Кодирование текстовой информации

Урок № 13 Тема урока: “Кодирование текстовой информации”. Тип урока: Обучающий. Цели урока: Познакомить учащихся со способами кодирования информации в компьютере; Рассмотреть примеры решения задач; Способствовать развитию познавательных интересов учащихся. Воспитывать выдержку и терпение в работе, чувства товарищества и взаимопонимания. Задачи урока: Формировать знания учащихся по теме “Кодирование текстовой (символьной) информации”; Содействовать формированию у школьников образного мышления; Развить навыки анализа и самоанализа; Формировать умения планировать свою деятельность. Оборудование: рабочие места учеников (персональный компьютер), рабочее место учителя, интерактивная доска, мультимедийный проектор, мультимедийная презентация, Ход урока Презентация I. Организационный момент. На интерактивной доске первый слайд мультимедийной презентации с темой урока. Учитель: Здравствуйте, ребята. Садитесь. Дежурный, доложите об отсутствующих. (Доклад  дежурного). Спасибо. II. Работа над темой урока. 1. Объяснение нового материала. Объяснение нового материала проходит в форме эвристической беседы с одновременным показом  мультимедийной презентации на интерактивной доске (Приложение 1). Учитель: Кодирование какой информации мы изучали на предыдущих занятиях? Ответ: Кодирование графической и мультимедийной информации. Учитель: Перейдём к изучению нового материала. Запишите тему урока “Кодирование текстовой  информации” (слайд 1). Рассматриваемые вопросы (слайд 2): ­ исторический экскурс; ­ двоичное кодирование текстовой информации; ­ расчет количества текстовой информации. Исторический экскурс Человечество использует шифрование (кодировку) текста с того самого момента, когда появилась  первая секретная информация. Перед вами несколько приёмов кодирования текста, которые были  изобретены на различных этапах развития человеческой мысли (слайд 3) [4]: ­ криптография – это тайнопись, система изменения письма с целью сделать текст непонятным для непосвященных лиц; ­ азбука Морзе или неравномерный телеграфный код, в котором каждая буква или знак  представлены своей комбинацией коротких элементарных посылок электрического тока (точек) и  элементарных посылок утроенной продолжительности (тире); ­ сурдожесты – язык жестов, используемый людьми с нарушениями слуха. Вопрос: Какие примеры кодирования текстовой информации можно привести еще? Учащиеся приводят примеры (дорожные знаки, электрические схемы, штрих­код товара). Учитель: (Показ   слайда 4). Один из самых первых известных методов шифрования носит имя  римского императора Юлия Цезаря (I век до н.э.) [4]. Этот метод основан на замене каждой буквы  шифруемого текста, на другую, путем смещения в алфавите от исходной буквы на фиксированное  количество символов, причем алфавит читается по кругу, то есть после буквы я рассматривается а. Так слово байт при смещении на два символа вправо кодируется словом гвлф. Обратный процесс  расшифровки данного слова – необходимо заменять каждую зашифрованную букву, на вторую  слева от неё. (Показ слайда 5) Расшифруйте фразу персидского поэта Джалаледдина Руми “кгнусм ёогкг фесл  тцфхя фзужщз фхгрзх ёогксп”, закодированную с помощью шифра Цезаря. Известно, что каждая буква исходного текста заменяется третьей после нее буквой. В качестве опоры используйте буквы  русского алфавита, расположенные на слайде. Вопрос: Что у вас получилось? Ответ учащихся: Закрой глаза свои пусть сердце станет глазом Ответ сравнивается с появившемся на слайде 5 правильным ответом. Двоичное кодирование текстовой информации Информация, выраженная с помощью естественных и формальных языков в письменной форме,  называется текстовой информацией (слайд 6). Какое количество информации необходимо, чтобы закодировать каждый знак, можно вычислить по формуле: N = 2I. Вопрос: В каком из перечисленных приёмов кодирования используется двоичный принцип  кодирования информации? Ответ учащихся: В азбуке Морзе. Учитель: В компьютере также используют принцип двоичного кодирования информации. Только  вместо точки и тире используют 0 и 1 (слайд 7) [1]. Традиционно для кодирования одного символа используется 1 байт информации. Вопрос: Какое количество различных символов можно закодировать? (напомнить, что 1 байт=8 бит) Ответ учащихся: N = 2I = 28 = 256. Учитель: Верно. Достаточно ли этого для представления текстовой информации, включая  прописные и строчные буквы русского и латинского алфавита, цифры и другие символы? Дети подсчитывают количество различных символов: ­ 33 строчные буквы русского алфавита + 33 прописные буквы = 66; ­ для английского алфавита 26 + 26 = 52; ­ цифры от 0 до 9 и т.д. Учитель: Ваш вывод? Вывод учащихся: Получается, что нужно 127 символов. Остается еще 129 значений, которые  можно использовать для обозначения знаков препинания, арифметических знаков, служебных  операций (перевод строки, пробел и т.д.. Следовательно, одного байта вполне хватает, чтобы  закодировать необходимые символы для кодирования текстовой информации. Учитель: В компьютере каждый символ кодируется уникальным кодом. Принято интернациональное соглашение о присвоении каждому символу своего уникального кода.  В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange) (слайд 8). В этой таблице представлены коды от 0 до 127 (буквы английского алфавита, знаки  математических операций, служебные символы и т.д.), причем коды от 0 до 32 отведены не  символам, а функциональным клавишам. Запишите название этой кодовой таблицы и диапазон  кодируемых символов. Коды с 128 по 255 выделены для национальных стандартов каждой страны. Этого достаточно для  большинства развитых стран. Для России были введены несколько различных стандартов кодовой таблицы (коды с 128 по 255). Вот некоторые из них (слайд 9­10). Рассмотрим и запишем их названия: КОИ8­Р, СР1251, СР866, Мас, ISO. Откройте практикум по информатике на стр. 65­66 и прочитайте про эти кодировочные таблицы. Учитель: В текстовом редакторе MS Word чтобы вывести на экране символ по его номеру кода,  необходимо удерживая на клавиатуре клавишу “ALT” набрать код символа на дополнительной  цифровой клавиатуре (слайд 11): Понятие кодировки Unicode (слайд 12) В мире существует примерно 6800 различных языков. Если прочитать текст,  напечатанный в Японии на компьютере в России или США, то понять его будет нельзя. Чтобы  буквы любой страны можно было читать на любом компьютере, для их кодировки стали  использовать два байта (16 бит). Вопрос: Сколько символов можно закодировать двумя байтами? (N=2I=216=65536) Ответ учащихся: 65536 Такая кодировка называется Unicode и обозначается как UCS­2. Этот код включает в себя все  существующие алфавиты мира, а также множество математических, музыкальных, химических  символов и многое другое. Существует кодировка и UCS­4, где для кодирования используют 4  байта, то есть можно кодировать более 4 млрд. символов. Расчет количества текстовой информации Так как каждый символ кодируется 1 байтом, то информационный объем текста можно узнать,  умножив количество символов в тексте на 1 байт. Проверим это на практике. Включите монитор, создайте текстовый документ в редакторе Блокнот и напечатайте в нём пословицу (слайд 12): “Ученье – атаман, а неученье – комар”. [3]. Сколько в  ней символов? Ответ: 36 Учитель: Сохраните и закройте файл. Определите его объем в байтах. Каков он? Ответ: 36 байт. Учитель: Ваш вывод? Ученики обсуждают и делают выводы. 2. Практическая работа. Учитель: В операционной системе Linux запустите текстовый редактор Open Office.org  Writer.   Откройте стр.198 учебника по информатике и информационным технологиям.  Определим числовой код символа в текстовом редакторе Open Office.org  Writer. В текстовом редакторе Open Office.org  Writer ввести команду /Вставка – Специальные  символы…/ …(выполнение практической работы). I. Кодирование чисел с помощью программы Калькулятор. Откройте на рабочем столе программу Калькулятор. Выберите инженерный вид (в главном меню ­ ВИД/ Инженерный). Переключая способ кодирования (Dec­десятичный, Bin ­ двоичный), заполните таблицу. После заполнения таблицы закройте окно программы. Десятичный способ кодирования 7 150   Двоичный способ кодирования 1011 10101010 Учитель: Теперь переходим к решению задач на количество текстовой информации и величин,  связанных с определением количества текстовой информации. Запишите условие задачи № 1. (На интерактивной доске – условие задачи № 1.) [5] Считая, что  каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем следующего  предложения: “Мой дядя самых честных правил, Когда не в шутку занемог, Он уважать себя заставил И  лучше выдумать не мог.” <Рисунок 2> Решение: В данной фразе 108 символов, учитывая знаки препинания, кавычки и пробелы.  Умножаем это количество на 8 бит. Получаем 108*8=864 бита. Учитель: Рассмотрим задачу № 2. (Условие выводится на интерактивной доске).<Рисунок  3>Запишите её условие: Лазерный принтер Canon LBP печатает со скоростью в среднем 6,3 Кбит в  секунду. Сколько времени понадобится для распечатки 8­ми страничного документа, если  известно, что на одной странице в среднем по 45 строк, в строке 70 символов (1 символ – 1 байт)  (см. рис. 2). Решение: 1) Находим количество информации, содержащейся на 1 странице: 45 * 70 * 8 бит = 25200 бит 2) Находим количество информации на 8 страницах: 25200 * 8 = 201600 бит 3) Приводим к единым единицам измерения. Для этого  Кбиты переводим в биты: 6,3*1024=6451,2 бит/сек. 4) Находим время печати: 201600: 6451,2 = 31,25 секунд. III. Обобщение Вопросы учителя (слайд 14): 1. Какой принцип кодирования текстовой информации используется в компьютере? 2. Как называется международная таблица кодировки символов? 3. Перечислите названия таблиц кодировок для русскоязычных символов. 4. В какой системе счисления представлены коды в перечисленных вами таблицах кодировок? Мы кодировали символы, звук и графику. А можно закодировать эмоции? Демонстрируется слайд 14. IV. Итог урока. Домашнее задание § 2.1,задача 2.1, записи в тетрадях.