Алфавитный подход к измерению информации. Единицы измерения информации

Цели урока:

формирование представления об алфавитном подходе к определению количества информации;

развитие логического мышления, расширения кругозора учащихся;

воспитание информационной культуры.

Тип урока: комбинированный

Термины

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

Ход урока

Оргмомент.

Цель: познакомиться с классом, настроить учащихся на активную работу.

Актуализация опорных знаний

Цель: Подготовить учащихся к усвоению новых знаний.

На доске зашифрованное сообщение

209, 197, 208, 196, 214, 197, 32, 204, 192,210, 197, 208, 200, 45, 205, 197, 200, 209, 209, 223, 202, 192, 197, 204, 219, 201, 32, 200, 209, 210, 206, 215, 205, 200, 202, 32, 215, 211, 196, 197, 209, 46

207, 220, 197, 208, 32, 198, 192, 205, 32, 193, 197, 208, 192, 205, 198, 197, 46.

Задание: с помощью кодовой таблицы расшифровать сообщение на слайде.

- Что у вас получилось?

Сердце матери - неиссякаемый источник чудес. Пьер Жан Беранже.

Как вы думаете, почему я решила начать урок именно с этой фразы? (Международные день Матери, отмечается в последнее воскресенье ноября)

Процесс познания мира каждым человеком начинается с кого? (мамы). Этот процесс приводит к накоплению различной информации.

Повторение ранее изученного материала.

Цель: повторить ранее изученный материал.

- А что такое информация? (сведения об окружающем нас мире, повышающее осведомленность человека)

- Любое ли сообщение будет информацией? (нет, только если оно повышает осведомленность человека)

- Содержит ли для вас сообщение «Завтра ожидается солнечная погода» информацию? (да, оно является информативным).

- Можно ли измерить количество информации и как это сделать? (да, с помощью формулы 2ⁱ=N).

- Что обозначают буквы в этой формуле? (i -  количество информации одного из равновероятностных исходов события, N – количество равновероятностных событий).

- Итак, измерим примерное количество информации в сообщении:

«Завтра ожидается солнечная погода»

- Какие могут быть варианты погоды завтра? (пасмурная, снежная, ветреная, дождливая и т.д.)

- Возьмем примерно 4 варианта возможного исхода. Сколько же информации содержит это сообщение и почему?

2 ⁱ =  4, i = 2

- Мы сейчас вспомнили с вами один из подходов к измерению информации. Как он называется? (содержательный подход).

При работе с этим подходом количество информации зависит от ее содержания, понятности, новизны и т.д. Однако любое техническое устройство не воспринимает содержание информации, поэтому в вычислительной технике используется другой подход к измерению информации – алфавитный.

Сообщение темы урока

«Алфавитный подход к измерению информации. Единицы измерения информации»

Целеполагание

Цель: постановка целей работы на уроке.

- Что в этой теме для вас является уже известным, а что является новым?

- Сформулируйте наши с вами цели на сегодняшний урок.

Усвоение новых знаний

Цель: создать условия для усвоения нового материала, через создание проблемной ситуации и различные формы работы учащихся (работа с учебником, работа в парах)

Вернемся к той высказыванию, которое прозвучало в начале урока.

Сердце матери - неиссякаемый источник чудес. Пьер Жан Беранже.

- Определите количество информации в этом тексте.

- Почему не получается? Каких данных не достает?

- Как же поступить в данной ситуации? Ваши варианты.

- С помощью какого алфавита написано это сообщение? (русского)

- Сколько букв в этом алфавите? (33)

А) Работа с учебником

- Откроем учебник на стр. ? и прочитаем определение что такое «алфавит», «мощность алфавита».

Т. О. , Алфавит – это вся совокупность символов, используемых в некотором языке для представления информации.

Мощность алфавита (N) – это полное количество символов в алфавите.

Например, мощностью русского алфавита будет являться число 33, английского 26, мощность текста набранного на клавиатуре будет равно 256, т.к. он включает в себя и русский и английский алфавит, а также скобки, знаки препинания и действий, пробел.

На экране слайд, на котором прежнее сообщение появляется по буквам, буквы как бы капают сверху. Учащимся предлагается представить, что выпадение каждой буквы есть одно из равновероятностных событий.

- Сколько таких равновероятностных событий может произойти для данного сообщения? (33, по количеству букв в алфавите)

- Давайте отбросим редко используемую букву «ё». Останется 32 буквы.

- Сколько информации несет в себе 1 символ? (воспользуемся формулой Хартли)

2 ⁱ = 32,  следовательно i  = 5.

 - Запишем формулу Хартли для алфавитного подхода к измерению информации:

2ⁱ=N, где  N – мощность алфавита, i – информационный вес символа.

Работа в парах

Попробуйте довести решение задачи до конца. Напоминаю вопрос задачи, определить количество информации в тексте.

Варианты учеников. В ходе обсуждения решения вывести формулу:

I = K*i.

На доске и в тетрадях:

Ответ: 310 бит.

Решение задач.

Цель: первичное закрепление новых знаний через решение задач.

Задача 1 (устно) Алфавит племени Мульти состоит из 8 букв. Какое количество информации несет одна буква этого алфавита? Слово, состоящее из пяти букв? (3 бита, 15 бит)

Задача 2 (1 ученик у доски) Для записи сообщения использовался 32-х символьный алфавит. Все сообщение занимает 4 страницы, на каждой странице по 30 строк, в каждой строке по 50 символов. Какое количество информации в этом сообщении? (i=5 битов, I = 4*30*50*5 = 30000 битов).

Компьютерный алфавит

Цель: повторить единицы измерения информации.

Сообщения бывают очень большими, содержащими огромное количество информации. Компьютер создан для того, чтобы обрабатывать большие объемы информации.  Сколько символов содержит компьютерный алфавит? (256 символов)

- Каков информационный вес одного компьютерного символа? (8 бит)

8 бит = 1 байт,

следовательно есть и другие единицы измерения информации в которых удобнее измерять количество информации.

А) Работа в тетради. Самостоятельно записать единицы в тетради с последующей взаимопроверкой.

На слайде:

1 Кбайт  = 2¹⁰ байт = 1024 байт

1Мбайт  = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайт

1 Гбайт  =  2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайт  

1 Терабайт = 2¹⁰ Гбайт = 1024 Гбайт

1 Петабайт = 2¹⁰ Тбайт = 1024 Тбайт

Физминутка

Цель: профилактика утомления, нарушения осанки, зрения и психоэмоциональная разрядка.

Решение задач на перевод единиц измерения информации

Цель: закрепить перевод из одной единицы измерения информации в другую с помощью программы Калькулятор.

На столах у каждого ученика памятка по переводу единиц измерения информации.

С помощью этой памятки необходимо выполнить вычисления на карточках с последующей самопроверкой.

Учащиеся пересаживаются за компьютеры и воспользовавшись программой Калькулятор переводят и сравнивают числа.

Памятка

200 байт и 0,25 Кбайт

3 байт и 24 бита

1 Кбайт и 1000 бит

1 Мбайт и 140192 байта

На слайде правильный ответ.

Работа в группах.

*(если будет время)

Решение задач на применение формул при  расчете количества информации с помощью алфавитного подхода.

А) Информационное сообщение объемом 1,5 Кбайта содержит 3072 символа. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого записано это сообщение?

I = 1,5 Кб     

Решение

К = 3072  I = 1,5 Кб = 1,5 * 1024 * 8 = 12 288 (бит)

N - ?    i=I/K=12288/3072=4 (бита)  

N=2ⁱ=2⁴=16 (символов)  

Ответ: 16 символов.

Б) Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 150 страниц, на каждой странице – 40 строк, в каждой строке – 60 символов. Каков объем информации в книге? Ответ перевести в мегабайты. (обратить внимание что используется компьютерный текст)

150 страниц,        

Решение

40 строк,              

К = 150*40*60 = 360000  (символов)

60 символов         

360000* 1 байт = 360000 (байт)

I - ?                        

360000 байт  =  0,3 Мб

Каждая группа записывает полученный ответ на доске.           

Творческое задание.

Цель: активизации учебно-мотивационной и познавательной деятельности учащихся

Составить свою задачу (или 2, в зависимости от числа участников) при решении которой необходимо использовать алфавитный подход.

Презентация задач. Составление сборника задач.

Рефлексия.

Цель: вспомнить, выявить и осознать основные компоненты деятельности: ее смысл, типы, способы, проблемы, пути их решения, полученные результаты

Это этап проводится по схеме:

На уроке информатики по этой теме я узнал: ____.

На уроке информатики по этой теме я научился: ____.

Лучше всего у меня получалось: ____.

Основные трудности при изучении темы: ____.

Оцените ваши чувства и ощущения во время изучения темы:

восторг-
норма-
ужас -

Чтобы я изменил на уроке, чтобы улучшить свои результаты: ____.

Итог урока. Домашнее задание.

Цель: подвести итог урока, выставить оценки, пояснить домашнее задание.

Итак, ребята. Я благодарю вас за сотрудничество. И хочу особенно отметить работу…. учеников. За активную работу на уроке складываются следующие оценки…

Домашнее задание:       

Домашнее задание

Памятка

Учебник: ???

Письменно в тетради:

Задание 1:

Переведи в байты.

15 Кбайт, 256 Кбайт, 2500 Кбайт.

72 Кбайт, 340 Мбайт, 7 Гбайт.

Задание 2:

Переведи в килобайты.

7168 байт, 2Мбайт, 400 Мбайт, 5 Гбайт, 300 Гбайт.

2560 байт, 257 Мбайт, 30 Гбайт.

Задание 3:

Переведи в мегабайты.

50331648 байт, 56320 байт, 90 Гбайт.

26214400 байт, 460800 Кбайт, 12 Гбайт.

Задание 4:

Определи количество информации в книге, набранной на компьютере. Книга содержит 1500 страниц. На каждой странице – 40 строк, в каждой строке – 60 символов. Запиши ответ в наиболее подходящих единицах.

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

Цели урока:

• формирование представления об алфавитном подходе к определению количества информации;

• развитие логического мышления, расширения кругозора учащихся;

• воспитание информационной культуры.

Тип урока: комбинированный

Термины

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

Ход урока

1. Оргмомент.

Цель: познакомиться с классом, настроить учащихся на активную работу.

1. Актуализация опорных знаний

Цель: Подготовить учащихся к усвоению новых знаний.

На доске зашифрованное сообщение

209, 197, 208, 196, 214, 197, 32, 204, 192,210, 197, 208, 200, 45, 205, 197, 200, 209, 209, 223, 202, 192, 197, 204, 219, 201, 32, 200, 209, 210, 206, 215, 205, 200, 202, 32, 215, 211, 196, 197, 209, 46

207, 220, 197, 208, 32, 198, 192, 205, 32, 193, 197, 208, 192, 205, 198, 197, 46.

Задание: с помощью кодовой таблицы расшифровать сообщение на слайде.

- Что у вас получилось?

Сердце матери - неиссякаемый источник чудес. Пьер Жан Беранже.

Как вы думаете, почему я решила начать урок именно с этой фразы? (Международные день Матери, отмечается в последнее воскресенье ноября)

Процесс познания мира каждым человеком начинается с кого? (мамы). Этот процесс приводит к накоплению различной информации.

1. Повторение ранее изученного материала.

Цель: повторить ранее изученный материал.

- А что такое информация? (сведения об окружающем нас мире, повышающее осведомленность человека)

- Любое ли сообщение будет информацией? (нет, только если оно повышает осведомленность человека)

- Содержит ли для вас сообщение «Завтра ожидается солнечная погода» информацию? (да, оно является информативным).

- Можно ли измерить количество информации и как это сделать? (да, с помощью формулы 2ⁱ=N).

- Что обозначают буквы в этой формуле? (i - количество информации одного из равновероятностных исходов события, N – количество равновероятностных событий).

- Итак, измерим примерное количество информации в сообщении:

«Завтра ожидается солнечная погода»

- Какие могут быть варианты погоды завтра? (пасмурная, снежная, ветреная, дождливая и т.д.)

- Возьмем примерно 4 варианта возможного исхода. Сколько же информации содержит это сообщение и почему?

2 ⁱ = 4, i = 2

- Мы сейчас вспомнили с вами один из подходов к измерению информации. Как он называется? (содержательный подход).

При работе с этим подходом количество информации зависит от ее содержания, понятности, новизны и т.д. Однако любое техническое устройство не воспринимает содержание информации, поэтому в вычислительной технике используется другой подход к измерению информации – алфавитный.

Сообщение темы урока

«Алфавитный подход к измерению информации. Единицы измерения информации»

1. Целеполагание

Цель: постановка целей работы на уроке.

- Что в этой теме для вас является уже известным, а что является новым?

- Сформулируйте наши с вами цели на сегодняшний урок.

1. Усвоение новых знаний

Цель: создать условия для усвоения нового материала, через создание проблемной ситуации и различные формы работы учащихся (работа с учебником, работа в парах)

Вернемся к той высказыванию, которое прозвучало в начале урока.

Сердце матери - неиссякаемый источник чудес. Пьер Жан Беранже.

- Определите количество информации в этом тексте.

- Почему не получается? Каких данных не достает?

- Как же поступить в данной ситуации? Ваши варианты.

- С помощью какого алфавита написано это сообщение? (русского)

- Сколько букв в этом алфавите? (33)

А) Работа с учебником

- Откроем учебник на стр. ? и прочитаем определение что такое «алфавит», «мощность алфавита».

Т. О. , Алфавит – это вся совокупность символов, используемых в некотором языке для представления информации.

Мощность алфавита (N) – это полное количество символов в алфавите.

Например, мощностью русского алфавита будет являться число 33, английского 26, мощность текста набранного на клавиатуре будет равно 256, т.к. он включает в себя и русский и английский алфавит, а также скобки, знаки препинания и действий, пробел.

На экране слайд, на котором прежнее сообщение появляется по буквам, буквы как бы капают сверху. Учащимся предлагается представить, что выпадение каждой буквы есть одно из равновероятностных событий.

- Сколько таких равновероятностных событий может произойти для данного сообщения? (33, по количеству букв в алфавите)

- Давайте отбросим редко используемую букву «ё». Останется 32 буквы.

- Сколько информации несет в себе 1 символ? (воспользуемся формулой Хартли)

2 ⁱ = 32, следовательно i = 5.

- Запишем формулу Хартли для алфавитного подхода к измерению информации:

2ⁱ=N, где N – мощность алфавита, i – информационный вес символа.

Работа в парах

Попробуйте довести решение задачи до конца. Напоминаю вопрос задачи, определить количество информации в тексте.

Варианты учеников. В ходе обсуждения решения вывести формулу:

I = K*i.

На доске и в тетрадях:

К = 62 Решение

N = 32 2ⁱ = 32, i = 5 (бит)

I - ? I = K*i, I = 62*5 = 310 (бит)

Ответ: 310 бит.

1. Решение задач.

Цель: первичное закрепление новых знаний через решение задач.

Задача 1 (устно) Алфавит племени Мульти состоит из 8 букв. Какое количество информации несет одна буква этого алфавита? Слово, состоящее из пяти букв? (3 бита, 15 бит)

Задача 2 (1 ученик у доски) Для записи сообщения использовался 32-х символьный алфавит. Все сообщение занимает 4 страницы, на каждой странице по 30 строк, в каждой строке по 50 символов. Какое количество информации в этом сообщении? (i=5 битов, I = 4*30*50*5 = 30000 битов).

1. Компьютерный алфавит

Цель: повторить единицы измерения информации.

Сообщения бывают очень большими, содержащими огромное количество информации. Компьютер создан для того, чтобы обрабатывать большие объемы информации. Сколько символов содержит компьютерный алфавит? (256 символов)

- Каков информационный вес одного компьютерного символа? (8 бит)

8 бит = 1 байт,

следовательно есть и другие единицы измерения информации в которых удобнее измерять количество информации.

А) Работа в тетради. Самостоятельно записать единицы в тетради с последующей взаимопроверкой.

На слайде:

1 Кбайт = 2¹⁰ байт = 1024 байт

1Мбайт = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайт

1 Гбайт = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайт

1 Терабайт = 2¹⁰ Гбайт = 1024 Гбайт

1 Петабайт = 2¹⁰ Тбайт = 1024 Тбайт

1. Физминутка

Цель: профилактика утомления, нарушения осанки, зрения и психоэмоциональная разрядка.

1. Решение задач на перевод единиц измерения информации

Цель: закрепить перевод из одной единицы измерения информации в другую с помощью программы Калькулятор.

На столах у каждого ученика памятка по переводу единиц измерения информации.

С помощью этой памятки необходимо выполнить вычисления на карточках с последующей самопроверкой.

Учащиеся пересаживаются за компьютеры и воспользовавшись программой Калькулятор переводят и сравнивают числа.

Памятка

200 байт и 0,25 Кбайт

3 байт и 24 бита

1 Кбайт и 1000 бит

1 Мбайт и 140192 байта

На слайде правильный ответ.

1. Работа в группах.

*(если будет время)

1. Решение задач на применение формул при расчете количества информации с помощью алфавитного подхода.

А) Информационное сообщение объемом 1,5 Кбайта содержит 3072 символа. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого записано это сообщение?

I = 1,5 Кб Решение

К = 3072 I = 1,5 Кб = 1,5 * 1024 * 8 = 12 288 (бит)

N - ? i=I/K=12288/3072=4 (бита)

N=2ⁱ=2⁴=16 (символов)

Ответ: 16 символов.

Б) Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 150 страниц, на каждой странице – 40 строк, в каждой строке – 60 символов. Каков объем информации в книге? Ответ перевести в мегабайты. (обратить внимание что используется компьютерный текст)

150 страниц, Решение

40 строк, К = 150*40*60 = 360000 (символов)

60 символов 360000* 1 байт = 360000 (байт)

I - ? 360000 байт = 0,3 Мб

Каждая группа записывает полученный ответ на доске.

1. Творческое задание.

Цель: активизации учебно-мотивационной и познавательной деятельности учащихся

Составить свою задачу (или 2, в зависимости от числа участников) при решении которой необходимо использовать алфавитный подход.

1. Презентация задач. Составление сборника задач.

1. Рефлексия.

Цель: вспомнить, выявить и осознать основные компоненты деятельности: ее смысл, типы, способы, проблемы, пути их решения, полученные результаты

Это этап проводится по схеме:

• На уроке информатики по этой теме я узнал: ____.

• На уроке информатики по этой теме я научился: ____.

• Лучше всего у меня получалось: ____.

• Основные трудности при изучении темы: ____.

• Оцените ваши чувства и ощущения во время изучения темы:

восторг-
норма-
ужас -

• Чтобы я изменил на уроке, чтобы улучшить свои результаты: ____.

1. Итог урока. Домашнее задание.

Цель: подвести итог урока, выставить оценки, пояснить домашнее задание.

Итак, ребята. Я благодарю вас за сотрудничество. И хочу особенно отметить работу…. учеников. За активную работу на уроке складываются следующие оценки…

Домашнее задание:

Домашнее задание

Памятка

Учебник: ???

Письменно в тетради:

Задание 1:

Переведи в байты.

1. 15 Кбайт, 256 Кбайт, 2500 Кбайт.

2. 72 Кбайт, 340 Мбайт, 7 Гбайт.

Задание 2:

Переведи в килобайты.

1. 7168 байт, 2Мбайт, 400 Мбайт, 5 Гбайт, 300 Гбайт.

2. 2560 байт, 257 Мбайт, 30 Гбайт.

Задание 3:

Переведи в мегабайты.

1. 50331648 байт, 56320 байт, 90 Гбайт.

2. 26214400 байт, 460800 Кбайт, 12 Гбайт.

Задание 4:

Определи количество информации в книге, набранной на компьютере. Книга содержит 1500 страниц. На каждой странице – 40 строк, в каждой строке – 60 символов. Запиши ответ в наиболее подходящих единицах.

Дополнительный материал: http://www62.jimdo.com/app/sdfd2b51af120f3c3/p4865eb4eb05e584b/

e-mail: [email protected]