Презентация по информатике на тему: "Информационные процессы. Измерение информации."(8 класс)

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ  1. В КАКОМ СЛУЧАЕ СООБЩЕНИЕ СОДЕРЖИТ  ИНФОРМАЦИЮ ДЛЯ КОНКРЕТНОГО ЧЕЛОВЕКА, А  В КАКОМ — НЕТ? ПРИВЕДИТЕ ПРИМЕРЫ ОБОИХ  СЛУЧАЕВ. 2. КАКУЮ РОЛЬ В ИНФОРМАЦИОННОЙ  ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА ВЫПОЛНЯЮТ  ОРГАНЫ ЧУВСТВ? ПЕРЕЧИСЛИТЕ ВСЕ ОРГАНЫ  ЧУВСТВ ЧЕЛОВЕКА. 3. ПОЧЕМУ ВОСПРИЯТИЕ ВКУСОВ И ЗАПАХОВ  МОЖНО НАЗВАТЬ ПРИЕМОМ ИНФОРМАЦИИ? 4. КАК ЧИТАЮТ НЕЗРЯЧИЕ ЛЮДИ? КАКИЕ  ОРГАНЫ ЧУВСТВ ПРИ ЭТОМ ЗАДЕЙСТВОВАНЫ? 5. ЧЕМ ОТЛИЧАЕТСЯ ЧТЕНИЕ НОТ ОТ  ПРОСЛУШИВАНИЯ МУЗЫКИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ  ФОРМЫ ПРИНИМАЕМОЙ ИНФОРМАЦИИ?

 6. Грамотный музыкант способен  услышанную музыку записать нотами.  Какое преобразование формы  музыкального произведения он при этом  производит? Опишите ситуацию обратного  преобразования. 7. Какую роль выполняют языки в  информационной деятельности человека? 8. Что такое естественные языки,  формальные языки? 9. Какие существуют формы  письменности?

§ 3. ИНФОРМАЦИОННЫЕ  ПРОЦЕССЫ  Основные темы параграфа:  • основные информационные процессы; • хранение информации; • передача информации; • обработка информации; • поиск информации; • информационные процессы в живой  природе.

ОСНОВНЫЕ  ИНФОРМАЦИОННЫЕ  ПРОЦЕССЫ   Что делает человек с полученной  информацией?   Во­первых, он ее стремится сохранить:  запомнить или записать.   Во­вторых, он передает ее другим людям.   В­третьих, человек сам создает новые знания,  новую информацию, выполняя обработку  данной ему информации. Какой бы  информационной деятельностью люди не  занимались, вся она сводится к осуществлению  трех процессов: хранению, передаче и  обработке информации (рис. 1.3).

ХРАНЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ   Люди хранят информацию либо в собственной  памяти (иногда говорят — «в уме»), либо на  каких­то внешних носителях. Чаще всего — на  бумаге.   Те сведения, которые мы помним, всегда нам  доступны. Например, если вы запомнили  таблицу умножения, то вам никуда не нужно  заглядывать для того, чтобы ответить на вопрос:  сколько будет пятью пять? Каждый человек  помнит свой домашний адрес, номер телефона, а  также адреса и телефоны близких людей. Если  же понадобился адрес или телефон, которого мы  не помним, то обращаемся к записной книжке  или к телефонному справочнику.

 Память человека можно условно назвать  оперативной. Здесь слово «оперативный» является  синонимом слову «быстрый».   Человек быстро воспроизводит сохраненные в  памяти знания. Свою память мы еще можем  назвать внутренней памятью. Тогда информацию,  сохраненную на внешних носителях (в записных  книжках, справочниках, энциклопедиях,  магнитных записях), можно назвать нашей  внешней памятью.   Человек нередко что­то забывает. Информация на  внешних носителях хранится дольше, надежнее.  Именно с помощью внешних носителей люди  передают свои знания из поколения в поколение.

ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ   Распространение информации между людьми  происходит в процессе ее передачи. Передача  может происходить при непосредственном разговоре  между людьми, через переписку, с помощью  технических средств связи: телефона, радио,  телевидения, компьютерной сети.   В передаче информации всегда участвуют две  стороны: есть источник и есть приемник  информации. Источник передает (отправляет)  информацию, а приемник ее получает  (воспринимает). Читая книгу или слушая учителя,  вы являетесь приемниками информации, работая  над сочинением по литературе или отвечая на  уроке, — источником информации. Каждому  человеку постоянно приходится переходить от роли  источника к роли приемника информации.

 Передача информации от источника к  приемнику всегда происходит через какой­то  канал передачи.   При непосредственном разговоре — это  звуковые волны;   при переписке — это почтовая связь;   при телефонном разговоре — это система  телефонной связи.   В процессе передачи информация может  искажаться или теряться, если  информационные каналы имеют плохое  качество или на линии связи действуют  помехи (шумы). Многие знают, как трудно  бывает общаться при плохой телефонной  связи.

ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ   Обработка информации — третий вид  информационных процессов.   Вот вам знакомый пример — решение  математической задачи: даны значения длин  двух катетов прямоугольного треугольника,  нужно определить его третью сторону —  гипотенузу. Чтобы решить задачу, ученик кроме  исходных данных должен знать математическое  правило, с помощью которого можно найти  решение. В данном случае это теорема Пифагора:  «квадрат гипотенузы равен сумме квадратов  катетов». Применяя эту теорему, получаем искомую  величину. Здесь обработка заключается в том, что  новые данные получаются путем вычислений,  выполненных над исходными данными.

 Вычисление — лишь один из вариантов  обработки информации. Новую информацию  можно вывести не только путем математических  расчетов. Вспомните истории Шерлока Холмса,  героя книг Конан Дойля. Имея в качестве  исходной информации часто очень запутанные  показания свидетелей и косвенные улики, Холмс  с помощью логических рассуждений прояснял  всю картину событий и разоблачал преступника.  Логические рассуждения — это еще один  способ обработки информации.   Процесс обработки информации не всегда связан  с получением каких­то новых сведений.  Например, при переводе текста с одного языка  на другой происходит обработка информации,  изменяющая ее форму, но не содержание.

 К этому же виду обработки относится кодирование  информации. Кодирование— это преобразование  представления информации из одной символьной  формы в другую, удобную для ее хранения,  передачи или обработки.   Особенно широко понятие кодирования стало  употребляться с развитием технических средств  хранения, передачи и обработки информации  (телеграф, радио, компьютеры). Например, в  начале XX века телеграфные сообщения  кодировались и передавались с помощью азбуки  Морзе. Иногда кодирование производится в целях  засекречивания содержания текста. В таком  случае его называют шифрованием.

 Еще одной разновидностью обработки  информации является ее сортировка  (иногда говорят — упорядочение).  Например, вы решили записать адреса и  телефоны всех своих одноклассников на  отдельные карточки. В каком порядке нужно  сложить эти карточки, чтобы затем было  удобно искать среди них нужные сведения?  Скорее всего, вы сложите их в алфавитном  порядке по фамилиям. В информатике  организация данных по какому­либо  правилу, связывающему ее в единое  целое, называется структурированием.

ПОИСК ИНФОРМАЦИИ   Нам очень часто приходится заниматься  поиском информации: в словаре искать  перевод иностранного слова, в телефонном  справочнике — номер телефона, в  железнодорожном расписании — время  отправления поезда, в учебнике математики  — нужную формулу, на схеме метро —  маршрут движения, в библиотечном каталоге  — сведения о нужной книге. Можно привести  еще много примеров. Все это — процессы  поиска информации на внешних  носителях: книгах, схемах, таблицах,  картотеках.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ  ПРОЦЕССЫ В ЖИВОЙ ПРИРОДЕ  Можно ли утверждать, что с информацией и  информационными процессами связана только жизнь  человека? Конечно, нет! Науке известно множество  фактов, подтверждаюaщих протекание  информационных процессов в живой природе.   Животным свойственна память; они помнят дорогу к  месту своего обитания, места добывания пищи;  домашние животные отличают знакомых людей от  незнакомых. Многие животные обладают обостренным  обонянием, несущим им ценную информацию.  Конечно, способности животных к обработке  информации значительно ниже, чем у человека.  Однако многие факты разумного поведения  свидетельствуют об их способности к определенным  умозаключениям.

ПОДВЕДЕМ ИТОГ:  Информационная деятельность человека связана с  осуществлением трех видов информационных процессов:  хранением, передачей и обработкой информации.   Человек хранит информацию в собственной памяти  (внутренняя, оперативная информация) и на  внешних носителях: бумаге, магнитной ленте и пр.  (внешняя информация).   Процесс передачи информации протекает от  источника к приемнику по информационным  каналам связи.   Процесс обработки информации связан с  получением новой информации, изменением формы  или структуры имеющейся информации.   Важным информационным процессом является поиск  информации.   Информационные процессы протекают и в живой  природе.

 Вопросы и задания   1. Приведите свои примеры профессий, в которых  основным видом деятельности является работа с  информацией. 2. Назовите три основных вида информационных  процессов. 3. Почему информацию, которую мы «помним  наизусть», можно назвать оперативной?  Приведите примеры оперативной информации,  которой вы владеете. 4. Приведите примеры ситуаций, в которых вы  являетесь источником информации, приемником  информации. Какую роль за сегодняшний день  вам чаще приходилось выполнять? 5. Приведите различные примеры процесса  обработки информации. Определите, по каким  правилам она производится в каждом примере.

§ 4. ИЗМЕРЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ   Основные темы параграфа:   • алфавитный подход к измерению  информации; • алфавит, мощность алфавита; • информационный вес символа; • информационный объем текста и единицы  информации.   А теперь обсудим вопрос о том, как можно  измерять информацию. Существует несколько  подходов к измерению информации. Здесь мы  рассмотрим только один, который называется  алфавитным подходом.

 Алфавитный подход к измерению информации   Вам хорошо известно, что для измерения таких  величин, как, например, расстояние, масса, время,  существуют эталонные единицы. Для расстояния —  это метр, для массы — килограмм, для времени —  секунда. Измерение происходит путем сопоставления  измеряемой величины с эталонной единицей.  Сколько раз эталонная единица укладывается в  измеряемой величине, таков и результат измерения.  Следовательно, и для измерения информации  должна быть введена своя эталонная единица.   Алфавитный подход позволяет измерять  информационный объем текста на некотором языке  (естественном или формальном), не связанный с  содержанием этого текста.

 Алфавит. Мощность алфавита   Под алфавитом мы будем понимать набор  букв, знаков препинания, цифр, скобок и др.  символов, используемых в тексте. В алфавит  также следует включить и пробел, т. е.  пропуск между словами.   Полное число символов в алфавите принято  называть мощностью алфавита. Будем  обозначать эту величину буквой N.   Например, мощность алфавита из русских  букв и отмеченных дополнительных символов  равна 54: 33 буквы + 10 цифр + 11 знаков  препинания, скобки, пробел.

 Информационный вес символа   При алфавитном подходе считается, что каждый  символ текста имеет определенный  информационный вес. Информационный вес  символа зависит от мощности алфавита. А каким  может быть наименьшее число символов в  алфавите? Оно равно двум! Скоро вы узнаете,  что такой алфавит используется в компьютере.  Он содержит всего 2 символа, которые  обозначаются цифрами «0» и «1». Его называют  двоичным алфавитом. Изучая устройство и  работу компьютера, вы узнаете, как с помощью  всего двух символов можно представить любую  информацию.   Информационный вес символа двоичного  алфавита принят за единицу информации и  называется 1 бит.

 С увеличением мощности алфавита увеличивается  информационный вес символов этого алфавита. Так один символ  из четырехсимволъного алфавита (N = 4) «весит» 2 бита.  Объяснение этому можно дать следующее: все символы такого  алфавита можно закодировать всеми возможными  комбинациями из двух цифр двоичного алфавита. Комбинацию  из нескольких (двух, трех и т. д.) знаков двоичного алфавита  назовем двоичным кодом.   Используя три двоичные цифры, можно составить 8 различных  комбинаций..  Следовательно, если мощность алфавита равна 8, то информационный  вес одного символа равен 3 битам.   Четырехзначным двоичным кодом может быть закодирован каждый  символ из 16­символьного алфавита. И так далее.

 Найдем зависимость между мощностью  алфавита (N) и количеством знаков в коде (b)  — разрядностью двоичного кода.   Заметим, что 2 = 21, 4 = 22, 8 = 23, 16 = 24.   В общем виде это записывается следующим  образом:   N= 2b.   Разрядность двоичного кода — это и есть  информационный вес символа.   Информационный вес каждого символа,  выраженный в битах (b), и мощность  алфавита (N) связаны между собой формулой:  N= 2b.

 Информационный объем текста и  единицы информации   Информационный объем текста складывается  из информационных весов составляющих его  символов.  Например, следующий текст, записанный с  помощью двоичного алфавита:   1101001011000101110010101101000111010010   содержит 40 символов, следовательно, его  информационный объем равен 40 битам.

 Сегодня для подготовки текстовых документов  чаще всего применяются компьютеры.  Алфавит, из которого составляется такой  «компьютерный текст», содержит 256  символов. В алфавит такого размера можно  поместить все практически необходимые  символы: строчные и прописные латинские и  русские буквы, цифры, знаки арифметических  операций, всевозможные скобки, знаки  препинания и пр.   Поскольку 256 = 28, то один символ  компьютерного алфавита «весит» 8 битов.  Причем 8 битов информации — это настолько  характерная величина, что ей даже присвоили  свое название — байт.   1 байт = 8 битов.

 Легко подсчитать информационный объем текста,  если известно, что информационный вес одного  символа равен 1 байту. Надо просто сосчитать число  символов в тексте. Полученное значение и будет  информационным объемом текста, выраженным в  байтах.   Например, небольшая книжка, подготовленная с  помощью компьютера, содержит 150 страниц.   На каждой странице — 40 строк, в каждой строке  — 60 символов (включая пробелы между словами).  Значит, страница содержит 40 х 60 = 2400 байтов  информации.   Для вычисления информационного объема всей  книги нужно полученную величину умножить на  число страниц:   2400 байтов ∙ 150 = 360 000 байтов.

 Для измерения больших информационных  объемов используются более крупные  единицы:   1 килобайт = 1 Кб = 210 байтов = 1024 байта 1 мегабайт = 1 Мб = 210 Кб = 1024 Кб 1 гигабайт = 1 Гб = 210 Мб = 1024 Мб   Следовательно, информационный объем  вышеупомянутой книги равен приблизительно  360 килобайтам. А если посчитать точнее, то  получится:   360000/1024 = 351,5625 Кб. 351,5625/1024 = 0,34332275 Мб.

 Коротко о главном   Алфавитный подход — это способ измерения  информационного объема текста, не связанного с его  содержанием.   Алфавит — это вся совокупность символов, используемых в  некотором языке для представления информации. Мощность  алфавита — это число символов в нем.   1 бит — информационный вес одного символа  двухсимволъного алфавита (N= 2).   Информационный вес символа (разрядность двоичного кода)  (b) и мощность алфавита (N) связаны формулой: N = 2b.   Информационный объем текста равен сумме  информационных весов всех символов, составляющих текст.   1 байт — информационный вес символа из алфавита  мощностью 28 = 256 символов. 1 байт — 8 битов.   Байт, килобайт, мегабайт, гигабайт — единицы измерения  информации. Каждая следующая единица больше  предыдущей в 1024 (210) раза.

 Вопросы и задания   1. Что такое алфавит? 2. Что такое мощность алфавита? 3. Как определяется информационный объем  текста при использовании алфавитного подхода? 4. Текст составлен с использованием алфавита  мощностью 64 символа и содержит 100 символов.  Каков информационный объем текста? 5. Что такое байт, килобайт, мегабайт. 6. Информационный объем текста,  подготовленного с помощью компьютера, равен  3,5 Кб. Сколько символов содержит этот текст? 7. Два текста содержат одинаковое количество  символов. Первый текст составлен в алфавите  мощностью 32 символа, второй — мощностью 64  символа, Во сколько раз отличаются  информационные объемы этих текстов?