информатика

Урок 2

Тема:

Информация. Представление информации, языки, кодирование

Тип урока: урок ознакомления с новым материалом

Цели:

·       Познакомить учащихся с различными видами кодирования информации и видами представлении информации;

·       Формирование первоначальных представлений о кодировке информации;

·       Формирование общих представлений современной научной картины мира;

·       формирование коммуникативных качеств развивающейся личности.

Оборудование:

·       ПК;

·       Интерактивная доска;

·       MS PowerPoint

Ход урока:

I.Организационный момент (2 мин.)

Приветствие. Знакомство с классом. Закрепление рабочих мест за учащимися.

II. Актуализация знаний (3 мин.)

Проверка домашнего задания.

III. Теоретическая часть (25 мин.)

Из базового курса вам должно быть известно, что информация хранится, передается, обрабатывается в символьной (знаковой) форме. Одна и та же информация может быть представлена в разной форме, с помощью различных знаковых систем.

Язык – это определенная знаковая система представления информации.

Существуют естественные (разговорные) языки и формальные языки. Естественные языки носят национальный характер. Формальные языки чаще всего относятся к специальной области человеческой деятельности. Примеры формальных языков: язык музыки (нотная грамота), язык математики (цифры и математические знаки) и др. В некоторых случаях разговорную речь может заменять язык мимики и жестов, язык специальных знаков (например, дорожные знаки).

Под словом «кодирование» понимают процесс представления инфор­мации, удобный для ее хранения и/или передачи. Следовательно, запись текста на естественном языке можно рассматривать как способ кодирова­ния речи с помощью графических элементов (букв, иероглифов). Записан­ный текст является кодом, заключающим в себе содержание речи, т. е. информацию.

Процесс чтения текста — это обратный по отношению к письму про­цесс, при котором письменный текст преобразуется в устную речь. Чтение можно назвать декодированием письменного текста.

А теперь обратим внимание на то, что может существовать много спо­собов кодирования одного и того же текста на одном и том же языке. На­пример, русский текст мы привыкли записывать с помощью русского алфавита. Но то же самое можно сделать, используя латинский алфавит. Иногда так приходится поступать, отправляя SMS по мобильному телефо­ну, на котором нет русских букв, или электронное письмо на русском язы­ке за границу, если у адресата нет русифицированного программного обес­печения.

Существует множество способов кодирования. Например, стенография — быстрый способ записи устной речи. Ею владеют лишь немногие специально обученные люди — стенографисты. Они успевают записывать текст синхронно с речью выступающего человека. В стенограмме один значок обозначает целое слово или сочетание букв. Расшифровать (декодировать) стенограмму может только сам стенографист. Можно придумать и другие способы кодирования.

Приведенные примеры иллюстрируют следующее важное правило: для кодирования одной и той же информации могут быть использованы раз­ные способы; их выбор зависит от ряда обстоятельств: цели кодирова­ния, условий, имеющихся средств.

Еще одно важное обстоятельство: выбор способа кодирования информа­ции может быть связан с предполагаемым способом ее обработки. Обсу­дим это на примере представления чисел — количественной информации. Используя русский алфавит, можно записать число «тридцать пять». Используя же алфавит арабской десятичной системы счисления, пишем: 35. Пусть вам надо произвести вычисления. Скажите, какая запись удоб­нее для выполнения расчетов: «тридцать пять умножить на сто двадцать семь» или «35 х 127»? Очевидно, что для перемножения многозначных чисел вы будете пользоваться второй записью.

Заметим, что две эти записи, эквивалентные по смыслу, используют разные языки: первая — естественный русский язык, вторая — формаль­ный язык математики, не имеющий национальной принадлежности. Пе­реход от представления на естественном языке к представлению на фор­мальном языке можно также рассматривать как кодирование. Человеку удобно использовать для кодирования чисел десятичную систему счисле­ния, а компьютеру — двоичную систему.

Широко используемыми в информатике формальными языками явля­ются языки программирования.

В некоторых случаях возникает потребность засекречивания текста со­общения или документа, для того чтобы его не смогли прочитать те, кому не положено. Это называется защитой от несанкционированного досту­па. В таком случае секретный текст шифруется. Шифрование представляет собой процесс превращения открытого текста в зашифрованный, а дешифрование — процесс обратного преобразования, при котором восстанавливается ис­ходный текст. Шифрование — это тоже кодирование, но с засекреченным методом, известным только источнику и адресату. Методами шифрова­ния занимается наука криптография.

С появлением технических средств хранения и передачи информации возникли новые идеи и приемы кодирования. Первым техническим сред­ством передачи информации на расстояние стал теле­граф, изобретенный в 1837 году американцем Сэмюэлем Морзе. Телеграфное сообщение — это последова­тельность электрических сигналов, передаваемая от одного телеграфного аппарата по проводам к другому телеграфному аппарату. Эти технические обстоя­тельства привели Морзе к идее использования всего двух видов сигналов — короткого и длинного — для кодирования сообщения, передаваемого по линиям телеграфной связи.

Такой способ кодирования получил название азбу­ки Морзе. В ней каждая буква алфавита кодируется последовательностью коротких сигналов (точек) и длинных сигналов (тире). Буквы отделяются друг от друга паузами — отсутствием сигналов. В таблице на слайде показана азбука Морзе применительно к русско­му алфавиту. Специальных знаков препинания в ней нет. Их обычно запи­сывают словами: «тчк» — точка, «зпт» — запятая и т. п.

Самым знаменитым телеграфным сообщением является сигнал бед­ствия «SOS» (SaveOurSouls — спасите наши души). Вот как он выглядит в коде азбуки Морзе:

… --- …

Три точки обозначают букву S, три тире — букву О. Две паузы отделяют буквы друг от друга.

Характерной особенностью азбуки Морзе является переменная длина кода разных букв, поэтому код Морзе называют неравномерным кодом. Буквы, которые встречаются в тексте чаще, имеют более короткий код, чем редкие буквы. Например, код буквы «Е» — одна точка, а код буквы «Ъ» состоит из шести знаков. Зачем так сделано? Чтобы сократить длину всего сообщения. Но из-за переменной длины кода букв возникает проблема отделения букв друг от друга в тексте. Поэтому приходится для разде­ления использовать паузу (пропуск). Следовательно, телеграфный алфа­вит Морзе является троичным, так как в нем используется три знака: точ­ка, тире, пропуск.

Равномерный телеграфный код был изобретен французом Жаном Морисом Бодо в конце XIX века. В нем ис­пользовалось всего два вида сигналов. Неважно, как их назвать: точка и тире, плюс и минус, ноль и единица. Это два отличающихся друг от друга электрических сигнала.

В коде Бодо длина кодов всех символов алфавита одинакова и равна пяти. В таком случае не возникает проблемы отделения букв друг от друга: каждая пятерка сигналов — это знак текста.

Код Бодо — это первый в истории техники способ двоичного кодирования информации. Благодаря идее Бодо удалось автоматизировать процесс передачи и пе­чати букв. Был создан клавишный телеграфный аппарат. Нажатие клавиши с определенной буквой вырабатывает соответствующий пятиимпульсный сигнал, который передается по линии связи. Принимающий ап­парат под воздействием этого сигнала печатает ту же букву на бумажной ленте.

Из базового курса информатики вам известно, что в современных ком­пьютерах для кодирования текстов также применяется равномерный дво­ичный код. Проблемы кодирования информации в компьютере и при пе­редаче данных по сети мы рассмотрим несколько позже.

IV. Закрепление знаний (10 мин.)

1.     Дана кодовая таблица азбуки Морзе (учебник, стр. 16). Расшифруйте (декодируйте), что здесь написано?
-- --- ·-·· --- -·· -·-· -·--(Молодцы)

2.     Закодируйте с помощью азбуки Морзе слова:
ИНФОРМАТИКА, ДАННЫЕ, АЛГОРИТМ
(·· -···-· --- ·-· -- ·- - ·· -·- ·-
-···- -· -· -·-- ·
·- ·-·· --· --- ·-··· - --)

3.    

(Копейка рубль бережет)

4.     Заменяя каждую букву ее порядковым номером в алфавите, зашифруйте фразу: Я УМЕЮ КОДИРОВАТЬ ИФОРМАЦИЮ. Что необходимо предусмотреть, чтобы зашифрованный код был записан без пропусков?

V. Итог урока (2 мин.)

1.     Языки представления информации делятся на естественные и формальные

2.     Основными целями кодирования является: засекречивание информации, быстрый способ записи, передача по техническим каналам, выполнение математических вычислений

3.     Первый равномерный двоичный код изобрел Код Бодо

VI. Домашнее задание (3 мин.)

Прочитать и законспектировать §2, ответить на вопросы в конце параграфа (стр. 17)

Скачано с www.znanio.ru