Конспект урока на тему "Измерение информации" 7 класс

Конспект урока «Информатика» в 7 классе

«Измерение информации»

Цели: 

·         знание единиц измерения информации и свободное оперирование ими; 

·         понимание сущности измерения как сопоставления измеряемой величины с единицей измерения.

Задачи урока:

Предметные:

Рассмотрение алфавитного подхода к измерению информации; 

Определение информационного веса символа произвольного алфавита; 

Определение информационного объѐма сообщения, состоящего из некоторого количества символов алфавита; 

Изучение единиц измерения информации и соотношения между ними. 

Развивающая:

Развитие познавательного интереса, речи и внимания учащихся, умения сопоставлять, анализировать, делать выводы.

Воспитательная:

Воспитание у учащихся интереса к предмету, доброжелательности.

                                          Ход урока.

1.Организационный момент: постановка целей урока.

2.Проверка домашнего задания.

Фронтальный опрос учащихся по вопросам:

1.     Назовите три основных вида информационных процессов

2.     Приведите примеры ситуаций, в которых вы являетесь источником информации

3.     Приведите примеры ситуаций, в которых вы являетесь приемником информации

4.     Приведите различные примеры процесса обработки информации.

5.     Определите по каким правилам она производится в каждом примере

3.Изучение нового материала.

Как можно измерить количество информации? Да так же, как мы измеряем длину или массу чего-нибудь: сравнить с соответствующим эталоном. Сколько раз эталонная единица укладывается в измеряемой величине, таков и результат измерения. Надо только выбрать эталон.

Например, в мультфильме «38 попугаев» эталоном длины служит длина шага попугая.

Каков же эталон для измерения информации? Давайте в этом разберемся. Существует несколько способов измерения количества информации. Один из них называется алфавитный.

Алфавитный подход позволяет измерять количество информации в тексте (символьном сообщении), составленном из символов некоторого алфавита.

К содержанию текста такая мера информации отношения не имеет. Поэтому такой подход можно назвать объективным, то есть не зависящим от воспринимающего его субъекта. Алфавитный подход удобен при подсчете количества информации, хранимого, передаваемого и обрабатываемого техническими устройствами. Устройствам нет дела до содержательной стороны сообщений. Компьютеры, принтеры, модемы работают не с самой информацией, а с ее представлением в виде сообщений. Оценить информационные результаты их работы как полезные или бесполезные может только человек.

Алфавит – это набор букв, знаков, цифр, скобок и т.д.

 Количество символов в алфавите называется его мощностью Например, мощность алфавита из русских букв и дополнительных символов:

33 буквы + 10 цифр + 11 знаков препинания + скобки + пробел = 54

При алфавитном подходе считается, что каждый символ текста имеет определенный информационный вес.

Информационный вес символа зависит от мощности алфавита.

Представьте себе непрозрачный мешок, куда поместили все символы алфавита. Вы просовываете руку в мешок и вытягиваете один символ наугад. Сколько равновероятных вариантов символов могло оказаться у вас в ладони? Любой символ мог попасть к вам в руку, следовательно, количество вариантов совпадает с мощностью алфавита. Информация, которую несет, вытянутый вами символ, может быть рассчитана уже изученным способом.

По формуле Хартли.  N=2ⁱ , где N- мощность алфавита, i – информационный вес символа.

Чтобы посчитать информационный объем текста, достаточно подсчитать символы, из которых текст состоит, и умножить на информационный вес символа.

Ограничения на максимальный размер алфавита теоретически не существует. Однако есть алфавит, который можно назвать достаточным. Это тот алфавит, символы которого можно набрать с помощью клавиатуры. Это алфавит мощностью 256 символов. В алфавит такого размера можно поместить все практически необходимые символы: латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, всевозможные скобки, знаки препинания....

Поскольку 256 = 2⁸, то один символ этого алфавита «весит» 8 бит. Причем 8 бит информации — это настолько характерная величина, что ей даже присвоили свое название — байт.

1 байт = 8 бит.

Сегодня очень многие люди для подготовки писем, документов, статей, книг и пр. используют компьютерные текстовые редакторы. Компьютерные редакторы, в основном, работают с алфавитом размером 256 символов.

В этом случае легко подсчитать объем информации в тексте. Если 1 символ алфавита несет 1 байт информации, то надо просто сосчитать количество символов; полученное число даст информационный объем текста в байтах.

В любой системе единиц измерения существуют основные единицы и производные от них.

Для измерения больших объемов информации используются следующие производные от байта единицы:

Прием-передача информации могут происходить с разной скоростью. Количество информации, передаваемое за единицу времени, есть скорость передачи информации или скорость информационного потока.

Очевидно, эта скорость выражается в таких единицах, как бит в секунду (бит/с), байт в секунду (байт/с), килобайт в секунду (Кбайт/с) и т.д.

Взаимопроверка: ответить на вопросы, поменяться тетрадями и проверить по ключу.

Задание №1: «Статья, набранная на компьютере, содержит 16 страниц, на каждой странице 30 строк, в каждой строке 32 символа. Определите информационный объём статьи, напечатанной  в алфавите мощностью 65536 символов (одно из представлений кодировки Unicode)».
 1) 24 Кбайт         2) 30 Кбайт         3) 480 байт          4) 240 байт

Ответ: 2

Задание №2:«Статья, набранная на компьютере, содержит 8 страниц, на каждой странице 40 строк, в каждой строке 64 символа. Определите информационный объём статьи, напечатанной  в алфавите мощностью 65536 символов(одно из представлений кодировки Unicode)».

1) 320 байт         2) 35 Кбайт         3) 640 байт         4) 40 Кбайт

Ответ:4

Задание №3: В кодировке КОИ-8 алфавит состоит из 256 символов. Определите количество символов в сообщении, если информационный объем сообщения в этой кодировке равен 160 бит. 

1) 10         2) 16         3) 20         4) 160 

Ответ:3

 Задание№4: «Какова мощность алфавита, с помощью которого записано сообщение, содержащее 2048 символов, если его объем составляет 1/512 часть одного мегабайта».

1) 256         2) 512         3) 20         4) 8

Ответ:1 

Задание №5: В информации содержится 56000 бит. Сколько страниц займет данная информация, если на странице помещается 35 строк по  50 байтов в каждой?

1) 3       2) 4         3) 5         4) 8

Ответ:2 

Критерий оценивания:

«5»- 5 правильных ответов,

«4» - четыре правильных ответов,

«3» -три правильных ответов,

«2» - один, два правильных ответов.

Следовательно, если мощность алфавита равна 8, то информационный вес одного символа равен 3 битам.

Четырехзначными двоичными кодами могут быть закодированы все символы 16-символьного алфавита и т.д.

Найдем зависимость между мощностью алфавита (N) и количеством знаков в коде (b) – разрядностью двоичного кода.

Как вы считаете есть ли здесь какая-то закономерность?

Правильно! Заметим, что 2=2¹, 4=2², 8=2³, 16=2⁴

В общем виде это записывается следующим образом: N=2^b

Разрядность двоичного кода и есть информационный вес символа.

А как же быть с числами, которые не равны целой степени двойки?

Если число N не равно целой степени двойки, то для определения информационного веса символа поступают следующим образом: берется ближайшее к N, большее чем N значение M, равное двойке в целой степени:N<M=2^b. Получаемое отсюда значение b принимается за информационный вес символа. Например, если N=12, то M=16=2⁴. Отсюда информационный вес символа из алфавита мощностью 12 равен 4 битам. Иначе говоря, 12 символов алфавита кодируются 4-разрядными двоичными кодами.

4. Ожидаемый результат:

Определять информационный объем текста

Переводить количество информации из одних единиц в другие.

5. Итог урока.

Подвести итоги урока: проанализировать работу всего класса и отдельных учащихся, дать оценку работы класса и выставить оценки.

Рефлексия.

·                                 Что нового узнали на уроке?

·                                 Было ли интересно работать на уроке?

·                                 Чему вы научились на уроке?

·                                 Как вы считаете справились ли вы с поставленной в начале урока целью?

6. Домашнее задание. Учить по конспекту.

     Перевести:

А) 5  Кб = __ байт = __ бит             Б) __ Кб = ___ байт = 12288 бит
В) __ Кб = ___ байт = 213 бит        Г) __ Гб = 1536 Мб = ___Кбайт
Д) 512 Кбайт = ____ байт = ____ бит