Открытый урок на тему: Алфавитный подход к определению количества информации. Единицы измерения информации. Кодирование текстовой информации

Тема урока: «Алфавитный подход к определению количества информации. Единицы измерения информации. Кодирование текстовой информации»

Изучение нового материала

Цели урока:

• познакомить с алфавитным подходом к измерению информации;

• ввести единицы измерения информации и соотношение между ними;

• научить вычислять информационный объём сообщения, записанного знаками какого-либо алфавита и представлять его в различных единицах измерения;

• дать представление о способе хранения текстовой информации в памяти компьютера.

Термины

Алфавит, мощность алфавита, единицы измерения информации, текстовая информация, кодовая таблица.

Ход урока:

1. Организационный момент.

2. Устная работа.

Проверка домашнего задания.1.3

4) 1бит

1.4

1 Кбайт = 2¹⁰*2³=2¹³бит

1 Мбайт = 2¹⁰*2¹³=2²³бит

1 Гбайт= 2¹⁰*2²³=2³³бит

1. Что такое код, кодирование, длина кода?

2. Какая единица принимается за количество информации?

Бит - минимальная единица измерения информации.

Байт - единица измерения информации в системе СИ.

3. Теоретически основы урока.

Алфавитный подход к определению количества информации

Алфавит - набор всех допустимых символов знаковой системы.

где N - мощность алфавита;

i - количество информации, которое несёт каждый символ алфавита;

I - Количество информации в сообщении при алфавитном подходе.

4. Объяснение нового материала.

При алфавитном подходе рассматривается запись сообщения с помощью какой-либо знаковой системы. Пусть алфавит знаковой системы состоит из N символов. Представим, что передать нужно всего один символ (это может быть один из N символов). Опять возникает неопределённость. Значит, количество информации, которое несёт сообщение, равное одному знаку, определяется соотношением:

С помощью этой формулы можно определить количество информации, которое несёт знак в двоичной знаковой системе:

Пример 1:

Пусть передаётся простое арифметическое выражение. Алфавит арифметических выражений состоит из 16 знаков:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, +, -, *, /, (, ) . N=16, => 16=2⁴ =>2⁴ = 2^I => I = 4 бит.

Один знак арифметического выражения несёт 4 бита информации.

Пример 2:

Пусть сообщение записано русскими буквами. Алфавит русского языка состоит из 32 знаков(исключая ё) N=32, => 32=2⁵ =>2⁵ = 2^I => I = 5 бит.

Один знак русского алфавита несёт 5 бит информации.

Пример 3:

Алфавит двоичной знаковой системы состоит из двух знаков (0,1), поэтому N=2, =>

2=2^I => 2¹=2^I => I = 1 бит

Т.О. в двоичной знаковой системе знак несёт 1 бит информации.Информационная ёмкость знака двоичной знаковой системы составляет один бит

Вопросы:

Какова мощность алфавита:

нотных знаков:N=7 (до, ре, ми, фа, соль, ля, си)

Знаков Зодиака:N=12

Цифр: N=10

Латинских букв: N=26

Сообщение состоит из последовательности знаков. Допусти, что сообщение содержит k знаков. Каждый знак несёт определённое количество информации i. Количество информации во всём сообщении: I=i•k.

Пример 4:

Слово «ЭВМ» содержит I = 5 бит • 3 символа = 15 бит

(Информационная ёмкость знака русского алфавита равна 5 бит, N=32, => 32=2⁵ =>2⁵ = 2^I => I = 5 бит)

Слово «Компьютер» содержит I = 5 бит • 9 символов = 45 бит.

Пример 5:

Выражение «4+5=9» содержит I = 4 бита • 5символов = 20 бит.

Выражение «2•(4+5)=18» содержит I = 4 бита • 10 символов = 40 бит.

Пример 6:

Двоичный код «1000101» содержит I = 1 бит •7 символов = 7 бит.

Двоичный код «1111111» содержит I = 1 бит •7 символов = 7 бит.

Измерение информации

Памятка

Пример 1:

Необходимо вычислить количество информации, содержащейся на одной странице набранного на компьютере текста. Текст состоит из 50 строк по 60 символов.

Сообщение содержит: k=50•60=3000 символов

Количество информации в тексте:

I = i*k = 1байт • 3000 = 3000 байт = 3000/1024 =2.93 Кбайт

Пример 2:

Вычислить количество информации на 10 страницах.

k = 3000 символов * 10 страниц = 30000 символов.

I = i*k = 1 байт • 30000 символов = 30000 байт = 30000/1024=29.3 Кбайт

Пример 3:

Сколько страниц текста уместится на дискету и компакт-диск?

Объём одной дискеты:

1.44 Мбайт = 1.44 • 1024 = 1509949,44 байт

k = 1509949,44 / 3000 = 500 страниц

Объём одного компакт-диска:

650 Мбайт = 650 • 1024 = 681574400 байт

k = 681574400/3000 = 227190 страниц

Кодирование текстовой информации

Информация, выраженная в письменной форме, называется текстовой информацией.

Достаточно 256 различных символов.

N=2ⁱ, 256=2ⁱ, 2⁸=2ⁱ, i=8 бит

Для представления текста в память компьютера необходимо представить его в двоичной знаковой системе.

Для кодирования каждого знака требуется количество информации, равное 8 битам.

Коды 0-31 соответствуют операциям (перевод строки и т.д)

Коды 32-127 - международный алфавит (латинские буквы, цифры, знаки препинания).

Коды 128-255 - национальный алфавит. В настоящее время существует 5 кодовых таблиц для русских букв (Windows, MS-DOS, КОИ-8, Mac, ISO), поэтому тексты, созданные в одной кодировке, не будут правильно отображаться в другой.

Стандарт кодирования Unicode отводит под каждый символ 2 байта, что позволило закодировать многое алфавиты в одной таблице.

N = 2ⁱ, 2ⁱ = 2¹⁶ =65536, N=65536 символов в кодовой таблице Unicode.

Домашнее задание: Приложение 1