Конспект урока по информатике для 1 курса СПО на тему "Двоичное кодирование текстовой информации"

Тема урока: «Двоичное кодирование текстовой информации»

Цели:

обучающая:

-        дать представление о принципах кодирования текстовой информации в компьютере;

-        освоить приемы кодирования и декодирования текстов с помощью различных таблиц кодировок;

-        повышение компьютерной грамотности;

развивающая:

-        развитие познавательного интереса;

-        развитие мышления;

воспитательные:

-        Воспитывать выдержку и терпение в работе, чувства товарищества и взаимопонимания.

Оборудование:

-        рабочие места обучающихся (персональные компьютеры),

-        мультмедийный проектор,

-        р/м Практическая работа «Двоичное кодирование текстовой информации» (Приложение 1)

-        таблицы кодировок ASCII, CP1251, КОИ8-Р? CP866 (Приложение 2)

-        мультимедийная презентация (Приложение 3),

-        программы: MS Word, Hieroglyph.

-        электронные карточки Карточка 1.exe, Карточка 2.exe

-        учебник Н. Угринович § 2.10.

Ход урока

       I.             Организационный момент (1 мин)

Приветствие. Проверка посещаемости.

    II.             Актуализация знаний (3 мин)

На предыдущих уроках мы изучили темы «Представление и кодирование информации», а также «Представление числовой информации с помощью систем счисления».

1.      Как вы понимаете термин «кодирование» информации? (Отв. Кодирование информации – преобразование информации из одной формы представления в другую)

2.      Какой способ кодирования информации используется в компьютере? (двоичное кодирование, с помощью двух цифр: 1 и 0)

3.      Как представлена числовая информация в памяти компьютера? (в виде двоичных кодов)

4.      Какая система счисления является основной для компьютера? (двоичная)

При работе в глобальной сети иногда на экране монитора вместо русских символов появляются нечитабельные значки. В чем причина такого явления?

В ходе урока вы должны будете получить ответы на вопросы:

1.      Как кодируются символы в компьютере?

2.      Всегда ли разные компьютеры «понимают» друг друга?

3.      Почему иногда текст, состоящий из букв русского алфавита, полученный с другого компьютера, невозможно прочитать - на экране монитора видна какая-то "абракадабра"?

 III.            Изложение нового материала (13 мин)

Включить проектор

Слайд 1. Запишите тему урока: «Двоичное кодирование текстовой информации».

Слайд 2. Цели и способы кодирования текстов

Способ кодирования тестовой информации зависит от цели, ради которой оно осуществляется:

-        сокращение записи,

-        засекречивание (шифровка) информации,

-        удобство обработки и т.п.

Существуют три способа кодирования текста:

1.      символьный – с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

2.      графический – с помощью рисунков или значков;

3.      числовой – с помощью чисел;

Совершим небольшой экскурс в историю.

Слайд 3. Шифр древней Спарты, код Цезаря

Человечество использует шифрование (кодировку) текста с того самого момента, когда появилась первая секретная информация. В древней Спарте античные греки для шифрования информации использовали прибор скитала (σκυτάλη- греч., жезл). В 1 веке до н.э. римляне использовали шифровальный диск Цезаря.

Существует наука, занимающаяся методами шифрования информации. Как называется такая наука? (Отв:. криптография).

А как называется процесс, обратный кодированию? (Отв.: декодирование).

Какие способы кодирования еще знаете вы? (Отв.: Азбука Морзе)

Слайд 4. Морзянка

Азбука Морзе или неравномерный телеграфный код, в котором каждая буква или знак представлены своей комбинацией коротких элементарных посылок электрического тока (точек) и элементарных посылок утроенной продолжительности (тире). Как называется способ кодирования, использующий только два символа? (двоичное)

Как вы считаете: с какой целью была разработана азбука Морзе? (Отв:. для удобства обработки и передачи информации)

Слайд 5. Кодирование текстовой информации на морфлоте.

На морфлоте использовалась флажковая азбука. В 1895 году вице-адмирал Степан Осипович Макаров разработал семафорную азбуку, которая используется до сих пор.

Как выглядит графический способ кодирования текстовой информации? (Ответ: в виде штрих-кода)

Слайд 6.  Штрих-коды

Штриховой код — графическая информация, наносимая на поверхность изделий.

 С какой целью разработаны штрих-коды? (Отв.: для быстрого считывания информации техническими средствами).

Штриховые коды бывают линейными и матричными.

Слайд 7. 8-битная кодировка

Рассмотрим способ числового кодирования текстовой информации. Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число (например, порядковый номер), то можно кодировать текстовую информацию с помощью числового кода.

Как мы уже выяснили при изучении темы «Измерение количества информации» мощность алфавита компьютера 256 символов.

Каков информационный вес символа, набранного на клавиатуре компьютера? (Отв.:8 бит).

В 60-ые годы 20 века, когда компьютеры стали массово использоваться для работы с текстовой информацией, разработчикам пришлось договориться о том, каким кодом кодировать тот или иной символ, чтобы не получилось путаницы.

Слайд 8. ASCII

Было достигнуто интернациональное соглашение о присвоении каждому символу своего уникального кода. В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII («АСКИ»), разработанная институтом стандартизации США - стандартный код информационного обмена США. В этой таблице представлены коды от 0 до 127 (буквы английского алфавита, знаки математической символики, служебные символы и др.), причем коды от 0 до 32 отведены не символам, а командам, управляющим выводом данных.

Слайды 9, 10. Национальные кодовые таблицы

Коды с 128 по 255 выделены для национальных стандартов каждой страны. Этого достаточно для большинства развитых стран. Для России были введены несколько различных стандартов кодовой таблицы (коды с 128 по 255).

Слайд 11. Схема

По схеме видно, что используются как минимум, 5 кодовых страниц для русских символов.

Раздать обучающимся: р/м «Практическая работа «Двоичное кодирование текстовой информации», кодовые таблицы  ASCII, CP1251, КОИ8-Р, CP866.

Слайд 12. Таблицы кодировок (учебник, стр. 109)

На стр. 109 учебника приведена таблица кодировок русских символов. При одном и том же числовом коде в разных таблицах формируются разные символы. Например, рассмотрим код 221.

Обратите внимание:

1). Как располагаются русские символы в таблице CP1251, которая используется в ОС W-?. (Отв. расположены по алфавиту в порядке возрастания кодов!)

2). Как располагаются русские символы в таблице КОИ8-Р, которая используется в русскоязычном секторе Интернета.(Отв. Символы в таблице расположены не в алфавитном порядке!)

3). Как располагаются русские символы в таблице CP866, которая используется в ОС MS DOS? (Отв. В последовательность строчных русских букв вклиниваются псевдографические знаки!).

Программы для перевода информации из одной кодировки в другую называются конверторами, например, Hieroglyph – текстовый конвертор.

Слайд 13. Unicode

Чтобы буквы любой страны можно было читать на любом компьютере, в конце 90-х годов был создан Unicode-2. Полная спецификация стандарта Unicode включает в себя все существующие (примерно 6800 различных языков), вымершие и искусственно созданные алфавиты мира, а также множество математических, музыкальных, химических и прочих символов. Для их кодировки стали использовать два байта (16 бит).

Сколько символов можно закодировать двумя байтами? (Ответ: 2¹⁶=65536)

Законспектировать: Кодировка Unicode (UCS-2) – 1 символ – 2 байта. Можно закодировать 2¹⁶=65536 символов.

Существует кодировка и UCS-4, где для кодирования используют 4 байта, то есть можно кодировать более 4 млрд. символов.

Слайд 14. Кракозябры

Из-за такого обилия кодировок текстов могут возникать проблемы, в результате на экране появляются нечитаемые символы, так называемые «кракозябры». Особенно часто при работе с электронной почтой.

В чем причина возникновения на экране нечитабельных символов? (Отв. Конфликт кодировок браузера и компьютера)

Слайд 15. Настройка поисковой системы.

Большинство браузеров автоматически выбирают  кодировку для просмотра Web-страниц. Но если на Web-странице вместо русских символов появляются нечитаемые значки, то почти наверняка, причиной этому является несоответствие кодировок. Как решить проблему? (Отв. Сменить кодировку браузера). Открыть меню браузера (в правом верхнем углу значок в виде трех горизонтальных линий) и подобрать нужную кодировку.

Слайд 16. Практическая часть

 IV.            Практическая часть (25 мин)

Обучающиеся садятся каждый за свое рабочее место

Задание 1. Ввод символов по их числовому коду. (2 мин)

Создайте на Рабочем столе документ MS Word, откройте его. Наберите, придерживая клавишу ALT, код 129 на поле калькулятора, отпустите клавишу ALT. Аналогично определите символы, соответствующие числовым кодам 136 и 146.

129		136		146

Какое слово получилось? Запишите его в тетрадь. (отв.:БИТ)

 Задание 2. Определение числового кода символа. (2 мин)

Откройте ленту Вставка – Символ, вкладка Symbol.

Закодируйте слово IBM в десятичных кодах, а затем в 16-ричных. Результат запишите в тетрадь.

Предполагаемый результат:

Символы	I	B	M
Десятичный код	73	66	77
Шестнадцатеричный код	0049	0042	004D

Закройте документ MS Word без сохранения.

Задание 3. Декодирование текста. (2 мин)

Декодируйте текст с помощью кодовой таблицы ASCII, результат запишите в тетрадь.

Предполагаемый результат:

Код	99	111	109	112	117	116	101	114
символ	c	o	m	p	u	t	e	r

Задание 4. Работа с различными таблицами кодировок. (5 мин)

Закодируйте слово ЭВМ в кодовой таблице CP1251 в десятичном коде, а затем переведите с помощью инженерного калькулятора в 16-ричный код. Аналогично закодируйте это же слово ЭВМ в КОИ8-Р и переведите десятичный код в 16-ричный код. Результат запишите в тетрадь.

Предполагаемый результат:

Таблица кодировки	Кодировка СР1251				Кодировка КОИ8-Р
Символы	Э	В	М		Э	В	М
Десятичный код	221	194	204		252	247	237
Шестнадцатеричный код	DD	C2	CC		FC	F7	ED

Задание 5. Работа в конверторе Hieroglyph (4 мин)

Запустите программу Hieroglyph. Наберите слово Кодировка и скопируйте его 4 раза. По умолчанию оно набрано в кодировке DOS (CP866).

Выделите следующее слово. В строке инструментов стоит альтернативная кодировка Win, нажмите зеленую стрелку, направленную вправо. Второе слово будет закодировано кодировкой Win.

Аналогично перекодируйте оставшиеся три слова в кодировки соответственно: KOI-8, ISO, MAC. Обратите внимание на изменение символов. Результат предполагается таким:

Задание 6. Самостоятельная работа. Работа в парах. (10 мин)

В центре рабочего стола находятся две карточки-программы. В каждой – по 3 задания:

Задание 1 – отгадайте загадку и закодируйте понятие, связанное с информатикой, используя кодовую таблицу CP1251. Переведите при помощи инженерного калькулятора последовательность кодов из 10-СС в 16-СС. Занесите полученный 16-ричный код без пробелов ЗАГЛАВНЫМИ БУКВАМИ! в соответствующее поле ввода. Нажмите кнопку Проверить и убедитесь в правильности решения.

Задание 2 – отгадайте загадку и закодируйте понятие, связанное с вашей будущей профессией пожарного, используя таблицу кодировки КОИ-8. Переведите при помощи инженерного калькулятора последовательности кодов из 10-СС в 16-СС. Занесите полученный 16-ричный код без пробелов ЗАГЛАВНЫМИ БУКВАМИ! в соответствующее поле ввода. Нажмите кнопку Проверить и убедитесь в правильности решения.

Задание 3 – Дан 16-ричный код, используя кодовую таблицу CP866 декодируйте слово, которое имеет отношение к пожарной безопасности.

Студенты, сидящие на нечетных местах будут выполнять задания Карточки1, а на четных местах  – задания Карточки2.

Откройте каждый свою карточку! Для удобства воспользуйтесь шаблонами;

Задание 1. Кодовая таблица CP1251

Символ
Десятичный код
Шестнадцатеричный код

Задание 2. Кодовая таблица КОИ-8

Символ
Десятичный код
Шестнадцатеричный код

Задание 3. Кодовая таблица CP866

Шестнадцатеричный код
Символ

Предполагаемый результат:

	Карточка 1	Карточка 2
CP1251	Как называются символы какого-либо языка, расположенные в определенном порядке (алфавит)	Как называется оптимальное число символов для написания любого текста (мощность)
КОИ-8	Как называется химическая реакция окисления с выделением тепла (горение)	Как называется неконтролируемое горение, приносящее материальный ущерб (пожар)
CP866	Средство тушения пожара (рукав)	Средство обнаружения задымления при пожаре (датчик)

    V.            Закрепление пройденного. Подведение итогов (3 мин)

1.      Как кодируются символы в компьютере?

2.      Всегда ли разные компьютеры «понимают» друг друга?

3.      Почему иногда текст, состоящий из букв русского алфавита, полученный с другого компьютера, невозможно прочитать - на экране нечитаемые символы?

4.      Как устранить конфликт кодировок?

  VI.            Выводы

VII.            Выставить оценки за сам. работу.

VIII.            ДЗ: Записать в тетради: Д.З. уч. Угринович § 2.10,  задания 2.29 – 2.31

Поблагодарить учащихся за работу на уроке.

Приложение 1

Практическая работа «Двоичное кодирование текстовой информации»

Цель: изучение способов кодирования текстовой информации.

I.            Теоретическая часть

Кодировка Unicode (UCS-2) – 1 символ – 2 байта. Можно закодировать 2¹⁶=65536 символов. Кодировка Unicode (UCS-4) – 1 символ – 4 байта. Можно закодировать более 4 млрд. символов.

Программы для перевода информации из одной кодировки в другую называются конверторами.

Hieroglyph – текстовый конвертор.

II.            Практическая часть

Задание 1. Ввод символов по их числовому коду.

Создайте на Рабочем столе документ MS Word, откройте его. Наберите, придерживая клавишу ALT, код 129 на поле калькулятора, отпустите клавишу ALT. Аналогично определите символы, соответствующие числовым кодам 136 и 146.

129		136		146

Какое слово получилось? Запишите его в тетрадь.

Задание 2. Определение числового кода символа.

Откройте ленту Вставка – Символ, вкладка Symbol.

Закодируйте слово IBM в десятичных кодах, а затем в 16-ричных. Результат запишите в тетрадь.

Символы	I	B	M
Десятичный код
Шестнадцатеричный код

Закройте документ MS Word без сохранения.

Задание 3. Декодирование текста.

Декодируйте текст с помощью кодовой таблицы ASCII, результат запишите в тетрадь.

Код	99	111	109	112	117	116	101	114
символ

Задание 4. Работа с различными таблицами кодировок.

Закодируйте слово ЭВМ в кодовой таблице CP1251 в десятичном коде, а затем переведите с помощью инженерного калькулятора в 16-ричный код. Аналогично закодируйте это же слово ЭВМ в кодовой таблице КОИ8-Р и переведите десятичный код в 16-ричный код. Результат запишите в тетрадь.

Таблица кодировки	Кодировка СР1251				Кодировка КОИ8-Р
Символы	Э	В	М		Э	В	М
Десятичный код
Шестнадцатеричный код

Задание 5. Работа в конверторе Hieroglyph

Запустите программу Hieroglyph. Наберите слово Кодировка и скопируйте его 4 раза. По умолчанию оно набрано в кодировке DOS (CP866).

Выделите следующее слово. В строке инструментов стоит альтернативная кодировка Win, нажмите зеленую стрелку, направленную вправо. Второе слово будет закодировано в кодировке Win.

Аналогично перекодируйте оставшиеся три слова в кодировки соответственно: KOI-8, ISO, MAC. Обратите внимание на изменение символов. Результат предполагается таким:

Задание 6. Самостоятельная работа. Работа в парах.

В центре рабочего стола находятся две карточки-программы. В каждой – по 3 задания:

Задание 1 – отгадайте загадку и закодируйте понятие, связанное с информатикой, используя кодовую таблицу CP1251. Переведите при помощи инженерного калькулятора последовательность кодов из 10-СС в 16-СС. Занесите полученный 16-ричный код без пробелов ЗАГЛАВНЫМИ БУКВАМИ! в соответствующее поле ввода. Нажмите кнопку Проверить и убедитесь в правильности решения.

Задание 2 – отгадайте загадку и закодируйте понятие, связанное с вашей будущей профессией пожарного, используя таблицу кодировки КОИ-8. Переведите при помощи инженерного калькулятора последовательности кодов из 10-СС в 16-СС. Занесите полученный 16-ричный код без пробелов ЗАГЛАВНЫМИ БУКВАМИ! в соответствующее поле ввода. Нажмите кнопку Проверить и убедитесь в правильности решения.

Задание 3 – Дан 16-ричный код, используя кодовую таблицу CP866, декодируйте слово, которое имеет отношение к пожарной безопасности.

Студенты, сидящие на нечетных рабочих местах будут выполнять задания Карточки1, а на четных местах  – задания Карточки2.

Откройте каждый свою карточку! Для удобства воспользуйтесь шаблонами;

Задание 1. Кодовая таблица CP1251

Символ
Десятичный код
Шестнадцатеричный код

Задание 2. Кодовая таблица КОИ-8

Символ
Десятичный код
Шестнадцатеричный код

Задание 3. Кодовая таблица CP866

Шестнадцатеричный код
Символ

 III.            Контрольные вопросы

1.      Как кодируются символы в компьютере?

2.      Всегда ли разные компьютеры «понимают» друг друга?

3.      Почему иногда текст, состоящий из букв русского алфавита, полученный с другого компьютера, невозможно прочитать - на экране нечитаемые символоы?

4.      Как устранить конфликт кодировок?

 IV.            Выводы

    V.            Д.З. уч. Угринович § 2.10,  задания 2.29 – 2.31

Приложение 2

ASCII

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CP1251

КОИ8-Р

-------------------------------------------------------------------

CP866

• 1 слайд

  
  
  1
  Двоичное кодирование
  текстовой информации
  

• 2 слайд

  Способ кодирования зависит от цели, ради которой оно осуществляется:
  сокращение записи,
  засекречивание (шифровка) информации,
  удобство обработки и т.п.
  Существуют три способа кодирования текста:
  символьный – с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст;
  графический – с помощью рисунков или значков;
  числовой – с помощью чисел.
  2
  

• 3 слайд

  прибор скитала
  (от греческого σκυτάλη, жезл).
  Засекречивание информации (шифровка)
  3
  Шифр древней Спарты
  Код Цезаря
  Шифровальный диск Цезаря
  

• 4 слайд

  4
  или неравномерный телеграфный код, в котором каждая буква или знак представлены своей комбинацией коротких элементарных посылок электрического тока (точек) и элементарных посылок утроенной продолжительности (тире)
  Азбука Морзе
  

• 5 слайд

  Флажковая азбука
  5
  «Система кодовых сигналов для торгового флота» (1887 г.)
  Семафорная азбука
  Семафорную азбуку разработал в 1895 году вице-адмирал Степан Осипович Макаров
  

• 6 слайд

  Штриховой код
  6
  Линейный штрих-код
  Двумерный штрих-код на медицинском рецепте
  Матричный штрих-код
  (QR-код). Адрес сайта
  

• 7 слайд

  Двоичное кодирование текстовой информации
  Для кодирования 1 символа используется
  8 бит (1 байт) информации.
  1 байт
  28=256 символов
  66 букв
  русского
  алфавита
  52 буквы
  английского
  алфавита
  0-9
  цифры
  7
  

• 8 слайд

  Кодовая таблица ASCII (коды 0 – 127)
  American Standard Code for Information Interchange
  коды
  от 0 до 32
  управляющие коды
  коды
  от 33
  до 127
  буквы английского алфавита,
  знаки математических
  операций и т.д.
  8
  

• 9 слайд

  Таблицы кодировки русскоязычных символов
  КОИ8-Р
  CP1251
  CP866
  9
  

• 10 слайд

  Mac
  ISO
  10
  

• 11 слайд

  11
  28 = 256 кодов
  (8-битная кодировка)
  000000002 - 111111112
  010 - 25510
  ASCII
  национальная страница
  010 - 12710
  12810 - 25510
  010 – 3210 – управляющие коды
  3310 – 12710 – печатаемые символы
  КОИ8-Р – ОС Unix
  CP 1251– ОС Windows
  CP 866 – ОС MS DOS
  Mac – ОС Mac Os
  ISO
  

• 12 слайд

  12
  Таблицы 2.3. Кодировки символов (уч. стр. 109)
  

• 13 слайд

  Кодировка Unicode (UCS-2)
  1 символ - 2 байта (16 бит), которыми можно закодировать
  ?
  символов
  13
  Ответ: 216=65536
  

• 14 слайд

  14
  Проблемы кодировок – «кракозябры»
  Программы для перевода информации из одной кодировки в другую называются конверторами.
  Hieroglyph – текстовый конвертор.
  
  

• 15 слайд

  15
  Настройка кодировки поисковой системы
  

• 16 слайд

  Практическая часть
  16
  Выявление особенностей кодирования русских символов в различных кодовых таблицах.
  
  Поиск путей устранения проблем с кодировкой русских символов.
  

• 17 слайд

  Вопросы:
  Как кодируются символы в компьютере?
  Всегда ли разные компьютеры «понимают» друг друга?
  Почему иногда текст, состоящий из букв русского алфавита, полученный с другого компьютера, невозможно прочитать - на экране нечитаемые символы?
  Как устранить конфликт кодировок?
  17
  

• 18 слайд

  18
  Выводы
  В различных кодовых таблицах одному и тому же числовому коду соответствуют разные символы. Это приводит к конфликту кодировок.
  Пути устранения проблем с кодировкой русских символов:
  Смена кодировки браузера
  Применение кодировки Unicode
  Использование программ-конверторов.
  

• 19 слайд

  Домашнее задание:
  Учебник Н. Угринович § 2.10
  Задания 2.29 – 2.31
  До свидания. Урок окончен
  19