Методическая разработка открытого урока "Дискретное представление графической и звуковой информации"
методическая разработка по информатике и икт (10 класс) на тему

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ГОРОДА МОСКВЫ

«ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ ИМЕНИ П.А. ОВЧИННИКОВА»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ

Дисциплина: ОД.12 Информатика и ИКТ

Практическое занятие №4

Дискретное представление

графической и звуковой информации

Преподаватель: Ульянова Елена Викторовна

2017

Технологическая карта №8 (15-16)

Тема 2. Информация и информационные процессы. 2.3. Практическое занятие №4. Дискретное представление графической и звуковой информации.

Дисциплина: Информатика и ИКТ

Время проведения занятия: 90 мин

Вид занятия: практическое

Обучающиеся должны знать: об универсальности дискретного (цифрового) представления информации.

Обучающиеся должны уметь: решать задачи ЕГЭ по данной теме.

Цели занятия:

Междисциплинарные связи: математика, физика.

Оснащение занятия: ПК, телевизор, сайт http://www/pk13.ru/lms, инструкция к практическому занятию.

Литература:

Основная: Цветкова М.С., Великович Л.С., Информатика и ИКТ: учебник для нач. и сред. проф. образования. – М.: Академия, 2012

Дополнительная: Интернет – ресурсы: Модульная объектно-ориентированная динамическая учебная среда СДО Moodle http://www.pk13.ru/lms

Этапы проведения занятия:

1. Ф.И.О. преподавателя: Ульянова Елена Викторовна
2. Группа: 11КС
3. Специальность: 09.02.02 Компьютерные сети базовой подготовки
4. Дата: 06.10.2017
5. Дисциплина: ОД.12 Информатика и ИКТ
6. Тема учебного занятия: Практическое занятие №4. Дискретное представление графической и звуковой информации
7. Место и роль занятия в изучаемой теме: данное занятие – 3-е по теме 2 Информация и информационные процессы.
8. Тип занятия: практическое
9. Дидактические задачи

Образовательные:

• изучение дискретного (цифрового) представления графической и звуковой информации;
• формирование практических умений и учебных навыков решения задач;
• обобщение, систематизация, углубление, закрепление теоретических знаний по теме «Универсальность дискретного представления информации», формирование умений получать полученные знания на практике.

Развивающие:

• развитие аналитических и конструктивных умений у будущих специалистов;
• развитие навыков логического мышления, умения выделять главное, критически оценивать полученную информацию;
• формирование коммуникативных навыков: работа в коллективе;
• развитие познавательного интереса к дисциплине.

Воспитательная:

• развитие навыков самообразования с использованием информационных и коммуникационных технологий.

Методические:

• трансляция педагогического опыта в рамках работы ЦК ОГСЭ и ЕН.

10. Формирование общих и профессиональных компетенций:

ОК 2. Организовывать собственную деятельность при решении задач практического занятия №4. Дискретное представление графической и звуковой информации.

ОК 3. Решать проблемы, оценивать риски и принимать решения в нестандартных ситуациях при выполнении заданий практического занятия.

ОК 4. Осуществлять поиск, анализ и оценку информации, необходимой для выполнения заданий практического занятия.

Учебно-познавательная компетенция:

• формирование навыков решения задач.

11. Методы обучения: наглядные, объяснительно-иллюстративные, словесные, компьютерные технологии.
12. Оснащение: ПК, телевизор, инструкция к практическому занятию.
13. Междисциплинарные связи: ОД.10 Математика, ОД.11 Физика, ОП.01 Основы теории информации, ОП.02 Технологии физического уровня передачи данных, ОП.03 Архитектура аппаратных средств, ОП.07 Технические средства информатизации.

Заключение

Выполнение практического занятия №4 «Дискретное представление графической и звуковой информации» формирует практические умения и учебные навыки решения задач.

Обучающиеся получают представление о дискретности цифровой информации, повторяют главную формулу информатики, развивают навыки самообразования с использованием информационных и коммуникационных технологий, аналитические и конструктивные умения и навыки.

Приложение 1

Приложение 2

Тест 7_5. ЕГЭ. Кодирование графической информации

Количество цветов N в палитре и количество информации I, необходимое для кодирования цвета каждой точки, связаны между собой и могут быть вычислены по формуле:

N = 2I

Количество информации, которое используется при кодировании цвета точек изображения, называется глубиной цвета.

Наиболее распространенными значениями глубины цвета при кодировании цветных изображений являются 4, 8, 16 или 24 бита на точку.

Количество цветов в 16-битовой палитре N= 216 = 65 536

Количество цветов в 24-битовой палитре N = 224 = 16 777 216

Задача с решением

Для хранения растрового изображения размером 1024х512 пикселей отвели 256 Кбайт памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре?

Решение:

1 байт = 8 бит

1 Кбайт = 1024 байта

Количество битов на 1 пиксель

Число цветов в палитре вычисляется по формуле N=2I

N=24 = 16

Ответ: 16

Тест 7_6. ЕГЭ. Кодирование звуковой информации

Каждому уровню дискретизации присваивается определенное значение уровня громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N, для кодирования которых необходимо определенное количество информации I, которое называется глубиной кодирования звука.

Глубина кодирования звука — это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле

N = 2I

Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно

N = 2I = 216 = 65 536.

Чем больше частота дискретизации и глубина кодирования звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука.

Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, будет при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине кодирования 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим моно).

Высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD, обеспечивается при частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине кодирования 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим стерео).

Задача с решением

Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 32-битным разрешением. Запись длится 12 минут, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к размеру полученного файла?

1. 30 Мбайт                2) 50 Мбайт                3) 70 Мбайт                4) 90 Мбайт

Решение:

Размер (объем) звукового файла находится перемножением частоты дискретизации (Герцы), разрешения (биты) и времени (секунды). В задаче могут просить найти или размер, или частоту дискретизации, или время. Все это можно найти из формулы:

Получится объем звукового файла в битах. Затем перевести биты в Мбайты.

Помним, что:

1 байт = 8 бит

1 Кбайт = 1024 байт

1 Мбайт = 1024 Кбайт

Наиболее близкий ответ 2) 50 Мбайт

Приложение 3

Тест 7_5. ЕГЭ. Кодирование графической информации

Задача 1

Черно-белое (без градаций серого цвета) растровое графическое изображение имеет размер 10х10 точек. Какой объем памяти в битах займет это изображение? В ответе запишите только число.

Задача 2

Черно-белое (без градаций серого цвета) растровое графическое изображение имеет размер 20х20 точек. Какой объем памяти в байтах займет это изображение? В ответе запишите только число.

Задача 3

Цветное (с палитрой из 256 цветов) растровое графическое изображение имеет размер 10х10 точек. Какой объем памяти в битах займет это изображение? В ответе запишите только число.

Задача 4

В процессе преобразования растрового графического изображения количество цветов уменьшилось с 65 536 до 16. Во сколько раз уменьшился информационный объем графического файла?

Задача 5

В процессе преобразования растрового графического файла количество цветов уменьшилось с 1024 до 32. Во сколько раз уменьшился информационный объем файла?

Ответ: 2

Задача 6

Для хранения растрового изображения размером 32×32 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения? В ответе запишите только число.

Задача 7

Для хранения растрового изображения размером 64×64 пикселя отвели 3 килобайта памяти. Каково максимально возможное количество цветов в палитре изображения? В ответе запишите только число.

Задача 8

Какой объем памяти в килобайтах необходимо выделить под хранение растрового изображения размером 240×192 пикселей, если в палитре изображения 65 тысяч цветов? В ответе запишите только число.

Задача 9

Разрешение экрана монитора 1024х768 точек, глубина цвета – 16 бит. Каков необходимый объем видеопамяти (в мегабайтах) для данного графического режима? В ответе запишите только число.

Задача 10

Какой объем памяти в килобайтах необходимо выделить под хранение растрового изображения размером 640×480 пикселей, если в палитре изображения 16 миллионов цветов? В ответе запишите только число.

Тест 7_6. Кодирование звуковой информации. ЕГЭ 2013 (А8)

Задача 1

Аналоговый звуковой сигнал был дискретизирован сначала с использованием 65 536 уровней интенсивности сигнала (качество звучания аудио-CD), а затем – с использованием 256 уровней интенсивности сигнала (качество звучания радиотрансляции). Во сколько раз различаются информационные объемы оцифрованных звуковых сигналов? В ответе запишите только число.

Задача 1

Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. Запись длится 8 минут, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к размеру полученного файла?

1. 5 Мбайт                2) 20 Мбайт                3) 35 Мбайт                4) 50 Мбайт

Задача 3

Двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением велась в течение 5 минут. Сжатие данных не производилось. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к размеру полученного файла?

1. 10 Мбайт                2) 30 Мбайт                3) 50 Мбайт                4) 70 Мбайт

Задача 4

В течение 1 минуты производилась четырехканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 32 кГц и 32-битным разрешением. Сжатие данных не производилось. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к размеру полученного файла?

1. 20 Мбайт                2) 30 Мбайт                3) 40 Мбайт                4) 60 Мбайт

Задача 5

Проводилась одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 32 кГц и 32-битным разрешением. В результате был получен файл размером 20 Мбайт, сжатие данных не производилось. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к времени, в течение которого проводилась запись?

1. 3 мин                2) 5 мин                3) 10 мин                4) 15 мин

Задача 6

Производилась четырехканальная (квадро) звукозапись с частотой дискретизации 32 кГц и 24-битным разрешением. В результате был получен файл размером 20 Мбайт, сжатие данных не производилось. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к времени, в течение которого производилась запись?

1. 30 сек                        2) 60 сек                3) 90 сек                4) 120 сек

Задача 7

Производилась двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. В результате был получен файл размером 30 Мбайт, сжатие данных не производилось. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к времени, в течение которого производилась запись?

2. 2 мин                        2) 5 мин                3) 10 мин                4) 15 мин

Задача 8

Двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением велась в течение 10 минут. Сжатие данных не производится. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к размеру полученного файла?

1. 20 Мбайт                2) 40 Мбайт                3) 60 Мбайт                4) 80 Мбайт

Задача 9

Пользователю необходимо записать цифровой аудиофайл (моно) длительностью 1 минута и разрешением 16 бит. Какой должна быть частота дискретизации, если в распоряжении пользователя есть  2,6 Мбайт памяти?

1. ≈44,1 кГц                2) ≈22,05 кГц                3) ≈40 кГц                4) ≈41,6 кГц

Задача 10

Цифровой аудиофайл (моно) имеет продолжительность звучания 1 минута. При этом он занимает 2,52 Мбайт. С какой частотой дискретизации записан звук, если разрядность звуковой платы 8 бит?

1. ≈44,1 кГц                2) ≈22,7 кГц                3) ≈40 кГц                4) ≈41,6 кГц

Приложение 4

Приложение 5

Задание по основной и дополнительной литературе:

с. 69-73, сайт http://www/pk13.ru/lms Лекция 7. Контрольная работа №3. Вариант 1, Контрольная работа №3. Вариант 2. Тесты 7_5 – 7_6 – для желающих повысить оценку.

Внеаудиторная самостоятельная работа №3. Решение задач ЕГЭ 2018. Дискретное представление графической и звуковой информации

1. Скольких различных цветов могут быть пиксели неупакованного растрового изображения, имеющего размер 1024×256 пикселей и занимающего на диске 160 килобайт?
2. Какой минимальный объем памяти (в Кбайт) нужно зарезервировать, чтобы можно было сохранить любое растровое изображение размером 64×256 пикселей при условии, что в изображении могут использоваться 4 различных цвета.
3. Какой минимальный объем на диске (в Мбайт) будет занимать неупакованное 16-цветное изображение, содержащее изображение размером 2048×1024 пикселей?
4. Автоматическая фотокамера производит растровые изображения размером 640×480 пикселей. При этом объем файла с изображением не может превышать 320 Кбайт, упаковка данных не производится. Какое максимальное количество цветов можно использовать в палитре?
5. * Какова ширина (в пикселях) прямоугольного 64-цветного неупакованного растрового изображения, занимающего на диске 1,5 мегабайта, если его высота вдвое меньше ширины?
6. Производится звукозапись музыкального фрагмента в формате квадро (четырехканальная запись) с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. Результаты записываются в файл, сжатие данных не производится; размер полученного файла 60 Мбайт. Затем производится повторная запись этого же фрагмента в формате стерео (двухканальная запись) с частотой дискретизации 64 кГц и 16-битным разрешением. Сжатие данных не производилось. Укажите размер файла в Мбайт, полученного при повторной записи.
7. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 4-битным разрешением. Запись длится 1 минуту, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Укажите размер полученного файла (в Мбайт) с точностью 1 Мбайт.
8. Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и количеством уровня квантования 65 536. Запись длится 4 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Укажите размер полученного файла (в Мбайт) с точностью 5 Мбайт.
9. Производится звукозапись музыкального фрагмента в формате квадро (четырехканальная запись) с частотой дискретизации 32 кГц и 24-битным разрешением. Результаты записываются в файл, сжатие данных не производится; размер полученного файла 90 Мбайт. Затем производится повторная запись этого же фрагмента в формате стерео (двухканальная запись) с частотой дискретизации 64 кГц и 16-битным разрешением. Сжатие данных не производилось. Укажите размер файла в Мбайт, полученного при повторной записи.
10. * Музыкальный фрагмент был записан в формате 7.1 (восьмиканальная запись), оцифрован и сохранен в виде файла без использования сжатия данных. Размер полученного файла – 48 Мбайт. Затем тот же музыкальный фрагмент был оцифрован повторно в формате стерео (двухканальная запись) и оцифрован с разрешением в 1,5 раза меньше и с частотой дискретизации в 2 раза больше, чем в первый раз. Сжатие данных не производилось. Укажите размер файла в Мбайт, полученного при повторной записи.