Урок информатики "Алфавитный подход к измерению информации" (7 класс)

Тема урока: Алфавитный подход к измерению количества информации.

Класс: 7

Цель: сформировать у учащихся понимание алфавитного подхода к измерению информации.

Задачи:

Образовательные –

·         познакомить учащихся с понятиями алфавит, мощность алфавита, информационная емкость знака, информационный объем сообщения;

• научить решать задачи на определение информационного объёма сообщения;
• закрепить умение решать задачи на применение содержательного подхода к измерению количества информации;
• закрепить умение переводить единицы измерения информации

развивающие –

• развитие познавательных интересов, памяти, мышления, самостоятельности.

Воспитательные -

• воспитание аккуратности и умение вести записи в тетради, воспитание культуры поведения на уроке, умение слушать;

Тип урока: Изучение  и первичное закрепление нового материала

Формы работы учащихся: фронтальная работа, индивидуальная работа, работа за  компьютером.

Материалы урока: презентация, карточки с заданием.

Необходимое техническое оборудование: персональный компьютер, мультимедийный проектор, интерактивная доска, ПК учащихся.

Содержание урока.

№	Этапы урока	Ресурс	Деятельность учителя	Деятельность ученика	Время
1	Организационный момент		Приветствует, проверяет готовность учащихся к уроку	Готовятся к работе	1
2	Актуализация и систематизация  знаний учащихся	Карточки для индивидуальной работы (Приложение 3).	Фронтальный опрос проводит учитель, задает вопросы учащимся класса, а в это время некоторые учащиеся работают индивидуально по карточкам, которые им раздаются. Вопросы: 1.      Какая формула связывает между собой количество возможных информационных сообщений и количество информации, которое несет полученное сообщение? Каковы единицы измерения информации? Что такое бит? Чему равен 1 байт? Что мы называем количеством информации? Что больше 1 Кбайт или 1000 байт? Расположите единицы измерения информации в порядке возрастания: Гигабайт; Байт; Мегабайт; Килобайт. Приведите примеры информационных сообщений, которые несут 1 бит информации	Учащиеся  отвечают на поставленные вопросы учителя фронтально. Приблизительные ответы: 1.      N=2i, где N –  количество возможных информационных сообщений, i – количество информации, которое несет полученное сообщение 2.      Бит, байт, килобайт и т.д 3.      Бит – это количество информации, содержащееся в информационном сообщении, уменьшающем неопределенность знания в два раза. 4.      1 байт = 8 битов = 23 битов 5.      Количество  информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационного сообщения. 6.      1 Кбайт = 1024 байт, поэтому 1Кбайт>1000 байт 7.      Гигабайт, Мегабайт, Килобайт, байт. 8.      Например, сообщение о результатах зачета, т. д 1.	5
			Индивидуальная работа с карточками: 1.      Переведите: 2 Мбайта = _______ Кбайт (2048 Кбайт) 16 бит = __________ байт (2 байта) 4 байта = _________ бит (32 бита) 2.       Решить задачи: 1.         В корзине лежит 8 шаров разного цвета. Сколько информации несет сообщение, что достали белый шар? (3 бита) 2.         Сообщение о том, что Петя живет во втором подъезде, несет 3 бита информации. Сколько подъездов в доме? (8 подъездов)	Учащиеся работают по карточкам, затем сдают на проверку учителю.
3	Изучение нового материала.	Используем слайд Алфавитный подход, взятый с сайта ЦОР	Существует несколько подходов к измерению информации.  На прошлом занятии мы изучили один из подходов. Какой? На этом уроке мы рассмотрим, еще один, который называется алфавитным подходом к определению количества информации. (Приложение 1)	Учащиеся слушают внимательно, записывают главное. N – количество знаков в алфавите знаковой системы i – количество информации, которое несет каждый знак  , где Ic – количество информации в сообщении i – количество информации, которое несет один знак k – количество знаков в сообщении	11
5	Физминутка		Проводит физминутку. Моргать в течении 10 с. C напряжением закрывать на 3-5 с попеременно один и другой глаз. В течении 10 с несколько раз сильно зажмуриться. В течении 10 с менять направление взгляда: прямо, вправо, влево, вверх, вниз. Потереть ладони одну о другую, чтобы появилось ощущение тепла. Прикрыть ладонями глаза, скрестив пальцы в центре лба. Полностью исключить доступ света. На глаза и веки не нажимать. Расслабиться, дышать свободно.	Выполняют упражнения	2
6	Закрепление изученного.	Задачи выводятся на интерактивную доску в виде слайдов презентации, на которых оформляется решение. (Презентация)	Решим несколько задач. Чтобы решить задачу, записываем, ДАНО, НАЙТИ, РЕШЕНИЕ, ОТВЕТ. Учитель разбирает вместе с учащимися решение задач, по желанию учащиеся выходят к доске. Учитель выводит на интерактивную доску поочередно задачи . Следит за выполнением, консультирует затруднения учащихся. Задача 1. Алфавит племени Мульти состоит из 8 букв. Какое количество информации несет одна буква этого алфавита? Слово, состоящее из пяти букв? Задание 2. Сообщение, записанное  буквами  64-х символьного алфавита, содержит 20 символов. Какой объем информации оно содержит? Задание 3.   Для записи сообщения  использовался  32-х символьный алфавит. Все сообщение занимает 4 страницы, на каждой странице по 30 строк, в каждой строке  по 50 символов. Какое количество информации  в этом сообщении?	Учащиеся решают задачи у доски и в тетрадях. 1)      Дано: N=8 K=5 Найти: Ic=? Решение:  1) N=2i, 8=2i, i=3 бит информации несет одна буква алфавита 2)5·3=15 бит Ответ: 3 бит информации несет одна буква алфавита; 15 бит слово из пяти букв 2)      Дано: N=64 K=20 Найти: Ic=? Решение:  1) N=2i, 64=2i, i=6 бит информации несет одна буква алфавита 2)20·6=120 бит=15 байт Ответ: 15  байт информации содержит сообщение. 3)        1)      Дано: N=32 K=30·50·4 Найти: Ic=? Решение:  1) N=2i, 32=2i, i=5 бит информации несет одна буква алфавита 2)30·50·4·5=30000 бит=3750 байт Ответ: 3750  байт информации содержит сообщение.	11
7	Практическая работа Решение задач на перевод единиц измерения информации (с помощью программы Калькулятор)	Карточки  (приложение 2)	При решении задач можно использовать калькулятор на компьютере. Объяснить учащимся, как запускать программу Калькулятор. 1. Переведите в байты: 8000 бит = _________ байтов 1024 бита = ________ байтов 2. Переведите в биты: 10 байтов = _________ бит 500 байтов = ________ бит 1,5 Кб = ________ бит 2 Гб = __________ бит 3. Переведите в килобайты: 2048000 бит = __________ Кб 10240 байтов = _________ Кб 4. Заполните пропуски числами: а) 1, 5 Кбайт = _______ байт = 12288 бит б) 1, 5 Гбайт =1536 Мбайт = _________ Кбайт	С помощью программы Калькулятор производят расчеты.	10
8	Подведение итогов	Презентация (Слайд 4)	Учитель выставляет оценки за урок и подводит итоги, спрашивает учащихся. •      Что такое алфавит? •      Мощность алфавита - … •      Информационный вес одного символа. •      Как вычислить количество информации в сообщении?	Учащиеся отвечают на поставленные вопросы.	3
9	Домашнее задание:		Комментирует домашнее задание.	Записывают домашнее задание: Параграф 1.3.3., задания 1.8, 1.9, 1.10	2

Приложение 1. Текст нового материала.

При алфавитном подходе к определению количества информации отвлекаются от содержания  (смысла) информации и рассматривают информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы.

Под алфавитом некоторого языка мы будем понимать набор букв, знаков препинания, цифр, скобок, пробел и других символов, используемых в тексте.

Мощностью алфавита называется полное число символов алфавита. Мощность алфавита обозначается буквой N.

Например:

• мощность алфавита из русских букв равна 32 (без буквы ё);
• 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;
• мощность алфавита арифметических выражений равна 16 (цифры 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; операции +, -, *, /, ; знак = ; запятая).

При алфавитном подходе считается, что каждый символ текста имеет информационную емкость. Информационная емкость знака зависит от мощности алфавита.

Например необходимо передать информационное сообщение по каналу передачи информации от отправителя к получателю.

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.

Задание (устно): определить какое количество информации несет буква русского алфавита.

Решение:

Буква русского алфавита несет 5 битов информации.

Количество информации в сообщении.

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 Ic – количество информации в сообщении i – количество информации, которое несет один знак k – количество знаков в сообщении

 Приложение 2. Карточки для практической работы

1. Переведите в байты:

8000 бит = _________ байтов

1024 бита = ________ байтов

2. Переведите в биты:

10 байтов = _________ бит

500 байтов = ________ бит

1,5 Кб = ________ бит

2 Гб = __________ бит

3. Переведите в килобайты:

2048000 бит = __________ Кб

10240 байтов = _________ Кб

4. Заполните пропуски числами:

а) 1, 5 Кбайт = _______ байт = 12288 бит

б) 1, 5 Гбайт =1536 Мбайт = _________ Кбайт

Приложение 3. Индивидуальная работа с карточками:

1.Переведите:
2 Мбайта = _______ Кбайт (2048 Кбайт)
16 бит = __________ байт (2 байта)
4 байта = _________ бит (32 бита)

2.Решить задачи:

1.       В корзине лежит 8 шаров разного цвета. Сколько информации несет сообщение, что достали белый шар? (3 бита)

2.       Сообщение о том, что Петя живет во втором подъезде, несет 3 бита информации. Сколько подъездов в доме? (8 подъездов)