Алфавитный подход к определению информации_10 класс
презентация к уроку по информатике и икт (10 класс) на тему

Тема:        Алфавитный подход к определению количества информации.

Тип урока: проверка усвоения материала прошлого урока + объяснение нового материала.

Цели:

Образовательные:

• познакомить учащихся с алфавитным методом измерения информации;
• ввести понятие алфавита, понятие мощности алфавита;
• научить вычислять количество информации в тексте, составленном из символов определенного алфавита;
• научить определять информационный объем сообщения.

Развивающие:

• развитие логического мышления (умение строить по аналогии с раннее изученным, сравнивать, обобщать, классифицировать, систематизировать);
• развитие речи;
• развитие познавательного интереса у учащихся, уверенности в собственных силах, интереса к информатике как науке;
• формирование представления об алфавитном подходе к определению количества информации;
• расширения кругозора учащихся.

Воспитательные:

• воспитание познавательной потребности, интереса к предмету;
• воспитание информационной культуры;
• контроль за ТБ, правильностью посадки за ПК;
• прививание навыков групповой работы;
• прививание нравственных качеств: ответственность, дисциплинированность, аккуратность, собранность.

Задачи:

ученик должен уметь находить информационный объем текста.

Формы и методы:

тестирование, объяснительно - иллюстративный, частично – поисковый, решение задач в группах.

Оборудование урока: 

• Электронный вариант теста;
• ПК;
• демонстрационная презентация «Алфавитный подход к определению информации»;
• карточки с заданиями;

Литература:

1. Угринович Н.Д. Информатика и информационные технологии. Учебник для 10-11 классов.— М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.

План урока.

1. Организационный момент (2 мин)
2. Контроль усвоения темы домашнего задания (10 мин)
3. Актуализация знаний (4 мин)
4. Изучение нового материала (12 мин)
5. Закрепление (8 мин)
6. Подведение итогов урока, домашнее задание (4 мин)

Ход урока:

I. Орг. момент.
Приветствие, проверка присутствующих, объяснение хода урока. (Слайд 1)

II. Проверка усвоения материала.
Тест по теме: «Количество информации (содержательный подход)». (Слайд 5)

III. Актуализация знаний. (Слайд 6)

1. Можем мы измерять количество информации?
2. Какой метод нахождения количества информации мы изучили?
3. В чем суть вероятностного (содержательного) метода нахождения количества информации?
4. Какая формула позволяет нам найти количество информации в случае равновероятностных событий? Поясните ее.
5. Определить количество информации в тексте «А роза упала на лапу Азора»? Можно измерить количество информации содержательным подходом?

IV. Изучение нового материала.

Учитель: Итак, мы подошли с вами к нашей новой теме: «Алфавитный подход к определению количества информации». Запишите число и тему урока в тетради (Слайд 7, 8)

Последнее задание естественно вызвало у вас затруднение по причине того, что невозможно вычленить количество равновероятных исходов события, если не понятен смысл сообщения.

Вы научились определять количество информации, которое содержится в сообщениях, уменьшающих неопределенность наших знаний. Для нас количество информации зависит от ее содержания, понятности и новизны. То есть, мы рассматривали информацию с позиции человека. Попробуйте подсчитать количество информации, полученной в результате прочтения нового для вас параграфа в учебнике! Сделать это невозможно, хотя фактом является то, что информация получена. Также любое техническое устройство не воспринимает содержание информации, поэтому в вычислительной технике используется другой подход к измерению информации – алфавитный. (Слайд 9)

Каким образом в этом случае можно найти количество информации? (Слайд 10)

Вернемся вновь к сообщению, которое вызвало у нас затруднение: «А роза упала на лапу Азора».

1. С помощью какого алфавита написано это сообщение?
   (отвечают) Русского алфавита.
2. Сколько букв в этом алфавите?
   (отвечают) 33.

Учитель: Запишите определения (Слайд 11).

Алфавитный подход позволяет определить количество информации в тексте, отвлекаясь от содержания информации, воспринимая ее как последовательность знаков.

Алфавит – множество символов, используемых для записи текста.

Мощность алфавита – полное количество символов в алфавите.

Если учесть все знаки препинания, то в русском алфавите 54 символа.

3. Какова мощность алфавита (Слайд 12):

Нотных знаков:N=7 (до, ре, ми, фа, соль, ля, си)

Знаков Зодиака:N=12

Цифр: N=10

Латинских букв: N=26?

Учитель: Итак, вернемся опять к нашей задаче. В ней необходимо использовать алфавитный подход к нахождению количества информации. Будем считать, что русский алфавит имеет 32 буквы (без буквы ё). (Слайд 13)

Алфавит (набор символов знаковой системы) можно рассматривать как различные возможные состояния (события). Тогда, если считать, что появление символов в сообщении равновероятностно, можно рассчитать какое количество информации несет каждый символ.

1. Сколько таких равновероятных событий в алфавите может произойти для данного сообщения?
   (отвечают) 32, по количеству букв в алфавите.
2. Сколько информации мы получим от одной из 32 букв?
   (отвечают) 5 битов.
3. Почему столько? Как вы решали?
   (отвечают) По формуле , где N = 32.
4. Получается мощность алфавита можно обозначить буквой N, так как это количество равновероятных исходов события: выпадение буквы (символа).
5. N – мощность алфавита, i – количество информации, которое несет каждый символ алфавита. Формула: . (Ученики записывают) (Слайд 14, 15)
6. А сколько информации содержат два таких символа? (Слайд 16)
   (отвечают) В два раза больше.
7. А K символов?
   (отвечают) В K раз больше, то есть К умноженное на информационный вес одного символа: K* i.

Учитель: Если обозначим количество символов в данном тексте буквой К, общее количество информации во всем тексте буквой I, то можно вывести формулу. I = K * i (Учащиеся записывают)

К – количество символов в тексте,

I – количество информации во всем тексте, тогда I = K * i (Слайд 17)

Количество информации, которое содержит сообщение, закодированное с помощью знаковой системы, равно количеству информации, которое несет один знак, умноженному на количество знаков.

8. А теперь попробуйте вычислить количество информации в тексте «А роза упала на лапу Азора» (если считать, что алфавит состоит из 32 символов)
   I = 5 * 21 = 105 бит (Слайд 18)

Учитель: Таким образом, мы сегодня с вами научились измерять количество информации в тексте (символьном сообщении), составленном из символов некоторого алфавита, то есть познакомились с алфавитным подходом измерения информации. Для закрепления полученных знаний, выполните следующие задания.

Пример 1: Пусть передаётся простое арифметическое выражение. Алфавит арифметических выражений состоит из 16 знаков (Слайд 19):

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, +, -, *, /, (, ) . N=16, => 16=24 =>24 = 2I => I = 4 бит.

Один знак арифметического выражения несёт 4 бита информации.

Сколько информации несут арифметические выражения?

а) «4+5=9»

Решение:        I = 4 бита • 5символов = 20 бит.

б) «2•(4+5)=18»

Решение:        I = 4 бита • 10 символов = 40 бит.

Пример 2: Сколько информации несет двоичный код «1000101»? (Слайд 20)

Решение:        I = 1 бит •7 символов = 7 бит.

Пример 3: Необходимо вычислить количество информации, содержащейся на одной странице набранного на компьютере текста (256 символов). Текст состоит из 50 строк по 60 символов.

Решение.        Сообщение содержит: k=50•60=3000 символов

Количество информации в тексте: I = i*k = 1байт • 3000 = 3000 байт = 3000/1024 =2.93 Кбайт

Пример 4: Вычислить количество информации на 10 страницах. (Слайд 21)

Решение.        k = 3000 символов * 10 страниц = 30000 символов.

I = i*k = 1 байт • 30000 символов = 30000 байт = 30000/1024=29.3 Кбайт

Пример 5: Сколько страниц текста уместится на дискету и компакт-диск?

Решение.        Объём одной дискеты:

1.44 Мбайт = 1.44 • 1024 = 1509949,44 байт

k = 1509949,44 / 3000 = 500 страниц

Объём одного компакт-диска:

650 Мбайт = 650 • 1024 = 681574400 байт

V. Закрепление. (Слайд 22)

Учитель: А сейчас закрепим свои знания при решении задач. Но вначале вам необходимо разделиться на 4 группы. Каждой группе я раздам по одной задаче, которую вы должны коллективно решить между собой. После проведем устную проверку решений.

1. Информационное сообщение объемом 1,5 Кбайта содержит 3072 символа. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого записано сообщение?
2.  Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 150 страниц, на каждой странице — 40 строк, в каждой строке — 60 символов. Каков объем информации в книге?
3. Сообщение занимает 2 страницы и содержит 1/16 Кбайта информации. На каждой странице записано 256 символов. Какова мощность использованного алфавита?
4. Подсчитайте, используя алфавитный подход к измерению информации, сколько бит информации содержится в тексте, заключенном в кавычки: «Кодирование информации с помощью знаковых систем». Учесть, что между словами ставится только один пробел и для кодирования информации используется кодировка Windows CP1251(таблица кодировки содержит 256 символов).

VI. Подведение итогов урока. (Слайд 23)

Учитель: Подведем итог урока (хорошо выполнившим задание ученикам ставится оценка).

1. Что мы изучили на этом уроке?
2. В каких случаях мы его используем?
3. Какие формулы мы при этом используем? Поясните их.

Домашнее задание:

1. п. 2.3, стр. 78-79; конспект урока; повторить п 2.2. (Слайд 24)
2. Задача. Определить свою скорость восприятия информации при чтении вслух и про себя (считать, что для набора текста книги использован компьютерный алфавит, количество символов которого равно 256)