Урок по информатике на тему "Скорость передачи информации и пропускная способность канала связи"

департамент образования вологодской области

бюджетное профессиональное образовательное учреждение Вологодской области

 «Череповецкий многопрофильный колледж» 

УРОК ПО ИНОФОРМАТИКЕ НА ТЕМУ

«СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ.

ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ»

Череповец

2021 г.

Организация-разработчик: бюджетное профессиональное образовательное учреждение Вологодской области «Череповецкий многопрофильный колледж»

Разработчик:

Меледичева Т.С - преподаватель первой квалификационной категории.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Краткая аннотация: Разработка представляет собой урок, который проводится для обучающихся 1-ых курсов СПО и нацеленный на углубленное изучение темы «Организация глобальных сетей». Материал включает в себя вводную лекцию, примеры и контрольные задания.

Тип занятия: комбинированный.

Цели:

Образовательная: усвоить понятия пропускной способности, скорости передачи данных и канала связи, отработать знания и умения по переводу чисел из более крупных единиц в мелкие и наоборот.

 Воспитательная: воспитывать стремление к самостоятельному решению задач и способности к самостоятельному применению знаний и умений для решения задач, формирование культуры поведения и привитие  интереса  к  теме занятия через  осознание  значимости  полученных знаний  в жизни.

Развивающая: развитие  логического    мышления  через    умение  устанавливать    логические    взаимосвязи,    аналитических  способностей  через   умение  сравнивать,   внимательности  и  самостоятельности  через  самоконтроль,  самоорганизацию  и  взаимоконтроль.

Развивать ключевые компетенции,  в том числе:

·  учебно-познавательную как способность к самостоятельной познавательной деятельности, владение знаниями и умениями организации, планирования, рефлексии и самооценки учебно-познавательной деятельности;

·  компетенцию личностного самосовершенствования как стремление к интеллектуальному саморазвитию и владению навыками эмоциональной саморегуляции;

·  профессиональную компетенцию как способность использовать знания и профессиональные умения на практике.

Оборудование: компьютер, интерактивная доска, проектор.

Время: 90 мин.

СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ И ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ

КАНАЛА СВЯЗИ

Теория:

Обмен информацией производится по каналам передачи информации.

Каналы передачи информации могут использовать различные физические принципы. Так, при непосредственном общении людей информация передаётся с помощью звуковых волн, а при разговоре по телефону — с помощью электрических сигналов, которые распространяются по линиям связи.

Канал связи — технические средства, позволяющие осуществлять передачу данных на расстоянии.

Компьютеры могут обмениваться информацией с использованием каналов связи различной физической природы: кабельных, оптоволоконных, радиоканалов и др.

Скорость передачи информации (скорость информационного потока) — количество информации, передаваемое за единицу времени.

Общая схема передачи информации включает в себя отправителя информации, канал передачи информации и получателя информации.

Основной характеристикой каналов передачи информации является их пропускная способность.

Пропускная способность канала — максимальная скорость передачи информации по каналу связи в единицу времени.

Пропускная способность канала равна количеству информации, которое может передаваться по нему в единицу времени.

 Объем переданной информации V вычисляется по формуле:

V=qt

 где q — пропускная способность канала (в битах в секунду или подобных единицах), а t— время передачи.

Обычно пропускная способность измеряется в битах в секунду (бит/с) и кратных единицах Кбит/с и Мбит/с.

Однако иногда в качестве единицы используется байт в секунду (байт/с) и кратные ему единицы Кбайт/с иМбайт/с.

 Соотношения между единицами пропускной способности канала передачи информации такие же, как между единицами измерения количества информации:

1 байт/с = 2³ бит/с = 8 бит/с;

1 Кбайт/с = 2¹⁰ байт/с = 1024 байт/с;

1 Мбайт/с = 2¹⁰ Кбайт /с = 1024 Кбайт/с;

1 Гбайт/с = 2¹⁰ Мбайт/с = 1024 Мбайт/с.

Рис. 1. Перевод единиц измерения информации

ПРИМЕРЫ

П р и м е р 1.  Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 1 024 000 бит/c. Передача файла через данное соединение заняла 5 секунд. Определите размер файла в Кбайт.

Дано:	Решение:
q = 1 024 000 бит/c t = 5 с V- ?	V = q·t = 1 024 000 · 5 = 5 120 000 бит Переведем в байты, для этого делим на 8: Ответ: 625 Кбайт

П р и м е р 2.Какое количество байтов будет передаваться за 1 секунду по каналу передачи информации с пропускной способностью 100 Мбит/с?

Дано:	Решение:
q = 100 Мбит/c t = 1 с V - ?	V = q·t = 100 · 1 = 100 Мбит Переведем в Мбит в Кбит (*1024) и потом в биты (*1024): V = 100·1024·1024=104857600 бит Для перевода в байты разделим на 8: Ответ: 12,5 Мбайт

П р и м е р 3. Скорость передачи данных составляет 56 000 бит/c. Необходимо передать файл размером 280 000 байт. Определите время передачи файла в секундах.

Дано:	Решение:
q = 56 000 бит/c V = 280 000 байт t - ?	Ответ: 40 секунд

П р и м е р 4.Максимальная скорость передачи данных по модемному протоколу V.92 составляет 56 000 бит/c. Какое максимальное количество байт можно передать за 5 секунд по этому протоколу?

Дано:	Решение:
q = 56 000 бит/c t = 5 с V - ?	Ответ: 35 000 байт

П р и м е р 5: Сколько секунд потребуется модему, передающему информацию со скоростью 14 400 бит/с, чтобы передать цветное растровое изображение размером 800×600 пикселей, при условии, что в палитре 256 цветов. Результат представьте целым числом.

Дано:

Решение:

q = 14 400 бит/c  800×600 пикселей Палитра 256 цвет. t - ?

1) Используем формулу N = 2i, где N - количество цветов в палитре, i - вес одного пикселя.  256 = 2i то есть вес одного пикселя i = 8 бит. 2) Всего пикселей K = x * y = 800 · 600 Найдем объем растрового изображения по формуле: V = K * i, где V - объем, K - количество пикселей, i - вес одного пикселя. V = 800 * 600 * 8 =3 840 000 3) Теперь воспользуемся формулой V = q * t, где V - объем, q - скорость, t - время. Выразим отсюда время: Ответ: 267 c

П р и м е р 6:Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью 28800бит/с, чтобы передать 100 страниц текста в 30 строк по 60 символов каждая, при условии, что каждый символ кодируется 1 байтом?

 Р е ш е н и е. Вычислим объем файла в битах 

V=100⋅30⋅60⋅8 бит =1440000 бит

весит файл из 100 страниц текста в 30 строк по 60 символов каждая, при условии, что каждый символ кодируется 1 байтом

 Скорость передачи сообщения q=28800бит/с.

О т в е т: 50 секунд

П р и м е р 7: Данные объемом 100 Мбайт передаются из пункта А в пункт Б по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 2²⁰ бит в секунду, а затем из пункта Б в пункт В по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 2²² бит в секунду. Задержка в пункте Б (время между окончанием приема данных из пункта А и началом передачи в пункт В) составляет 24 секунды. Сколько времени (в секундах) прошло с момента начала передачи данных из пункта А до их полного получения в пункте В?

В ответе укажите только число, слово «секунд» или букву «с» добавлять не нужно.

Построим диаграмму Ганта, которая показывает все этапы передачи данных из пункта А в пункт В (рис. .2).

Рис. 2. Пояснение к примеру 7

Дано:	Решение:
Дано: V = 100 Мбайт Найти  = ?	переводим количество информации в биты:                                    Мб  Кб  б 100 Мбайт = 100·210·210 ·23  бит =100∙223 вычисляем время передачи данных из пункта А в пункт Б: вычисляем время передачи данных из пункта Б в пункт В: общее время передачи с учетом задержки:  = 800 c +200 c + 24 с=1024 с. Ответ: 1024 с.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

1 вариант

1.      Передача данных через ADSL-соединение происходит со скоростью 1024000 бит/c и заняла 5 секунд. Определите размер файла в килобайтах.

2.      Передача файла размером 100 Мбайт через ADSL-соединение осуществляется со скоростью 1 000 000 бит/с. Определите время передачи файла в минутах.

3.      Передача данных через ADSL-соединение происходит со скоростью 128000 бит/с. Передача текстового файла заняла 1 минуту через это соединение. Сколько символов содержал переданный текст, если известно, что он был представлен в 16-битной кодировке Unicode.

4.      Передача данных через ADSL-соединение происходит со скоростью 2 621 440 бит/с. Через данное соединение передают файл размером 10 Мбайт. Определите время передачи файла в секундах.

5.      Осуществляется передача файла размером 8 Мбайт через ADSL-соединение со скоростью 128 000 бит/с. Определите время передачи файла в секундах.

6.      Передача данных через ADSL-соединение происходит со скоростью 3 000 000 бит/с. Определите наибольший размер файла, который может быть передан через данное соединение за 9 секунд.

7.      Скорость передачи данных через ADSL-соединение равна 128 000 бит/с. Определите наибольший размер файла, который может быть передан через данное соединение за 7 минут.

8.      Передача файла размером 1 Гбайт через ADSL-соединение происходит со скоростью 5 242 880 бит/с. Определите время передачи файла в минутах.

9.      Сколько секунд потребуется модему, передающему информацию со скоростью 102 400 бит/с, чтобы передать цветное растровое изображение размером 1024×800 пикселей, при условии, что в палитре 65 536 цветов (2¹⁶). Результат представьте целым числом.

10.  Передача модемом текстового файла со скоростью 7680 бит/сзаняла 1,5 мин. Сколько страниц содержал переданный текст, если известно, что он был представлен в 16-битной кодировке Unicode, а на одной странице – 400 символов.

11.  Данные объемом 60 Мбайт передаются из пункта А в пункт Б по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 2²⁰ бит в секунду, а затем из пункта Б в пункт В по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 2²³ бит в секунду. От начала передачи данных из пункта А до их полного получения в пункте В прошло 10 минут. Сколько времени в секундах составила задержка в пункте Б, т.е. время между окончанием приема данных из пункта А и началом передачи данных в пункт В?

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

2 вариант

1.      Передача данных через ADSL-соединение происходит со скоростью 256 000 бит/c и заняла 16 секунд. Определите размер файла в Кбайт.

2.      Передача данных через ADSL-соединение происходит со скоростью 256000 бит/c. Передача файла через это соединение заняла 2 минуты. Определите размер файла в килобайтах.

3.      Передача данных через модемное соединение происходит со скоростью 51 200 бит/с. Передача Word-файла  через это соединение заняла 10 с. Сколько символов содержал переданный текст, если известно, что он был представлен в 16-битной кодировке Unicode.

4.      Необходимо передать файл размером 210 000 байт со скоростью передачи 56 000 бит/c.  Какого будет время передачи файла в секундах.

5.      Осуществляется передача файла 3,5 Мбайт  через ADSL-соединение со скоростью 256 000 бит/с. Определите время передачи файла в секундах.

6.      Передача данных через ADSL-соединение происходит со скоростью 1 000 000 бит/с. Определите наибольший размер файла, который может быть передан через данное соединение за 11 секунд.

7.      Передача данных через ADSL-соединение происходит со скоростью 256 000 бит/с. Какой наибольший размер файла в килобайтах может быть передан через данное соединение за 10 минут.

8.      Передача файла размером 100Мбайт через ADSL-соединение происходит со скоростью 1 000 000 бит/с. Определите время передачи файла в минутах.

9.      Сколько секунд потребуется модему, передающему информацию со скоростью 33 600 бит/с, чтобы передать цветное растровое изображение размером 640×480 пикселей, при условии, что в палитре 16 777 216 цветов (2²⁴). Результат представьте целым числом.

10.  Сколько секунд потребуется модему, передающему сообщения со скоростью  28 800 бит/с, чтобы передать 100 страниц текста в 30 строк по 60 символов каждая, при условии, что каждый символ кодируется 1 байтом?

11.  Данные объемом 80 Мбайт передаются из пункта А в пункт Б по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 2²² бит в секунду, а затем из пункта Б в пункт В по каналу связи, обеспечивающему скорость передачи данных 2²³ бит в секунду. От начала передачи данных из пункта А до их полного получения в пункте В прошло 10 минут. Сколько времени в минутах составила задержка в пункте Б, т.е. время между окончанием приема данных из пункта А и началом передачи данных в пункт В?

Эталоны ответов к самостоятельной работе:

	1 вариант	2 вариант
1	Ответ:  625 Кбайт	Ответ: 500 Кбайт
2	Ответ: 14 минут	Ответ:  3750 Кбайт = 3,66 Мб
3	Ответ: 480 000	Ответ: 32000 символов
4	Ответ: 32 с	Ответ: 30 с
5	Ответ: 524,3 с	Ответ: 114,7 с (1,95 минут)
6	Ответ: 3295,898 Кб = 3,2 Мб	Ответ: 1342,77 Кбайт = 1,3 Мб
7	Ответ: 6562,5 Кбайт = 6,4 Мб	Ответ: 18750 Кб = 18,3 Мб
8	Ответ: 27,31 минут	Ответ: 13,98(14) минут
9	Ответ: 128 с (2,13 мин)	Ответ: 219 с. (3,65 мин)
10	Ответ:108 страниц	Ответ: 50 с
11	Ответ:360 с (6 минут)	Ответ: 60 с (1 минута)

Критерии оценивания

За правильный ответ на задания 1-2 выставляется положительная оценка –  0,5 баллов, 3 – 8 – 1 балла, 9-10 – 1,5 балла, 11 – 2 балла.

Максимальное число баллов – 12.

Критерии оценки задания 9-10:

•         1,5 балла ставится, если правильно выбран способ решения, верно выполнен алгоритм решения, решение записано последовательно, аккуратно и верно

•         0,5 балла ставится, если допущена одна несущественная ошибка.

•         0 баллов- если допущены существенные ошибки.

Общее количество баллов суммируется

Критерии оценки задания 11:

•         2 балла ставится, если правильно выбран способ решения, верно выполнен алгоритм решения, решение записано последовательно, аккуратно и верно

•         1 балла ставится, если допущена одна ошибка.

•         0 баллов- если допущены существенные ошибки.

Общее количество баллов суммируется

Таблица переводов баллов в отметку:

Количество баллов	Отметка
10,5-12	отметка «5»
8,5-10	отметка «4»
6-8	отметка «3»
менее 6	отметка «2»
если обучающийся отказался от выполнения контрольной работы	отметка «2»

Краткое описание документа:

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Краткая аннотация: Разработка представляет собой урок, который проводится для обучающихся 1-ых курсов СПО и нацеленный на углубленное изучение темы «Организация глобальных сетей». Материал включает в себя вводную лекцию, примеры и контрольные задания. Тип занятия: комбинированный. Цели: Образовательная: усвоить понятия пропускной способности, скорости передачи данных и канала связи, отработать знания и умения по переводу чисел из более крупных единиц в мелкие и наоборот. Воспитательная: воспитывать стремление к самостоятельному решению задач и способности к самостоятельному применению знаний и умений для решения задач, формирование культуры поведения и привитиеинтересактеме занятия черезосознаниезначимостиполученных знанийв жизни. Развивающая: развитиелогическогомышлениячерезумениеустанавливатьлогическиевзаимосвязи,аналитическихспособностейчерезумениесравнивать,внимательностиисамостоятельностичерезсамоконтроль,самоорганизациюивзаимоконтроль. Развивать ключевые компетенции, в том числе: учебно-познавательную как способность к самостоятельной познавательной деятельности, владение знаниями и умениями организации, планирования, рефлексии и самооценки учебно-познавательной деятельности;компетенцию личностного самосовершенствования как стремление к интеллектуальному саморазвитию и владению навыками эмоциональной саморегуляции;профессиональную компетенцию как способность использовать знания и профессиональные умения на практике.Оборудование: компьютер, интерактивная доска, проектор. Время: 90 мин.