Измерение информации. Алфавитный подход к измерению информации.

Информатика 7 класс Учитель: Шилько А.В. Дата: 06.10.2016

Тема: Измерение информации. Алфавитный подход к измерению информации.

Цель урока:

Познакомить с понятиями: “измерение информации”, “алфавит”, “мощность алфавита”, “алфавитный подход в измерении информации”, научить измерять информационный объём сообщений, с учётом информационного веса символов;

Развивать умение логически мыслить, анализировать и применять полученную информацию;

Воспитывать интерес к познанию окружающего мира, усидчивость, коммуникабельность.

Тип урока: комбинированный.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

• что такое “алфавит”, “мощность алфавита”, “алфавитный подход в измерении информации”;

• как измерить информационный объём;

• как определяется единица измерения информации бит;

• что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт.

Учащиеся должны уметь:

• приводить примеры сообщений, несущих 1 бит информации;

• измерять информационный объем текста;

• представлять количество полученной информации в различных единицах (битах, байтах, килобайтах, мегабайтах, гигабайтах).

План урока

1. Орг. момент - 1 мин.

2. Проверка домашнего задания - 3 мин.

3. Актуализация опорных знаний – 3 мин

4. Постановка целей. Мотивация учебной деятельности – 3 мин

5. Изучение нового материала - 20 мин.

6. Физкультминутка – 2 мин

7. Закрепление изученного - 10 мин.

8. Практическая работа – 20 мин

9. Подведение итогов темы - 5 мин.

10. Тестирование – 20 мин.

11. Подведение итогов урока – 2 мин.

12. Домашнее задание - 1 мин.

Содержание урока

V. Новый материал.

1. Введение.

Процесс познания окружающего мира приводит к накоплению информации в форме знаний.

Как же узнать, много получено информации или нет?

Необходимо измерить объём информации. А как это сделать мы сегодня узнаем.

Получение новой информации приводит к расширению знаний или, как иначе можно сказать, к уменьшению неопределённости знания.

Если некоторое сообщение приводит к уменьшению неопределённости нашего знания, то можно сказать, что такое знание содержит информацию (рисунок 1).

2. Как можно измерить количество информации.

Для измерения различных величин существуют эталонные единицы измерения.

Например:

• Расстояние измеряют в миллиметрах, сантиметрах, дециметрах…

• Массу измеряют в граммах, килограммах, тоннах…

• Время измеряют в секундах, минутах, сутках, годах…

Следовательно, для измерения информации должна быть введена своя эталонная единица.

Существует два подхода к измерению информации:

а) Содержательный (вероятностный). Количество информации связывается с содержанием (смыслом) полученного сообщения или с учётом вероятности событий.

б) Алфавитный. Позволяет измерять информационный объём текста на любом языке (естественном или формальном), при использовании данного подхода объём информации не связывают с содержанием текста, в данном случае, объём зависит от информационного веса символов.

3. Алфавитный подход к измерению информации.

- Давайте вспомним, что же такое алфавит?

• Алфавит – весь набор букв, знаков препинания, цифр, скобок и других символов, используемых в тексте.

*Алфавит включают и пробел (пропуск между словами).

- Что такое мощность алфавита?

• 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.

Задача: Какой объём информации содержат 3 символа 16 – символьного алфавита?

Решение:

Так как каждый символ алфавита мощностью 16 знаков можно закодировать с помощью четырёхзначного двоичного кода, каждый символ исходного алфавита весит 4 бита.

Так как всего использовали 3 символа алфавита мощностью 16 символов, следовательно: 4 бит • 3 = 12 бит

Ответ: объём информации записанный 3 знаками алфавита мощностью 16 символов равен 12 бит.

Запишем таблицу соответствия мощности алфавита (N) и количеством знаков в коде (b) - разрядностью двоичного кода.

- Найдите закономерность (рисунок 5)!

- Какой вывод можно сделать?

Вывод.

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

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 и другие символы.

- Узнайте, какой объём информации содержится в одном символе алфавита, мощность которого равна 256.

Решение. Из формулы N = 2^b следует 256 = 2⁸.

Вывод. 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

Задача. Статья содержит 30 страниц, на каждой странице - 40 строк, в каждой строке 50 символов. Какой объём информации содержит статья?

Ход решения.

1) На каждой странице 50 • 40 = 2000 символов;

2) во всей статье 2000 • 30 = 60000 символов;

3) т.к. вес каждого символа равен 1 байту, следовательно, информационный объём всей статьи 60000 • 1 = 60000 байт или 60000 • 8 = 480000 бит.

- Как видно из задачи байт “мелкая” единица измерения информационного объёма текста, поэтому для измерения больших объёмов информации используются более крупные единицы.

Единицы измерения информационного объёма:

1 килобайт = 1 Кб = 210 байт = 1024 байт

1 мегабайт = 1 Мб = 210 Кб = 1024 Кб

1 гигабайт = 1 Гб = 210 Мб = 1024 Мб

- Попробуйте перевести результат задачи, в более крупные единицы измерения:

60000 байт • 58,59375 Кб

60000 байт • 0,057 Мб

IV. Закрепление изученного.

Задачник-практикум № 1. С. 19 № 19, 20, 22, 23, 25.

V. Подведение итогов.

VI. Домашнее задание.

Задачник-практикум № 1. с. 20 № 21, 24, 26.