Конспект урока Измерение информации (7 класс)

Конспект урока информатики в 7 классе

«Измерение информации»

Цели:

• Предметные - знание единиц измерения информации и свободное оперирование ими;

• Метапредметные - понимание сущности измерения как сопоставления измеряемой величины с единицей измерения;

• Личностные - навыки концентрации внимания.

Основные понятия: Алфавит, мощность алфавита, информационный вес символа, информационный объем текста, единицы измерения информации.

Задачи урока:

Учебная:

• Рассмотрение алфавитного подхода к измерению информации;

• Определение информационного веса символа произвольного алфавита;

• Определение информационного объѐма сообщения, состоящего из некоторого количества символов алфавита;

• Изучение единиц измерения информации и соотношения между ними.

Развивающая:

• Развитие познавательного интереса, речи и внимания учащихся, умения сопоставлять, анализировать, делать выводы.

Воспитательная:

• Воспитание у учащихся интереса к предмету, доброжелательности.

Дидактический материал:

Презентация pptx

Литература:

Информатика: учебник для 7 класса (И.Г. Семакин, Л.А. Залогова, С.В. Русаков, Л.В. Шестакова)

Ход урока.

1.Организационный момент: постановка целей урока.

2.Проверка домашнего задания.

Фронтальный опрос учащихся по вопросам:

• Назовите три основных вида информационных процессов

• Приведите примеры ситуаций, в которых вы являетесь источником информации

• Приведите примеры ситуаций, в которых вы являетесь приемником информации

• Приведите различные примеры процесса обработки информации.

• Определите по каким правилам она производится в каждом примере

3.Изучение нового материала.

Прежде чем мы приступить к изучению новой темы, давайте обратим внимание на карточки самооценивания, которые лежат у вас на партах. На каждый вопрос в течение урока выставляйте себе баллы.

Карточка самооценивания

1. Опоздал ли ты на урок? (Да - 0 баллов, Нет - 1 балл)

2. Готовность к уроку.

• Домашнее задание выполнено и перед тобой на парте лежат: учебник по информатике, тетрадь по информатике, дневник и пенал - 3 балла

• Домашнее задание выполнено, но на парте не лежит, что то из вышеперечисленного- 2 балла

• На парте есть все, но не выполнено домашнее задание - 1 балл

• К уроку не готов (нет домашнего задания, тетради и учебника) - 0 баллов

3. Твоя активность на уроке (выставляется от 0 до 5 баллов, где 0 - это не был активен на уроке)

4. Получил ли ты замечание во время урока? (Да - 0 баллов, нет - 1 балл)

5. Усвоил ли ты тему? (Да - 2 балла; усвоил, но некоторые вопросы остались не понятны - 1 балл; нет - 0 баллов)

(Слайд №1)

Что мы должны повторить для того, чтобы перейти к изучению этой темы?

Как вы думаете, что мы должны узнать сегодня нового?

Что вы должны понять сегодня на уроке?

Молодцы! А теперь давайте обсудим вопрос о том, как можно измерять информацию.

Существует несколько подходов к измерению информации. Сегодня мы рассмотрим только один, который называется алфавитным подходом.

(Слайд №2)

Алфавитный подход позволяет измерять информационный объем текста на некотором языке (естественном или формальном), не связанный с содержанием этого текста. (Слайд №3)

Скажите, где по вашему мнению, можно эффективно применить такой подход к измерению информации? Или где он уже применяется?

Вам хорошо известно, что существуют единицы измерения таких величин, как, например, расстояние, масса, время. (Слайд №4)

Скажите какие единицы измерения вам знакомы?

Правильно! Для расстояния - это метр, для массы - грамм, для времени - секунда. Измерение происходит путем сопоставления измеряемой величины с единицей измерения. Сколько раз единица измерения укладывается в измеряемой величине, таков и результат измерения. Следовательно, и для измерения информации должна быть введена своя единица измерения.

Под алфавитом некоторого языка мы будем понимать набор букв, знаков препинания, цифр, скобок и других символов, используемых в тексте. В алфавит также следует включать и пробел, т.е. пропуск между словами.

Полное число символов алфавита принято называть мощностью алфавита.

Будем обозначать эту величину буквой N. (Слайд №5)

Например, мощность алфавита из русских букв и отмеченных дополнительных символов равна 54: 33 буквы + 10 цифр + 11 знаков препинания, скобки, пробел. (Слайд №6)

Как вы думаете почему кроме привычных нам букв в алфавит включены еще различные дополнительные символы?

При алфавитном подходе считается, что каждый символ текста имеет определенный информационный вес. Информационный вес символа зависит от мощности алфавита. (Слайд №7)

А каким может быть наименьшее число символов алфавита?

Оно равно двум! Он содержит всего два символа, которые обозначаются цифрами 0 и 1. Его называют двоичным алфавитом.

Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу информации и называется 1 бит. (Слайд №8)

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 (двух, трех и т.д.) знаков двоичного алфавита назовем двоичным кодом(Слайд №9)

Используя три двоичные цифры, можно составить 8 различных комбинаций (Слайд №10)

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.

Найдем зависимость между мощностью алфавита (N) и количеством знаков в коде (b) - разрядностью двоичного кода.

Как вы считаете есть ли здесь какая-то закономерность?

Правильно! Заметим, что 2=2¹, 4=2², 8=2³, 16=2⁴

В общем виде это записывается следующим образом: N=2^b

Разрядность двоичного кода и есть информационный вес символа.

А как же быть с числами, которые не равны целой степени двойки?

Если число N не равно целой степени двойки, то для определения информационного веса символа поступают следующим образом: берется ближайшее к N, большее чем N значение M, равное двойке в целой степени: N<M=2^b. Получаемое отсюда значение b принимается за информационный вес символа. Например, если N=12, то M=16=2⁴. Отсюда информационный вес символа из алфавита мощностью 12 равен 4 битам. Иначе говоря, 12 символов алфавита кодируются 4-разрядными двоичными кодами.

(Слайд №11)

Информационный вес каждого символа, выраженный в битах (i), и мощность алфавита (N) связаны между собой формулой: N=2ⁱ(Слайд №12)

Рассмотрим примеры:

Пример 1

Алфавит состоит из 16 символов. Найти информационный вес символов(Слайд №34)

Пример 2

Информационный вес символа 5 бит. Найти мощность этого алфавита

(Слайд №14)

Информационный объем текста складывается из информационных весов составляющих его символов. (Слайд №15)

Пример 3

Следующий текст, записанный с помощью двоичного алфавита: 1101001011000101110010101101000111010010

содержит 40 символов, следовательно, его информационный объем равен 40 битам. (Слайд №16)

Пример 4

Сообщение содержит 15 символов. Мощность алфавита, на котором написан текст 16. Найти информационный объем этого текста

(Слайд №17)

Сегодня для подготовки текстовых документов чаще всего применяются компьютеры. Алфавит, из которого составляется такой «компьютерный текст», содержит 256 символов. (Слайд №18)

В алфавит такого размера можно поместить все практически необходимые символы: строчные и прописные латинские и русские буквы, цифры, знаки препинания, знаки арифметических операций, всевозможные скобки и пр.

Поскольку 256=2⁸, то один символ компьютерного алфавита «весит» 8 битов. Величина равная восьми битам, называется байтом.

Легко посчитать информационный вес одного символа равен 1 байту. Надо просто сосчитать число символов в тексте. Полученное значение и будет информационным объемом текста, выраженным в байтах.

Пример 5

Небольшая книжка, подготовленная с помощью компьютера, содержит 150 страниц. На каждой странице 40 строк, в каждой строке 60 символов (включая пробелы между словами). (Слайд №19)

Решение:

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. (Слайд №20)

Уже на таком примере видно, что байт - «мелкая» единица. А представьте, что нужно, например, измерить информационный объем целой библиотеки. В байтах это окажется громадным числом! Для измерения больших объемов используются более крупные единицы. (Слайд №21)

Следовательно, информационный объем вышеупомянутой книги равен приблизительно 360 КБ. А если посчитать точнее, то получится:

360000:1024=351,5625 Кб

351,5625:1024=0,34332275 Мб

Пример 6

Сообщение записано с помощью алфавита, содержащего 8 символов. Какое количество информации несет одна буква этого алфавита? (Слайд №22)

Решение задач:

Задача 1

Алфавит племени состоит из 32 символов. Члены племени используют в своей речи и письме только слова длиной 8 символов. Какое количество информации несёт сообщение этого племени, состоящее из 20 слов?

(Слайд №23)

Задача 2

Какое количество информации в битах содержится на СД - диске, емкостью 650 Мбайт? (Слайд №24)

Задача 3

Измерьте информационный объем сообщения, записанного на компьютере:

Ура! Каникулы!!!

Выразите этот объем в битах, байтах, килобайтах (Слайд №25)

В заключение еще раз обратим внимание на важное свойство рассмотренного алфавитного подхода. При его использовании содержательная сторона текста в учет не берется. Текст состоящий из бессмысленного сочетания символов, будет иметь ненулевой информационный объем.

4. Ожидаемый результат:

Определять информационный объем текста

Переводить количество информации из одних единиц в другие.

5. Итог урока.

1. Подвести итоги урока: проанализировать работу всего класса и отдельных учащихся, дать оценку работы класса и выставить оценки.

2. Рефлексия. Ответы на вопросы записываются каждым учеником на обратной стороне карточки самооценивания. После чего заполненные карточки сдаются учителю.

• Что нового узнали на уроке?

• Было ли интересно работать на уроке?

• Чему вы научились на уроке?

• Как вы считаете справились ли вы с поставленной в начале урока целью? (Слайд №26)

6. Домашнее задание.

§4,

Перевести:

• А) 5 Кб = __ байт = __ бит
  
  Б) __ Кб = ___ байт = 12288 бит
  
  В) __ Кб = ___ байт = 213 бит
  
  Г) __ Гб = 1536 Мб = ___Кбайт
  
  Д) 512 Кбайт = ____ байт = ____ бит

(Слайд №27)

</