- Учителю
- Рабочая тетрадь по информатике для 10 класса
Рабочая тетрадь по информатике для 10 класса
Тема 1: Информация. Информационные процессы.
Информация - ______________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Упражнение 1.
Попробуйте сформулировать понятие информации в различных науках.
1. Математика: информация - ________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________
2. Биология: информация - ___________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________
3. В обычной жизни: информация - ____________________________
______________________________________________________________________________________________________________________
4. Информатика: информация - _______________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
В толковом словаре Ожегова информация - это:
- __________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
- __________________________________________________________
___________________________________________________________
Упражнение 2.
Найдите общие черты, используя наводящие вопросы:
1. Что нужно сделать, чтобы информация появилась?
______________________________________________________________________________________________________________________
2. У меня есть некоторая информация (текст письма, задачи, картина в памяти, мелодия в «голове», код к сейфу). Что я могу с ней сделать?
___________________________________________________________
3. Есть ли ситуация, в которой я не смогу передать информацию?
___________________________________________________________
4. Что можно сделать с информацией находящейся у вашего друга?
______________________________________________________________________________________________________________________
5. Что нужно сделать, чтобы сопоставить несколько информаций (сложить два числа, перевести текст с английского на русский, расшифровать код ДНК, сделать коллаж, получить закон физики, поставить диагноз)?
___________________________________________________________
6. С помощью чего информация передается (текст письма, видеофильм, картина, код ДНК, список класса, наскальные рисунки, компьютерная программа)?
______________________________________________________________________________________________________________________
7. Как информация добирается до получателя (текст, мелодия, рисунок, электронное письмо)?
______________________________________________________________________________________________________________________
Вывод: ____________________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Информатика - ____________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Как происходит передача, хранение и обработка информации?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Сигналы
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Передача информации происходит по следующей схеме:
Обработка информации - это ________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________
Модель этого процесса:
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
______________________________________________________________________
___________________________________________________________________________
______________________________________
Упражнение 3.
Выполните обработку информации и нарисуйте схему к следующей задаче:
«В древности люди решили, что каждой цифре от 1 до 9 соответствует Солнце или планеты Солнечной системы: 1 - Солнце, 2 - Луна, 3 - Марс, 4 - Меркурий, 5 - Юпитер, 6 - Венера, 7 - Сатурн, 8 - Уран, 9 - Нептун».
Последовательно складывая цифры даты своего рождения можно определить «свою» планету.
______________________________________________________________________________________________________________________
Хранение информации - это _________________________________
___________________________________________________________
Носитель информации - _____________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Упражнение 4.
Приведите примеры носителей информации.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Упражнение 5.
Рассмотрим примеры информационных процессов, заполнив следующую таблицу.
Процесс
Передача
Где хранится (носитель)
Как обрабатывается (возможные помехи)
Источник
Приемник
1.
Животные, охраняют свою территорию, оставляя пахучие метки.
2.
Мы смотрим новости по телевизору.
3.
Банк располагает данными о своих вкладчиках.
4.
Петя решает задачу по математике.
5.
Петя играет в компьютерную игру.
6.
Летучая мышь ориентируется в пространстве, используя ультразвуковые волны.
7.
Автомеханическое управление полетом ракеты.
Упражнение 6.
Приведите примеры процессов, в которых отсутствуют прямые действия с информацией.
______________________________________________________________________________________________________________________
Домашнее задание.
1. Решите задачи:
1) Угадайте правило, по которому составлена последовательность, и продолжите ее:
а) 1, 2, 4, 8, 32, 256, 8192, ___________________________________
б) П, В, С, Ч, П, С, ________________________________________
в) 1, 11, 21, 1211, 111221, 312211, 13112221, ___________________
г) 1-0, 8-2, 16-1, 1990-3, 1984-4, 100-2, 7-0, 23-0, _______________
2) Есть двое песочных часов: на 3 минуты и на 8 минут. Для приготовления эликсира бессмертия его надо варить ровно 7 минут. Как это сделать?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3) Имеется 3, 4, 5 и 6 монет, среди которых одна фальшивая. Придумайте способ нахождения фальшивой монеты за минимальное число взвешиваний на чашечных весах без гирь.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4) Имеется 1000 монет, одна из которых фальшивая (легче других). Придумайте способ нахождения фальшивой монеты за 7 взвешиваний на чашечных весах без гирь.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Тема 2: Свойства информации. Виды и формы представления информации.
Свойство
Его признаки
Пример
Операции с информацией усиливающие свойства
Объективность и субъективность
Полнота
Актуальность
Достоверность
Свойство
Его признаки
Пример
Операции с информацией усиливающие свойства
Доступность
Адекватность
Упражнение 1.
Приведите примеры ситуаций, в которых одна и та же информация обладает различными свойствами.
Ко мне поступила следующая информация:
Ситуация, в которой эту информацию можно принять к сведению (укажите ее присутствующие свойства).
Ситуация, в которой я эту информацию игнорирую (назовите ее отсутствующие свойства).
На улице идет дождь.
Мне нужно выйти из дома.
Я выходить из дома не собираюсь.
Процессор - это устройство для обработки информации.
Я собираюсь в музыкальную школу.
Я слушаю рассказ на китайском языке.
Я начинаю изучать китайский язык.
Я читаю роман М.Булгакова «Мастер и Маргарита».
Упражнение 2.
Назовите источники аналоговой и цифровой информации.
Источники аналоговой информации:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Источники цифровой информации:
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Упражнение 3.
Приведите различные формы представления:
1) некоторого сообщения;
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2) условия математической задачи.
___________________________________________
X
-3
-2
-1
0
1
2
3
Y
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Домашнее задание.
1. Придумайте или вспомните какую не будь информацию и представьте ее в различных формах.
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Найти и записать определения:
- Информационный взрыв - ___________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
- Кибернетика - _____________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
- Информационная культура общества - ________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
- Данные - __________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________
- Информатизация общества - _________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
- Наука - ___________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________
Тема 3: Кодирование информации. Двоичное кодирование.
Код - ______________________________________________________
___________________________________________________________
Кодирование - ______________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Человек кодирует информацию с помощью языка.
Язык - _____________________________________________________
___________________________________________________________
Естественные языки (носят национальный характер): речь и письменность.
Формальные языки (интернациональные, понятны всем).
Примеры:
Алфавит - набор основных символов, различным по их начертанию.
Естественные языки (носят национальный характер): речь и письменность.
Формальные языки (интернациональные, понятны всем).
Синтаксис - правила для образования предложений языка.
Грамматика - правила правописания.
Физическая природа знаков.
Упражнение 1.
Представьте с помощью формальных и естественных языков следующую информацию:
Информация
Естественный язык
Формальный язык
Нахождение площади треугольника.
Правила дорожного движения.
Призыв о помощи.
Таблица азбуки Морзе.
А
Й
Т
Ы
Б
К
У
Ь
В
Л
Ф
Э
Г
М
Х
Ю
Д
Н
Ц
Я
Е
О
Ч
Ж
П
Ш
З
Р
Щ
И
С
Ъ
Упражнение 2.
Запишите свою ФИО с помощью азбуки Морзе.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Упражнение 3.
Девочка заменила каждую букву своего имени ее номером в алфавите. Получилось 141261. Как зовут девочку?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Упражнение 4.
Разбить на этапы процесс обмена информацией в следующих ситуациях:
1. Работа телеграфа.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Разговор по телефону.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Отправление письма по электронной почте.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Двоичное кодирование.
1 и 0 называются двоичными цифрами, по-английски - binary digit или сокращенно bit - бит.
Общая формула имеет вид:
N = 2I,
где N - количество значений информации, I - количество бит.
Упражнение 5.
Заполните таблицу:
Количество бит
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Количество сообщений
Домашнее задание.
1. «Шифры замены». Каждая буква алфавита может быть заменена любым числом из соответствующего столбика кодировочной таблицы.
А
Б
В
Г
Д
Е
Ж
З
И
К
Л
М
Н
О
П
Р
21
37
14
22
01
24
62
73
46
23
12
08
27
53
35
04
40
26
63
47
31
83
88
30
02
91
72
32
77
68
60
44
10
03
71
82
15
70
11
55
90
69
38
61
54
09
84
45
С
Т
У
Ф
Х
Ц
Ч
Ш
Щ
Ъ
Ы
Ь
Э
Ю
Я
20
13
59
25
75
43
19
29
06
65
74
48
36
28
16
52
39
07
49
33
85
58
80
50
34
17
56
78
64
41
89
67
93
76
18
51
87
66
81
92
42
79
86
05
57
Какие сообщения закодированы с помощью этой таблицы?
16
55
54
10
69
09
61
89
29
90
49
44
10
08
02
73
41
55
77
10
23
68
08
20
66
90
76
44
21
61
90
55
57
30
27
10
91
68
32
20
80
02
49
45
40
32
46
55
21
32
83
54
74
21
61
83
54
42
40
08
83
27
17
______________________________________________________________________________________________________________________
Тема 4: Кодирование информации.
Кодирование текстовой информации.
Упражнение 1.
Подсчитаем примерное достаточное количество символов и по формуле вычислим необходимое количество бит.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Группа из 8 битов получила специальное название - 1 байт.
8 бит = 1 байт
С помощью 1 байта можно закодировать 256 различных символов.
Кодирование графической информации.
Для кодирования графической информации используются два приема.
Прием 1.
Прием 2.
Домашнее задание.
1. «Шифр Цезаря». Этот шифр реализует следующее преобразование текста: каждая буква исходного текста заменяется третьей после нее буквой в алфавите, который считается написанным по кругу. Используя этот шифр, зафиксируйте слова ИНФОРМАЦИЯ, КОМПЬЮТЕР, ЧЕЛОВЕК.
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Расшифруйте слово НУЛТХСЕУТЧЛВ закодированное с помощью «Шифра Цезаря».
___________________________________________________________
3. «Шифр Виженера». Этот шифр представляет «Шифр Цезаря» с переменной величиной сдвига. Величину сдвига задают ключевым словом.
Например, слово ВАЗА означает следующую последовательность сдвигов букв исходного текста: 31913191 и т.д. Используя в качестве ключевого слова ВАГОН, закодируйте слова: АЛГОРИТМ, ПРАВИЛА, ИНФОРМАЦИЯ.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Придумайте свой способ кодирования информации.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Тема 5: Вероятностный подход к определению количества информации.
Упражнение 1.
Определите количество информации в следующих сообщениях с позиции «много» или «мало».
1. Столица России - Москва. __________________________________
2. Сумма квадратов катетов равна квадрату гипотенузы. ___________
3. Дифракцией света называется совокупность явлений, которые обусловлены волной природой света и наблюдаются при его распространении в среде с резко выраженной оптической неоднородностью.___________________________________________
4. Эйфелева башня имеет высоту 300 метров и вес 9000 тонн. ______
Сообщение несет больше информации, если в нем содержится новые и понятные сведения. Такое сообщение называется информативным.
Упражнение 2.
На экзамен приготовлено 30 билетов.
- Чему равно количество событий, которые могут произойти при вытягивании билета? ________________________________________
- Равновероятные эти события или нет? _________________________
- Чему равна неопределенность знаний ученика перед тем как он вытянет билет? _____________________________________________
- Во сколько раз уменьшится неопределенность знания после того как ученик билет вытянул? ___________________________________
- Зависит ли этот показатель от номера вытянутого билета?
___________________________________________________________
Вывод: ____________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Определение 1: _____________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Определение 2: _____________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________
Упражнение 3.
Загадано число из интервала от 1 до 32. Угадайте это число, используя рассмотренную стратегию поиска.
Вопрос
Ответ
Неопределенность знаний
Полученное количество информации
Существует формула, которая связывает между собой количество возможных событий и количество информации.
N = 2I,
где N - количество возможных вариантов, I - количество информации.
Если из этой формулы выразить количество информации, то получится:
I = log2N
Как пользоваться этими формулами для вычислений?
- если количество возможных вариантов N является целой степенью числа 2, то производить вычисления по формуле N = 2I достаточно легко.
- если же количество возможных вариантов информации не является целой степенью числа 2, т.е. если количество информации число вещественное, то необходимо воспользоваться калькулятором или таблицей:
N
I
N
I
N
I
N
I
1
0,00000
17
4,08746
33
5,04439
49
5,61471
2
1,00000
18
4,16993
34
5,08746
50
5,64386
3
1,58496
19
4,24793
35
5,12928
51
5,67243
4
2,00000
20
4,32193
36
5,16993
52
5,70044
5
2,32193
21
4,39232
37
5,20945
53
5,72792
6
2, 58496
22
4,45943
38
5,24793
54
5,75489
7
2,80735
23
4,52356
39
5,28540
55
5,78136
8
3,00000
24
4,58496
40
5,32193
56
5,80735
9
3,16993
25
4,64386
41
5,35755
57
5,83289
10
3,32193
26
4,70044
42
5,39232
58
5,85798
11
3,45943
27
4,75489
43
5,42626
59
5,88264
12
3,58496
28
4,80735
44
5,45943
60
5,90689
13
3,70044
29
4,85798
45
5,49185
61
5,93074
14
3,80735
30
4,90689
46
5,52356
62
5,95420
15
3,90689
31
4,95420
47
5,55459
63
5,97728
16
4,00000
32
5,00000
48
5,58496
64
6,00000
Упражнение 4.
1. Какое количество информации будет получено при отгадывании числа из интервала:
- от 1 до 64. ________________________________________________
- от 1 до 20. ________________________________________________
- от 1 до 61. ________________________________________________
2. Какое количество информации будет получено после первого хода в игре «крестики - нолики» на поле:
- 3 х 3. _____________________________________________________
- 4 х 4. _____________________________________________________
3. Сколько могло произойти событий, если при реализации одного из них получилось 6 бит информации?
___________________________________________________________
Неравновероятные события.
Формула нахождения неравновероятного события:
I = log2 (1/p),
Где I - это количество информации, p - вероятность события.
Вероятность события выражается в долях единицы и вычисляется по формуле:
p = k/N,
где k - величина, показывающая, сколько раз произошло интересующее нас событие.
N - общее число возможных исходов какого-то процесса.
№ 1. В мешке находятся 20 шаров. Из них 15 белых и 5 красных. Какое количество информации несет сообщение о том, что достали:
а) белый шар.
1. Найдем вероятность того, что достали белый шар: ___________________________________________________________
2. Найдем количество информации в сообщении о вытаскивании белого шара: ___________________________________________________________
б) красный шар.
1. Найдем вероятность того, что достали красный шар: ___________________________________________________________
2. Найдем количество информации в сообщении о вытаскивании красного шара: ___________________________________________________________
Сравните ответы:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 2. В коробке лежат кубики: 10 красных, 8 зеленых, 5 желтых, 12 синих. Вычислите вероятность доставания кубика каждого цвета и количество информации, которое при этом будет получено.
1. Всего кубиков в коробке: ___________________________________
2. Найдем вероятности:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Найдем количество информации:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Сравните количество информации.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Домашнее задание.
1. В магазине на восьми полках расставлены предметы, которые можно купить. Какое количество информации несет сообщение о номере полки, на которой находится интересующий нас товар? Примените игру «Угадай число» к данной ситуации и запишите ее в виде таблицы.
Вопрос
Ответ
Неопределенность знаний
Полученное количество информации
2. Вы играете в шашки и сделали первый ход. Сколько информации при этом получил ваш противник?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Ученик за четверть получил 10 пятерок, 5 четверок, 3 тройки и 2 двойки. Рассчитайте вероятность получения каждой оценки и сделайте вывод о количестве информации, которую можно получить при получении сообщения о каждой оценке.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Тема 6: Решение задач по теме: «Вероятностный подход к определению количества информации».
Решение задач, в условии которых события являются равновероятными.
№ 1. «Вы выходите на следующей остановке?» - Спросили человека в автобусе. «Нет», - ответил он. Сколько информации содержит ответ?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 2. «Петя! Ты пойдешь сегодня в кино?» - спросил я друга. «Да», - ответил Петя. Сколько информации я получил?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 3. Сколько информации содержит сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в 8 раз?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 4. Какой объем информации содержит сообщение, уменьшающее неопределенность в 4 раза?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 5. Вы подошли к светофору, когда горел желтый свет. После этого загорелся зеленый. Какое количество информации вы при этом получили?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 6. Группа школьников пришла в бассейн, в котором 4 дорожки для плавания. Тренер сообщил, что группа будет плавать на дорожке номер 3. Сколько информации получили школьники из этого сообщения?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 7. На железнодорожном вокзале 8 путей отправления поездов. Вам сообщили, что ваш поезд прибывает на 4 путь. Сколько информации вы получили?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 8. В коробке лежат 16 кубиков. Все кубики разного цвета. Сколько информации несет сообщение о том, что из коробки достали красный кубик?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 9. Была получена телеграмма: «Встречайте, вагон 7». Известно, что в составе поезда 16 вагонов. Какое количество информации было получено?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 10. При угадывании целого числа в диапазоне от 1 до N было получено 9 бит информации. Чему равно N?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 11. При угадывании целого числа в некотором диапазоне было получено 8 бит информации. Сколько чисел содержит этот диапазон?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 12. Сообщение о том, что ваш друг живет на 10 этаже, несет 4 бита информации. Сколько этажей в доме?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 13. Сообщение о том, что Петя живет во втором подъезде, несет 3 бита информации. Сколько подъездов в доме?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 14. В школьной библиотеке 16 стеллажей с книгами. На каждом стеллаже 8 полок. Библиотекарь сообщил Пете, что нужная ему книга находится на 5 стеллаже на 3 сверху полке. Какое количество информации библиотекарь передал Пете?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 15. Загадано слово из 10 букв. Вы просите открыть пятую букву. Вам ее открыли. Сколько информации вы получили?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 16. В коробке лежат 6 разноцветных фломастеров. Какое количество информации содержит сообщение, что из коробки достали синий фломастер?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 17. Какое количество информации несет сообщение: «Встреча назначена на май»?
______________________________________________________________________________________________________________________
№ 18. Какое количество информации несет сообщение о том, что встреча назначена на 20 число?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Решение задач, в условии которых события не равновероятны.
№ 1. В корзине лежат 8 черных шаров и 24 белых. Сколько информации несет сообщение о том, что достали черный шар?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 2. В коробке лежат 64 цветных карандаша. Сообщение о том, что достали белый карандаш, несет 4 бита информации. Сколько белых карандашей было в корзине?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 3. В классе 30 человек. За контрольную работу по математике получено 15 пятерок, 6 четверок, 8 троек и 1 двойка. Какое количество информации в сообщение о том, что Андреев получил пятерку?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 4. Известно, что в ящике лежат 20 шаров. Из них 10 - синих, 5 - зеленых, 4 желтых и 1 - красный. Какое количество информации несут сообщения о том, что из ящика случайным образом достали синий шар, зеленый шар, желтый шар, красный шар?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 5. За четверть ученик получил 100 оценок. Сообщение о том, что он получил пятерку, несет два бита информации. Сколько пятерок ученик получил за четверть?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 6. В ящике лежат перчатки (белые и черные). Среди них - 2 пары черных. Сообщение о том, что из ящика достали пару черных перчаток, несет 4 бита информации. Сколько пар белых перчаток было в ящике?
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 7. Для ремонта школы использовали белую, синюю и коричневую краски. Израсходовали одинаковое количество банок белой, и синей краски. Сообщение о том, что закончилась банка белой краски, несет 2 бита информации. Синей краски израсходовали 8 банок. Сколько банок коричневой краски израсходовали на ремонт школы?
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 8. В корзине лежат белые и черные шары. Среди них 18 черных шаров. Сообщение о том, что из корзины достали белый шар, несет 2 бита информации. Сколько всего в корзине шаров?
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 9. На остановке останавливаются троллейбусы с разными номерами. Сообщение о том, что к остановке подошел троллейбус с №1 несет 4 бита информации. Вероятность появления на остановке троллейбуса с №2 в два раза меньше, чем вероятность появления троллейбуса с №1. Сколько информации несет сообщение о появлении на остановке троллейбуса с №2?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Домашнее задание.
1. В розыгрыше лотереи участвуют 64 шара. Выпал первый шар. Сколько информации содержит зрительное сообщение об этом?
______________________________________________________________________________________________________________________
2. В игре «лото» используется 50 чисел. Какое количество информации несет выпавшее число?
______________________________________________________________________________________________________________________
3. Какое количество информации несет сообщение о том, что встреча назначена на 3 июня в 18 часов?
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Вы угадываете знак зодиака вашего друга. Сколько вопросов вам при этом нужно задать? Какое количество информации вы получите?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
5. В ящике лежат фигурки разной формы - треугольные и круглые. Треугольных фигурок в ящике 15. Сообщение о том, что из ящика достали фигуру круглой формы, несет 2 бита информации. Сколько всего фигурок было в ящике?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. В ведерке у рыбака караси и щуки. Щук в ведре 3. Зрительное сообщение о том, что из ведра достали карася, несет 1 бит информации. Сколько всего рыб поймал рыбак?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
7*. Частотный словарь русского языка - словарь вероятностей (частот) появления букв в произвольном тексте - приведен ниже. Определите, какое количество информации несет каждая буква этого словаря.
Символ
Частота
Символ
Частота
Символ
Частота
Символ
Частота
О
0.090
В
0.035
Я
0.018
Ж
0.007
Е, Е
0.072
К
0.028
Ы, З
0.016
Ю, Ш
0.006
А, И
0.062
М
0.026
Ь, Ъ, Б
0.014
Ц, Щ, Э
0.003
Т, Н
0.053
Д
0.025
Ч
0.013
Ф
0.002
С
0.045
П
0.023
Й
0.012
Р
0.040
У
0.021
Х
0.009
Тема 7: Алфавитный подход к измерению информации.
Обозначим мощность алфавита через N. Тогда воспользуемся формулой для нахождения количества информации их вероятностного подхода:
I = log2 N
Для расчета количества информации по этой формуле нам необходимо найти мощность алфавита N.
Пример 1. Найти объем информации содержащейся в тексте из 3000 символов, написанном русскими буквами.
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Пример 2. Найти количество информации, содержащейся в немецком тексте с 3000 символами.
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Правило для измерения информации с точки зрения алфавитного подхода.
1. Найти мощность алфавита - N.
2. Найти информационный объем одного символа - I = log2N.
3. Найти количество символов в сообщении - K.
4. Найти информационный объем всего сообщения - K * I.
Пример 3. Найти объем текста, записанного на языке, алфавит которого содержит 128 символов и 2000 символов в сообщении.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Единицы измерения информации.
Минимальная единица измерения информации - бит. Следующая по величине единица измерения информации - байт.
1 байт = 8 бит.
Пример 4. Найти информационный объем страницы компьютерного текста, который содержит 50 строк и 40 символов.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Вывод: _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Пример 5. Найти информационный объем небольшой книги в 130 страниц. Страницы взять из предыдущей задачи.
______________________________________________________________________________________________________________________
Для измерения больших объемов информации используют следующие единицы:
1 байт = 8 бит
1 Кбайт (Килобайт) = 1024 байт
1 Мбайт (Мегабайт) = 1024 Кбайт
1 Гбайт (Гигабайт) = 1024 Мбайт
1 Тбайт (Терабайт) = 1024 Гбайт
1 Пбайт (Петабайт) = 1024 Тбайт
1 Эбайт (Эксабайт) = 1024 Пбайт
1 Збайт (Зеттабайт) = 1024 Эбайт
1 Йбайт (Йотабайт) = 1024 Збайт
Примеры объемов информации:
Страница книги
2,5 Кб
Учебник
0,5 Мб
БСЭ
120 Мб
Газета
150 Кб
Черно-белый телевизионный кадр
300 Кб
Цветной кадр из трех цветов
1 Мб
1,5 - часовой цветной художественный фильм
135 Гб
В 100 Мб можно уместить:
Страниц текста
50000
Цветных слайдов высочайшего качества
150
Аудиозапись
1,5 часа
Музыкальный фрагмент качества CD-стерео
10 минут
Фильм высокого качества записи
15 секунд
Протоколы операций по банковским счетам
За 1000 лет
Прием и передача информации происходит по каналам связи. К основным характеристикам каналов связи относятся:
- максимальная скорость передачи информации по каналу связи называется пропускной способностью канала;
- надежность;
- стоимость;
- резервы развития.
В таблице приведены характеристики некоторых каналов связи:
Тип связи
Скорость передачи данных (Мбит/с)
Помехоустойчивость
Наращиваемость
Электрический кабель:
- витая пара
- коаксиальный кабель
10-100
До 10
Низкая
Высокая
Простая
Проблемная
Телефонная линия
1-2
Низкая
Без проблем
Оптические светодиоды (сверхтонкие силиконовые волокна)
10-200
Абсолютная
Без проблем
Упражнение 1. Выразите:
260 000 байт = _________________________________________Кбайт
260 000 байт = ________________________________________Мбайт
Упражнение 2. Найти x из соотношения: 16x байт = 256 Мбайт
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Домашнее задание.
1. Выразите:
- 3 Кбайта в байтах и битах.
______________________________________________________________________________________________________________________
- 81920 бит в байтах и Кбайтах.
______________________________________________________________________________________________________________________
- 3072 Мбайта в Гбайтах и Кбайтах.
______________________________________________________________________________________________________________________
2. Мощность некоторого алфавита равна 64 символа. Каким будет объем информации в тексте, состоящем из 100 символов.
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Тема 8: Решение задач по теме «Алфавитный подход к измерению информации».
№ 1. Выразите из формул все возможные величины, и запишите название.
I = log2 N ___________________________________________________
Iт = K * I ___________________________________________________
№ 2. Сообщение записано с помощью алфавита, содержащего 8 символов. Какое количество информации несет одна буква этого алфавита?
___________________________________________________________
№ 3. Информационный объем одного символа некоторого сообщения равен 6 битам. Сколько символов входит в алфавит, с помощью которого было составлено это сообщение?
___________________________________________________________
№ 4. Информационный объем одного символа некоторого сообщения равен 5 битам. Каковы пределы (максимальное и минимальное значение) мощности алфавита, с помощью которого составлено это сообщение?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 5. Сообщение, записанное буквами из 128-символьного алфавита, содержит 30 символов. Какой объем информации оно несет?
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 6. Сообщение, составленное с помощью 32-символьного алфавита, содержит 80 символов. Другое сообщение составленное с использованием 64-символьного алфавита и содержит 70 символов. Сравните объемы информации, содержащейся в сообщениях.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 7. Информационное сообщение объемом 4 Кбайта содержит 4096 символов. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение?
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 8. Сколько килобайтов составляет сообщение из 512 символов 16-символьного алфавита?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 9. Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 256-символьного алфавита, если объем его составил 1/32 часть Мбайта?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 10. Объем сообщения, содержащего 2048символов, составил 1/512 часть Мбайт. Каков размер алфавита, с помощью которого записано сообщение?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 11. Для записи текста использовался 256-символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке. Какой объем информации содержит 5 страниц текста?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 12. Сообщение занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 60 символов. Сколько символов в использованном алфавите, если все сообщение содержит 1125 байтов?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 13. Для записи сообщения использовался 64-символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк. Все сообщение содержит 8775 байтов информации и занимает 6 страниц. Сколько символов в строке?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 14. Сообщение занимает 2 страницы и содержит 1/16 Кбайта информации. На каждой странице записано 256 символов. Какова мощность используемого алфавита?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 15. Пользователь вводит текст с клавиатуры со скоростью 90 знаков в минуту. Какое количество информации будет содержать текст, который он набирал 15 минут (используется компьютерный алфавит)?
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 16. Пользователь вводил текст с клавиатуры 10 минут. Какова его скорость вода информации, если информационный объем полученного текста равен 1 Кбайт?
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
№ 17. Ученик 9 класса читает текст со скоростью 250 символов в минуту. При записи текста использовался алфавит, содержащий 64 символа. Какой объем информации получит ученик, если будет непрерывно читать 20 минут?
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Домашнее задание.
1. Мощность алфавита равна 8 символам. В сообщении 20 символов. Какой его информационный объем?
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2. Информационный объем сообщения равен 4096 бит. Оно содержит 1024 символа. Какова мощность алфавита, с помощью которого составлено это сообщение?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
3. Сколько килобайтов составляет сообщение, содержащее 12288 битов?
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
4. Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 16-символьного алфавита, если его объем составляет 1/64 часть Мбайта.
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
6. Сообщение занимает 4 страницы по 30 строк. В каждой строке по 50 символов. Все сообщение содержит информацию в 4500 байт. Какова мощность используемого алфавита?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Тема 10. Решение задач из ЕГЭ «Информация и ее кодирование».
1. Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения из 8-битной кодировки ASCII в 16-битную кодировку Unicode. При этом информационное сообщение увеличилось на 460 символов. Какова длина сообщения в байтах?
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Оглавление