Измерение количества информации (8 класс)

Ермишина Светлана Александровна,

учитель информатики МОУ СОШ № 1

г.Хвалынска Саратовской области

Пояснительная записка

В технике, где информацией считается любая хранящаяся, обрабатываемая или передаваемая последовательность знаков, сигналов, часто используют простой способ определения количества информации, который может быть назван объемным. Он основан на подсчете числа символов в сообщении, то есть связан только с длиной сообщения и не учитывает его содержания.

Тема методической разработки урока: «Измерение количества информации». Данный урок разработан на основе современных образовательных стандартов основного общего образования по информатики и информационным технологиям. Урок рассчитан на 40 минут учебного времени, класс – восьмой средней общеобразовательной школы.

Основная цель урока: познакомить учащихся с понятиями алфавит, мощность алфавита, информационная емкость знака, информационный объем сообщения.

Для реализации основной цели урока решаются следующие задачи:

1. Обучающие:

·      Сформировать у учащихся понимание вероятности, равновероятных событий;

·      Научить решать задачи на определение информационного объёма сообщения.

2. Развивающие:

·      Развитие познавательных интересов, самоконтроля, умения конспектировать;

·      Развитие умения конспектировать.

3. Воспитывающие:

·      Воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости;

·      Воспитание аккуратности и умение вести записи в тетради, воспитание культуры поведения на уроке, умение слушать.

В основе методики лежат игровые и личностно-ориентированные технологии.

В целях выявления уровня обученности учащихся и контроля качества учащихся наиболее приемлемыми являются методы контроля следующие:

1.      Фронтальный опрос;

2.      Контрольная работа по теме.

Данная тема урока актуальная, так как через год тема повторяется в более усложненном варианте (6 класс, 8 класс, 10 класс).

Содержание методической работы

Тема урока: «Измерение количества информации»

Оборудование:

Доска, компьютер, мультимедийный проектор, УМК Семакин И.Г. «Информатика и ИКТ: учебник для 8 класса/И.Г.Семакин, Л.А.Залогова, С.В.Русаков, Л.В.Шестакова», презентация.

Тип урока: комбинированный.

План урока:

Ход урока

1.      Организационный момент

2.      Актуализация и систематизация знаний.

Задания выполняются устно (презентация слайды 2-8)

1.    Опишите, кто или что будет являться источником и кто или что – приемником информации, укажите канал передачи информации в следующих ситуациях (слайд 2):

2.    В какой форме человек воспринимает информацию (образной или знаковой), если он (слайд 3):

·      Слушает оперу

·      Смотрит футбольный матч

·      Читает орфографический словарь

·      Выбирает в магазине

·      Ест мороженное

·      Разговаривает по телефону

·      Гладит кошку

3.    В каких единицах мы измеряем информацию? (ответ: бит, байт, килобайт, мегабайт, гигабайт)

4.    Как они связаны между собой? (слайд 4)

Ответ:

1 байт=8 бит

1 килобайт=2¹⁰ байт=1024б

1 мегабайт=2¹⁰ килобайт=1024 Кб

1 гигабайт(Гб)=2¹⁰ мегабайт=1024 Мб

5.    Логические задачи (слайд 6):

Найдите лишнее слово в каждом из данных списков. Ответы могут быть различны, но должны быть доказательны с точки зрения классификации.

a)  грабеж, кража, землетрясение, поджог, нападение; (ответ: землетрясение, это стихийное бедствие)

b)  пилотка, берет, каска, шарф, шапка; (ответ 1: шарф, это не головной убор;

ответ 2: каска, она сделана из твердого материала)

3.     Изучение нового материала

Алфавитный подход к определению количества информации (слайд 9)

Алфавит – набор всех допустимых символов знаковой системы (слайд 10).

 где N – мощность алфавита;

i – количество информации, которое несёт каждый символ алфавита;

I – Количество информации в сообщении при алфавитном подходе.

При алфавитном подходе рассматривается запись сообщения с помощью какой-либо знаковой системы. Пусть алфавит знаковой системы состоит из N символов. Представим, что передать нужно всего один символ (это может быть один из N символов). Опять возникает неопределённость. Значит, количество информации, которое несёт сообщение, равное одному знаку, определяется соотношением:

С помощью этой формулы можно определить количество информации, которое несёт знак в двоичной знаковой системе:

Пример 1 (слайд 11):

Пусть передаётся простое арифметическое выражение. Алфавит арифметических выражений состоит из 16 знаков:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, +, -, *, /, (, ) . N=16, => 16=2⁴ =>2⁴ = 2ⁱ=> i = 4 бит.

Один знак арифметического выражения несёт 4 бита информации.

Пример 2 (слайд 12):

Пусть сообщение записано русскими буквами. Алфавит русского языка состоит из 32 знаков(исключая ё) N=32, => 32=2⁵ =>2⁵ = 2ⁱ => i = 5 бит.

Один знак русского алфавита несёт 5 бит информации.

Пример 3 (слайд 13):

Алфавит двоичной знаковой системы состоит из двух знаков (0,1), поэтому N=2, =>

2=2ⁱ => 2¹=2ⁱ => i = 1 бит

Т.о. в двоичной знаковой системе знак несёт 1 бит информации.

Информационная ёмкость знака двоичной знаковой системы составляет один бит. (слайд 14)

Алгоритм определения количества информации (алфавитный подход) (слайд 15):

1. Определить количество знаков в алфавите системы.

2. Определить по формуле количество информации, которое несет в себе каждый знак (I).

3. Подсчитать количество знаков в сообщении (К).

4.  Умножить К на I.

4. Закрепление нового материала (слайды 16-20)

Задание 1. Определить информационный объем текста (устно):

«Без труда не вытащишь и рыбки из пруда»

Задание 2. Определить информационный объем текста (устно):

«Обед узнают по кушанью, а ум по слушанью»

Задание 3. Сравните количество информации:

а) 200 байт и 0,25 Кбайта;

б) 3 байта и 24 бита;

в) 1536 бит и 1,5 Кбайта;

г) 1000 бит и 1 Кбайт;

д) 8192 байта и 1 Кбайт.

Задание 4. Решите задачу:

Подсчитать в Кбайтах количество информации в тексте, если текст  состоит из 800 символов, а мощность используемого алфавита – 128 символов.

Задание 5. Решите задачу:

Сколько символов в тексте, если мощность алфавита – 64 символа, а объем информации, содержащийся в нем – 1,5 Кбайта?

Задание 6. Решите задачу:

Определите объем текста, если для его записи использованы буквы русского алфавита строчные и заглавные, десять цифр и пробел. Причем каждый символ весит одинаковое целое число бит и в тексте 1500 знаков.

5.      Домашнее задание:

1.      Параграф 4читать.

2.      Вопросы 4-7 (письменно)

6.      Рефлексия

Учитель обсуждает наиболее сложные моменты, вызвавшие затруднения у учащихся, отвечая на вопросы учащихся.

7.      Итог урока

Учитель подводит итог урока и выставляет оценки.

Список используемой литературы:

1.      Информатика. 8 класс: поурочные планы по учебнику Н.Д. Угриновича/ авт.-сост. А.М. Горностаева.- Волгоград: Учитель, 2008.

2.      Крылов С.С. ЕГЭ. Информатика. Тематическая рабочая тетрадь ФИПИ/ С.С. Крылов, Д.М.Ушаков. - М.: Издательство «Экзамен», 2010.

3.      Семакин И.Г. Информатика и ИКТ: учебник для 8 класса / И.Г. Семакин, Л.А. Залогова, С.В. Русаков, Л.В. Шестакова. - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.

4.      Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ: учебник для 8 класса/ Н.Д. Угринович. - 2-е изд., испр. - М.:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2009.

5. Презентация «Алфавитный подход к определению количества информации»

Приложение 1. Дидактический материал по повторению предыдущей темы

1.    Опишите, кто или что будет являться источником и кто или что – приемником информации, укажите канал передачи информации в следующих ситуациях:

2.    В какой форме человек воспринимает информацию (образной или знаковой), если он:

·      Слушает оперу

·      Смотрит футбольный матч

·      Читает орфографический словарь

·      Выбирает в магазине

·      Ест мороженное

·      Разговаривает по телефону

·      Гладит кошку

3.    В каких единицах мы измеряем информацию?

4.    Как они связаны между собой?

5.    Логические задачи:

Найдите лишнее слово в каждом из данных списков. Ответы могут быть различны, но должны быть доказательны с точки зрения классификации.

a)  грабеж, кража, землетрясение, поджог, нападение;

b)  пилотка, берет, каска, шарф, шапка.

Приложение 2. Дидактический материал по закреплению новой темы

Задание 1. Определить информационный объем текста (устно):

«Без труда не вытащишь и рыбки из пруда»

Задание 2. Определить информационный объем текста (устно):

«Обед узнают по кушанью, а ум по слушанью»

Задание 3. Сравните количество информации:

а) 200 байт и 0,25 Кбайта;

б) 3 байта и 24 бита;

в) 1536 бит и 1,5 Кбайта;

г) 1000 бит и 1 Кбайт;

д) 8192 байта и 1 Кбайт.

Задание 4. Решите задачу:

Подсчитать в Кбайтах количество информации в тексте, если текст  состоит из 800 символов, а мощность используемого алфавита – 128 символов.

Задание 5. Решите задачу:

Сколько символов в тексте, если мощность алфавита – 64 символа, а объем информации, содержащийся в нем – 1,5 Кбайта?

Задание 6. Решите задачу:

Определите объем текста, если для его записи использованы буквы русского алфавита строчные и заглавные, десять цифр и пробел. Причем каждый символ весит одинаковое целое число бит и в тексте 1500 знаков.