Конспект урока "Количество информации. Единицы измерения информации"


Тема: "Количество информации. Единицы измерения информации".
Цель урока: познакомить учащихся с единицами измерения информации, научить их
решать задачи на определение информационной емкости сообщения и на перевод
количества информации из одних единиц измерения информации в другие.
Оборудование: презентация “Количество информации”
Ход урока.
1. Проверка домашнего задания.
Вопросы к классу:
1. Что понимают под информацией?
2. Что можно делать с информацией?
3. Какие виды представления информации в компьютере вы знаете?
4. Какие приемы кодирования сообщений применялись в древности?
5. Что такое код и кодирование информации?
6. Приведите примеры различных способов кодирования информации.
7. Перечислите достоинства и недостатки кодирования, применяемого в
компьютерах.
8. Как называется кодировка для представления символов, вводимых с клавиатуры?
9. Как кодируются числа?
10. В чем суть кодирования графической информации?
11. Чем отличаются растровые и векторные изображения?
12. Как кодируется звуковая информация?
13. Проверка задач №3, № 4 из домашнего задания.
1. Изучение нового материала.
С точки зрения философии вопрос об измерении информации довольно глубокий. В 7
классе можно говорить, на мой взгляд, только об измерении информации в технике.
Давайте подумаем, что может служить оценкой количества информации?
Верно ли, что истрепанная книжка, если в ней нет вырванных страниц, несет для
вас ровно столько же информации, сколько такая же новая?
Каменная скрижаль весом в три тонны несет для археологов столько же
информации, сколько ее хороший фотоснимок в археологическом журнале. Не
так ли?
Когда московская радиостудия передает последние известия, то одну и ту же
информацию получает и подмосковный житель, и житель Новосибирска. Но
поток энергии радиоволн в Новосибирске намного меньше, чем в Москве.
Следовательно, мощность сигнала, также как и вес носителя, никак не могут служить
оценкой количества информации, переносимой сигналом.
Как же оценить это количество?
А). Измерение информации в быту (информация как новизна).
Вы получили какое-то сообщение (например, прочитали статью в любимом
журнале). В этом сообщении содержится какое-то количество информации. Как
оценить, сколько информации вы получили? Другими словами, как измерить
информацию?
Можно ли сказать, что чем больше статья, тем больше информации она содержит?
Разные люди, получившие одно и то же сообщение, по-разному оценивают количество
информации, содержащееся в нем. Это происходит оттого, что знания людей об этих
событиях, явлениях до получения сообщения были различными. Поэтому те, кто знал
об этом мало, сочтут, что получили много информации, те же, кто знал больше, чем
написано в статье, скажут, что информации не получили вовсе. Таким образом,
количество информации в сообщении зависит от того, насколько ново это сообщение
для получателя.
При таком подходе непонятно, по каким критериям можно ввести единицу измерения
информации. Следовательно, с точки зрения информации как новизны мы не
можем оценить количество информации, содержащейся в научном открытии,
новом музыкальном стиле, новой теории общественного развития.
Б). Измерение информации в технике.
В технике (информацией считается любая хранящаяся, обрабатываемая или
передаваемая последовательность знаков, символов) часто используют простой и
грубый способ определения количества информации, который может быть назван
объемным. Он основан на подсчете числа символов в сообщении, т.е. связан с его
длиной и не учитывает содержания.
Длина сообщения зависит от числа различных символов, употребляемых для записи
сообщения. Например, слово “мир” в русском алфавите записывается тремя знаками, в
английском – пятью (реасе), а в КОИ-8 двадцатью четырьмя битами
(111011011110100111110010).
Исходное сообщение
Количество информации
На языке
в машинном представлении
(КОИ-8)
в
символах
в битах
в байтах
Рим
11110010 11101001 11101101
3
24
3
Мир
11101101 11101001 11110010
3
24
3
Миру
мир!
11101101 11101001 11110010
11110101 00100000 11101101
1110101 11110010 00100001
9
72
9
В вычислительной технике применяются две стандартные единицы измерения: бит
(binary digit) и байт (byte). Конечно, будет правильно, если вы скажете: “В слове “Рим”
содержится 24 бита информации, а в сообщении “миру мир!” 72 бита”.
Однако, прежде чем измерить информацию в битах, вы определяете количество
символов в этом сообщении. Нам привычнее работать с символами, машине – с кодами.
Каждый символ не случайно кодируется 8-битным кодом. Мы уже обсуждали, почему
это так. Поэтому для удобства была введена более “крупная” единица информации в
технике (преимущественно в вычислительной) байт. Теперь вам легче подсчитать
количество информации в техническом сообщении – оно совпадает с количеством
символов в нем.
Для измерения информации используется и более крупные единицы:
1 бит
1 байт
8 бит
1 Кбайт
(килобайт)
2
10
байт = 1024 байт
1 тыс. байт
1 Мбайт
(мегабайт)
2
10
Кбайт = 2
20
байт
1 млн. байт
1 Гбайт
(гигабайт)
2
10
Мбайт = 2
30
байт
1 млрд. байт
В 100 Мб можно уместить:
страниц текста
цветных слайдов высочайшего качества
аудиозапись речи видного политического деятеля
музыкальный фрагмент качества СD-стерео
фильм высокого качества записи
протоколы операций с банковским счетом
50 000 или 150 романов
150
1.5 часа
10 минут
15 секунд
за 1000 лет
В технике под количеством информации понимают количество кодируемых,
передаваемых или хранимых символов.
Бит – двоичный знак двоичного алфавита (0, 1). Бит – минимальная единица
измерения информации.
Байт – единица количества информации в системе СИ. Байт – это восьмиразрядный
двоичный код, с помощью которого можно представить один символ. При вводе в ЭВМ
символа с клавиатуры машине передается 1 байт информации.
Единицы измерения информации в
вычислительной технике
1 бит
1 байт
8 бит
1 Кбайт
(килобайт)
2
10
байт = 1024
байт
» 1 тыс. байт
1 Мбайт
(мегабайт)
2
10
Кбайт =
2
20
байт
» 1 млн. байт
1 Гбайт
(гигабайт)
2
10
Мбайт =
2
30
байт
» 1 млрд. байт
Информационный объем сообщения (информационная емкость сообщения)
количество информации в сообщении, измеренное в битах, байтах или производных
единицах (Кбайтах, Мбайтах и т. д.).
Различные подходы к определению и измерению информации
Подход к определению
Подход к измерению
В быту
Разнообразные сведения,
сообщения, их новизна
Новизна не измеряется
В технике
Сообщения, передаваемые в
форме знаков и сигналов
Информационная емкость равна
количеству символов
В теории связи
Снятая неопределенность
(К. Шеннон)
Количество информации зависит
от вероятности получения
сообщения (В данном курсе не
рассматривается)
В теории информации
Увеличение объема
знаний
В данном курсе не
рассматривается
В теории принятия
решений
Увеличение вероятности
достижения цели
В кибернетике (теория
управления)
Часть знания,
используемая
в управлении
В теории отражения
Результат отражения,
отраженное разнообразие
1. Закрепление материала.
Вопросы к классу:
1. Сколько байтов информации содержится в слове “информация”?
2. Подсчитайте, сколько бит содержит следующее выражение:
VELE, VIDE, VICI
(пришел, увидел, победил - Ю. Цезарь)
3. Задача. Измерьте примерную информационную емкость 1 страницы учебника,
всего учебника.
Решение. Предположим, что в учебнике около 200 страниц, на странице
примерно 50 строк по 60 символов. Итого, если считать, что вся книга заполнена
текстом, а рисунков нет, в книге 200*50*60=600 тыс. символов. Поскольку наш
подсчет все равно приближенный, будем считать, что 1Кбайт» 1000 байт. Тогда
получится, что информационный объем учебника около 600 Кбайт, т. е.
Несколько больше полмегабайта.
4. Задача. Сколько таких учебников может поместиться на дискете емкостью 360
Кбайт, 1,44 Мбайт, на винчестере в 420 Мбайт?
5. Переведите в килобайты:
7000 байт;
400 Мбайт;
300 Гбайт.
7. Задача. Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 150 страниц; на
каждой странице – 40 строк, в каждой строке 60 символов. Каков объем
информации в книге?
Решение. Мощность компьютерного алфавита равна 256. Один символ несет 1 байт
информации. Значит, страница содержит 40*60=2400 байт информации. Объем всей
информации в книге (в разных единицах):
2400*150=360000 байт.
360000/1024=351,5625 Кбайт.
351,5625/1024=0,34332275 Мбайт.
Домашнее задание.
Выучить опорный конспект к уроку.
Задача. Определите количество информации, содержащейся в учебнике литературы,
для этого вычислите:
1. Количество символов в одной строке __________________________
2. Количество строк на одной странице __________________________
3. Количество страниц в книге __________________________________
Перемножьте полученные числа:
Ответ: » ______________ байт » ________________Кбайт.