Конспект урока «Алфавитный подход к измерению информации»

Конспект урока по информатике

(для 10 класса со средним уровнем подготовки учащихся)

по теме:

«Алфавитный подход к измерению информации»

Выполнил: студент V курса МДМ-109 группы

физико-математического факультета

Мильяненко А.Ю.

Саранск 2014

Тема: Алфавитный подход к измерению информации.

Цель: Познакомить учащихся с методом измерения информации в символьном сообщении. Ввести понятие алфавита, мощности алфавита, информационный вес символа в алфавите. Научить учащихся вычислять количество информации, заключенное в тексте, составленном из символов определенного алфавита. Ввести основные единицы измерения информации, установить связь между ними.

Задачи:

• образовательные: ознакомление учащихся с методом измерения информации в символьном сообщении; введение понятия алфавита, мощности алфавита, а также информационного веса символа в алфавите; обучение учащихся вычислению количества информации, заключенной в тексте, составленном из символов определенного алфавита; введение основных единиц измерения информации, установление связи между ними;

• развивающие: развитие внимания, памяти, логического мышления, наблюдательности, устной и письменной речи;

• воспитывающие: воспитание аккуратности, дисциплинированности, умения работать в коллективе.

Требования к знаниям учащихся:

Учащиеся должны знать:

• понятие алфавита;

• понятие мощности алфавита;

• формулу вычисления информационного веса символа в алфавите;

• формулу вычисления информационного объема текста;

• единицы измерения информации.

Требования к умениям учащихся:

Учащиеся должны уметь:

• вычислять количество информации в сообщении, используя алфавитный подход;

• переводить одни единицы измерения информации в другие.

Тип урока: урок усвоения нового материала.

Оборудование: ПК, презентация, распечатки таблицы для вычисления количества информации для целых значений i, учебник для 10-11 классов Информатика и информационные технологии (Н.Д. Угринович. - М.: Бином Лаборатория знаний, 2007).

План урока:

1. Организационный момент (1-2 мин.);

2. Актуализация знаний, проверка д/з (5-7 мин.);

3. Объяснение нового материала (25-30 мин.);

4. Закрепление первичного материала (7-10 мин.);

5. Подведение итогов, д/з (2 мин.).

Ход урока:

1. Приветствие учащихся, проверка готовности кабинета к работе, дежурный называет отсутствующих.

2. Учитель: Прежде чем приступить к изучению новой темы, вспомните, что вы изучили на прошлом занятии? Дайте определение понятию сообщение (слайд 1).

Ученик: Сообщение - это информационный поток, который в процессе передачи информации поступает от источника к приемнику.

Учитель: Какое сообщение является информативным?

Ученик: Информативно то сообщение, которое содержит новые и понятные сведения.

Учитель: Напишите формулу, по которой можно определить количество бит информации в каком-либо сообщении и поясните её.

Ученик: (записывает на доске) - формула Р.Хартли, где i - количество информации в сообщении о том, что произошло одно из N событий; N - количество возможных событий (неопределенность знаний).

3. Учитель: Сегодня мы рассмотрим подход, альтернативный содержательному подходу измерения информации. Здесь речь идет об измерении количества информации в тексте (символьном сообщении), составленном из символов некоторого алфавита. К содержанию текста такая мера информации отношения не имеет. Поэтому такой подход можно назвать объективным, т. е. не зависящим от воспринимающего его субъекта. Как вы понимаете, что такое алфавит?

Ученики (делают предположения).

Учитель: Взгляните на следующий слайд (слайд 2).

Информация на слайде: Алфавит - это конечное множество символов, используемых для представления информации.

Учитель: Итак, алфавит - это конечное множество символов, используемых для представления информации. А число символов в алфавите называется его мощностью. Количество информации, которое несет в тексте каждый символ (i), вычисляется из уравнения Р.Хартли

,

где i - информационный вес символа; N - мощность алфавита (слайд 3).

Отсюда следует, что количество информации во всем тексте, состоящим из К символов, равно произведению информационного веса символа на К:

(запись на доске)

- информационный объем текста (cлайд 4).

Учитель: Как вы считаете, какова минимальная мощность алфавита? (рассуждения с помощью наводящих вопросов учителя):

Вопросы учителя

Рассуждения учеников

Если взять алфавит, состоящий из одного символа, то какое количество информации несет этот символ?

Можно ли с помощью такого алфавита передавать информацию?

Какое количество информации несет символ, если брать алфавит, состоящий из двух символов?

Можно ли с помощью такого алфавита передавать информацию?

Количество информации, которое несет этот символ по формуле Р. Хартли, равно нулю.

Нет, нельзя.

Количество информации, которое несет каждый символ по формуле Р. Хартли, равно одному биту.

Да, значит минимальная мощность алфавита равна двум.

Учитель: Тогда какова мощность компьютерного алфавита? (рассуждения с помощью наводящих вопросов учителя):

Вопросы учителя

Рассуждения учеников

Какие нужно закодировать символы для представления любой информации в компьютере?

В общей сложности таких символов около 160. Чему равен информационный вес одного символа?

Необходимо закодировать заглавные и строчные буквы латинского и русского алфавитов, цифры (от 0 до 9), знаки препинания, специальные символы (/,№,@,…), знаки арифметических операций и др.

По формуле Р. Хартли находим i ≈7,5.

Учитель: Т.е. для кодирования компьютерного алфавита 7 бит мало, а 8 достаточно, поэтому за информационный вес символа компьютерного алфавита принято считать 8 бит. Отсюда N=256, а 8 бит принимают равными 1 байту.

(Слайд 5):

8 бит = 1 байт

1 Кбайт = 1024 байт = байт

1 Мбайт = 1024 Кбайт = Кбайт

1 Гбайт = 1024 Мбайт = Мбайт

4. Задача 1: «Сообщение, записанное буквами 64-х символьного алфавита, содержит 20 символов. Какой объем информации оно несет?»

Решение:

, значит по формуле находим .

Используя формулу ,

получим, .

Ответ: .

Задача 2: Сообщение объемом 2,5 Кб содержит 2048 символов. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение?

Решение:

, значит по формуле , находим .

Используя формулу , получим: символа.

Ответ:1024 символа.

5. Учитель: Мы рассмотрели подход, альтернативный содержательному подходу измерения информации. Речь шла об измерении количества информации в тексте (символьном сообщении), составленном из символов некоторого алфавита. К содержанию текста такая мера информации отношения не имеет. Поэтому такой подход можно назвать объективным, т. е. не зависящим от воспринимающего его субъекта.

Д/з: Выучить конспект и решить следующие задачи (слайд 6):

Задача 1: «Сколько Кб содержит рекламный ролик, составленный из 150 символов 256 символьного алфавита?»

Задача 2: «Сообщение объемом 2,5 Кб содержит 2048 символов. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение?»

Литература:

1. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов / Н.Д. Угринович. - М.: Бином, Лаборатория знаний, 2007;

2. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений / Н.Д. Угринович, Л.Л.Босов. - М.: Бином, Лаборатория знаний, 2007;

3. И. Г. Семакин, Базовый курс 7-9. - М., 2002;

4. И. Г. Семакин, Задачник - практикум. Ч1. - М., 2001;