урок информатики "Кодирование текстовой информации" для 8 класса
методическая разработка по информатике и икт (8 класс) по теме

Кодирование текстовой информации

Цель урока:

1. рассмотреть двоичное кодирование текстовой информации в компьютере;
2. ознакомиться с различными кодировочными таблицами;
3. научить учащихся рассчитывать количество информации.

Оборудование:

1. компьютер;
2. интерактивная доска;
3. компьютерный класс с ПК;
4. ПО ОС Windows, Microsoft Office.

ПЛАН УРОКА

   I. Организационный момент.

На интерактивной доске первая страница флипчарта  с темой урока.

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

2. Проверка знаний учащихся.

  Опрос по теме: «Компьютерные вирусы и антивирусные программы»  письменно по вариантам 3-5 мин (приложении 1).

Проверка письменной работы.  

1. Что представляет собой вирус? Когда появились первые вирусы?
2. Какие типы вирусов вы знаете? Что представляет собой файловый вирус?
3. Что представляют собой антивирусные программы? Какие программы используются для периодической  и постоянной проверки компьютера?  

1. Что принято за единицу количества информации? (1 бит)
2. Как подсчитать количество возможных информационных сообщений? (N=2i)

III. Изучение нового материала.

Объяснение нового материала проходит в форме эвристической беседы с одновременным показом флипчарта на интерактивной доске

Информация любого типа: символьная, графическая, звуковая, командная для представления на электронных носителях кодируется на основании алфавита, состоящего только из двух символов (0, 1). Информация представленная в аналоговом виде, для того, чтобы быть сохраненной в электронной памяти, оцифровывается и приводится к двоичному коду.

Каждая ячейка электронной памяти обладает информационной ёмкостью 1 бит. Физически, в зависимости от способа регистрации информации, это может быть элемент магнитного носителя: размагничен (0), намагничен (1); элемент поверхности оптического диска: нет лунки (0), есть лунка (1). Одним из первых носителей информации, представленной в двоичном коде, была бумажная перфокарта, пробитое отверстие на которой означало 1, а цельная поверхность 0.

На основании одной ячейки информационной ёмкостью 1 бит можно закодировать только 2 различных состояния.

Для представления текстовой информации на компьютере необходимо представить ее в двоичной знаковой системе, т.е. для представления текстовой информации достаточно 256 различных знаков.

N= 2i . 256=28. I=8 бит.

В современных кодировочных таблицах под хранение информации о коде каждого символа отводится 1 байт.

1 символ = 1 байт.

Для латинской раскладки клавиатуры такая кодировочная таблица одна на весь мир, поэтому текст, набранный с использованием латинской раскладки, будет адекватно отображен на любом компьютере. Эта таблица носит название ASCII (American Standard Code of Information Interchange) по-английски произносится [э́ски], по-русски произносится [а́ски]. Ниже приводится вся таблица ASCII, коды в которой указаны в десятичном виде. По ней можно определить, что когда вы вводите с клавиатуры, скажем, символ “А”, компьютер его воспринимает как код 65(10). Коды с 0 по 31 в этой таблице не задействованы.

Определите слово, закодированное кодом согласно таблице ASCII. Получилось слово – rose.

При вводе в компьютер происходит двоичное кодирование информации, т.е. изображение знака преобразуется в двоичный компьютерный код.

Рассмотрим таблицу 3.1 на стр.75 учебника Н. Угриновича «Информатика 8».

Мы видим, что двоичный код числа изменяется  00000000 до 11111111.

Но это мы рассмотрели кодировку латинского алфавита. А что же происходит при кодировке национального (русского) алфавита.

Возвращаясь к кодировочным таблицам, заметим, что на сегодняшний день в использовании не одна, а несколько кодировочных таблиц, включающих коды кириллицы, – это стандарты, выработанные в разные годы и различными учреждениями. В этих таблицах различен порядок, в котором расположены друг за другом символы кирилличного алфавита, поэтому одному и тому же коду соответствуют разные символы. По этой причине, мы иногда сталкиваемся с текстами, которые состоят из русских букв, но в бессмысленной для нас последовательности.

Из таблицы 3.1 видно какие кодировочные таблицы используются в настоящее время.

КОИ 8, Windows, MS-DOS, MAC, ISO.

Как расположен двоичный код в таблице?  В порядке возрастания.

В разных кодовых таблицах что соответствует одному и тому же коду? Разные символы.

Теперь давайте рассмотрим более детально таблицы КОИ 8 и Windows 1251.

Каким образом в данных таблицах расположены русские буквы? В этих таблицах русские буквы расположены в порядке  возрастания их кодов. 

Рассмотрим таблицу 3.2. Из нее  видно что один и тот же код в разных кодовых таблицах дает разные символы.                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                

Давайте  определим слово, согласно данным кодовым таблицам, по коду, написанному на доске.

Видно, что в КОИ 8 – это байт. В Windows- это просто набор букв. Какой можно сделать вывод?

Русские буквы в КОИ 8 и Windows 1251 имеют различные коды.  

В каком диапазоне находятся номера русских букв в данных кодовых таблиц? Русские буквы в данных кодовых таблицах имеют номера с 192 до 255.

Чем отличаются десятичные коды прописных букв от строчных?

Десятичные коды прописных букв на 32 меньше кодов соответствующих кодов строчных букв.

Используя 8-битную кодировочную таблицу мы не сможем адекватно увидеть на мониторе и тексты, созданные на тех языках, где используются символы, отличные от латинских и кирилличных, например символы с умляутами в немецком языке.

Теоретически давно существует решение этих проблем. Оно называется Unicode (Юникод). Unicode – это кодировочная таблица, в которой для кодирования каждого символа используется 2 байта, т.е. 16 бит.

Сколько всего знаков можно закодировать, используя для кодирования символа 16 бит?

На основании такой таблицы может быть закодировано N=216=65 536 символов.

Юникод включает практически все современные письменности, в том числе: арабскую, армянскую, бенгальскую, бирманскую, греческую, грузинскую, деванагари, иврит, кириллицу, коптскую, кхмерскую, латинскую, тамильскую, хангыль, хань (Китай, Япония, Корея), чероки, эфиопскую, японскую (катакана, хирагана, кандзи) и другие.

С академической целью добавлены многие исторические письменности, в том числе: древнегреческая, египетские иероглифы, клинопись, письменность майя, этрусский алфавит.

В Юникоде представлен широкий набор математических и музыкальных символов, а также пиктограмм.

Какие выводы мы можем сделать после знакомства с кодировочным таблицами  КОИ 8 и Windows 1251:

1. В этих таблицах русские буквы расположены в порядке  возрастания их кодов.
2. Русские буквы в КОИ 8 и Windows 1251 имеют различные коды.  
3. Русские буквы в данных кодовых таблицах имеют номера с 192 до 255.
4. Десятичные коды прописных букв на 32 меньше кодов соответствующих кодов строчных букв.

Что можно сказать кодировке  Юникоде?

 Используя 2 байта на кодирование 1 символа, можно закодировать  65536 символов.

Для практического закрепления выполняем практическое задание на ПК, задание на карточке, карточка сдается учителю. (приложение 2).

       IV. Закрепление материала. Решение задач.

1. Считая, что каждый символ кодируется 2 байтами, оцените информационный объем предложения в кодировке Юникоде?

Один пуд – около 16,4 килограмм.  

Решение: в предложении 32 символа, т.е. 32*16=512 бит.

Привычка свыше нам дана: Замена счастию она.

Решение: в предложении 44 символа, т.е. 44*16=704 бит.

2. Считая, что каждый символ кодируется 1 байтом, оцените информационный объем   предложения?

Певец-Давид был ростом мал,  Но повалил же Голиафа!

Решение: предложении 48 символов, т.е. 48*8=384 бит.

3. Словарь Эллочки – «людоедки» (персонаж романа «Двенадцать стульев») составляет 30 слов. Сколько бит достаточно, чтобы закодировать весь словарный запас Эллочки?

         N=2i        30=2i  , i=5бит.

Рассмотрим задачу № 2. (Условие выводится на интерактивной доске).<Рисунок 3> Запишите её условие: Лазерный принтер Canon LBP печатает со скоростью в среднем 6,3 Кбит в секунду. Сколько времени понадобится для распечатки 8-ми страничного документа, если известно, что на одной странице в среднем по 45 строк, в строке 70 символов (1 символ – 1 байт) (см. рис. 2).

Решение:

1) Находим количество информации, содержащейся на 1 странице:

1. 45 * 70 * 8 бит = 25200 бит
2. 2) Находим количество информации на 8 страницах:
3. 25200 * 8 = 201600 бит
4. 3) Приводим к единым единицам измерения. Для этого Мбиты переводим в биты:
5. 6,3*1024=6451,2 бит/сек.
6. 4) Находим время печати: 201600: 6451,2 = 31 секунда.

Учитель подводит итог урока, выставляет оценки.

До свидания, спасибо за урок.

Список используемой литературы: 

1. Информатика и информационные технологии. Учебник для 8 класса/Н.Д. Угринович. – М. БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 512 с.: ил.
2. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений/Н.Д. Угринович, Л.Л. Босова, Н.И. Михайлова. – 3-е изд. – М. БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 394 с.: ил.  
3. Тексты демонстрационных тестов по информатике в форме и по материалам ЕГЭ 2004-2009 г.г.