Ученики на Учителя.com


Урок информатики "Понятие количества информации различные подходы. Единицы измерения количества информации"

ПЛАН-КОНСПЕКТ УРОКА
Понятие количества информации: различные подходы. Единицы
измерения количества информации.
Предмет: Информатика
Класс: 8
Базовый учебник: И. Г. Семакин, Л. А. Залогова, С. В. Русаков, Л. В. Шестакова
Информатика и ИКТ 8 класс
Цель урока: Сформировать систему знаний о понятии количества информации, об
единицах измерения количества информации, особенностях запоминания, обработки и
передачи информации человеком.
Задачи:
Обучающие:
• дать понятие количества информации
• познакомить с алфавитным подходом при определении количества
информации
• познакомить с единицами измерения информации
• формировать практические навыки по определению количества
информации.
Развивающие:
• развитие вычислительных навыков
• формирование логического мышления
• развитие внимания
Воспитательные:
• формировать интерес к предмету
• воспитание информационной культуры, культуры вычислений
• привитие учащимся навыка самостоятельности в работе
Оборудование и материалы: компьютеры, экран, проектор, презентация
План урока
1. Организационный момент (4 мин)
2. Объяснение нового материала (25 мин)
3. Закрепление нового материала (15 мин)
4. Итог урока (1 мин)
Ход урока
1. Организационный момент (4 мин)
Здравствуйте ребята, на прошлом уроке вы изучали тему информационные
процессы. Давайте повторим эту тему, для этого ответим на следующие вопросы:
1. Назовите три основных вида информационных процессов (хранение информации,
передача информации, обработка информации)
2. Почему информацию, которую мы «помним наизусть», можно назвать оперативной?
Приведите примеры оперативной информации, которой вы владеете. («Оперативный
значит быстрый», так как мы знаем эту информацию наизусть, то мы можем
быстро воспроизвести сохраненные в памяти знания. Примеры: адрес, номер
телефона, таблица умножения, имена свое и близких и т. д. )
3. Приведите примеры ситуаций, в которых вы являетесь источником информации,
приемником информации. (Источник: писать сочинение, отвечаете на уроке,
рассказываете какую либо историю своим друзьям и т. д. Приемник: читать книгу,
слушать учителя, смотреть телевизор и т. д.)
4. Назовите основные способы обработки информации (Вычисления (например, при
решении какой либо задачи), логические рассуждения (Например, с помощью
логических рассуждений объяснить свои догадки), кодирование (преобразование
представления информации из одной символьной формы в другую, удобную для её
хранения, передачи или обработки, без изменения содержания информации),
сортировка или упорядочивание (например, список в журнале написан по алфавиту,
чтобы удобно было искать среди учеников нужного))
2. Объяснение нового материала (25 мин)
Тема нашего сегодняшнего урока «Измерение информации». Сегодня мы с вами
поговорим об алфавитном подходе к измерению информации, о единицах измерения
количества информации.
Давайте обсудим вопрос о том, как можно измерять информацию.
Существует несколько подходов к измерению информации. Но мы с вами сейчас
рассмотрим только один, который называется алфавитным подходом.
Алфавитный подход позволяет измерять информационный объем текста на
некотором языке (естественном или формальном), не связанный с содержанием этого
текста.
Алфавитный подход – это способ измерения информационного объема текста, не
связанного с его содержанием.
Вам хорошо известно, что существуют единицы измерения таких величин, как,
например, расстояние, масса, время. Для расстояния единица измерения это метр, для
массы – килограмм, для времени – секунда. Следовательно, и для измерения информации
должна быть введена своя единица измерения.
А сейчас давайте дадим определение понятию алфавит.
Под алфавитом некоторого языка мы будем понимать набор букв, знаков
препинания, цифр, скобок и других символов. В алфавит также следует включить и
пробел.
Таким образом,
Алфавит – это вся совокупность символов, используемых в некотором языке для
представления информации.
А что называется мощностью алфавита?
Мощность алфавита – это полное число символов 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.
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.
Информационный вес одного 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 четырехсимвольного 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 знаков двоичного алфавита назовем двоичным кодом.
Порядковый номер символа
1
2
3
4
Двузначный двоичный код
00
01
10
11
Используя три двоичные цифры, можно составить 8 различных комбинаций.
Порядковый номер символа
1
3
4
6
7
8
Трехзначный двоичный код
000
010
011
101
110
111
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.
Давайте найдем зависимость между мощностью алфавита (N) и количеством знаков
в коде (b) – разрядностью двоичного кода.
N
2
4
8
16
b
1 бит
2 бита
3 бита
4 бита
Заметим, что 2=2, 4=2*2, 8=2*2*2, 16=2*2*2*2
В общем виде это записывается так, N=2
b
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=2
b
(b – информационный вес символа, N – мощность алфавита)
Давайте сейчас решим следующие задачи:
1) Алфавит племени Мульти состоит из 8 букв. Какое количество информации несет 1
буква этого алфавита?
Решение: 2
b
= N, 2
b
= 8,b = 3 бита. Ответ: 3 бита.
2) Один символ алфавита "весит" 4 бита. Сколько символов в этом алфавите?
Решение: Дано: b=4 По формуле N=2
b
находим N=2
4
, N=16 Ответ: 16
Информационный объем текста равен сумме информационных весов всех
символов, составляющих текст.
Например, 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. Поскольку 256 = 2
8
, то один символ компьютерного алфавита весит 8 битов.
Величина, равная восьми битам, называется байтом.
1 байт = 8 битов
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*60=2400 байтов информации. Для
вычисления информационного объема всей книги нужно полученную величину умножить
на число страниц: 2400 байтов*150=360000 байтов.
На этом примере видно, что байт – «мелкая» единица.
Для измерения больших информационных объемов используются более крупные
единицы:
1 килобайт=1Кб
=2
10
байтов
=1024 байта
1 мегабайт=1 Мб
=2
10
Кб
=1024 Кб
1 гигабайт=1 Гб
=2
10
Мб
=1024 Мб
Следовательно, объем вышеупомянутой книги равен приблизительно 360
килобайтам. А если точнее то, 360000/1024=351,5625 Кб, 351,5625/1024=0,34332275 Мб
Таким образом, килобайт, мегабайт, гигабайт – единицы измерения информации.
Каждая следующая единица больше предыдущей в 1024 (2
10
) раза.
3. Закрепление нового материала (15 мин)
Ребята, сегодня на уроке мы изучили тему Измерение информации, а сейчас мы с
вами порешаем задачи на эту тему:
1. У племени "Мульти" в алфавите 24 буквы и 8 цифр. Знаков препинания и
арифметических знаков нет. Какое минимальное количество двоичных разрядов
им необходимо для кодирования каждого символа?
(Решение: Находим N=24+8=32 По формуле N=2
b
находим 32=2
b
,b=5 Ответ:
5)
2. Сообщение о том, что Петя живет во втором подъезде, несет 3 бита информации.
Сколько подъездов в доме?
(Решение 2
b
=N 2
3
= N N =8 (под.) Ответ: 8 подъездов.)
3. Информационный объем одного Символа некоторого сообщения из алфавита
племени Пульти равен 6 битам. Сколько символов входит в алфавит этого
племени, с помощью которого пультяне составили это сообщение?
(Решение: N = 2
b
= 2
6
= 64 символа Ответ: 64 символа)
4. Сообщение, записанное буквами из 128 – символьного алфавита, содержит 30
символов. Какой объем информации оно несет?
(Решение: 2
b
= N, 2
b
= 128, b = 7 бит – объем одного символа 30*7 = 210 бит –
объем всего сообщения. Ответ: 210 бит – объем всего сообщения. )
5. Сообщение, составленное с помощью 32 – символьного алфавита, содержит 80
символов. Другое сообщение составлено с использованием 64 – символьного
алфавита и содержит 70 символов. Сравните объемы информации, содержащейся
в сообщениях.
(Решение: 1) 2
b
= N, 2
b
= 32, b = 5 бит – объем одного символа первого
сообщения; 2) 2
b
= N, 2
b
= 64, b = 6 бит – объем одного символа второго
сообщения; 3) 80 * 5 = 400 бит – объем первого сообщения; 4) 70 * 6 = 420 бит –
объем второго сообщения; Ответ: во втором сообщении информации больше,
чем в первом на 20 бит.)
6. Переведите:
Переведите в биты 12 байтов (12 байт = 12 * 8 = 96 битов)
Переведите в байты 24 бита (24 бита = 24 : 8 = 3 байта)
7. Переведите в байты:
• 10 Кб (10 Кб * 1024 = 10240байтов)
• 10 Мб (10 Мб * 1024 = 10240 * 1024 = 10485760 байтов)
• 1 Гб (1 Гб * 1024 = 1024 Мб * 1024 = 1048576 Кб * 1024 = 1073741824
байтов)
4. Итог урока (1 мин)
Домашнее задание: § 4 читать, ответить на вопросы после параграфа.
Страница 148 § 1.1 прочитать (мы рассмотрели алфавитный подход, ученики
дома самостоятельно знакомятся с другим подходом измерения информации)
Скачать материал

Информатика - еще материалы к урокам: