Урок інформатики та ікт - вимір інформації

Мета уроку: познайомити з поняттями: "вимір інформації", "алфавіт", "потужність алфавіту", "алфавітний підхід у вимірі інформації", навчити вимірювати інформаційний обсяг повідомлень, з урахуванням інформаційного ваги символів.

Тип уроку: пояснювально-демонстраційний з елементами практикуму.

Наочним: презентація "Вимірювання інформації" (додаток 1).

Навчальна література: підручник "Інформатика". 8-й клас (базовий курс) І.Г.Семакін, "Інформатика" задачник-практикум (1 частина) І.Г.Семакін.

Вимоги до знань і вмінь:

Учні повинні знати:
  • що таке "алфавіт", "потужність алфавіту", "алфавітний підхід у вимірі інформації";
  • як виміряти інформаційний обсяг;
  • як визначається одиниця виміру інформації біт;
  • що таке байт, кілобайт, мегабайт, гігабайт.
Учні повинні вміти:
  • наводити приклади повідомлень, що несуть 1 біт інформації;
  • вимірювати інформаційний обсяг тексту;
  • представляти кількість отриманої інформації в різних одиницях (бітах, байтах, кілобайтах, мегабайтах, гігабайтах).
  1. Орг. момент - 1 хв.
  2. Перевірка домашнього завдання - 2 хв.
  3. Новий матеріал. Вимірювання інформації. Алфавітний підхід - 25 хв.
  4. Закріплення вивченого - 14 хв.
  5. Підведення підсумків уроку. - 2 хв.
  6. Домашнє завдання - 1 хв.

II. Перевірка домашнього завдання.

Задачник-практикум № 1. с. 11 № 2, 5, 8, 11, 19 *.

III. Новий матеріал.

Процес пізнання навколишнього світу призводить до накопичення інформації в формі знань.

Як же дізнатися, багато отримано інформації чи ні?

Необхідно виміряти обсяг інформації. А як це зробити ми сьогодні дізнаємося.

Отримання нової інформації призводить до розширення знань або, як інакше можна сказати, до зменшення невизначеності знання.

Якщо деяке повідомлення призводить до зменшення невизначеності нашого знання, то можна сказати, що таке знання містить інформацію (рисунок 1).

2. Як можна виміряти кількість інформації.

Для вимірювання різних величин існують еталонні одиниці виміру.

наприклад:
  • Відстань вимірюють в міліметрах, сантиметрах, дециметрах ...
  • Масу вимірюють в грамах, кілограмах, тоннах ...
  • Час вимірюють в секундах, хвилинах, добі, роках ...

Отже, для вимірювання інформації повинна бути введена своя еталонна одиниця.

Існує два підходи до вимірювання інформації:

3. Алфавітний підхід до вимірювання інформації.

- Давайте згадаємо, що ж таке алфавіт?
  • Алфавіт - весь набір букв, розділових знаків, цифр, дужок та інших символів, що використовуються в тексті.

* Алфавіт включають і пробіл (пропуск між словами).

- Що таке потужність алфавіту?
  • Потужність алфавіту - повне число символів в алфавіті.

Наприклад: потужність алфавіту російських букв і використовуваних символів дорівнює 54:

33 літери + 10 цифр + 11 знаків пунктуації, дужки, пробіл.

Найменшу потужність має алфавіт, який використовується в комп'ютері (машинний мову), його називають двійковим алфавітом, тому що він містить тільки два знака "0", "1".

Інформаційний вага символу двійкового алфавіту прийнятий за одиницю виміру інформації і називається 1 біт.

Спробуйте визначити обсяг інформаційного повідомлення:

Інформація, записана на машинній мові, важить:

При алфавітному підході вважають, що кожен символ тексту, має інформаційний вага.

Інформаційний вага символу залежить від потужності алфавіту.

Зі збільшенням потужності алфавіту, збільшується інформаційний вага кожного символу.

Для вимірювання обсягу інформації необхідно визначити скільки разів інформація рівна 1 біту міститься в обумовленому обсязі інформації.

1) Візьмемо чотиризначний алфавіт (придуманий), (рисунок 2).

Всі символи вихідного алфавіту можна закодувати усіма можливими комбінаціями, використовуючи цифри двійкового алфавіту.

Отримаємо двійковий код кожного символу алфавіту. Для того щоб закодувати символи алфавіту потужність якого дорівнює чотирьом, нам знадобиться два символу двійкового коду.

Отже, кожен символ чотиризначного алфавіту важить 2 біта.

2) Закодуйте за допомогою двійкового коду кожен символ алфавіту, потужність якого дорівнює 8 (рисунок 3).

Висновок. Весь алфавіт, потужність якого дорівнює 8 можна закодувати на машинній мові за допомогою трьох символів двійкового алфавіту (рисунок 4).

- Як ви думаєте, який інформаційний обсяг кожного символу восьмизначного алфавіту?

Кожен символ восьмизначного алфавіту важить 3 біта.

3). Закодуйте за допомогою двійкового коду кожен символ алфавіту, потужність якого дорівнює 16.

- Який можна зробити висновок?

Алфавіт з шістнадцяти символів можна закодувати за допомогою чотиризначного двійкового коду.

Завдання: Який обсяг інформації містять 3 символу 16 - символьного алфавіту?

Так як кожен символ алфавіту потужністю 16 знаків можна закодувати за допомогою чотиризначного двійкового коду, кожен символ вихідного алфавіту важить 4 біта.

Так як все використовували 3 символу алфавіту потужністю 16 символів, отже: 4 біт • 3 = 12 біт

Відповідь: обсяг інформації записаний 3 знаками алфавіту потужністю 16 символів дорівнює 12 біт.

Запишемо таблицю відповідності потужності алфавіту (N) і кількістю знаків в коді (b) - розрядністю двійкового коду.

- Знайдіть закономірність (рисунок 5)!

- Який висновок можна зробити?

Інформаційний вага кожного символу, виражений в бітах (b), і потужність алфавіту (N) пов'язані між собою формулою: N = 2 b

Алфавіт, з якого складається на комп'ютері текст (документ) складається з 256 символів.

Цей алфавіт містить символи: великі та малі латинські і російські літери, цифри, знаки арифметичних операцій, всілякі дужки, знаки пунктуації та інші символи.

- Дізнайтеся, який обсяг інформації міститься в одному символі алфавіту, потужність якого дорівнює 256.

Рішення. З формули N = 2 b слід 256 = 2 8.

Висновок. Значить, кожен символ алфавіту використовуваного в комп'ютері для друку документів важить 8 біт.

Цю величину взяли так само за одиницю виміру інформації і дали назву байт.

3) тому що вага кожного символу дорівнює 1 байту, отже, інформаційний обсяг всієї статті 60000 • 1 = 60000 байт або 60000 • 8 = 480000 біт.

- Як видно з завдання байт "дрібна" одиниця виміру інформаційного обсягу тексту, тому для вимірювання великих обсягів інформації використовуються більші одиниці.

Одиниці виміру інформаційного обсягу:

1 кілобайт = 1 Кб = 210 байт = 1024 байт

1 мегабайт = 1 Мб = 210 Кб = 1024 Кб

1 гігабайт = 1 Гб = 210 Мб = 1024 Мб

- Спробуйте перевести результат завдання, в більші одиниці вимірювання:

60000 байт • 58,59375 КБ

60000 байт • 0,057 Мб

IV. Закріплення вивченого.

Задачник-практикум № 1. С. 19 № 19, 20, 22, 23, 25.