникальных символа, мы можем закодировать каждый из них с помощью 2 бит. Это связано с тем, что 2^2 = 4, что достаточно для представления 4 различных символов. Объем памяти тогда будет: \[ 120000 \text{ символов} \times 2 \text{ бита} = 240000 \text{ бит} = 30000 \text{ байт} \]
Теперь рассчитаем разницу в объеме памяти между стандартным и минимальным кодированием: \[ 120000 \text{ байт} - 30000 \text{ байт} = 90000 \text{ байт} \]
Переведем сэкономленное пространство из байт в килобайты (1 КБ = 1024 байта): \[ \frac{90000 \text{ байт}}{1024} \approx 87.89 \text{ КБ} \]
Таким образом, целая часть полученного результата: \[ \lfloor 87.89 \rfloor = 87 \]
В итоге, программист сэкономит 87 КБ памяти, переконвертировав исходный файл.
