Конспект урока по информатике "Измерение информации (алфавитный подход)"

Урок информатики в 8 классе

Тема: Измерение информации (алфавитный подход). Единицы  измерения  информации.

Тип: Урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Форма организации: беседа, наглядная, практическая, частично-проблемная.

Цели урока:

Образовательная: научить измерять информацию представленную в компьютере.

Развивающая: развивать логическое мышление обучающихся, умение анализировать. Формировать информационную компетентность.

Воспитательные: воспитывать умение работать в группе, умение осмысленно слушать, честно оценивать свою работу и работу товарищей.

Задачи урока:

1.     Изучить алфавитный подход к измерению информации, ввести новые понятия и символы.

2.     Отработать применение формул 2ⁱ=N и I=K*i для решения практических задач.

3.     Дать новые единицы измерения информации и взаимосвязь между ними.

Необходимое оборудование и материалы. Компьютер, проектор, презентация.

Необходимое оборудование и материалы. Компьютер, проектор, презентация, раздаточный материал.

Ход урока

1.     Организация урока

Приветствие учащихся, проверка подготовленности рабочего места к уроку и организация внимания учащихся.

2.     Актуализация знаний.

Ребята, с чем мы познакомились на прошлом уроке?

Что понимают под информацией?

Что можно делать с информацией?

Какие виды представления информации в компьютере вы знаете?

Информация - это сведения, знания об окружающем нас мире.

я вам прочитаю отрывок из стихотворения Д.Хармса «Измерение вещей» попробуйте догадаться, какая будет тема урока, связав ее со стихотворением

Где же вы слыхали бредни,
Чтобы стул измерить клином,
Чтобы стол измерить клювом,
Чтобы ключ измерить лирой? а могли бы продолжить?

Вам хорошо известно, что многое  можно измерять.

У меня в руках книга.

Как узнать размеры книги?

Как узнать, сколько весит книга?

А как вычислить количество информации, содержащейся в книге?

(посчитать количество страниц. Количество букв и знаков. Посмотреть содержание книги)

Мы сможем сейчас вычислить информационный объем книги? (нет).Хотим узнать? (да)

Это мы сегодня и будем изучать. Тема урока… Вы догадались? «Измерение информации».

Существует два подхода к измерению информации: содержательный и алфавитный.

При содержательном подходе количество информации зависит от содержания сообщения. При алфавитном подходе к измерению информации количество информации от содержания не зависит, а зависит от объема текста, т. е. от числа знаков в тексте и от мощности алфавита. Сегодня мы рассмотрим только алфавитный подход.

Запишем тему урока «Алфавитный подход к измерению информации».

Действительно, «сила» алфавита оценивается  КОЛИЧЕСТВОМ знаков и символов. Оцените, чей алфавит более «мощный»? Целый абзац текста на русском языке может быть записан всего несколькими китайскими иероглифами. Очень экономно. За счет чего? Алфавит иеролифов очень мощный. В китайском алфавите более 12000 иеpоглифов.

А вы знаете самый маленький алфавит? (Азбука Морзе)

Итак, «мощность алфавита» – это количество букв, символов (знаки пунктуации), пробел. Эта величина обозначается «N». Каким может быть число N? (N –   натуральное число)

Запишем новые понятия и формулы, связывающие эти величины. Число   i (вес одного символа) можно определить из формулы 2ⁱ=N. Чтобы с нею работать, нужно вспомнить математику: Вы умеете решать уравнения вида 2^х=N.

Для решения этих задач нам необходимо вспомнить степени числа 2. На математике вы недавно повторяли. Давайте вспомним и попробуем решить устно несколько уравнений.  Какой вопрос мы задаём себе, когда находим переменную х? А что нужно сделать, если нужно найти N, зная i?        

i	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
2i	2	4	8	16	32	64	128	256	512	1024

Решение задач

Задача 1 Какое количество информации несёт 1 символ азбуки Морзе?

Записи в тетрадях.

N=2

i=?

2i=N

2i=2

i=1 бита Ответ: вес 1 символа 1 бит.

Это самая маленькая единица измерения информации  - 1 бит.

Задача 2. Алфавит племени Мумбо-Юмбо состоит из 8 букв.  Какое количество информации несёт 1 буква?

Записи в тетрадях.

N=8

i=?

2i=N

2i=8

i=3 бита Ответ: вес 1 символа 3 бита.

Можем  ли мы визуально сравнить, в какой книге информации больше? Если книги на разных языках? Так что в принципе может оказаться, что информации в этих книгах ПОРОВНУ, а может в китайской книге информации даже больше!

Если книги написаны на одном языке, то мы можем ли сравнить, в какой книге больше информации. При каком условии?

Нам потребуется термин объем, но обозначать он будет «объем информации». Обозначение «I».

Где вы встречались со словом «объем»? На  уроках математики и физики, в жизни. Приведите примеры.

Запишем новые понятия и формулы, связывающие эти величины. Число I можно определить из формулы 2ⁱ=N. Объем информации находится умножением «веса» 1 символа на количество символов сообщения.

Задача 3.  Сообщение, записанное из 16-ти символьного алфавита, содержит 20 знаков. Какой объём информации оно несёт?

Разбираем задачу вместе с классом. Учитель последовательно Задачи решаем путем решения показательных уравнений.

Задача 4. Мощность русского алфавита 54 символа (буквы, пробелы, символы). Какой объём информации содержится в сообщении, содержащем 60 символов?

Как поступить в этом случае? Чему будет равен i, если N=33.

Фронтально разбираем решение и записываем в тетрадь.

Задача 5. При регистрации в компьютерной системе каждому пользователю выдаётся пароль, состоящий из 6 символов и содержащий только символы из 7-буквенного набора А, В, Е, К, М, Н, О.. Какой объём информации содержится в 1 пароле?

Разбирает данные и решаем самостоятельно. Решение вывешиваются на ящичках.

Мы решили задачу из ЕГЭ. Мы -  молодцы. Похлопаем себе.

Сегодня мы рассмотрим «Компьютерный алфавит». На примере задачи: Компьютерный алфавит 256   (латинские, русские буквы, знаки препинания, цифры, скобки, знаки арифметических действий и т. д.). Узнаем Информационный «вес» 1 символа  компьютерного алфавита.

Записи в тетради:

Компьютерный алфавит. N=256.

2ⁱ = N

i = 8 (бит). «вес» 1 символа.

1 бит = 1 байт.

Компьютерный алфавит встречается в современной жизни на каждом шагу. Минимальной единице компьютерного алфавита даже особое название дано: 1 байт.

Визуализация вычисления объема сообщения в байтах. Нахождение информационного объёма слова ИНФОРМАТИКА. Фразы «ЗНАНИЕ - СИЛА!»

Вернемся к нашей книге. Теперь мы можем вычислить объем информации содержащийся в книге? Что для этого нам нудно знать?

Задача 6. В книге 176 страниц. На каждой странице 43 строки, в каждой строке 55 символов. Какой объём информации содержится в книге?

Решают самостоятельно и решение вывешиваются на ящичках.

Ответ: 416240 бит

Перевод  полученной величины в байты.

Единицы измерения информации в вычислительной технике
1 бит
1 байт	8 бит
1 Кбайт (килобайт)	210 байт = 1024 байт	1 тыс. байт
1 Мбайт (мегабайт)	210 Кбайт = 220 байт	1 млн. байт
1 Гбайт (гигабайт)	210 Мбайт = 230 байт	1 млрд. байт

Ввод новых, более крупных единиц измерения информации. Осмысление алгоритмов перевода из более крупных единиц измерения в более мелкие и обратно. Схема оформляется в тетрадях.

Самостоятельная работа по вариантам:

2 Мбайта = 2048 Кбайт 

16 бит = 2 байта 

4 байта = 32 бита 

3072 Кбайт = 3 Мбайта

1 Кбайт = 8192 бит

Блиц-опрос:

 Какой подход к измерению информации мы сегодня использовали на уроке.

 Что такое алфавит?

 Что такое мощность алфавита?

 Что такое информационный вес символа?

 Какая единица измерения информации считается эталонной?

 Как связаны информационный вес символа и мощность алфавита?

 Что нужно знать для вычисления информационного объема текста?

Если вы можете ответить на вопрос, то ставьте «+», 7 «+» - 5, 6 – 4,

Выставление отметок за урок. А как определить количество информации, которое несет сообщение о ваших отметках мы узнаем на следующем уроке.

Самостоятельная работа (работа в группах): самостоятельное создание условия задачи на вычисление объема информации и предоставление решения.

Представление решения. Выставление отметок за урок. А как определить количество информации, которое несет сообщение о ваших отметках мы узнаем на следующем уроке.

д/з.

1.  Сколько килобайтов составляет сообщение из 384 символов 16-ти символьного алфавита.

2. Информационное сообщение объемом 1,5 Кб содержит 3 072 символа. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение.