Конспект урока "Кодирование числовой, текстовой и графической информации. Декодирование" 8 класс


Урок №7 8 класс Асылханов К.К.
Тема урока: Кодирование числовой, текстовой и графической информации. Декодирование
Цели и задачи урока:
Цели:
1) закрепить представления учащихся о понятиях «кодирование», «декодирование»,
«таблица соответствия»,
2) расширить представление о роли кодирования, использовании кодирования в
повседневной жизни,
3) закрепить навыки использования числовой формы представления информации о размерах
предмета, расстоянии и времени,
4) развивать навыки решения информационных задач по кодированию и декодированию на
основе алфавита и порядковых номеров букв в нём.
Задачи:
1) развивать информационную культуру,
2) развивать логическое мышление, наблюдательность и исследовательские качества.
Тип урока: урок-объяснение новой темы.
Методы и приёмы: объяснительно иллюстративный, репродуктивный, проблемный метод,
анализ, синтез, обобщение.
Межпредметная связь: с математикой, физикой, русским и английскими языками.
Программно-дидактическое обеспечение: ПК, эл.учебник, презентация, проектор.
План урока:
I. Организация начала урока (1-3 мин);
II. Проверка и актуализация знаний (2-5);
III. Постановка целей и задач (1 мин);
IV. Теоретическая часть (20 мин);
V. Практическая часть (10 мин);
VI. Информация о домашнем задании (1 мин);
VII. Подведение итогов урока (5 мин).
Ход урока:
I. Организация начала урока.
риветствие. Проверка готовности учащихся к уроку)
II. Давайте вспомним основные определения и понятия, которые мы изучили на
прошлых уроках:
1) системы счисления - это...
2) виды систем счисления...
3) перевод из десятичной в двоичную...
4) из двоичной в десятичную...
5) заполнение таблицы истинности:
Формула
Высказыван
ие
Тигр
Волк
Бурундук
Заяц
A
Зверь
полосатый
B
Зверь
хищный
Не А
Зверь
не
полосатый
Не В
Зверь
не хищный
А и В
Зверь
полосатый
и хищный
А или В
Зверь
полосатый
или хищный
III. Целью нашего сегодняшнего урока является рассмотрение понятия кодирование
числовой, текстовой и графической информации, декодирование.
IV. Код это набор условных обозначений (или сигналов) для записи (или передачи)
некоторых заранее определенных понятий.
Кодирование информации это процесс формирования определенного представления
информации. В более узком смысле под термином «кодирование» часто понимают переход от
одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или
обработки.
Обычно каждый образ при кодировании (иногда говорят шифровке) представлении
отдельным знаком.
Знак - это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов.
В более узком смысле под термином "кодирование" часто понимают переход от одной
формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или
обработки.
Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой
форме. Вся другая информация (например, звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для
обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы
перевести в числовую форму музыкальный звук, можно через небольшие промежутки времени
измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя результаты каждого
измерения в числовой форме. С помощью программ для компьютера можно выполнить
преобразования полученной информации, например "наложить" друг на друга звуки от разных
источников.
Аналогичным образом на компьютере можно обрабатывать текстовую информацию.
При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на
внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся
изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой
символов.
Как правило, все числа в компьютере представляются с помощью нулей и единиц не
десяти цифр, как это привычно для людей). Иными словами, компьютеры обычно работают в
двоичной системе счисления, поскольку при этом устройства для их обработки получаются
значительно более простыми. Ввод чисел в компьютер и вывод их для чтения человеком может
осуществляться в привычной десятичной форме, а все необходимые преобразования
выполняют программы, работающие на компьютере.
Способы кодирования информации.
Одна и та же информация может быть представлена (закодирована) в нескольких
формах. C появлением компьютеров возникла необходимость кодирования всех видов
информации, с которыми имеет дело и отдельный человек, и человечество в целом. Но решать
задачу кодирования информации человечество начало задолго до появления компьютеров.
Грандиозные достижения человечества - письменность и арифметика - есть не что иное, как
система кодирования речи и числовой информации. Информация никогда не появляется в
чистом виде, она всегда как-то представлена, как-то закодирована.
Двоичное кодирование один из распространенных способов представления
информации. В вычислительных машинах, в роботах и станках с числовым программным
управлением, как правило, вся информация, с которой имеет дело устройство, кодируется в
виде слов двоичного алфавита.
Кодирование символьной (текстовой) информации.
Основная операция, производимая над отдельными символами текста - сравнение
символов.
При сравнении символов наиболее важными аспектами являются уникальность кода для
каждого символа и длина этого кода, а сам выбор принципа кодирования практически не имеет
значения.
Для кодирования текстов используются различные таблицы перекодировки. Важно,
чтобы при кодировании и декодировании одного и того же текста использовалась одна и та же
таблица.
Таблица перекодировки - таблица, содержащая упорядоченный некоторым образом
перечень кодируемых символов, в соответствии с которой происходит преобразование символа
в его двоичный код и обратно.
Наиболее популярные таблицы перекодировки: ДКОИ-8, ASCII, CP1251, Unicode.
Исторически сложилось, что в качестве длины кода для кодирования символов было
выбрано 8 бит или 1 байт. Поэтому чаще всего одному символу текста, хранимому в
компьютере, соответствует один байт памяти.
Различных комбинаций из 0 и 1 при длине кода 8 бит может быть 28 = 256, поэтому с
помощью одной таблицы перекодировки можно закодировать не более 256 символов. При
длине кода в 2 байта (16 бит) можно закодировать 65536 символов.
Сходство в кодировании числовой и текстовой информации состоит в следующем:
чтобы можно было сравнивать данные этого типа, у разных чисел (как и у разных символов)
должен быть различный код. Основное отличие числовых данных от символьных заключается в
том, что над числами кроме операции сравнения производятся разнообразные математические
операции: сложение, умножение, извлечение корня, вычисление логарифма и пр. Правила
выполнения этих операций в математике подробно разработаны для чисел, представленных в
позиционной системе счисления.
Основной системой счисления для представления чисел в компьютере является двоичная
позиционная система счисления.
Кодирование текстовой информации. В настоящее время, большая часть пользователей,
при помощи компьютера обрабатывает текстовую информацию, которая состоит из символов:
букв, цифр, знаков препинания и др. Подсчитаем, сколько всего символов и какое количество
бит нам нужно.
10 цифр, 12 знаков препинания, 15 знаков арифметических действий, буквы русского и
латинского алфавита, ВСЕГО: 155 символов, что соответствует 8 бит информации.
Единицы измерения информации.
1 байт = 8 бит
1 Кбайт = 1024 байтам
1 Мбайт = 1024 Кбайтам
1 Гбайт = 1024 Мбайтам
1 Тбайт = 1024 Гбайтам
Суть кодирования заключается в том, что каждому символу ставят в соответствие
двоичный код от 00000000 до 11111111 или соответствующий ему десятичный код от 0 до 255.
Необходимо помнить, что в настоящее время для кодировки русских букв используют
пять различных кодовых таблиц (КОИ - 8, СР1251, СР866, Мас, ISO), причем тексты,
закодированные при помощи одной таблицы не будут правильно отображаться в другой
Основным отображением кодирования символов является код ASCII - American Standard
Code for Information Interchange- американский стандартный код обмена информацией, который
представляет из себя таблицу 16 на 16, где символы закодированы в шестнадцатеричной
системе счисления.
Кодирование графической информации. Важным этапом кодирования графического
изображения является разбиение его на дискретные элементы (дискретизация).
Основными способами представления графики для ее хранения и обработки с помощью
компьютера являются растровые и векторные изображения
Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из
элементарных геометрических фигур (чаще всего отрезков и дуг). Положение этих
элементарных отрезков определяется координатами точек и величиной радиуса. Для каждой
линии указывается двоичные коды типа линии (сплошная, пунктирная, штрихпунктирная),
толщины и цвета.
Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей), полученных
в результате дискретизации изображения в соответствии с матричным принципом.
Матричный принцип кодирования графических изображений заключается в том, что
изображение разбивается на заданное количество строк и столбцов. Затем каждый элемент
полученной сетки кодируется по выбранному правилу.
Pixel (picture element - элемент рисунка) - минимальная единица изображения, цвет и
яркость которой можно задать независимо от остального изображения.
В соответствии с матричным принципом строятся изображения, выводимые на принтер,
отображаемые на экране дисплея, получаемые с помощью сканера.
Качество изображения будет тем выше, чем "плотнее" расположены пиксели, то есть чем
больше разрешающая способность устройства, и чем точнее закодирован цвет каждого из них.
Для черно-белого изображения код цвета каждого пикселя задается одним битом.
Если рисунок цветной, то для каждой точки задается двоичный код ее цвета.
Поскольку и цвета кодируются в двоичном коде, то если, например, вы хотите
использовать 16-цветный рисунок, то для кодирования каждого пикселя вам потребуется 4 бита
(16=24), а если есть возможность использовать 16 бит (2 байта) для кодирования цвета одного
пикселя, то вы можете передать тогда 216 = 65536 различных цветов. Использование трех
байтов (24 битов) для кодирования цвета одной точки позволяет отразить 16777216 (или около
17 миллионов) различных оттенков цвета - так называемый режим “истинного цвета” (True
Color). Заметим, что это используемые в настоящее время, но далеко не предельные
возможности современных компьютеров.
Кодирование звуковой информации. Из курса физики вам известно, что звук - это
колебания воздуха. По своей природе звук является непрерывным сигналом. Если
преобразовать звук в электрический сигнал (например, с помощью микрофона), мы увидим
плавно изменяющееся с течением времени напряжение.
Для компьютерной обработки аналоговый сигнал нужно каким-то образом
преобразовать в последовательность двоичных чисел, а для этого его необходимо
дискретизировать и оцифровать.
Можно поступить следующим образом: измерять амплитуду сигнала через равные
промежутки времени и записывать полученные числовые значения в память компьютера.
V. Просмотр презентации
VI. Домашнее задание: конспект, задача.
VII. Отметить учащихся, принимавших активное участие в обсуждении.