Алфавитный подход к измерению информации

Предмет: Информатика и ИКТ

Класс: 8

Дата урока: _____________

Тип урока: комбинированный

Тема урока: «Алфавитный подход к определению количества информации.

Формы работы учащихся: фронтальная, индивидуальная.

Необходимое техническое оборудование: ПК, проектор, интерактивная доска.

Планируемые результаты:

Личностные

- формирование у школьников умения вести диалог на основе равноправных отношений и взаимного уважения и принятия других решений;

- формирование у них выраженной устойчивой учебно-познавательной мотивации и интереса к учению;

- повышать готовность учащихся к саморазвитию;

- развивать креативность мышления

Предметные

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

- научить решать задачи на определение информационного объёма сообщения;

Метапредметные

- формирование у школьников умения самостоятельно анализировать условия достижения цели (в выполнении конкретного задания) на основе учета выделенных учителем ориентиров действия в новом учебном материале;

- грамотно использовать речевые средства для представления полученного результата, формирование умения следовать морально-этическим и психологическим принципам общения и сотрудничества на основе уважительного отношения к партнерам (однокласникам);

- развивать интерес к предмету.

Ход урока.

1.Мотивация к УД.

Приветствие отметка отсутствующих. (Здравствуйте ребята! На сегодняшнем уроке мы с вами продолжаем изучение главы: «Количество информации». На прошлых уроках мы с вами научились определять количество информации, а сегодня мы расмотрим с вами алфавитный подход к определению информации.

2.Актуализация знаний.

Фронтальный опрос учащихся.

1. Какая формула связывает между собой количество возможных информационных сообщений и количество информации, которое несет полученное сообщение? (N=2i , где N – количество возможных информационных сообщений, i – количество информации, которое несет полученное сообщение)

2. Каковы единицы измерения информации? (бит, байт, килобайт и т.д.)

3. Что такое бит? (бит – это количество информации, содержащееся в информационном сообщении, уменьшающем неопределенность знания в два раза)

4. Чему равен 1 байт? (1 байт = 8 битов = 23 битов);

5. Переведите:

2 Мбайта = _______ Кбайт (2048 Кбайт)

16 бит = __________ байт (2 байта)

4 байта = _________ бит (32 бита)

СТЕПЕНИ ДВОЕК (фронтальный опрос по таблице)

Существует несколько подходов к измерению информации. На этом уроке мы рассмотрим, только один, который называется алфавитным подходом к определению количества информации.

3.Самоопределение к УД.

Что такое информация, в чем она измеряется?

Сегодня на уроке мы изучим алфавитный подход к определению количества информации.

4.Усвоение новых знаний

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

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.

Решим несколько задач.

При решении задач можно использовать калькулятор.

Чтобы решить задачу, записываем, ДАНО, НАЙТИ, РЕШЕНИЕ, ОТВЕТ.

Учитель разбирает вместе с учащимися решение задач, по желанию учащиеся выходят к доске.

Задача 1.  Информационный объем сообщения – 7,5 Кбайт. Известно, что данное сообщение содержит 7680 символов. Сколько весит один символ данного алфавита?

( 7,5 Кбайт = 7,5*1024 байт = 7,5*1024*8 бит
Объем одного символа = 7,5*1024*8/7680 = 8 бит)

Задача 2.  Для записи сообщения использовался 32-символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк. Все сообщение содержит 8775 байт информации и занимает 6 страниц. Сколько символов в строке?

1) 32=2⁵, i=5 бит - на 1 символ
2) 8775*8=70200 бит - все сообщение
3) 70200/5=14040 символов всего
4) 14040/6=2340 символов на одной странице
5) 2340/30=78 символов в строке                            
Ответ:78 символов в строке

Задача 3.  Какое количество информации содержит сообщение 1010101111012?

Если без доп. условий, то один разряд в двоичной системе (символ) равен 1 биту т.е. символов 13 значит бит 13 

5.Первичная проверка понимания.

Задача 1.

Сообщение, записанное буквами из 64-символьного алфавита, содержит 20 символов. Какой объем информации оно несет?

Задача 2.

Информационное сообщение объёмом 4 Кбайт содержит 4096 символов. Сколько символов содержит алфавит этого сообщения?

Задача 3 (52).

Информационное сообщение объёмом 3 Кбайт содержит 6144 символов. Сколько символов содержит алфавит этого сообщения?

Самостоятельная работа

Алфавитный подход. Задачи

Задача 1. Алфавит племени Мульти состоит из 8 букв. Какое количество информации несет 1 буква этого алфавита?

Задача 2. Информационный объем одного символа некоторого сообщения из алфавита племени Пульти равен 6 битам. Сколько символов входит в алфавит этого племени, с помощью которого пультяне составили это сообщение?

Задача 3. Сообщение, записанное буквами из 128 – символьного алфавита, содержит 30 символов. Какой объем информации оно несет?

Задача 4. Сообщение, составленное с помощью 32 – символьного алфавита, содержит 80 символов. Другое сообщение составлено с использованием 64 – символьного алфавита и содержит 70 символов. Сравните объемы информации, содержащейся в сообщениях.

Задача 5. Информационное сообщение объемом 4 Кбайта содержит 4096 символов. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение?

Задача 6. Сколько килобайтов составляет сообщение из 512 символов 16 – символьного алфавита?

Задача 7. Для записи текста использовался 256 – символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке. Какой объем информации содержат 5 страниц текста?

Задача 8. Сообщение занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 60 символов. Сколько символов в использованном алфавите, если все сообщение содержит 1125 байтов?

Задача 9. Пользователь вводит текст с клавиатуры со скоростью 90 знаков в минуту. Какое количество информации будет содержать текст, который он набирал 15 минут (используется компьютерный алфавит)?

Задача 10. Пользователь вводил текст с клавиатуры 10 минут. Какова его скорость ввода информации, если информационный объем полученного текста равен 1 Кбайт?

Задача 11. Исследователь наблюдает изменение параметра, который может принимать одно из семи значений. Значения записываются при помощи минимального количества бит. Исследователь зафиксировал 120 значений. Определите информационный объем результатов наблюдения.

Задача 12. Если каждый символ кодируется двумя байтами, то каков информационный объем следующего предложения в коде Unicode: Сегодня 35 градусов тепла.

6. Рефлексия

7. Информация о Д/З

слайд 21

Записать домашнее задание в дневник или тетрадь.

учебник Информатика и ИКТ. Базовый курс: Учебник для 8 класса/ Н.Д. Угринович.

§ 1.1.3, стр.30, задание для самостоятельного выполнения 1.8, 1.9. стр.32.

Приложение

Алфавитный подход. Задачи

Задача 1. Алфавит племени Мульти состоит из 8 букв. Какое количество информации несет 1 буква этого алфавита?

Задача 2. Информационный объем одного символа некоторого сообщения из алфавита племени Пульти равен 6 битам. Сколько символов входит в алфавит этого племени, с помощью которого пультяне составили это сообщение?

Задача 3. Сообщение, записанное буквами из 128 – символьного алфавита, содержит 30 символов. Какой объем информации оно несет?

Задача 4. Сообщение, составленное с помощью 32 – символьного алфавита, содержит 80 символов. Другое сообщение составлено с использованием 64 – символьного алфавита и содержит 70 символов. Сравните объемы информации, содержащейся в сообщениях.

Задача 5. Информационное сообщение объемом 4 Кбайта содержит 4096 символов. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение?

Задача 6. Сколько килобайтов составляет сообщение из 512 символов 16 – символьного алфавита?

Задача 7. Для записи текста использовался 256 – символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке. Какой объем информации содержат 5 страниц текста?

Задача 8. Сообщение занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 60 символов. Сколько символов в использованном алфавите, если все сообщение содержит 1125 байтов?

Задача 9. Пользователь вводит текст с клавиатуры со скоростью 90 знаков в минуту. Какое количество информации будет содержать текст, который он набирал 15 минут (используется компьютерный алфавит)?

Задача 10. Пользователь вводил текст с клавиатуры 10 минут. Какова его скорость ввода информации, если информационный объем полученного текста равен 1 Кбайт?

Задача 11. Исследователь наблюдает изменение параметра, который может принимать одно из семи значений. Значения записываются при помощи минимального количества бит. Исследователь зафиксировал 120 значений. Определите информационный объем результатов наблюдения.

Задача 12. Если каждый символ кодируется двумя байтами, то каков информационный объем следующего предложения в коде Unicode: Сегодня 35 градусов тепла.