Измерение информации. Алфавитный и содержательный подходы
план-конспект урока по информатике и икт (10 класс)

10 – ___ класс

Урок с применением технологий:

информационно-коммуникационная, здоровьесберегающая,

дифференцированное обучение

Тема урока: «Измерение информации. Алфавитный и содержательный подходы»

Цель урока: 

Учащиеся должны знать: сущность объемного (алфавитного) подхода к измерению информации; определение бита с алфавитной т.з.; связь между размером алфавита и информационным весом символа (в приближении равновероятности символов); связь между единицами измерения информации: бит, байт, Кб, Мб, Гб; сущность содержательного (вероятностного) подхода к измерению информации; определение бита с позиции содержания сообщения;

Учащиеся должны уметь: решать задачи на измерение информации, заключенной в тексте, с алфавитной т.з. (в приближении равной вероятности символов); решать несложные задачи на измерение информации, заключенной в сообщении, используя содержательный подход (в равновероятном приближении); выполнять пересчет количества информации в разные единицы.

Задачи:

Образовательные – повторить с учащимися кодирования и декодирования информации; какие есть цели и способы кодирования информации; дать учащимся понятие измерения информации, алфавитного и содержательного подходов; обучить учащихся решать задачи на измерение информации;

Развивающие – развивать творческую и мыслительную деятельность учащихся на уроке посредством анализа демонстрационных примеров, способность к обобщению, быстрому переключению, способствовать формированию навыков коллективной и самостоятельной работы, умения чётко и ясно излагать свои мысли;

Воспитательные – способствовать развитию смысловой памяти, умений анализировать, сравнивать, отбирать материал, формированию поисковой самостоятельности и коммуникативных качеств учащихся.

Ход урока.

1. Организационный момент.
2. Проверка домашнего задания. Устный опрос по теме «Представление информации, языки, кодирование».

1. Письменность и кодирование информации
2. Цели и способы кодирования информации
3. История технических способов кодирования информации

3. Новая тема. «Измерение информации. Алфавитный и содержательный подходы».

(Информационно-коммуникационная технология)

Алфавитный подход (слайд 3-13)

Мощность алфавита - полное число символов в алфавите.

Например,: мощность алфавита русских букв и используемых символов равна 54:

33 буквы + 10 цифр + 11 знаков препинания, скобки, пробел.

Наименьшую мощность имеет алфавит, используемый в компьютере (машинный язык), его называют двоичным алфавитом, т.к. он содержит только два знака «0», «1».

Информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу измерения информации и называется 1 бит.

• При алфавитном подходе считают, что каждый символ текста, имеет информационный вес.
• Информационный вес символа зависит от мощности алфавита.
• С увеличением мощности алфавита, увеличивается информационный вес символа.

Информационный вес каждого символа, выраженный в битах (i), и мощность алфавита (N) связаны между собой формулой: N = 2i 

Алфавит из которого составляется на компьютере текст (документ) состоит из 256 символов.

Этот алфавит содержит символы: строчные и прописные латинские и русские буквы, цифры, знаки арифметических операций, всевозможные скобки, знаки препинания…

Из формулы N = 2i следует 256 = 28

Значит, каждый символ алфавита, используемого в компьютере для печати документов, весит 8 бит

Эту величину приняли так же за единицу измерения информации и дали название байт.

8 бит = 1 байт

1 килобайт = 1 Кб = 210 байт = 1024 байт

1 мегабайт = 1 Мб = 210 Кб = 1024 Кб

1 гигабайт = 1 Гб = 210 Мб = 1024 Мб

N = 2 i

N – Мощность алфавита;

i - Количество бит, которое несет каждый символ

I = i * k

k – Количество символов в сообщении;

I - общий информационный объем всего сообщения

Содержательный подход (слайд 15-26)

Другой подход к измерению информации называют содержательным подходом.

В этом случае количество информации связывается с содержанием (смыслом) полученного человеком сообщения. 

Сообщение о том, что произошло одно событие из двух равновероятных (неопределенность знания уменьшилась в два раза), несет 1 бит информации.

Более строгое определение равно вероятности: если увеличивать количество бросаний монеты (100, 1000, 10000 и т. д.), то число выпадений орла и число выпадений решки будут все ближе к половине количества бросаний монеты.

Следовательно, можно сказать так:

Неопределенность знания о результате некоторого события (бросание монеты или игрального кубика, вытаскивание жребия и др.) — это количество возможных результатов. 

Обозначим буквой N количество возможных результатов события, или, как мы это еще называли, — неопределенность знания.

Буквой i будем обозначать количество информации в сообщении об одном из N результатов.

В примере с монетой:        N = 2, i = 1 бит.

В примере с оценками:        N = 4, i = 2 бита.

В примере со стеллажом:    N = 8, i = 3 бита.

Нетрудно заметить, что связь между этими величинами выражается следующей формулой:

2i = N.

Действительно: 21 = 2 ; 22 = 4 ; 23 = 8.

Формула Хартли:

i = log2N

4. Физкультминутка.

(Здоровьезберегающая технология)

5. Закрепление материала новой темы.

(Дифференцированное обучение)

Карточки. Решить задачи на измерение информации

Карточка 1.

Сколько байтов составляет сообщение из 384 символов 16-ти символьного алфавита?

Карточка 2.

Вычислите, какова мощность алфавита, с помощью которого записано сообщение, содержащее 2048 символов, если его объем составляет 1.25 Кбайта.

Карточка 3.

Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 16-ти символьного алфавита, если объем его составил 1/16 часть Мб?

6. Подведение итогов урока.
7. Домашнее задание.

Изучить § 3, 4, повторить § 2, изучить конспект, выучить определения.