Алфавитный подход к измерению информации. Единицы измерения информации.

Путешествие по стране Алфавитов.

Станция «Ромашково»

1. Какое событие можно назвать информативным?
2. Чему равно количество информации в неинформативном сообщении?
3. Что такое неопределенность знаний о некотором событии?
4. Какие события называют равновероятными?
5. Какую минимальную единицу используют для измерения количества информации?
6. Дайте определение бита с точки зрения неопределенности знаний и с точки зрения равновероятных событий.
7. По какой формуле определяется количество информации в сообщении о том, что произошло одно из двух равновероятных событий?
8. В чем заключается содержательный подход к измерению информации?

Станция «Алфавитная». 

_____________________________________________ к измерению информации позволяет определить количество информации, заключенной в тексте, является ____________________________, т.е. он не зависит от субъекта (человека), воспринимающего текст.

Множество символов, используемых при записи текста, называется ____________________________

Полное количество символов в алфавите называется _______________________________(размером).

Наименьшую мощность имеет алфавит, используемый в компьютере (машинный язык), его называют двоичным алфавитом, т.к. он содержит только два знака “____”, “_____”.

Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу измерения информации и называется __________.

С увеличением мощности алфавита, увеличивается информационный вес символа.

где ____ - мощность алфавита (символы),

____- информационный вес одного символа (бит)

Работаем по цепочке №2. Воспользуемся формулой N = 2ⁱ и узнаем мощность алфавита, в зависимости от объёма информации, содержащегося в одном символе данного алфавита.

Станция «Весовая».

Станция «Спортивная». Физпауза работа со стереокартами (стереоглаз)

 Станция «Измерительная».

Компьютерный алфавит состоит из _____________ символов.

Информационный «вес», содержится в одном символе компьютерного алфавита, приняли за единицу измерения информации, называется ________________. (______ бит = _____ байт).

Единицы измерения информации:
1Кб = 2¹⁰байт = 1024байта
1Мб =2¹⁰Кбайт = 1024Кб
1Гб = 2¹⁰Мбайт = 1024Мб
Практическая работа

Задание 1., Работа в группах

Перевести значения из одних единиц в другие и подобрать пару из второго варианта для  значений 1 варианта («Ликвидация ошибки» подобрали пару, для этого перевели величины).

Задание 2. Сели за компьютеры индивидуально. В программе «Калькулятор» переведем значения из одних единиц в другие и поставим знак сравнения.

!!! Поменялись работами, проверили результаты

*Станция «Вычислительная».
Выполните тест в программе MyTest.

Станция «Финишная».

Ответьте на вопросы, поставленные в начале урока.

1) Сколько символов в компьютерном алфавите?

2) Как найти количество информации в тексте?

Станция «Домашняя».
Домашнее задание: § 4. Повторить Раздел 1, §§ 1 – 4, 1.3,. Вопросы и задания стр. 15-27.

*По желанию, выполнить творческое задание: Составить кроссворд по теме «Определение количества информации».

Расскажи о путешествии. Рефлексия.

2ⁱ = N,

где N - количество всех возможных событий;

i - количество информации в сообщении, о том что произошло одно из равновероятных событий (бит).

2ⁱ = N,

где N - мощность
алфавита,

i - информационный вес одного символа (бит)

I = К * i,

где i - информационный вес
одного символа в используемом алфавите (бит),

К - количество символов в тексте,

I – кол-во информации, в тексте (информационный объем текста) бит, байт, Кб, Мб.

Подбери пару

Сравните (поставьте знак отношения)

200 байт _____ 0,25 Кбайт      (<)

3 байта   _____ 24 бита            (=)

1536 бит _____ 1,5 Кбайта      (>)

1 Кбайт  _____ 1000 бит          (>)

1 Мбайт  _____ 140192 байта  (<)

Урок5-1. Алфавитный подход к измерению информации.
Единицы измерения информации.

Путешествие по стране Алфавитов.

Класс: 8

Метод обучения:

·         игровой,

·         объяснительно-иллюстративный,

·         иллюстраций,

·         демонстраций

Используемые технологии:

·         игровые технологии,

·         здоровье сберегающие технологии,

·         групповые технологии,

·         интерактивные технологии,

Тип урока: комбинированный.

Формы учебной работы учащихся:

• фронтальная работа,
• работав группах,
• работа в парах,
• индивидуальная работа,
• дифференцированная.

Цель урока:

Путешествуя по станциям, посредством компьютерной техники сформировать понятие алфавитного подхода к измерению информации.

Задачи урока:

Образовательная: Формировать у учащихся понимание алфавитного подхода к измерению информации:

-          ознакомиться с единицы измерения информации;

-          знать формулу зависимости мощности и информационного веса символа;

-          уметь вычислять объем информации, используя алфавитный подход и главную формулу информатики.

Развивающая: Развивать операциональное мышление и коммуникативную компетентность при обработке информации.
Воспитательная: Воспитывать восприятие компьютера как инструмента информационной деятельности человека и бережного отношения к компьютеру.

Оборудование:

• интерактивная доска;
• доска (карта страны Алфавитов, цель урока);
• маркер;
• карта;
• таблицы;
• формулы
• мультимедийная установка;
• компьютеры;
• стереограммы для проведения физпаузы;
• стенды с тематической информацией;
• опорный конспект;
• карточки (подбери пару);
• карточки для фиксации баллов;
• тренажер «Ромашка»;
• учебно-методический комплект:
• И. Семакин и др. Информатика, базовый курс 8. БИНОМ, Лаборатория Базовых Знаний, 2005 , §4.
• И. Семакин. Задачник-практику, часть 1. Москва, Лаборатория Базовых Знаний, 2003, раздел 1, §1.3.

Программное обеспечение:

• Интерактивные материалы:
• презентация в Microsoft PowerPoint;
• разработка для интерактивной доски в Notebook;
• тест MyTest;
• программа Калькулятор;
• Дидактические карточки:
• опорный конспект с задачами, заданиями, с домашним заданием;
• карточки для фиксирования баллов заработанных на уроке.

Дидактические основания урока:
Для проведения игрового объяснительно-иллюстративного урока - путешествия использую самостоятельно разработанные электронные уроки «Информация и информационные процессы. Измерение информации.», состоящие из трех уровней: обучающего, развивающего и контролирующего.
Обучающий и развивающий модуль состоит из теоретического материала по разделам: информация и информационные процессы, представление информации, алфавитный подход к измерению информации, кодирование информации.
Контролирующий модуль – это тестовые задания, разработанные в среде теста MyTest.

Дидактические разработки, использованные на уроке:
Обучающий и развивающий модули реализованы в Microsoft PowerPoint обучающая презентация и в Notebook разработке для интерактивной доски, закрепление с использованием программы Калькулятор Microsoft Office, слайдов для интерактивной доски и карточек.
На уроке по ходу объяснения материала учащиеся делают записи в опорных конспектах.
Теоретическая часть урока построена на основе слайдов презентации, разработки для интерактивной доски из пакета обучающих программ по данной теме, стендов с тематической информацией, опорных конспектов и парных карточек.
Практическая часть урока – практикум по решению задач (работа групповая, парная и индивидуальная работа, дифференцированная работа).
Физпауза – стереограммы (стереоглаз).
Контролирующий модуль – это тестовые задания, разработанные в среде теста MyTest.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

• что такое “алфавит”, “мощность алфавита”, “алфавитный подход в измерении информации”;
• как измерить информационный объём с помощью главной формулы информатики;
• как определяется единица измерения информации бит;
• что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт, как осуществляется перевод из одной единицы измерения в другую.

Учащиеся должны уметь:

• считать информационный вес в символьном сообщении;
• вычислять количество информации в тексте, составленном из символов определенного алфавита;
• представлять количество полученной информации в различных единицах (битах, байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах).

План урока - путешествия

1. Старт.
2.  Станция «Ромашково».
3.  Станция «Алфавитная».
4.  Станция «Весовая».
5.  Станция «Спортивная».
6.  Станция «Измерительная».
7. *Станция «Вычислительная».
8.  Станция «Финишная».
9.  Станция «Домашняя».
10. Расскажи о путешествии. Рефлексия.

Основные понятия: алфавит, мощность алфавита, информационный вес символа в алфавите, производные единицы измерения информации, информационный вес символа двоичного алфавита, «вес» одного символа компьютерного алфавита.

Ход урока

1.  Старт. (Организационный момент.)

Учитель приветствует учащихся (учащиеся стоят) и отмечает отсутствующих, формулирует тему, цели и задачи.  Объясняет технологию работы с опорным конспектом, путешествуя по станциям не забывать отмечать себе баллы, если отвечал или решал задания у доски. (методы)

2.  Станция «Ромашково».  (Актуализация знаний) Игровые технологии, Мозговой штурм, фронтальный опрос.

Фронтальный опрос проходит с помощью тренажера «Ромашка» лепестки (8 цветов) учащиеся отрывают лепестки и отвечают на доставшийся вопрос

1. Какое событие можно назвать информативным?

(событие информативно при условии:

1)  произошло как минимум одно из двух возможных событий;

2)  информация понятна, достоверна, объективна, полезна.).

Монетка упала решкой 1 бит, из корзины с 8-ю шарами достали красный шар -3 бита, 

2. Чему равно количество информации в неинформативном сообщении.

Нуля (0), Пример: вчера было воскресенье, 2*2=4

3. Что такое неопределенность знаний о некотором событии.

Количество возможных результатов события

4. Какие события называют равновероятными.

События, которые не имеет преимущества одного над другим.

5. Какую минимальную единицу используют для измерения количества информации?

(в качестве минимальной единицы информации используется 1 бит информации.)

6. Дайте определение бита с точки зрения неопределенности знаний и с точки зрения равновероятных событий.

Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза несет 1 бит информации.

Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятностных, несет 1 бит информации.

7. По какой формуле определяется количество информации в сообщении о том, что произошло одно из двух равновероятных событий.

Определяется из решения показательного уравнения 2ⁱ=N

(Для нахождения количества информации используют формулу:

2ⁱ = N,

где N - количество всех возможных событий;

I - количество информации, содержащееся в данном сообщении.)

8. В чем заключается содержательный подход к измерению информации?

(в содержательном подходе рассматривается информативность равновероятностных событий.)

ДОСКАПолучено сообщение о нахождении единственной античной монеты среди 16 евро. Чему равен информационный объем данного сообщения? (решаем на доске)

3.  Станция «Алфавитная». Изложение нового материала. Проблемно-поисковый метод.

 ПРЕЗЕНТАЦИЯ

Учитель предлагает детям: Давайте попробуем ответить на следующие вопросы:

?         Как найти количество информации в тексте, набранном на компьютере?

?         Сколько символов в компьютерном алфавите?

Гуманно-личностные технологии, метод беседы, объяснение. Наглядный метод обучения  Метод иллюстраций и демонстраций

Вы научились определять количество информации, которое содержится в сообщениях, уменьшающих неопределенность наших знаний, т.е. мы рассматривали информацию со своей точки зрения - с позиции человека. Для нас количество информации зависит от ее содержания, понятности и новизны. Однако любое техническое устройство не воспринимает содержание информации. Здесь не работают «неопределенность знаний» и «вероятность информации». Поэтому в вычислительной технике используется другой подход к измерению информации - алфавитный.

Алфавитный подход к измерению информации позволяет определить количество информации, заключенной в тексте. Алфавитный подход является объективным, т.е. он не зависит от субъекта (человека), воспринимающего текст.

А что вы привыкли называть алфавитом?

Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом.

Полное количество символов в алфавите называется мощностью (размером) алфавита.

Чему равна мощность русского алфавита? (33 символа ). Чему равна мощность английского алфавита? (26 символов)

(Картинка Мульти-Пульти) Информационный вес символа зависит от мощности алфавита.

Сравните информационный вес алфавитов племени Мульти (0 А $ - .) и Пульти (, о Х).

1.          В какой из книг больше информации при условии, что текст набран одинаковым шрифтом? (в большой)

2.          А можно ли сравнить в какой книге информации больше, если книги написаны на разных языках? (Нет, не можем сравнить, т.к. мощность алфавитов разных языков разная).

Проблемно-поисковый метод. Подумайте, какой наименьший алфавит нужно взять, чтобы записать сообщение слово «ЁЖИК». Какова мощность вашего алфавита?
Групповые технологии Здоровье сберегающие технологии - смена динамических поз  (работа в группах по 4 человека ответ 2)

Учащиеся приходят к выводу: Наименьшую мощность имеет алфавит, содержащий только два знака “0”, “1”. Используется в компьютере, его называют двоичным алфавитом.

Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу измерения информации и называется 1 бит.

Здоровье сберегающие технологии - смена динамических поз. Обернулись и посмотрели на стенд. (СТЕНД) стенд с единицами измерения

Учитель: Получим двоичный код каждого символа алфавита из двух цифр.

Следовательно, каждый символ четырёхзначного алфавита весит 2 бита (4=2²).

(4  символа взяты для кодирования, 2  в  основании количество символов используемых для формировании кода (0 и1), 2  в  степени количество символов, используемых в записи кода 00, 01, 10, 11).

При алфавитном подходе считают, что каждый символ текста, имеет информационный вес.

Назовите, в каких же величинах измеряется информационный вес символа. (в битах)

Алфавит мощностью 8 знаков можно закодировать на машинном языке с помощью трех символов двоичного алфавита.

Ученики: Следовательно, каждый символ восьмизначного алфавита весит 3 бита (8=2³).

Учитель: С помощью скольких символов двоичного кода можно закодировать алфавит из шестнадцати символов?

Ученики: Алфавит из шестнадцати символов можно закодировать с помощью четырёхзначного двоичного кода (16=2⁴).

Проблемно-поисковый Что можно сказать о мощности и информационном весе символа?

ВЫВОД (делают учащиеся) С увеличением мощности алфавита, увеличивается информационный вес каждого символа.

Учитель: Мы получили формулу 2ⁱ = N Посмотрите, какую формулу нам это напоминает? (Ученики: формулу определения количества информации в сообщении о том, что произошло одно из двух равновероятных событий). Учитель: Но в этой формуле N – мощность алфавита, i – информационный вес 1 символа измеряется в битах.

4.  Станция «Весовая».  ДОСКА

Личностно-ориентированные технологии коллективная работа, Работаем по цепочке, передавая массажер «Су-джок» здоровье сберегающие технологии смена динамических поз. Интерактивные технологии.

Воспользуемся формулой N = 2ⁱ и узнаем мощность алфавита, в зависимости от объёма информации, содержащегося в одном символе данного алфавита.

(Работаем по цепочке, передавая «суджоки». Учитель заполняет таблицу на доске).

 Проблемно-поисковый меиод решения задач. Сколько существует различных последовательностей из символов  "+" и "-" длиной ровно в 10 символов? а) 20, б) 100, в) 1024, г) 2048.

Ответ: 2¹⁰ = 1024

Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в двух состояниях («включено» или «выключено»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 128 различных сигналов? Ответ: 128=2⁷ i = 7 (2)

5.  Станция «Спортивная».

Здоровье сберегающие технологии работа со стереокартами «Стереоглаз»

6.  Станция «Измерительная»

Личностно-ориентированные технологии: индивидуальная и коллективная работа.

Исследовательский метод. Один ученик садится за компьютер и ему предлагается подсчитать количество символов находящихся на клавиатуре он называет количество красных букв (русские буквы), черных букв (английские буквы), и т.д.ведется приблизительный подсчет.

Алфавит, из которого составляется текст документа на компьютере, содержит символы: строчные и прописные русские и латинские буквы, цифры, знаки пунктуации и арифметических операций, всевозможные скобки, знаки препинания… 33 + 33 + 26 + 26 + 50 др. знаки + … » 200 символов.

Посмотрите в таблицу, какое число, связанное с основанием 2 близко к этому значению, но не меньше? (256)

Вывод: 256 символов используется на компьютере для набора компьютерного текста.

Если воспользоваться формулой N = 2i , то сколько бит весит один символ компьютерного алфавита?

Согласно формуле N=2ⁱ  = 256 видно, что i= 8 бит байт = 8 бит

Информационный «вес» 1 символа компьютерного алфавита.

Решим задачу: Найдём информационный объём любимой фразы учеников в битах с учетом пробелов и знаков препинания: Ура скоро каникулы! Ответ: 20 символов. Переведем в биты. I=20 символов*1 байт=20 байт=20*8 бит=160 бит

Решим задачу: Сколько информации содержится в книге 150 страниц, 40 строк на 1 стр. 60 символов в 1 строке.

50*40*60=360 000 символов * 1 байт=360 000 байт:1024»352 Кб

Единицы измерения информации

1 килобайт = 1 Кб = 2¹⁰ байт = 1024 байт

1 мегабайт = 1 Мб = 2¹⁰ Кбайт = 1024 Кбайт

1 гигабайт = 1 Гб = 2¹⁰ Мбайт = 1024 Мбайт

Личностно-ориентированные технологии работа в парах, индивидуальная работа, взаимопроверка Интерактивные технологии. Дифференцированный подход.
Практическая работа (10 минут)

1.      Работая в парах, перевести значения из одних единиц в другие и определить пару числу.

2 Мбайт = 2048 Кбайт

16 бит = 2байта

4 байта = 32 бита

3072 Кбайт = 3 Мбайт

2. За компьютерами индивидуально в программе «Калькулятор» перевести значения из одних единиц в другие и поставим знак сравнения.

Сравните (поставьте знак отношения)

200 байт _____ 0,25 Кбайт              (<)

3 байта _____ 24 бита                      (=)

1536 бит _____ 1,5 Кбайта              (>)

1 Кбайт_____ 1000 бит                    (>)

1 Мбайт         _____ 140192 байта  (<)

Поменяться тетрадями и выполнить взаимопроверку.

7.  Станция «Вычислительная»: Личностно-ориентированные технологии индивидуальная работа, Интерактивные технологии Загрузите программу MyTest и проверьте знания, которые вы получили на уроке. (5 минут)

8.  Станция «Финишная»: Подведем итоги урока 5 - 6 баллов – «5»;  4 балла – «4»; 3 балла – «3».

Личностно-ориентированные технологии Дифференцированный подход.

Дополнительно. №7.  Вычислите информационный объем сообщения «Наступила осень.» в битах, при условии, что один символ кодируется 1 байтом.

№8. Одна ячейка памяти "двоичной ЭВМ" может принимать одно из двух возможных состояний. Для хранения некоторой величины отвели 6 ячеек памяти. Сколько различных значений может принимать эта величина?

9.  Станция «Домашняя»: Домашнее задание.

И.Семакин «Информатика» Базовый курс Учебник 8 класс § 4. Раздел 1, § 1.3, 1,4 Вопросы и задания стр. 15-27.

*По желанию, выполнить творческое задание: Составить кроссворд по теме «Определение количества информации».

10.  Рефлексия.

Интерактивные технологии «социоигровые приемы» - РЕФЛЕКСИЯ

Я узнал, что существует два подхода к измерению информации…

Я познакомился с новым понятием мощность алфавита – это полное кол-во символов в нем …

Я научился находить информационный вес символа с помощью алфавитного подхода к измерению информации…

Я получил новые сведения о существовании различных алфавитов…

Я могу переводить одни величины измерения информации в другие…

Я знаю, что в компьютерном алфавите 256 символов…