Тема урока: «Измерение информации. алфавитный подход

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
«МОРДВЕССКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ
ШКОЛА ИМЕНИ В.Ф. РОМАНОВА»
ВЕНЁВСКИЙ РАЙОН
Конспект урока на тему:
«Измерение
информации.
Алфавитный подход»
Урок подготовила: Кочеткова
Наталья Александровна, учитель
информатики МОУ «Мордвесская
СОШ имени В.Ф.Романова»
2013-2014 учебный год
ТЕМА УРОКА: «ИЗМЕРЕНИЕ ИНФОРМАЦИИ. АЛФАВИТНЫЙ ПОДХОД»
Цель: организация работы по усвоению учащимися новых понятий, рассмотреть
алфавитный подход к измерению информации, выработать у учащихся умения и навыки
по измерению информационного объема текста и пересчету количества информации в
различных единицах.
Задачи:
 образовательные:
познакомить учащихся с алфавитным подходом к измерению информации и формулой
для определения информационного веса символа; дать представление о мощности
алфавита, информационном весе символа двоичного алфавита; выработать умения по
измерению информационного объема текста; научить владению приемами пересчета
количества информации в различных единицах.
 воспитательные:
вовлечь в активную деятельность; способствовать формированию общей и
информационной культуры, ответственного отношения к учению, готовности и
мобилизации усилий на безошибочное выполнение заданий, проявить наибольшую
активность в их выполнении; воспитать культуру учебного труда, навыков
самообразования.
 развивающие:
развивать умения анализировать, сопоставлять, сравнивать, выделять главное,
устанавливать причинно-следственные связи и делать выводы; развивать логическое,
системное и алгоритмическое мышление, мыслительную деятельность.
Тип урока: урок формирования новых знаний
Форма урока: урок с мультимедийным сопровождением
Оборудование:
1. Компьютер, интерактивная доска или проектор и экран.
2. Демонстрационный видеоролик, презентационные файлы.
3. Интерактивный задачник.
План урока
1. Организационный момент. Постановка цели урока. (1 мин)
2. Проверка домашнего задания и актуализация знаний (5 мин)
3. Усвоение новых знаний (20 мин)
o алфавитный подход к измерению информации;
o алфавит и мощность алфавита;
o информационный вес символа;
o информационный объем текста и единицы информации
4. Обобщения первичного закрепления и систематизации знаний (10 мин)
5. Подведение итогов урока и оценка работ учащихся (2 мин)
6. Домашнее задание (2 мин)
Ход урока
1.
Организационный этап. Постановка цели урока.
Здравствуйте. Прежде чем мы приступим к уроку, хотелось бы, чтобы каждый из вас
настроился на рабочий лад. Сегодня мы узнаем с вами, как можно измерить информацию
и какие единицы измерения существуют. Вопрос об измерении количества информации
является очень важным как для науки, так и для практики. В самом деле, информация
является предметом нашей деятельности: мы её храним, передаем, принимаем,
обрабатываем.
2.
Проверка домашнего задания и актуализация знаний.
Но прежде чем мы приступим к изучению нового материала, ответьте, пожалуйста, на
несколько вопросов:
1) Опишите, какая последовательность действий с информацией будет выполнена
ребятами в каждом из перечисленных ниже случаев:
а) Ваня решает у доски задачу;
б) Оля слушает по радио новости;
в) Дима учит правило;
г) Саша и Вова разговаривают по телефону;
2) Приведите 3-4 примера профессий людей, чья деятельность, в основном, связана с
обработкой полученной информации.
3) Что (кто) в приведённых ниже примерах является источником, что (кто) приёмником информации, а что (кто) – информационным каналом?
а) Ученик отвечает у доски.
б) Боря читает статью в журнале.
в) Оля слушает песню по радио.
г) Гена говорит с мамой по телефону.
д) Водитель автобуса объявляет остановку.
3.
Этап получения новых знаний.
А теперь мне хотелось бы, чтобы вы помогли решить мне проблему. Мне нужно
записать на диск фильм, но я не знаю какой диск мне подобрать.
Возможные предложения учащихся: посмотреть, сколько места занимает фильм и в
зависимости от его размера подобрать диск, учитывая, сколько информации на него
может поместиться.
Да, действительно нужно знать объем информации. Поэтому важно договориться о
способе её измерения, чтобы ответить на вопросы: достаточно ли места на носителе,
чтобы разместить нужную нам информацию, или сколько времени потребуется, чтобы
передать её по имеющемуся каналу связи. Величина, которая нас в этих ситуациях
интересует, называется объемом информации
В вычислительной технике используется алфавитный подход к определению
количества информации. При алфавитном подходе к определению количества
информации отвлекаются от содержания (смысла) информации и рассматривают
информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой
системы.
Проще всего разобраться в этом на примере текста, написанного на каком-нибудь
языке. Для нас удобнее, чтобы это был русский язык.
Все множество используемых в языке символов будем традиционно называть
алфавитом. Обычно под алфавитом понимают только буквы, но поскольку в тексте могут
встречаться знаки препинания, цифры, скобки, то мы их тоже включим в алфавит. В
алфавит также следует включить и пробел, т.е. пропуск между словами.
Демонстрация к лекции Алфавитный подход к измерению информации
Алфавит – это множество символов, используемых при записи текста.
Мощность (размер) алфавита – это полное количество символов в алфавите.
Мощность алфавита обозначается буквой N.
Например:
· мощность алфавита из русских букв равна 33;
· мощность алфавита из латинских букв – 26;
· мощность алфавита текста набранного с клавиатуры равна 256 (строчные и прописные
латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, скобки, знаки
препинания и т.д.);
· мощность двоичного алфавита равна 2.
Просмотр видеоролика
При алфавитном подходе считается, что каждый символ текста имеет информационную
емкость. Информационная емкость знака зависит от мощности алфавита.
Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу информации
и называется 1 бит
Алфавит, с помощью которого записано сообщение состоит из N знаков. В простейшем
случае, когда длина кода сообщения составляет один знак, отправитель может послать
одно из N возможных сообщений, которое будет нести количество информации I.
Тогда в формуле
N – количество знаков в алфавите знаковой системы, I – количество информации, которое
несет каждый знак.
Например, из формулы можно определить количество информации, которое несет знак в
двоичной знаковой системе
Информационная емкость знака двоичной знаковой системы составляет 1 бит.
Задача 1. Определите, какое количество информации несет буква русского алфавита (без
буквы ё).
Решение:
Буква русского алфавита несет 5 битов информации.
Формула
связывает между собой количество возможных событий и количество
информации, которое несёт полученное сообщение. В рассматриваемой ситуации N – это
количество знаков в алфавите, знаковой системы, а I – количество информации, которое
несёт один знак.
Сообщение состоит из последовательности знаков, каждый из которых несет
определенное количество информации.
Количество информации в сообщении можно посчитать, умножив количество
информации, которое несет один знак на количество знаков в сообщении.
где
– количество информации в сообщении
- количество информации, которое несет один знак
– количество знаков в сообщении
Давайте решим с вами задачу.
Задача 2. Какое количество информации содержит слово «ПРИВЕТ», если считать, что
алфавит состоит из 32 букв?
Решение. Что нам требуется найти в данной задаче? Нам нужно найти какое количество
информации содержит слово «ПРИВЕТ».
Что нам для этого дано?
Дано: количество знаков в сообщение и мощность алфавита.
Количество знаков в сообщении равно 6, а мощность данного алфавита равна 32.
Что нам нужно найти? Нам нужно найти какое количество информации содержит слово
«ПРИВЕТ».
Посмотрим на наше сообщение, оно содержит несколько знаков, значит для того чтобы
найти количество информации нашего сообщения, нам нужно умножив количество
информации, которое несет один знак, на количество знаков в сообщении, т.е.
воспользоваться формулой «и» суммарное равно «и» умножить на «к».
Но мы еще не можем воспользоваться формулой, т.к. не знаем, какое количество
информации несет один знак. Для этого воспользуемся формулой Хартли. Сообщение
записано с помощью алфавита, мощность которого равна 32, т.е. N равно 32. Мы
получили уравнение. Решив это уравнение, мы получили, что количество информации,
которое несет один знак нашего алфавита, равно 5 бит. Зная количество информации,
которое несет один знак нашего алфавита, и количество знаков в сообщении, мы можем
найти, какое количество информации содержит наше сообщение.
Итак, наше сообщение содержит 30 бит.
Демонстрация к лекции Единицы информации
Мы уже знаем, что алфавит, из которого составляется компьютерный текст, содержит
256 символов. Поскольку 256=28, то один символ компьютерного алфавита «весит» 8
битов. Величина, равная 8 битам, называется байтом. Для измерения больших
информационных объемов используют более крупные единицы:
Демонстрация к лекции Информационный объем текста
Задача 3. небольшая книжка, подготовленная с помощью компьютера, содержит 150
страниц. На каждой странице 40 строк, в каждой строке 60 символов (включая пробелы
между словами). 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. Следовательно, информационный
объем книги равен:
360000 : 1024=351,5625 Кб
351,5625 : 1024=0,34332275 Мб
4. Обобщения первичного закрепления и систематизации знаний.
Отработка навыков решения задач по теме "Измерение информации" с помощью
«Интерактивного задачника»
Подведение итогов урока и оценка работ учащихся.
В заключении ещё раз обращаю ваше внимание на важное свойство рассмотренного
сегодня алфавитного подхода. При его использовании содержательная сторона текста в
учет не берется. Текст, состоящий из бессмысленного сочетания символов, будет иметь
ненулевой информационный объем.
6. Домашнее задание. § 4, Домашнее задание N 4, Кроссворд по теме: "Человек и
информация", тренировочный тест к главе 1 «Человек и информация»
5.
Домашнее задание №4
Тема: Измерение информации
1. Алфавит племени Мульти состоит из 32 букв. Какое количество информации
несёт одна буква этого алфавита?
2. Сообщение, записанное буквами из 16-символьного алфавита, содержит 50
символов. Какой объём информации оно несёт?
3. Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 16-ти
символьного алфавита, если его объём составил 1/16 часть Мегабайта?
4. Сколько килобайтов составит сообщение из 384 символов 16-ти символьного
алфавита?
5. Два сообщения содержат одинаковое количество символов. Количество
информации в первом тексте в 1,5 раза больше, чем во втором. Сколько символов
содержат алфавиты, с помощью которых записаны сообщения, если известно, что
число символов в каждом алфавите не превышает 10 и на каждый символ приходится
целое число битов?