Конспект урока "Алфавитный подход к измерению информации" 7 класс


Алфавитный подход к измерению информации.
Основные цели:
Познакомить учащихся с методом измерения информации в
символьном сообщении;
Научить вычислять количество информации, заключенное в
тексте, составленном из символов определенного алфавита;
Вести основные единицы измерения информации, установить
связь между ними. Определить количественную меру скорости
передачи информации.
Изучаемые вопросы:
- Что такое информационный вес символа в алфавите?
- Как измерить информационный объем текста с алфавитной точки
зрения?
- Что такое байт, килобайт, мегабайт, терабайт?
- Скорость передачи информационного потока.
Оборудование:
проектор;
ПК учителя;
ПК учащихся.
ХОД УРОКА
1. Организационный момент.
2.Фронтальный опрос.
Что изучали на прошлом уроке?
Какое кодирование считается универсальным?
Что такое алфавит языка?
Сколько символов в русском алфавите, в компьютерном
алфавите?
Что такое мощность алфавита?
3.Изложение нового материала.
Презентация.
1 слайд.Человек подходит к измерению информации с точки зрения
уменьшения неопределенности его знаний. Компьютер же работает не с
содержанием информации, которое способен воспринимать только человек, а
с данными, представляющими информацию.
Поэтому важнейшей задачей для компьютерных технологий является
представление информации в форме данных, пригодных для их обработки.
Данные и программы кодируются.
Язык общения компьютера с человеком все более приближается к
формам естественного языка. Язык - это система символьного представления
информации, используемая для хранения и передачи. Именно поэтому он
называется алфавитным подходом. При алфавитном подходе к определению
количества информации отвлекаются от содержания смысла информации и
рассматривают сообщение как последовательность знаков определенной
знаковой системы. Проще всего разобраться с этим на примере текста
написанного на каком-нибудь языке. Для нас удобнее, чтобы это был русский
язык.
2 слайд.Все множество использованных в языке символов будем
традиционно называть алфавитом. Обычно под алфавитом понимают только
буквы, но поскольку в тексте могут встречаться знаки препинания, скобки,
цифры, то мы их тоже включим в алфавит. В алфавит также следует
включить и пробел, то есть пропуск между словами.
Мощность, размер алфавита это полное количество символов в
алфавите.Мощность алфавита обозначается буквой N.
Вопросы. Мощность алфавита из русских букв равна 33, мощность
алфавита из латинских букв равна 26, мощность алфавита текста, набранного
с клавиатуры равна 256 строчные и прописные, латинские и русские буквы,
цифры, знаки арифметических операций, скобки, знаки препинания и т.д.;
мощность двоичного алфавита равна 2.
3 слайд.При алфавитном подходе, считается, что каждый символ
текста имеет информационную емкость. Информационная емкость знака
зависит от мощности алфавита. Алфавит, с помощью которого записано
сообщение состоит из Nзнаков. В простейшем случае, когда длина кода
сообщения составляет один знак отправитель может послать одно из
Nвозможных сообщений, которое будет нести количество информации i.
Тогда в формуле N=2
i
, N–количество знаков в алфавите знаковой системы
(мощность алфавита), i–количество информации, которое несет каждый знак
(информационный вес одного символа). Эта формула называется формулой
Хартли.
4 слайд.Например, из формулы можно определить количество
информации, которое несет знак в двоичной знаковой системе. Мощность
нашего алфавита равна 2.
N=2.
Воспользуемся формулой Хартли N=2
i
Получим 2=2
i
, т.е. 2
1
=2
i
. Из этого уравнения находим i. Получим i=1.
Т.е. информационная емкость знака двоичной знаковой системы составляет
один бит.
5 слайд. Самостоятельно.
Давайте мы с вами попробуем определить какое количество
информации несет буква русского алфавита, исключая редко используемую
букву «ё». Решение. Количество знаков нашего алфавита равно 32. Т.е. N=32.
Тогда нетрудно вычислить, что каждая буква несет в себе 5 битов
информации. Т.е. 32=2
i
.2
5
=2
i
i=5.
Таким образом, буква русского алфавита несет 5 битов информации.
Самостоятельно.Задание 1. (№5. Стр. 49)
6 слайд.Если код сообщения содержит несколько знаков, то количество
информации в нем можно подсчитать умножив количество информации,
которое несет один знак на количество знаков в сообщении.
Т.е.информационная емкость вычисляется по формуле I
c
=i*K, где i
информационная емкость одного знака, К длина кода, I
c
- суммарная
информационная емкость сообщения.
8 слайд.Решим такую задачу. Какое количество информации содержит
слово ПРИВЕТ, если считать что алфавит состоит из 32 букв.
Самостоятельно.
Самостоятельно. Задание 2. (№7, стр.49)
В наше время подготовка текстов в основном осуществляется с
помощью компьютера. Как мы уже говорили «компьютерный алфавит»
содержит 256 символов. Поскольку 256=2
8
информационный вес каждого
символа этого алфавита равен 8 битам.
Величина, равная 8 битам, называется байт.
Бит и байт «мелкие » единицы измерения. На практике для измерения
информационных объектов используются более крупные единицы:
1 килобайт=
1 мегабайт=
1 гигабайт=
1 терабайт=
Обмен информацией происходит с разной скоростью. Если говорить о
людях, то темп речи очень важен для взаимопонимания. Некоторые люди
разговаривают очень медленно, а другие наоборот быстро (тараторят). И с
теми и с другими иногда слушателю бывает некомфортно. Скорость чтения у
людей также бывает разная.
Скорость передачи информации называется скоростью
информационного потока и выражается в битах в секунду (бит/с), байтов в
секунду (байт/с), кбайт в секунду (кб/с) и т.д.
Скорость чтения и скорость речи можно вычислить.
Сформулируем данную задачу следующим образом: необходимо
определить свою скорость восприятия информации при чтении вслух и про
себя.
1. Творческое задание (экперимент)
План:
1. Взять книгу, выбрать в нем страницу заполненную текстом
(например, учебник 7 кл);
2. Подсчитать число символов в тексте. Для этого нужно
определить среднее число символов в строке, число строк на
странице. Умножив эти два числа, получим число символов во
всем тексте.
3. Разумно допустить, что для набора текста учебника использован
компьютерный алфавит, мощность которого равна 256 каждый
символ несет 1 байт информации.
4. Общее число символов = информационному объему текста в
байтах.
5. Читать текст вслух, измеряя по секундомеру время чтения.
Скорость чтения должна быть такой, чтобы ученику было
понятно содержание текста.
6. Окончательный ответ получаем путем деления объема
информации на время в секундах.
7. Закрепление изученного.
Задание №5, 7. Стр.49.
8. Итоги урока.
Оценить работу класса, назвать учащихся отличившихся на уроке.
9. Домашнее задание.
§1.6. Задание 5, 7, 9 стр.49-50
Уровень применения: определите свою скорость речи с точки зрения
информатики.
Творческий уровень: наберите на домашнем компьютере текст,
информационный объем которого равен 2400 байт.