10 класс, 1-й год обучения

Тип урока: комбинированный: учебное занятие по изучению и первичному закреплению нового материала + учебное занятие по закреплению знаний и способов деятельности

Урок № 2

Раздел: Основы ЭВМ.

Тема: Теория: «Информация: понятия, виды, способы представления, меры, порционность. Информатизация: перспективы, определение. Понятие об информационном процессе и информационной системе.

Вычислительная техника: история появления и развития, основные этапы и направления, область применения.»

Практика: Понятие информации. Навыки работы на клавиатуре.»

Цели урока:

1.Образовательная - организовать деятельность учащихся по усвоению новой темы; добиться усвоения учащимися основных понятий новой темы - «информация», «носитель информации», «сигнал аналоговый и дискретный», «информационный процесс и информационная система»;

- выработать умение различать виды информации и способы восприятия и представления информации человеком;

• сформировать понятия об этапах и способах обработки информации человеком;

• сформировать понятия об информации и ее свойствах;

• выработать умение различать формы и способы представления информации;

- дать сведения история появления и развития, основные этапы и направления, область применения.

2.Развивающая - создать условия для развития умений классифицировать факты, делать обобщающие выводы, развитие умений учебного труда (умение работать в темпе);

3.Воспитательная - создать условия для воспитания информационной культуры, интереса к изучаемой теме, положительного отношения к знаниям.

Ход урока:

1.Организационный момент.

2.Актуализация знаний.

3.Объяснение нового материла.

4.Первичное закрепление изученного материала.

5.Домашнее задание.

6.Подведение итогов. Рефлексия.

Все, что записано после знаков ***, или после фразы «Материал для запоминания», или красным цветом символов, или в распечатанном материале более светлым цветом символов - записывается в конспект.

1.Организационный момент.

Перед началом урока записать тему урока на доске.

• Приветствие.

• Отмечаются отсутствующие.

• Мотивация учащихся, постановка целей.

С этого года мы начинаем изучать новый предмет - информатику.

На первом уроке мы узнаем, что собой представляет предмет «информатика», какую роль играет «информация» в жизни человека и в информатике. Чтобы успевать за развитием средств вычислительной техники, необходимо непрерывное самообразование и самосовершенствова-

ние. А для профессионального применения вычислительной техники нужно нечто большее - личная целеустремленность и постоянное желание узнавать, что происходит в мире информационных технологий.

НЕПОНИМАНИЕ - ДВИЖУЩАЯ СИЛА ЛЮБОГО ЗНАНИЯ!!!

2. Актуализация знаний:

Представьте себе, что вас поместили в темную комнату, стены, пол и потолок которой сделаны из одинакового материала, внутри не слышно ни одного звука, температура постоянна. Вокруг вас все неизменно…Установлено, что если человека полностью лишить информации об окружающем мире, а также всякого восприятия, то очень скоро у него возникнут резкие нарушения в психике. После нескольких дней лишения всех ощущений он не сможет выполнять самые простые движения…

Следовательно, человеку информация необходима, как воздух или вода.

Давайте попробуем разобраться, что же собой представляет информация, какую роль она играет в информатике, в технике, а также в жизни человека.

3.Объяснение нового материала:

Информатика - это дверь в мир технологий, без которых немыслима современная цивилизация.

Информатика - это наука, находящаяся в процессе становления. Вам повезло, на примере школьного курса информатики вы можете увидеть, как изменяются, уточняются, пополняются ее содержание, методы исследования информации.

*** Информатика изучает методы представления, накопления, передачи и обработки информации с помощью компьютера.

Можно дать и такое определение информатики (А.Г. Гейн, А.И. Сенокосов, Н.А. Юнерман «Информатика», 10-11 класс):

***Информатика изучает процессы получения, хранения, переработки, передачи информации и разрабатывает технологии этих процессов.

К основным понятиям информатики относятся:

• информация;

• структура;

• модель;

• алгоритм.

Есть и многие другие понятия, но эти - основные.

В любой науке, в информатике тоже, основные понятия определить достаточно сложно. Нельзя однозначно определить точку в геометрии, материю в физике, информацию в информатике. Понятие «информация» является одним из основных во многих других науках: в журналистике и философии, в экономике и физике, в математике и психологии.

Для большинства из нас слово «информация» - нечто само собой разумеющееся. Но при попытке дать строгое определение этому понятию, мы попадаем в тупик.

Информация может характеризоваться объемом, ее может быть много или мало. Информация всегда содержит новые для конкретного человека знания.

 Игра «Сведения»

На доске выписываются учебные предметы, которые включены в расписание на текущий день. Каждая команда (по вариантам) обсуждает и предлагает для выбранного учебного предмета примеры получаемых на уроках сведений. Примеры фиксируются на доске и обсуждаются. Побеждает команда, которая наиболее четко отразила суть учебного предмета и в записанные на доске примеры которой при обсуждении было внесено наименьшее число исправлений и дополнений.

Материал для запоминания:

*** Информация - первичное, неопределяемое понятие информатики.

Наряду с такими понятиями, как вещество, энергия, пространство и время, оно составляет основу современной научной картины мира.

(Информация - от латинского informatio - сведения, разъяснения, изложение).

Под информацией в быту (житейский аспект) понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами.

Под информацией в технике понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов.

Хотя четкого определения «информации» нет, это не мешает нам хранить, обрабатывать, измерять информацию…

Человечество тысячи лет обрабатывало информацию, прежде чем изобрело машину для ее обработки, которая вам известна как электронно-вычислительная машина (ЭВМ) или компьютер.

Современные компьютеры представляют собой одно из самых значительных достижений человеческой мысли, влияние которых на развитие научно-технического прогресса трудно оценить.

Принято выделять следующие основные области применения вычислительной техники:

• адаптивные прицелы для зенитной артиллерии и ракетной техники;

• выделение сигнала из шума (раннее обнаружение боевой техники противника, дальняя радиосвязь);

• применение вычислительных машин для расшифровки перехваченных сообщений;

• расчеты при проектировании, моделировании и испытаниях ядерного оружия;

• расчет траекторий полета ракет и орбит спутников.

Развитие ряда областей невозможно без использования средств вычислительной техники:

• оптимизация управления производством;

• планирование экономики;

• ранняя диагностика и лечение опасных заболеваний;

• автоматический машинный перевод как устной речи, так и письма;

• раскрытие механизмов наследственности;

• автоматизация доступа ко всей информации, накопленной человечеством на протяжении своего развития;

• обучение принятию решений в самых разнообразных видах деятельности, т.е. собственно, искусственный интеллект.

Материал для запоминания:

Информация всегда связана с материальным носителем.

Носитель информации - среда для записи и хранения информации.

Носителем информации может быть:

• любой материальный предмет (бумага, камень, дерево, стол, классная доска и т.д.);

• волны различной природы: акустические (звук) ; электромагнитные (свет, радиоволны); гравитационные (давление, притяжение) и т.д.

• вещество в различном состоянии: концентрация молекул в жидком растворе, температура и давление газа и т.д.;

• МАШИННЫЕ НОСИТЕЛИ информации: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты, магнитные диски, оптические диски и т.д.

СИГНАЛ - СПОСОБ ПЕРЕДАЧИ ИНФОРМАЦИИ.

Сигнал - физический процесс, имеющий информационное значение. Он может быть непрерывным или дискретным.

Аналоговый сигнал - сигнал, непрерывно изменяющийся по амплитуде и во времени (плавно меняющееся напряжение, ток или температура).

Например: Телевизор - это аналоговое устройство. Внутри телевизора есть кинескоп. Луч кинескопа непрерывно перемещается по экрану. Чем сильнее луч, тем ярче светится точка, в которую он попадает. Изменение свечения точек происходит плавно и непрерывно.

Вопрос: Какие аналоговые устройства вы можете еще назвать?

(Проигрыватель, телефон…)

Сигнал называется дискретным, если он может принимать лишь

конечное число значений в конечном числе моментов времени.

Например: Монитор компьютера тоже похож на телевизор, но это устройство цифровое. В нем яркость луча меняется не плавно, а скачком (дискретно). Луч либо есть, либо его нет.

Вопрос: Какие дискретные или цифровые устройства вы можете еще назвать?

(Музыкальные проигрыватели лазерных компакт-дисков, недавно началось создание цифровой телефонной связи, а в ближайшее годы ожидается и появление цифрового телевидения).

Сигналы, несущие текстовую, символическую информацию, дискретны.

Аналоговые сигналы используют, например, в телефонной связи, радиовещании, телевидении.

Дискретные сигналы

Аналоговые сигналы

Сигналы светофора

Изменение скорости автомобиля

Сигналы, несущие текстовую информацию:

Буквы, слова, предложения, символы

Влажность воздуха

Телеграфная азбука Морзе

Напряжение

Кардиограмма

Преобразование информации из аналоговой формы в цифровую называют аналого-цифровым преобразованием (АЦП).

Если изобразить график функции Y=X²,то он будет непрерывной функцией, однако его можно преобразовать так, чтобы он имел цифровую форму, но будет выглядеть намного грубее. Погрешность, которая возникает при таком преобразовании, называется погрешностью оцифровки. Погрешности можно сделать менее грубыми, если столбики диаграммы поставить почаще (так уменьшается дискретность). Чем меньше дискретность, тем ближе информация к аналоговой и меньше погрешность оцифровки. Поэтому, чем ближе цифровая информация приближается по качеству к аналоговой, тем больше вычислений приходится выполнять компьютеру, а значит, тем больше информации ему надо хранить и обрабатывать.

В некоторых городах России уже работают экспериментальные цифровые телевизионные станции. После того как телевидение станет цифровым, качество изображения на экране телевизора намного улучшится - оно станем ближе к качеству изображения на экране компьютерного монитора.

 Роль органов чувств человека и восприятия информации

Вариант диалога

Вопрос: какую информацию собирает и хранит человек?

Ответ: Информацию о предметах и явлениях окружающего мира.

Примечание. Учащиеся приводят примеры разных объектов, называя их словами «предмет», «явление» и т.п. При этом необходимо уточнять, какого рода сведения получает человек.

Вопрос: Перечислите органы чувств человека и укажите, какого рода информацию человек воспринимает с их помощью.

Ответ: Глаза воспринимают зрительную информацию, органы слуха - звуковую, органы обоняния - запаха, органы вкуса передают вкусовые ощущения, органы осязания - тактильную информацию.

Вопрос: Информация, воспринимаемая человеком при помощи органов чувств, часто дублируется. Приведите примеры того, как недостаток одного вида информации может быть заменен другим.

Ответ: Если человек не может увидеть предмет, например из-за темноты, он может его ощупать и таким образом получить представление о его форме, размерах и т.п. Если человек по какой-то причине не может услышать сигнал (например, под водой), его можно заменить миганием лампочки.

 Игра «Угадай реакцию»

Учащиеся делятся на две команды.

Учитель объясняет, что человеческий организм реагирует на информацию, получаемую извне при помощи органов чувств, и предлагает им по очереди различные ситуации, например:

•  Ваш сосед по парте ест на перемене лимон.

•  Рядом с вами раздается громкий хлопок.

•  Прямо перед вашим носом с крыши падает сосулька.

•  Вы входите в квартиру, пахнет пирогами с капустой.

•  Вам объявляют, что уроков не будет.

•  Вашим рукам горячо.

• Команды должны назвать вид исходной информации и описать предполагаемую реакцию организма. Побеждает команда, которая, по мнению учителя, наиболее убедительна.

Результаты этой игры в дальнейшем м.б. использованы при объяснении понятия «» обработка информации

Органолептическая информация - информация, которую человек

получает с помощью органов чувств.

 Игра « Свойства информации»

Класс делится на 5 групп. Каждая группа получает для обсуждения одно из свойств и готовит развернутые ответы на контрольные вопросы. По результатам обсуждения ответов объявляются победители.

Представление информации

 Игра «Информация о погоде»

Предварительно проводится обсуждение форм представления сведений о погоде: тест в газете, сообщение по радио, условная картинка в календаре или экране телевизора, при помощи танца, условные жесты, звуки. Затем нескольким учащимся предлагается выбрать из таблицы одну из перечисленных ниже ситуаций передачи сведений о погоде, выбрать форму представления информации и продемонстрировать выбранную ситуацию остальным учащимся, которые должны понять сообщение и объяснить его.

Ситуация

Формы представления

Погода на завтра

В виде картины

Погода в зоне предполагаемого отдыха

В виде пантомимы

Приближающееся стихийное бедствие

В виде жестов (в виде сурдоперевода)

«Сюрпризы», которые может принести погода в предстоящее лето

В виде текста

После активной формы работы обсудить основную идею представления информации.

Вариант диалога

Вопрос: Всегда ли человек понимает передаваемую информацию?

Ответ: Не всегда.

Вопрос: Что ему необходимо знать для этого?

Ответ: Необходимо знать язык. Человечество в ходе своего развития создало множество языков. Основой всех языков является алфавит. Примеры.

Алфавит - набор набор однозначно определенных знаков(символов), из которых формируется сообщение.

Рассуждая о языке и алфавите, учитель может рассказать о китайском языке. Один иероглиф в нем может обозначать целое понятие, мысль. Как в европейском языке может появиться новое слово, так в китайском языке м.б. создан новый иероглиф. Всего общеизвестно около 5000 общеупотребительных иероглифов.

Практика: «Понятие информации. Навыки работы на клавиатуре.»

4.Первичное закрепление материала

??? Что требуется, чтобы из желудя вырос дуб? Желудь, земля, вода (вещество) + солнечный свет и тепло земли (энергия) + генетическая информация ДНК клеток желудя.

??? Вопросы-проблемы

1.Являются ли информацией для вас сведения, содержащиеся в библиотеке затонувшей Атлантиды или хотя бы в библиотеке конгресса США?

2.Являются ли информацией нерасшифрованные космические послания?

3.Является ли для вас информацией фильм, который вы не посмотрели?

4.Получаете ли вы информацию при повторном прочтении книги, учебника?

Однозначно отвечать на эти вопросы не стоит, но обдумывание принесет пользу.

5.Домашнее задание:

• Повторить весь изученный на этом уроке материал.

• Знать следующие определения:

1.Что изучает информатика?

2.Знать определение информации (житейский аспект, определение информации в технике, информатике).

3.Что может быть носителем информации?

4.Что такое «сигнал»?

5.Какие виды сигналов мы рассмотрели?

а также:

6.Какие принято выделять основные области применения ВТ?

6.Подведение итогов. Рефлексия.

Итак, мы сегодня познакомились с определением информации, значением информации, рассмотрели носители информации, познакомились с определением сигнала, видами сигналов, дали определение науки информатики, а также выделили основные области применения ВТ.

У Вас на столах лежат три карточки:

Уходя из кабинета, оставьте мне на столе ту карточку, которая соответствует Вашему настроению после урока.

Спасибо за работу, Вы сегодня молодцы.

Можете быть свободны.

Информация для любознательных…

Впервые как научное понятие термин «информация» стал применяться в теории журналистики в 30-х гг. нашего века, хотя в исследованиях по библиотечному делу он появился еще раньше. Под информацией понимались разнообразные сведения, сообщения. Затем его взяла на вооружение наука об оптимальном кодировании сообщений и передачи сигналов по техническим каналам связи. В основанной американским ученым Клодом Шенноном математической теории информации под информацией понимались не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность (неизвестность). Каждому сигналу в теории Шеннона соответствует вероятность его появления (например, при передаче текста телеграммы вероятность появления буквы «Р» приблизительно равна 1/32). Чем меньше вероятность появления того или иного сигнала, тем больше информации он несет для потребителя. В обыденном понимании чем неожиданнее новость, тем больше ее информативность. Была предложена и формула для вычисления количества информации в передаваемом сообщении.

Под информацией в кибернетике (теории управления), по определению Н. Виннера, понимают ту часть знаний, которая используется для ориентирования, активного действия, управления, т.е. в целях сохранения, совершенствования, развития системы.

Под информацией в семантической теории (смысл сообщения) понимают сведения, обладающие новизной.

Под информацией в документалистике понимают все то, что так или иначе зафиксировано в знаковой форме в виде документов.

Но математическая теория информации не охватывает всего богатства содержания информации, поскольку она отвлекается от содержательной (смысловой) стороны сообщения. С точки зрения этой теории фраза из 100 слов, взятая из газеты, пьесы Шекспира или теории Эйнштейна, имеет приблизительно одинаковое количество информации.

В отличие от абстрактно мыслящих математиков, биологи, генетики и психологи отождествляют информацию с теми сигналами, импульсами, кодами, которые наблюдаются в биологических системах.

Для радиотехников, телемехаников, программистов информация - рабочее тело, которое можно обрабатывать, транспортировать, так же как электричество в электротехнике или жидкость в гидравлике. Содержание принимаемых и обрабатываемых сигналов инженеров не интересует.

Использованная литература: 1.Журнал «Информатика и образование», №6,

1998 г.

Основные понятия информатики

Большинство ученых в наши дни отказываются от попыток дать строгое определение информации и считают, что информацию следует рассматривать как первичное, неопределимое понятие подобно множества в математике. Некоторые авторы учебников предлагают следующие определения информации:

Информация - это знания или сведения о ком-либо или о чем-либо.

Информация - это сведения, которые можно собирать, хранить,

передавать, обрабатывать, использовать.

Информатика - наука об информации или

- это наука о структуре и свойствах информации,

- способах сбора, обработки и передачи информации или

- информатика, изучает технологию сбора, хранения и

переработки информации, а компьютер основной

инструмент в этой технологии.

Информация - от латинского information - сведения, разъяснения, изложение.

В быту под информацией понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах.

В теории информации под информацией понимают не любые сведения, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают существующую до их получения неопределенность. По определению К.Шеннона, информация - это снятая неопределенность.

Информация - это отражение внешнего мира с помощью знаков или сигналов.

Информационная ценность сообщения заключается в новых сведениях, которые в нем содержатся ( в уменьшении незнания).

Свойства информации 1)полнота, 2)достоверность, 3)ценность,

4)актуальность, 5)ясность.

Задание: приведите примеры информации:

• в неживой природе (например, в геологии или археологии);

• в биологических системах (например, из жизни животных и растений);

• в технических устройствах (например, телевидение, телеграфные сообщения);

• в жизни общества (например, исторические сведения, реклама, средства массовой информации, общение людей).

Информация всегда связана с материальным носителем. Носителем информации может быть:

• любой материальный предмет (бумага, камень и т.д.);

• волны различной природы: акустическая (звук), электромагнитная (свет, радиоволна) и т.д.;

• вещество в различном состоянии: концентрация молекул в жидком растворе, температура и т.д.

Машинные носители информации: перфоленты, перфокарты, магнитные ленты, и т.д.

Сигнал - способ передачи информации. Это физический процесс, имеющий информационное значение. Он может быть непрерывным или дискретным.

Сигнал называется дискретным, если он может принимать лишь конечное число значений в конечном числе моментов времени.

Аналоговый сигнал - сигнал, непрерывно изменяющийся по амплитуде и во времени.

Сигналы, несущие текстовую, символическую информацию, дискретны.

Аналоговые сигналы используют в телефонной связи, радиовещании, телевидении.

Задания:

1. Приведите примеры информации с указанием ее носителя. Какого типа сигнал передает эту информацию?

2. Приведите примеры непрерывных сигналов.

3. Приведите примеры дискретных сигналов.

Говорить об информации вообще, а не применительно к какому- то ее конкретному виду беспредметно. Классифицировать ее можно:

• по способам восприятия ( визуальная, тактильная и т.д.);

• по форме представления ( текстовая, числовая, графическая и т. д.);

• по общественному значению( массовая, специальная, личная).

Основные направления в информатике: кибернетика, программирование, вычислительная техника, искусственный интеллект, теоретическая информатика, информационные системы.

Краткая история вычислительной техники

В XIX веке усилиями ученых разных стран (Чебышев - Россия, Беббидж- Англия) были созданы механические арифмометры и первые машины с программным управлением. Интересно, что первым программистом мира стала дочь известного поэта Байрона Ада Лавлейс.

В 1642 г. Блез Паскаль создал суммирующую машину. Развитие электронной вычислительной техники в СССР тесно связано с именем академика С.А. Лебедева, под руководством которого были созданы первые отечественные ЭВМ: в 1951 году в Киеве - МЭСМ (Малая Электронная Счетная Машина) и в 1952 году в Москве - БЭСМ (Быстродействующая Электронная Счетная Машина). История вычислительной техники уникальна фантастическими темпами развития аппаратных и программных средств.

поколения

годы

элементы

размеры

примеры

I

40-50

лампы

Маш.зал

Минск, МЭСМ

Урал , БЭСМ

II

50-60

транзисторы

комната

"Минск-2"

"Минск-22", Минск-32

III

60-70

микросхемы, малые интегральные схемы

шкаф

IBM-360,IBM-370,

EC-1022, 1035...

IV

70-80

интегральные
схемы

стол

"Apple", все персональные компьютеры

Проект пятого поколения

V

80-90

оптические среды

"доска"