Урок для 7 класса по теме: «Алфавитный подход к измерению информации»

Волкова Евгения Игоревна

учитель информатики

МАОУ «СОШ№9 им. А.С. Пушкина с углубленным изучением предметов физико-математического цикла», г. Перми

Конспект урока ФГОС второго поколения. Информатика.

Технологическая карта. 7 класс

Тема урока: Алфавитный подход к измерению информации

Цель: Приобретение новых знаний.

Задачи:

Образовательные: научить измерять количество информации в сообщении, ввести понятия «алфавит», «мощность алфавита», «байт», познакомить с единицами измерения информации.

Развивающие: развивать умение читать информацию, развивать самостоятельность мышления, познавательные интересы, интеллектуальные способности.

Воспитательные: воспитывать умение работать в команде.

Планируемые результаты:

Познавательные

Личностные	Коммуникативные	Регулятивные
перерабатывать информацию для получения необходимого результата; выполнять анализ и синтез; устанавливать аналогии и причинно-следственные связи; выстраивать логическую цепь рассуждений.	желание выполнять учебные действия; способность к личностной саморефлексии; уважение иного мнения; выработка в противоречивых конфликтных ситуациях правил поведения, способствующих ненасильственному и равноправному преодолению конфликта.	доносить свою позицию до других; при необходимости отстаивать свою точку зрения, аргументируя ее; учиться подтверждать аргументы фактами; критично относиться к собственному мнению; организовывать учебное взаимодействие в группе.	определять цель и составлять план выполнения задания; работая по плану, сверять свои действия с целью и исправлять ошибки с помощью учителя; соотнести результат с целью и оценить его; понимать причины своего неуспеха и находить способы выхода из этой ситуации.

Тип урока: комбинированный

Оборудование: доска и мел

Источники информации:

Для учителя

Для учащихся
Метод литература, сайты интернета: http://school497.ru/download/u/02/les6/les.html http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm	Раздаточный материал (см. приложения) Учебник «Информатика и ИКТ» И.Г. Семакин и др. — М.: Бином. Лаборатория знаний, 2012

Описание этапов урока

Этап урока

  Как можно измерить количество информации? Да так же, как мы измеряем длину или массу чего-нибудь: сравнить с соответствующим эталоном. Сколько раз эталонная единица укладывается в измеряемой величине, таков и результат измерения. Надо только выбрать эталон. Например, в мультфильме «38 попугаев» эталоном длины служит длина шага попугая. Каков же эталон для измерения информации? Давайте в этом разберемся.

Содержание и деятельность учителя	Деятельность учащихся	УУД( универсальные учебные действия)
I. Организационный	приветствие; проверка явки учащихся; проверка готовности учащихся к уроку ; настрой учащихся на работу.	-приветствуют учителя, -визуально контролируют свою готовность к уроку -рассаживаются на рабочие места.	Личностные: самоорганизация. Регулятивные: способность регулировать свои действия, прогнозировать деятельность на уроке.
II. Повторение пройденного материала.	Основной вопрос: Сколько примерно информации в битах вы получили, когда узнали, что сегодня у нас урок информатики? Вспомогательный вопрос: Какие уроки могли быть в расписании вместо урока информатики? Даже если количество вариантов не будет являться степенью двойки, то всегда можно найти ближайшее приближение, которого будет достаточно, чтобы измерить одно из равновероятных событий. За одно, можно вспомнить понятие «Бит» и теоретическое происхождение этого понятия.	Возможно, вначале дети растеряются. Начнут листать тетрадь. Встретят заголовок предыдущей темы: «Содержательный подход к измерению информации». Увидят, выведенную нами формулу: N=2i с описанием условных обозначений. Кто-то обязательно придет к выводу, что для использования формулы необходимо подсчитать варианты уроков, которые могли бы с той же вероятностью быть на месте урока информатики. Воспользовавшись дневником, дети подсчитают количество вариантов и сделают вывод.	Личностные: умение рассуждать, излагать свои мысли, делать вывод. Коммуникативные: взаимодействовать с учителем. Познавательные: умение анализировать, выделять и формулировать задачу; умение осознанно строить речевое высказывание.
III.Изучение нового материала	— А теперь, я прошу вас разбиться на команды, по 4-5 человек. Каждой команде выдается карточка с сообщением.

Существует несколько способов измерения количества информации. Один из них называется алфавитный.

Алфавитный подход позволяет измерять количество информации в тексте (символьном сообщении), составленном из символов некоторого алфавита.

К содержанию текста такая мера информации отношения не имеет. Поэтому такой подход можно назвать объективным, то есть не зависящим от воспринимающего его субъекта.

 

Алфавитный подход удобен при подсчете количества информации, хранимого, передаваемого и обрабатываемого техническими устройствами. Устройствам нет дела до содержательной стороны сообщений. Компьютеры, принтеры, модемы работают не с самой информацией, а с ее представлением в виде сообщений. Оценить информационные результаты их работы как полезные или бесполезные может только человек. Алфавит – это набор букв, знаков, цифр, скобок и т.д. Количество символов в алфавите называется его мощностью.
				Например, мощность алфавита из русских букв и дополнительных символов: 33 буквы + 10 цифр + 11 знаков препинания + скобки + пробел = 54 При алфавитном подходе считается, что каждый символ текста имеет определенный информационный вес. Информационный вес символа зависит от мощности алфавита.

Представьте себе непрозрачный мешок, куда поместили все символы алфавита. Вы просовываете руку в мешок и вытягиваете один символ наугад. Сколько равновероятных вариантов символов могло оказаться у вас в ладони? Любой символ мог попасть к вам в руку, следовательно, количество вариантов совпадает с мощностью алфавита. Информация, которую несет, вытянутый вами символ, может быть рассчитана уже изученным способом.

По формуле Хартли. N=2ⁱ , где N— мощность алфавита, i – информационный вес символа.

Чтобы посчитать информационный объем текста, достаточно подсчитать символы, из которых текст состоит, и умножить на информационный вес символа.

Ограничения на максимальный размер алфавита теоретически не существует. Однако есть алфавит, который можно назвать достаточным. Это тот алфавит, символы которого можно набрать с помощью клавиатуры. Это алфавит мощностью 256 символов. В алфавит такого размера можно поместить все практически необходимые символы: латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, всевозможные скобки, знаки препинания….

Поскольку 256 = 2⁸, то один символ этого алфавита «весит» 8 бит. Причем 8 бит информации — это настолько характерная величина, что ей даже присвоили свое название — байт.

1 байт = 8 бит.

Сегодня очень многие люди для подготовки писем, документов, статей, книг и пр. используют компьютерные текстовые редакторы. Компьютерные редакторы, в основном, работают с алфавитом размером 256 символов.

В этом случае легко подсчитать объем информации в тексте. Если 1 символ алфавита несет 1 байт информации, то надо просто сосчитать количество символов; полученное число даст информационный объем текста в байтах.

В любой системе единиц измерения существуют основные единицы и производные от них.

Для измерения больших объемов информации используются следующие производные от байта единицы:

Название

Условное обозначение	Соотношение с другими единицами
Килобайт	Кбайт (Кб)	1 Кбайт = 1024 байт = 210 байт =213 бит
Мегабайт	Мбайт (Мб)	1 Мбайт = 1024 Кбайт = 220 байт =223 бит
Гигабайт	Гбайт (Гб)	1 Гбайт = 1024 Мбайт = 230 байт=233 бит

Прием-передача информации могут происходить с разной скоростью. Количество информации, передаваемое за единицу времени, есть скорость передачи информации или скорость информационного потока.

Очевидно, эта скорость выражается в таких единицах, как бит в секунду (бит/с), байт в секунду (байт/с), килобайт в секунду (Кбайт/с) и т.д.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

«Статья, набранная на компьютере, содержит 16 страниц, на каждой странице 30 строк, в каждой строке 32 символа. Определите информационный объём статьи, напечатанной в алфавите мощностью 65536 символов (одно из представлений кодировки Unicode)».
 1) 24 Кбайт         2) 30 Кбайт         3) 480 байт          4) 240 байт

Ответ: 2

«Статья, набранная на компьютере, содержит 8 страниц, на каждой странице 40 строк, в каждой строке 64 символа. Определите информационный объём статьи, напечатанной в алфавите мощностью 65536 символов(одно из представлений кодировки Unicode)».

1) 320 байт         2) 35 Кбайт         3) 640 байт         4) 40 Кбайт

Ответ:4

В кодировке КОИ-8 алфавит состоит из 256 символов. Определите количество символов в сообщении, если информационный объем сообщения в этой кодировке равен 160 бит. 

1) 10         2) 16         3) 20         4) 160 

Ответ:3

«Какова мощность алфавита, с помощью которого записано сообщение, содержащее 2048 символов, если его объем составляет 1/512 часть одного мегабайта».

1) 256         2) 512         3) 20         4) 8

Ответ:1 

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

Домашнее задание:

1. Текст второй задачи набран в алфавите Unicode (65536 символов). Каков информационный объем этого текста, если его продублировать 10 раз?

2. Картинка, размером 640Х480 пикселей, нарисована в редакторе с палитрой 1024 цвета. Каков размер картинки в килобайтах.

3. Представьте житейскую ситуацию. Вы прекрасно провели лето в чудном местечке и сделали достойные фотографии. Оформили слайд-шоу в редакторе презентаций и сохранили документ. Размер документа примерно 10 Мбайт. Вам жутко хочется поделиться с товарищем, который живет в другом районе и с нетерпением жаждет просмотра фотографий.

Документ можно передать с вашего компьютера на другой двумя способами:
А) сжать архиватором, передать архив по электронной почте, распаковать;
Б) передать по электронной почте без использования архиватора.
Какой способ быстрее и насколько, если
— средняя скорость передачи данных электронной почте связи составляет 2¹⁸ бит в секунду,
— объём сжатого архиватором документа равен 70% от исходного,
— время, требуемое на сжатие документа, — 12 секунд, на распаковку — 2 секунды?
Каким способом передать документ быстрее и на сколько?

Список источников:

http://school497.ru/download/u/02/les6/les.html

http://kpolyakov.narod.ru/school/ege.htm