Методическая разработка урока

ГБПОУ ПЕНЗЕНСКОЙ ОБЛАСТИ

«ПЕНЗЕНСКИЙ МНОГОПРОФИЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»

ОТДЕЛЕНИЕ ТРАНСПОРТА И ДОРОЖНОГО ХОЗЯЙСТВА

Методическая разработка урока

по дисциплине Информатика и ИКТ

для студентов 1 курса СПО

Тема: «Двоичное кодирование текстовой информации»

Выполнена:

преподавателем информатики

Щепетовой Е.Б.

Пенза 2014г.

Дисциплина: Информатика и ИКТ

Тема: Двоичное кодирование текстовой информации

Группа: 1 курс СПО

Преподаватель: Щепетова Е.Б.

Тип урока: урок усвоения новых знаний

Цели занятия:

обучающие:

• дать представление о принципах кодирования текстовой информации в компьютере;

• освоить приемы кодирования и декодирования текстов с помощью различных таблиц кодировок;

• повышение компьютерной грамотности;

развивающие:

• развитие познавательного интереса;

• развитие мышления;

воспитательные:

• Воспитывать выдержку и терпение в работе, чувства товарищества и взаимопонимания.

Методы обучения:

• словесный (беседа);

• наглядный (презентация);

• проблемно-поисковый;

• практический.

Формы работы обучающихся: фронтальная, индивидуальная

Средства обучения:

• рабочие места учеников (персональный компьютер),

• рабочее место учителя,

• мультмедийный проектор,

• мультимедийная презентация «Двоичное кодирование текстовой информации»,

• р/м Опорный конспект по теме «Двоичное кодирование текстовой информации»,

• р/м таблицы кодирования символов ASCII, CP1251, КОИ-8,

• программы: MS Word, Hieroglyph, Блокнот, Калькулятор.

• электронные карточки Карточка 1.exe, Карточка 2.exe, Карточка 3.exe

• учебник Н. Угринович § 2.10 стр.109.

Структура учебного занятия:

Ход урока

1. Организационный момент

Здравствуйте, ребята. Садитесь. Дежурный, доложите об отсутствующих. (Доклад дежурного). Спасибо.

2. Постановка целей и задач урока. Мотивация учебной деятельности учащихся

Запишите тему сегодняшнего урока «Двоичное кодирование текстовой информации».

Включить проектор

В ходе урока вы должны будете получить ответы на вопросы:

1. Как кодируются символы в компьютере?

2. Всегда ли разные компьютеры «понимали» друг друга?

3. Почему иногда текст, состоящий из букв русского алфавита, полученный с другого компьютера, невозможно прочитать - на экране монитора видна какая-то "абракадабра"?

3. Актуализация знаний

На предыдущих уроках мы изучили тему «Представление и кодирование информации» и «Представление числовой информации с помощью систем счисления».

1. Как вы понимаете термин «кодирование» информации? (Отв. Кодирование информации - преобразование информации из одной формы представления в другую)

2. Какой способ кодирования информации используется в компьютере? (двоичное кодирование, с помощью двух цифр: 1 и 0)

3. Как представлена числовая информация в памяти компьютера? (в виде двоичных кодов)

4. Сколько и какие системы счисления используются в Компьютере?

4. Изложение нового материала

Слайд 2. Цели и способы кодирования текстов

Способ кодирования тестовой информации зависит от цели, ради которой оно осуществляется:

• сокращение записи,

• засекречивание (шифровка) информации,

• удобство обработки и т.п.

Существуют три способа кодирования текста:

1. символьный - с помощью символов того же алфавита, что и исходный текст.

2. графический - с помощью рисунков или значков;

3. числовой - с помощью чисел;

Совершим небольшой экскурс в историю.

Слайд 3. Шифр древней Спарты

Человечество использует шифрование (кодировку) текста с того самого момента, когда появилась первая секретная информация.

В древней Спарте античные греки для шифрования информации использовали прибор скитала (от греческого σκυτάλη, жезл). Скитала состоит из цилиндра и узкой полоски пергамента, обматывающегося вокруг него по спирали, на которой писалось сообщение. Такими шифрованными сообщениями обменивались военачальники.

Слайд 4. Шифр Цезаря

Один из самых первых известных методов шифрования носит имя римского императора Юлия Цезаря (I век до н.э.). Этот метод основан на замене каждой буквы шифруемого текста, на другую, путем смещения в алфавите от исходной буквы на фиксированное количество символов, причем алфавит читается по кругу, то есть после буквы я рассматривается а. Так слово байт при смещении на два символа вправо кодируется словом гвлф. Для удобства создания шифровок был создан шифровальный диск Цезаря.

А как называется процесс, обратный кодированию? (Отв.: декодирование).

Существует наука, занимающаяся методами шифрования информации. Как называется такая наука? (Отв:. криптография)

Какие способы кодирования знаете вы? (Отв.: Азбука Морзе)

Слайд 6. Морзянка

Азбука Морзе или неравномерный телеграфный код, в котором каждая буква или знак представлены своей комбинацией коротких элементарных посылок электрического тока (точек) и элементарных посылок утроенной продолжительности (тире). Как называется способ кодирования, использующий только два символа? (двоичное)

Как вы считаете: с какой целью была разработана азбука Морзе? (Отв:. для удобства обработки и передачи информации)

Слайд 7. Флажковая азбука

На морском флоте использовалась флажковая азбука или «Система кодовых сигналов для торгового флота».

Какой способ кодирования текстовой информации еще используется на морфлоте? (Отв.: семафорная азбука0

Слайд 8. Семафорная азбука

Существующую сегодня на флоте русскую семафорную азбуку разработал в 1895 году вице-адмирал Степан Осипович Макаров. Передача информации семафором производится сигнальщиками с помощью флажков, размер ткани которых составляет 30x35 см. Средняя скорость передачи флажным семафором обученным сигнальщиком составляет 60-80 знаков в минуту.

Как выглядит графический способ кодирования текстовой информации? (Ответ: в виде штрих-кода)

Слайд 9. Штрих-коды

Штриховой код - графическая информация, наносимая на поверхность изделий.

С какой целью разработаны штрих-коды? (Отв.: для быстрого считывания информации техническими средствами).

Штриховые коды бывают линейными и матричными.

Рассмотрим способ числового кодирования текстовой информации. Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число (например, порядковый номер), то можно кодировать текстовую информацию с помощью числового кода.

Слайд 10. 8-битная кодировка

Как мы уже выяснили при изучении темы «Измерение количества информации» мощность алфавита компьютера 256 символов.

Каков информационный вес символа, набранного на клавиатуре компьютера? Отв.: (8 бит).

В 60-ые годы 20 века, когда компьютеры стали массово использоваться для работы с текстовой информацией, разработчикам пришлось договориться о том, каким кодом кодировать тот или иной символ, чтобы не получилось путаницы.

Слайд 11. ASCII

Было достигнуто интернациональное соглашение о присвоении каждому символу своего уникального кода. В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII («АСКИ»), разработанная институтом стандартизации США - стандартный код информационного обмена США. В этой таблице представлены коды от 0 до 127 (буквы английского алфавита, знаки математической символики, служебные символы и др.), причем коды от 0 до 32 отведены не символам, а командам, управляющим выводом данных.

Слайды 12, 13. Национальные кодировки

Коды с 128 по 255 выделены для национальных стандартов каждой страны. Этого достаточно для большинства развитых стран. Для России были введены несколько различных стандартов кодовой таблицы (коды с 128 по 255).

Слайд 14. Схема

По схеме видно, что используются как минимум, 5 кодовых страниц для русских символов.

0₁₀ - 127₁₀

ASCII

128₁₀ - 255₁₀

Национальная страница

2^{8 =} 256 кодов

(8-битная кодировка)

00000000₂ - 11111111₂

0₁₀ - 255₁₀

КОИ8-Р - ОС UNIX

CP1251 - OC Windows

CP866 - OC MS DOS

Mac - OC Mac

ISO

0₁₀ - 32₁₀ - управляющие коды

33₁₀ - 127₁₀ печатаемые символы

:

Зарисовать схему в рабочую тетрадь,

Раздать учебник, стр. 109

Слайд 15. Таблицы кодировок (учебник, стр. 109)

На стр. 109 учебника приведена сводная таблица кодировок русских символов. При одном и том же числовом коде в разных кодовых таблицах формируются разные символы. Например, рассмотрим код 221.

Программы для перевода информации из одной кодировки в другую называются конверторами, например, Hieroglyph - текстовый конвертор.

Слайд 16. Кракозябры

Из-за такого обилия таблиц кодировок символов постоянно возникали проблемы, в результате на экране вылезали так называемые «кракозябры». Особенно часто при работе с электронной почтой.

Слайд 17. Unicode

Чтобы буквы любой страны можно было читать на любом компьютере, в конце 90-х годов был создан Unicode. Полная спецификация стандарта Unicode включает в себя все существующие (примерно 6800 различных языков), вымершие и искусственно созданные алфавиты мира, а также множество математических, музыкальных, химических и прочих символов. Для их кодировки стали использовать два байта (16 бит).

Сколько символов можно закодировать двумя байтами? (Ответ учащихся: 2¹⁶=65536)

Законспектировать: Кодировка Unicode (UCS-2) - 1 символ - 2 байта. Можно закодировать 2¹⁶=65536 символов.

Существует кодировка и UCS-4, где для кодирования используют 4 байта, то есть можно кодировать более 4 млрд. символов.

Слайд 18. Настройка поисковой системы.

В Интернете наиболее распространены две кодировки русских символов - KOI-8 (кодировка UNIX-систем) и CP-1251 (кодировка Windows-систем). Большинство браузеров автоматически выбирают кодировку для просмотра Web-страниц. Но если на Web-странице есть русские буквы и они образуют непонятные слова, то почти наверняка, причиной этому является несоответствие кодировок.

5. Физкультминутка

6. Практическая часть

Сейчас попрошу всех сесть за рабочие места, чтобы на практике освоить кодирование текстов. Выполните задания, изложенные в опорных конспектах, результаты запишите в рабочую тетрадь.

Задание 1. Ввод символов по их числовому коду

Создайте на Рабочем столе документ MS Word, откройте его. Наберите, придерживая клавишу alt="Методическая разработка урока", коды на поле калькулятора:

129 136 146

Какое слово получилось? (Ответ: БИТ)

Задание 2. Определение числового кода символа.

Откройте ленту Вставка - Символ, вкладка Symbol.

Закодируйте слово IBM в десятичных кодах, а затем в 16-ричных. Результат запишите в тетрадь.

Предполагаемый результат:

Закройте документ MS Word без сохранения.

Задание 3. Декодирование текста.

Декодируйте текст с помощью кодовой таблицы ASCII, результат запишите в тетрадь.

Предполагаемый результат:

Код

99

111

109

112

117

116

101

114

символ

c

o

m

p

u

t

e

Задание 4. Работа с различными таблицами кодировок

Закодировать слово ЭВМ в кодовой таблице CP1251 в десятичном коде, а затем перевести с помощью инженерного калькулятора в 16-ричный код. Аналогично закодировать это же слово ЭВМ в КОИ8-Р и перевести десятичный код с помощью инженерного калькулятора в 16-ричный код. Результат записать в тетрадь.

Предполагаемый результат:

Задание 5. Работа в конверторе Hieroglyph (4 мин)

Запустить программу Hieroglyph. Набрать слово Кодировка и скопировать его 4 раза. По умолчанию оно набрано в кодировке DOS (CP866). Выделите следующее слово, в строке инструментов стоит альтернативная кодировка Win, нажмите зеленую стрелку, направленную вправо. Второе слово будет закодировано кодировкой Win. Аналогично перекодируйте оставшиеся слова в кодировки KOI-8, ISO, MAC. Обратите внимание на изменение символов.

7. Закрепление полученных знаний. Самостоятельная работа. Работа в парах.

Разбить учащихся на пары. Сообщить какую карточку будет выполнять каждая пара.

Задание: Откройте Карточку со своим номером. В карточке две загадки. Отгадайте каждую загадку, а затем закодируйте первое понятие, используя кодовую таблицу СР1251, а второе - таблицу КОИ8-Р в десятичных кодах. Затем с помощью инженерного калькулятора переведите последовательность десятичных кодов символов в 16-СС. Занесите полученный 16-ричный код без пробелов в соответствующее поле ввода. Нажмите кнопку Проверить и убедитесь в правильности решения. Учтите, что все слова записаны строчными буквами, а географические названия начинаются с заглавной буквы.

В случае необходимости оказать помощь в отгадывании загадок.

Каточка № 1.

1. И в дневнике ученика, и в таблице базы данных … (Отв.: запись)

2. И медицинская, и в компьютерной программе … (Отв.: процедура)

Каточка № 2.

1. Государство, столица которого Каир … (Отв.: Египет)

2. Город в Узбекистане, с названием которого связано понятие алгоритм … (Отв.: Хорезм)

Каточка № 3.

1. Часть двигателя внутреннего сгорания … (Отв.: цилиндр)

2. Устройство в автомобиле для очистки топлива … (Отв.: фильтр)

Предполагаемый результат:

CP1251

КОИ-8

1

И в дневнике ученика, и в таблице базы данных

запись

И медицинская, и в компьютерной программе

процедура

231 224 239 232 241 252

208 210 207 195 197 196 213 210 193

E7 E0 EF E8 F1 FC

D0 D2 CF C3 C5 C4 D5 D2 C1

2

Государство, столица которого Каир

Египет

Город в Узбекистане, с названием которого связано понятие алгоритм

Хорезм

197 227 232 239 229 242

232 207 210 197 218 205

C5 E3 E8 EF E5 F2

E8 CF D2 C5 DA CD

3

Часть двигателя внутреннего сгорания

цилиндр

Устройство в автомобиле для очистки топлива

фильтр

246 232 235 232 237 228 240

198 201 204 216 212 210

F6 E8 EB E8 ED E4 F0

C6 C9 CC D8 D4

8. Информация о домашнем задании

Записать в тетради: Д.З. уч. Угринович § 2.10, задания 2.29 - 2.31

9. Рефлексия. Подведение итогов

Ответим на вопросы, поставленные в начале урока:

1. Какой способ кодирования текстовой информации используется в компьютере? (числовой)

2. Как называется международная таблица кодировки символов? (ASCII)

3. Перечислите названия таблиц кодировок для русскоязычных символов.

4. В чем отличие таблицы кодировки UCS-2?

Оценить работу студентов на уроке, выставить оценки за сам. работу.

На следующем занятии мы изучим принципы двоичного кодирования графической информации.

Поблагодарить студентов за работу на уроке.

Опорный конспект. Тема: «Двоичное кодирование текстовой информации»

Цель: изучение кодирования текстовой информации.

1. Теоретическая часть

0₁₀ - 127₁₀

ASCII

128₁₀ - 255₁₀

Национальная страница

2^{8 =} 256 кодов

(8-битная кодировка)

00000000₂ - 11111111₂

0₁₀ - 255₁₀

КОИ8-Р - ОС UNIX

CP1251 - OC Windows

CP866 - OC MS DOS

Mac - OC Mac

ISO

0₁₀ - 32₁₀ - управляющие коды

33₁₀ - 127₁₀ печатаемые символы

Кодировка Unicode (UCS-2) - 1 символ - 2 байта. Можно закодировать 2¹⁶=65536 символов. Кодировка Unicode (UCS-4) - 1 символ - 4 байта. Можно закодировать более 4 млрд. символов.

Программы для перевода информации из одной кодировки в другую называются конверторами.

Hieroglyph - текстовый конвертор.

2. Практическая часть

Задание 1. Ввод символов по их числовому коду.

Создайте на Рабочем столе документ MS Word, откройте его. Наберите, придерживая клавишу alt="Методическая разработка урока", коды на поле калькулятора:

129 136 146

Какое слово получилось? Запишите в тетрадь.

Задание 2. Определение числового кода символа.

Откройте ленту Вставка - Символ, вкладка Symbol.

Закодируйте слово IBM в десятичных кодах, а затем в 16-ричнных. Запишите в тетрадь.

Закройте документ MS Word без сохранения.

Задание 3. Декодирование текста.

Декодируйте текст с помощью кодовой таблицы ASCII

Код

99

111

109

112

117

116

101

114

символ

Задание 4. Работа с различными таблицами кодировок.

Закодировать слово ЭВМ в кодовой таблице CP1251 в десятичном коде, а затем перевести с помощью инженерного калькулятора в 16-ричный код. Аналогично закодировать это же слово в кодовой таблице КОИ8-Р в десятичном коде, а затем перевести с помощью инженерного калькулятора в 16-ричный код.

Результат записать в тетрадь.

Задание 5. Работа в конверторе Hieroglyph

Запустить программу Hieroglyph. Набрать слово Кодировка и скопировать его 4 раза. По умолчанию оно набрано в кодировке DOS (CP866). Выделите следующее слово, в строке инструментов стоит альтернативная кодировка Win, нажмите зеленую стрелку, направленную вправо. Второе слово будет закодировано кодировкой Win. Аналогично перекодируйте оставшиеся слова в кодировки KOI-8, ISO, MAC. Обратите внимание на изменение символов.

Самостоятельная работа.

Открыть Карточку № (номер карточки сообщает преподаватель). Разгадать две загадки. Первое понятие закодировать с помощью таблицы кодировки СР1251, а второе - с помощью таблицы КОИ8-Р. Используя программу Калькулятор, переведите десятичные коды в шестнадцатеричные. Занесите полученный 16-ричный код без пробелов в соответствующее поле ввода. Нажмите кнопку Проверить и убедитесь в правильности решения. Учтите, что все понятия записаны строчными буквами, а географические названия начинаются с заглавной буквы.

3. Контрольные вопросы

   1. Какой способ кодирования текстовой информации используется в компьютере? (числовой)

   2. Как называется международная таблица кодировки символов? (ASCII)

   3. Перечислите названия таблиц кодировок для русскоязычных символов.

   4. В чем отличие таблицы кодировки UCS-2?

Д.З. уч. Угринович § 2.10, задания 2.29 - 2.31