Давайте разберемся с задачей шаг за шагом.
Дано:
- Длина каждого серийного номера: \(197\) символов.
- Объем памяти, отведенной для хранения \(178{,}080\) серийных номеров: более 25 Мбайт.
- Все символы кодируются одинаковым количеством бит.
- Количество байт, выделенных под один серийный номер, минимально возможное и одинаковое.
Что требуется:
- Определить минимальное мощность алфавита (число различных символов, из которых состоит серийный номер).
Шаг 1. Запишем известные величины
- Общий объем памяти для \(178\,080\) номеров: более 25 Мбайт.
Мбайт (Мегабайт):
\[ 1\text{ Мбайт} = 1024 \times 1024 = 1\,048\,576 \text{ байт} \]
Следовательно,
\[ 25\text{ Мбайт} = 25 \times 1\,048\,576 = 26\,214\,400 \text{ байт} \]
Поскольку объем более 25 Мбайт, запишем:
\[ \text{Объем} > 26\,214\,400 \text{ байт} \]
Шаг 2. Определим объем памяти на один серийный номер
Объем памяти под один номер равен минимальному количеству байт, необходимых для хранения одного серийного номера.
Общее количество байт на все номера:
\[ \text{Общий объем} = N \times \text{байт на один номер} \]
Где \(N = 178\,080\).
Объем на один номер:
\[ \text{Байты на один номер} = \frac{\text{Общий объем}}{N} \]
Так как известен минимальный объем памяти, превышающий 26,214,400 байт для всего набора номеров, минимальный объем на один номер:
\[ \text{Байты на один номер} \geq \left\lceil \frac{26\,214\,400}{178\,080} \right\rceil \]
Рассчитаем:
\[ \frac{26\,214\,400}{178\,080} \approx 147.3 \]
Следовательно, минимальное целое число байт на один номер:
\[ \boxed{148} \]
Шаг 3. Определим количество бит на один символ
Обмен информацией происходит по байтам, и минимальное число байт — 148, значит, на один номер выделяется ровно 148 байт.
Количество бит в 148 байтах:
\[ 148 \times 8 = 1184 \text{ бит} \]
Общий код из \(197\) символов, каждый кодируется одинаковым числом бит \(b\):
\[ 197 \times b = 1184 \]
Отсюда находим \(b\):
\[ b = \frac{1184}{197} \]
Проверим делимость:
\[ 197 \times 6 = 1182 \]
\[ 197 \times 6 = 1182 \] разница: \(1184 - 1182 = 2\)
Это означает, что при равномерном кодировании минимально возможное число бит на символ — 6, а один символ, вероятно, использует 6 бит.
Шаг 4. Определим размер алфавита
Мощность алфавита — это число различных символов, которое можно закодировать за \(b\) бит:
\[ M \leq 2^{b} \]
Значит, минимально возможная мощность алфавита — это самое маленькое \(M\), являющееся степенью двойки, не меньшей чем \(2^{b}\).
Поскольку \(b=6\):
\[ M \geq 2^{6} = 64 \]
Ответ: 64
Финальный ответ: 64