diff --git a/lab/02_Język.ipynb b/lab/02_Język.ipynb index 9d0b165..c45dfa6 100644 --- a/lab/02_Język.ipynb +++ b/lab/02_Język.ipynb @@ -59,7 +59,7 @@ }, { "cell_type": "code", - "execution_count": 5, + "execution_count": 6, "metadata": {}, "outputs": [ { @@ -67,9 +67,9 @@ "output_type": "stream", "text": [ "[nltk_data] Downloading package punkt to /home/pawel/nltk_data...\n", - "[nltk_data] Unzipping tokenizers/punkt.zip.\n", + "[nltk_data] Package punkt is already up-to-date!\n", "[nltk_data] Downloading package stopwords to /home/pawel/nltk_data...\n", - "[nltk_data] Unzipping corpora/stopwords.zip.\n" + "[nltk_data] Package stopwords is already up-to-date!\n" ] }, { @@ -78,7 +78,7 @@ "True" ] }, - "execution_count": 5, + "execution_count": 6, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } diff --git a/lab/03_Entropia.ipynb b/lab/03_Entropia.ipynb new file mode 100644 index 0000000..97bac71 --- /dev/null +++ b/lab/03_Entropia.ipynb @@ -0,0 +1,522 @@ +{ + "cells": [ + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "

Modelowanie języka

\n", + "

3. Entropia [ćwiczenia]

" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 1, + "metadata": { + "scrolled": true + }, + "outputs": [ + { + "name": "stdout", + "output_type": "stream", + "text": [ + "Requirement already satisfied: dahuffman in /home/kuba/anaconda3/lib/python3.8/site-packages (0.4.1)\r\n" + ] + } + ], + "source": [ + "!pip install dahuffman" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 2, + "metadata": {}, + "outputs": [], + "source": [ + "import random\n", + "from collections import Counter\n", + "from dahuffman import HuffmanCodec" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 3, + "metadata": {}, + "outputs": [], + "source": [ + "NR_INDEKSU = 375985" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "## Wprowadzenie" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 4, + "metadata": {}, + "outputs": [], + "source": [ + "tekst = 'Ala ma kota. Jarek ma psa'" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 5, + "metadata": {}, + "outputs": [], + "source": [ + "codec = HuffmanCodec.from_data(tekst)" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 6, + "metadata": {}, + "outputs": [ + { + "data": { + "text/plain": [ + "Counter({'A': 1,\n", + " 'l': 1,\n", + " 'a': 6,\n", + " ' ': 5,\n", + " 'm': 2,\n", + " 'k': 2,\n", + " 'o': 1,\n", + " 't': 1,\n", + " '.': 1,\n", + " 'J': 1,\n", + " 'r': 1,\n", + " 'e': 1,\n", + " 'p': 1,\n", + " 's': 1})" + ] + }, + "execution_count": 6, + "metadata": {}, + "output_type": "execute_result" + } + ], + "source": [ + "Counter(tekst)" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 7, + "metadata": { + "scrolled": true + }, + "outputs": [ + { + "name": "stdout", + "output_type": "stream", + "text": [ + "Bits Code Value Symbol\n", + " 2 00 0 ' '\n", + " 2 01 1 'a'\n", + " 4 1000 8 't'\n", + " 5 10010 18 _EOF\n", + " 5 10011 19 '.'\n", + " 5 10100 20 'A'\n", + " 5 10101 21 'J'\n", + " 5 10110 22 'e'\n", + " 5 10111 23 'l'\n", + " 4 1100 12 'k'\n", + " 4 1101 13 'm'\n", + " 5 11100 28 'o'\n", + " 5 11101 29 'p'\n", + " 5 11110 30 'r'\n", + " 5 11111 31 's'\n" + ] + } + ], + "source": [ + "codec.print_code_table()" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 8, + "metadata": {}, + "outputs": [ + { + "data": { + "text/plain": [ + "{' ': (2, 0),\n", + " 'a': (2, 1),\n", + " 't': (4, 8),\n", + " _EOF: (5, 18),\n", + " '.': (5, 19),\n", + " 'A': (5, 20),\n", + " 'J': (5, 21),\n", + " 'e': (5, 22),\n", + " 'l': (5, 23),\n", + " 'k': (4, 12),\n", + " 'm': (4, 13),\n", + " 'o': (5, 28),\n", + " 'p': (5, 29),\n", + " 'r': (5, 30),\n", + " 's': (5, 31)}" + ] + }, + "execution_count": 8, + "metadata": {}, + "output_type": "execute_result" + } + ], + "source": [ + "codec.get_code_table()" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 9, + "metadata": {}, + "outputs": [], + "source": [ + "encoded = codec.encode(tekst)" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 10, + "metadata": {}, + "outputs": [ + { + "data": { + "text/plain": [ + "'1010010111010011010100110011100100001100110010101011111010110110000110101001110111111011'" + ] + }, + "execution_count": 10, + "metadata": {}, + "output_type": "execute_result" + } + ], + "source": [ + "\"{:08b}\".format(int(encoded.hex(),16))" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "A l a" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "101001 10111 01" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 11, + "metadata": {}, + "outputs": [ + { + "data": { + "text/plain": [ + "'Ala ma kota. Jarek ma psa'" + ] + }, + "execution_count": 11, + "metadata": {}, + "output_type": "execute_result" + } + ], + "source": [ + "codec.decode(encoded)" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 12, + "metadata": {}, + "outputs": [ + { + "data": { + "text/plain": [ + "25" + ] + }, + "execution_count": 12, + "metadata": {}, + "output_type": "execute_result" + } + ], + "source": [ + "len(tekst)" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 13, + "metadata": {}, + "outputs": [ + { + "data": { + "text/plain": [ + "11" + ] + }, + "execution_count": 13, + "metadata": {}, + "output_type": "execute_result" + } + ], + "source": [ + "len(encoded)" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "## Zadanie 1 ( 15 punktów)\n", + "\n", + "Weź teksty:\n", + "- z poprzednich zajęć (lub dowolny inny) w języku naturalnym i obetnij do długości 100_000 znaków\n", + "- wygenerowany losowo zgodnie z rozkładem jednostajnym dyskretnym z klasy [a-zA-Z0-9 ] o długości 100_000 znaków\n", + "- wygenerowany losowo zgodnie z rozkładem geometrycznym (wybierz p między 0.2 a 0.8) z klasy [a-zA-Z0-9 ] o długości 100_000 znaków\n", + "- wygenerowany losowo zgodnie z rozkładem jednostajnym dwupunktowym p=0.5 z klasy [01] o długości 100_000 znaków\n", + "- wygenerowany losowo zgodnie z rozkładem jednostajnym dwupunktowym p=0.9 z klasy [01] o długości 100_000 znaków\n", + "\n", + "Następnie dla każdego z tekstów trakując je po znakach:\n", + "- skompresuj plik za pomocą dowolnego progrmu (zip, tar lub inny)\n", + "- policz entropię\n", + "- wytrenuj kodek huffmana i zakoduj cały tekst\n", + "- zdekoduj pierwsze 3 znaki (jako zera i jedynki) wypisz je (z oddzieleniem na znaki)\n", + "- zakodowany tekst zapisz do pliku binarnego, zapisz również tablicę kodową\n", + "- porównaj wielkość pliku tekstowego, skompresowanego pliku tekstowego (zip, ...) oraz pliku skompresowanego hofmmanem (wraz z kodekiem)\n", + "\n", + "Uzupełnij poniższe tabelki oraz wnioski (conajmniej 5 zdań).\n", + "\n" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "### START ZADANIA" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "Entropia\n", + " \n", + "| | Entropia |\n", + "| ----------- | ----------- |\n", + "| tekst w jęz. naturalnym | |\n", + "| losowy tekst (jednostajny) | |\n", + "| losowy tekst (geometryczny)| |\n", + "| losowy tekst (dwupunktowy 0.5) | |\n", + "| losowy tekst (dwupunktowy 0.9) | |\n" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "Wielkości w bitach:\n", + " \n", + "| | Plik nieskompresowany | Plik skompresowany (zip, tar,.. ) | Plik skompresowany + tablica kodowa) |\n", + "| ----------- | ----------- |-----------|----------- |\n", + "| tekst w jęz. naturalnym | | | |\n", + "| losowy tekst (jednostajny) | | | |\n", + "| losowy tekst (geometryczny)| | | |\n", + "| losowy tekst (dwupunktowy 0.5)| | | |\n", + "| losowy tekst (dwupunktowy 0.9)| | | |" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "#### Wnioski:" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "### KONIEC ZADANIA" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "## Zadanie 2 (10 punktów)\n", + "\n", + "Powtórz kroki z zadania 1, tylko potraktuje wiadomości jako słowa (oddzielone spacją). Jeżeli występują więcej niż jedna spacja równocześnie- usuń je.\n", + " \n", + "Do wniosków dopisz koniecznie porównanie między kodowaniem hoffmana znaków i słów.\n", + "\n", + "\n", + "\n" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "### START ZADANIA" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "Entropia\n", + " \n", + "| | Entropia |\n", + "| ----------- | ----------- |\n", + "| tekst w jęz. naturalnym | |\n", + "| losowy tekst (dyskretny) | |\n", + "| losowy tekst (geometryczny)| |\n" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "Wielkości w bitach:\n", + " \n", + "| | Plik nieskompresowany | Plik skompresowany (zip, tar,.. ) | Plik skompresowany + tablica kodowa) |\n", + "| ----------- | ----------- |-----------|----------- |\n", + "| tekst w jęz. naturalnym | | | |\n", + "| losowy tekst (jednostajny) | | | |\n", + "| losowy tekst (geometryczny)| | | |\n", + "| losowy tekst (dwupunktowy 0.5)| | | |\n", + "| losowy tekst (dwupunktowy 0.9)| | | |" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "#### Wnioski:" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "### KONIEC ZADANIA" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "## Zadanie 3 (20 punktów)\n", + "\n", + "stwórz ręcznie drzewo Huffmana (zrób rysunki na kartce i załącz je jako obrazek) oraz zakoduj poniższy tekst " + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 14, + "metadata": {}, + "outputs": [], + "source": [ + "random.seed(123)\n", + "\n", + "tekst = list('abcdefghijklmnoprst')\n", + "\n", + "random.shuffle(tekst)\n", + "\n", + "tekst = tekst[: 5 + random.randint(1,5)]\n", + "\n", + "tekst = [a*random.randint(1,4) for a in tekst]\n", + "\n", + "tekst = [item for sublist in tekst for item in sublist]\n", + "\n", + "''.join(tekst)\n", + "\n", + "random.shuffle(tekst)\n", + "\n", + "tekst = ''.join(tekst)" + ] + }, + { + "cell_type": "code", + "execution_count": 15, + "metadata": {}, + "outputs": [ + { + "data": { + "text/plain": [ + "'ldddmpprphhopd'" + ] + }, + "execution_count": 15, + "metadata": {}, + "output_type": "execute_result" + } + ], + "source": [ + "tekst" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "### Start zadania" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "### Koniec zadania" + ] + }, + { + "cell_type": "markdown", + "metadata": {}, + "source": [ + "## WYKONANIE ZADAŃ\n", + "Zgodnie z instrukcją 01_Kodowanie_tekstu.ipynb" + ] + } + ], + "metadata": { + "author": "Jakub Pokrywka", + "email": "kubapok@wmi.amu.edu.pl", + "kernelspec": { + "display_name": "Python 3", + "language": "python", + "name": "python3" + }, + "lang": "pl", + "language_info": { + "codemirror_mode": { + "name": "ipython", + "version": 3 + }, + "file_extension": ".py", + "mimetype": "text/x-python", + "name": "python", + "nbconvert_exporter": "python", + "pygments_lexer": "ipython3", + "version": "3.8.3" + }, + "subtitle": "0.Informacje na temat przedmiotu[ćwiczenia]", + "title": "Ekstrakcja informacji", + "year": "2021" + }, + "nbformat": 4, + "nbformat_minor": 4 +}