Учебно-методический комплекс "Представление информации"

  Карта УМК

Карта УМК

Пояснительная записка

Тема “Измерение информации” рассматриваются в пропедевтическом курсе: в 5(6) классах по усмотрению учителя; в базовом курсе: в 7(8). Данная тема изучается в объеме 2-3часа в год.

Изучение темы «Представление информации. Язык как способ представления информации» направлено на достижение следующих целей”:

- знакомство со способами представления информации;

- знакомство с основными видами языков программирования;

- знакомство с кодированием информации;

- развитие теоретического, абстрагированного мышления;

- развитие навыков работы с информацией;

- воспитание ответственного отношения к информации с учетом правовых и этических аспектов ее распространения; избирательного отношения к полученной информации.

Знания и умения необходимые для изучения темы:

учащиеся должны знать

- понятие информации и ее основные свойства;

- виды информации;

- основные единицы измерения объема информации.

учащиеся должны уметь

- работать с файлами, с носителями информации;

- применять текстовый редактор для редактирования и форматирования текстов;

- применять графический редактор для редактирования изображений.

Оборудование:

- Босова Л. Учебник Информатика 6 кл.; Семакин Г., Семакин И. и др. Информатика. Базовый курс. Для 7-9 классов”, Хенер Е.К. Информатика задачник-практикум в 2-х томах 7-11 класс;

- раздаточный материал, тетради на печатной основе;

- “Блокнот”, Microsoft Word, Paint (ПО).

Изучение данной темы целесообразно будет проводить в форме урока т.к. изучение этой темы необходимо для дальнейшего изучения курса информатики, следовательно, все учащиеся должны знать об основных методах представления информации, основных видах кодирования информации. При изучении этой темы также применяется метод “лекция”, “беседа” для изучения методов измерения информации.

                           Психологический портрет учащихся

Средний школьный возраст (от 10-11 до 15 лет) – переходный от детства к юности. Характеризуется общим подъемом жизнедеятельности и глубокой перестройки всего организма.

Восприятие подростка более целенаправленно, планомерно и организованно, чем восприятие младшего школьника. Определяющее значение имеет отношение подростка к наблюдаемому объекту. Неумение связывать восприятие окружающей жизни с учебным материалом – характерная особенность учеников среднего возраста.

Внимание учеников среднего возраста имеет специфическую избирательность: интересные уроки или интересные дела очень увлекают подростков, и они могут сосредоточиться на одном интересном материале или явлении. Но легкая возбудимость, интерес к необычному, яркому часто становится причиной непроизвольного переключения внимания. Организация учебно-воспитательного процесса должна быть такой, чтобы у подростков не было ни желания, ни времени, ни возможности отвлекаться на посторонние дела.

Мышление становится более систематизированным, последовательным, зрелым. Улучшается способность к абстрактному мышлению. Мышление подростка принимает новую черту – критичность. Подросток стремится иметь свое мнение, не опираясь слепо на авторитет учителя или учебника. Средний школьный возраст наиболее благоприятен для развития творческого мышления. Чтобы не упустить возможности сензитивного периода, нужно постоянно предлагать ученикам решать проблемные задачи, сравнивать, выделять главное, находить сходные и отличительные черты, причинно-следственные зависимости.

В подростковом возрасте идет интенсивное нравственное и социальное формирование личности. Особое значение в нравственном и социальном формировании поведении подростков играют чувства. Они становятся преднамеренными и сильными (у младших школьников импульсивные). Свои чувства подростки проявляют очень бурно, иногда аффективно. Особенно сильно выражается гнев. Многие педагоги и психологи считают подростковый возраст периодом тяжелого кризиса. Поэтому очень важно бережно относиться к духовному миру ребенка, проявлению чувств подростков.

      Методические рекомендации по изучению темы «Представление информации ».

Основные понятия:

  Понятие информации и значение информации , основные виды представления информации. Кодирование и защита информации на ПК. Язык как способ представления информации. Учащиеся должны хорошо представлят себе понятие информация, знать какое значение она имеет в жизни людей. Различные формы представления информации в жизни и на ПК.  Представлять, что такое язык и как с его помощью можно представлять информацию. Учащиеся должны знать, как и в каком виде на ПК представляется звуковая и графическая информация. Осуществлять выбор способа представления информации в соответсвии с поставленной задачей. Представлять числовую информацию различными способами. 

Данная тема рассматривается в следующих учебниках

Босова Л. Учебник Информатика 6 кл.;

Семакин Г., Семакин И. и др. Информатика. Базовый курс. Для 7-9 классов”,

Хенер Е.К. Информатика задачник-практикум в 2-х томах 7-11 класс,

Гейн А. Информатика 7-9 кл.

Программных средств нет.

Для 3(4) класса нет учебников, в которых бы изучалась эта тема (на этом этапе изучаются виды представления информациии).

В учебнике Босовой Л. Информатика 6 кл. материал изложен доступно, понятно, но не рассматривается решение простейших задач на определение объема текста.

В учебник Семакина Информатика 7-9 классы данная тема рассмотрена достаточно полно, наглядно и понятно. Здесь рассмотрены основные подходы представления и кодирования информации, представлено решение различных типов задач и переведены задачи для самостоятельного решения. Что касается книги Хенора в ней так же изложен весь материал по этой теме, но в этом случае нет наглядности, язык изложения материала немного сложнее. В учебнике Гейна мало рассказывается конкретно о представлении информации, о технологиях представления информации на ПК (графической, звуковой и т.д.). Достаточно полно рассмотрено понятие кодирования информации, но мало что сказано о защите информации на ПК. Также мало сказано о видах кодирования.

Знания и умения, приобретаемые в ходе обучения:

учащиеся должны знать

- понятие информации и информационных процессов;

- виды информации

- способы представления информации: текст, рисунок, таблицей, числа;

учащиеся должны уметь

- свободно ориентироваться в различных видах представления и кодирования информации.

                                   Лекции

Лекция № 1 "Основные понятия" Человек воспринимает информацию об окружающем с помощью органов чувств (зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса). Чувствительные нервные окончания органов чувств воспринимают воздействие внешнего мира и передают его по нейронам, которые могут находится в одном из двух состояний: невозбужденном и возбужденном. Возбужденный нейрон генерирует электрический импульс, который передается по нервной системе. Состояния нейрона можно рассматривать как знаки некоторого алфавита нервной системы, с помощью которого происходит представление и передача информации. Хранится получаемая информация в зависимости от сложности и потребности в ней организма в различных клетках (кратковременная память, долговременная память, структура молекул ДНК).

Таким образом, для обработки, хранения или передачи информации она должна быть представлена каким-то образом, с помощью каких-то знаков или сигналов.

Представление информации осуществляется с помощью языков, являющихся знаковыми системами. Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита и правил выполнения операций над знаками.

Знаки могут иметь различную физическую природу: визуальные символы, звуки, коды.

Лекция № 2 "Представление информации" Осуществляется с помощью языков, являющихся знаковыми системами. Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита и правил выполнения операций над знаками.Знаки могут иметь различную физическую природу: визуальные символы, звуки, коды.

 Для обмена информацией с другими людьми человек использует естественные языки (русский, английский, китайский и др.). Основу языка составляет алфавит, или набор символов (знаков), которые человек различает по их начертанию. В основе русского языка лежит кириллица, содержащая 33 знака, в английском языке применяется латиница (26 знаков), в китайском языке - алфавит из десятков тысяч знаков (иероглифов).     Последовательности символов алфавита образуют в соответствии с правилами грамматики основные объекты языка - слова. Правила, согласно которым строятся предложения из слов данного языка, называются синтаксисом. Необходимо отметить, что в естественных языках грамматика и синтаксис языка формулируются с помощью большого количества правил, из которых существуют исключения, поскольку такие правила складывались исторически.

Наряду с естественными языками были разработаны формальные языки (нотная запись, языки программирования и др.). Основное отличие формальных языков от естественных состоит в наличии не только жестко зафиксированного алфавита, но и строгих правил грамматики и синтаксиса.

Так, правила записи математических выражений можно рассматривать как формальный язык, имеющий алфавит (цифры) и позволяющий не только именовать и записывать объекты (числа), но и выполнять над ними арифметические операции по строго определенным правилам.

В некоторых языках знаками являются не буквы и цифры, а другие символы - например, знаки химических элементов, музыкальные ноты, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки Морзе) и др. Таким образом, представление информации посредством естественных и формальных языков производится с помощью алфавита - определенного набора знаков. Знаки могут иметь различную физическую природу. Например, для письма служат знаки, которые являются изображениями на бумаге, в устной речи в качестве знаков выступают различные звуки (фонемы), а при обработке текста на компьютере знаки представляются в форме последовательностей электрических импульсов

Одним из первых алгоритмических языков программирования был известный всем Бейсик (Basic), созданный в 1964 г. В настоящее время кроме Бейсика существует достаточно много языков программирования алгоритмического типа: Pascal, С и др. Язык программирования формируется на основе определенного алфавита и строгих правил построения предложений (синтаксиса). В алфавит языка могут входить буквы, цифры, математические символы, а также операторы, например Print (печать), Input (ввод) и др.

С помощью алгоритмических языков программирования (их еще называют структурными языками программирования) любой алгоритм можно представить в виде последовательности основных алгоритмических структур: линейной, ветвления, цикла.

Лекция № 3 "Кодирование и шифрование" Само слово кодирование нужно понимать не как кодирование как способ сделать сообщение непонятным для всех, кто не владеет ключом кода, а в его широком смысле: как представление информации в виде сообщений на каком-либо языке.

Информация представляется в виде сообщений. Дискретная информация записывается с помощью некоторого конечного набора знаков, которые называются буквами. Буква в данном расширенном понимании – любой из знаков, которые некоторым соглашением установлены для общения. Вообще буква – элемент некоторого конечного множества отличных от других знаков. Множество знаков, в котором определен их порядок, называется алфавитом.

В канале связи сообщение, составленное из символов одного алфавита, может преобразовываться в сообщение из символов другого алфавита. Правило, описывающее однозначное соответствие букв алфавита при таком преобразовании, называют кодом. Саму процедуру преобразования сообщения называют перекодировкой. Преобразование сообщения может осуществляться в момент поступления сообщения от источника в канал связи (кодирование) и в момент приема сообщения получателем (декодирование).

Система кодирования применяется для замены названия объекта на условное обозначение 1 (код) в целях обеспечения удобной и более эффективной обработки информации.

Система кодирования — совокупность правил кодового обозначения объектов. Код характеризуется:

               ■ длиной — число позиций в коде;

              ■ структурой — порядок расположения в коде символов, используемых для обозначения классификационного признака.

Можно выделить две группы методов, используемых в системе кодирования, которые образуют:

1) классификационную систему кодирования, применяемую после проведения классификации объектов.

2) регистрационную систему кодирования, не требующую предварительной классификации объектов.

В классифицированной системе кодирования различают последовательное и параллельное кодирование.

Последовательное кодирование используется для иерархической классификационной структуры. Суть метода заключается в следующем: сначала записывается код стар­шей группировки 1-го уровня, затем код группировки 2-го уровня, затем код группировки 3-го уровня и т.д. В результате получается кодовая комбинация, каждый разряд которой со­держит информацию о специфике выделенной группы на каждом уровне иерархической структуры. Последовательная система кодирования обладает теми же достоинствами и недостатками, что и иерархическая система классификации

Параллельное кодирование используется для фасетной системы классификации. Суть метода заключается в следующем: все фасеты кодируются независимо друг от друга; для значений каждого фасета выделяется определенное количество разрядов кода. Параллельная система кодирования обладает теми же достоинствами и недостатками, что и фа-сетная система классификации.

Регистрационное кодирование

Регистрационное кодирование используется для однозначной идентификации объектов и не требует предварительной классификации объектов. Различают порядковую и серийно-по­рядковую систему. Порядковая система кодирования предполагает последовательную нумерацию объектов числами натурального ряда. Этот порядок может быть случайным или определяться после предварительного упорядочения объектов, например по алфавиту. Этот метод применяется в том случае, когда количество объектов невелико, например кодирование названий факультетов университета, кодирование студентов в учебной группе.

Серийно-порядковая система кодирования предусматривает предварительное выделение групп объектов, которые составляют серию, а затем в каждой серии производится порядковая нумерация объектов. Каждая серия также будет иметь порядковую нумерацию. По своей сути серийно-порядковая система является смешанной: классифицирующей и идентифицирующей. Применяется тогда, когда количество групп невелико.

Лекция № 4 "Представление символьной информации" Символ – это буква, цифра, специальный знак или специальный символ (коды от 0 до 31). Кодируются символы в соответствие с кодовой таблицей, причём первые 128 кодов – стандартные, вторая половина кодовой таблицы предназначена для записи национальных алфавитов.

Для ПК используется несколько стандартных систем кодирования символьной (алфавитно-цифровой) информации:

а) основной семи битный код ASCII

б) восьми битный международный код

Целое число переводится так: его размер 16 бит совпадает с размером машинного слова. Например, константа 1 в двоичном представлении имеет вид: 0000 0000 0000 0001.

Отрицательные числа в процессоре образуются инверсией числа с добавлением 1, т.е. -1 = 1111 1111 1111 1110 + 0000 0000 0000 0001 = 1111 1111 1111 1111.

Такой способ образования отрицательных чисел позволяет свести операцию вычитания к сложению с отрицательным числом.

1-1 =1+(-1)=0. 000 0000 0000 0001+1111 1111 1111 1111=0000 0000 0000 000

Число с плавающей запятой занимает 4-х байтовую область памяти, которая делится на 3 поля:

Число представляется в виде: 0.m*2p, где мантисса лежит в диапазоне от 0.5 до 1, а порядок

записывается с дополнением +127.

Длинное число с плавающей запятой занимает 8-и байтовую область, которая также делится на 3 поля.

Здесь порядок также записывается с дополнением +1023.

Лекция № 5 "Представление графической информации" Рисунки, картины, фотографии кодируются в растровом формате. В этом виде каждое изображение представляет собой прямоугольную таблицу, состоящую из цветных то­чек. Цвет и яркость каждой отдельной точки выражаются в числовой форме, что позволяет использовать двоичный код для представления графических данных.

Для получения черно-белого изображения пиксель может принимать только два состояния: “белый” или “черный”. Тогда для его кодирования достаточно 1 бита:

        1 – белый,

        0 – черный. 

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого, синего.

Объем растрового изображения определяется умножением количества точек на информационный объем одной точки, который зависит от количества возможных цветов.

Если для кодирования яркости каждой из составляющих использовать 8 двоичных разрядов (256 значений), то на кодирование каждой точки нужно 24 разряда. Такая система кодирования однозначно определяет 16,8 млн. цветов, что близко к чувствительности человеческого глаза.

Способ формирования полиграфического изображения делает более удобным применение не основных, а дополнительных цветов, которые дополняют основные цвета до белого. Дополнительными цветами являются голубой (Cyan, С), пурпурный (Magenta, Af) и желтый (Yellow, Y).Из-за несовершенства красителей смесь трех таких красок не дает идеального черного цвета.

Поэтому черную краску используют отдельно. Такая система кодирования носит название CMYK (черны цвет обозначается новой К, чтобы не путать его с синим). Подготовку изображения для цветной печати с использованием систему CMYK называют цветоделением.

Исторически широко применялся и индексный метод кодирования цвета с помощью восьми бит.

Таким образом можно передать только 256 цветовых оттенков. Однако каждый восьмиразрядный не описывает цвет, а указывает его номер (индекс) в специальной таблице (палитре). Эта таблица содержит сами коды цветов и прикладывается к графическому изображению.

Лекция № 6 "Представление звуковой информации" Каждый компьютер, имеющий звуковую плату, микрофон и колонки, может записывать, сохранять и воспроизводить звуковую информацию.

Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Программное обеспечение компьютера позволяет непрерывный звуковой сигнал преобразовывать в последовательность электрических импульсов, которые можно представить в двоичной форме.

Аудиоадаптер (звуковая плата) – специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и для обратного преобразования (из числового кода в электрические колебания) при воспроизведении звука.

В процессе записи звука аудиоадаптер с определенным периодом измеряет амплитуду электрического тока и заносит в регистр двоичный код полученной величины. Затем полученный код из регистра переписывается в оперативную память компьютера. Качество компьютерного звука определяется характеристиками аудиоадаптера: частотой дискретизации и разрядностью.

Частота дискретизации – это количество измерений входного сигнала за 1 секунду. Частота измеряется в герцах (Гц).

Разрядность регистра – число бит в регистре аудиоадаптера. Разрядность определяет точность измерения входного сигнала . Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в число и обратно.

Звуковой файл - файл, хранящий звуковую информацию в числовой двоичной форме.

Имеется 2 метода кодирования звуковой информации: аналитический и на основе табличного синтеза.

Аналитический метод кодирования, применимый к любым звуковым сигналам основан на аналогово-цифровом преобразовании. Исходный аналоговый сигнал представляют как последовательность цифровых сигналов, записанных в двоичном коде. Разрядность преобразования определяет объем данных, соответствующих отдельному цифровому сигналу. При воспроизведении звука выполняют обратное цифроаналогом преобразование.

Этот метод кодирования звука содержит погрешность, так что воспроизводимый сигнал несколько отличается от сигнала.

Метод кодирования на основе табличного синтеза приме­ним только к музыкальным произведениям. В заранее под­готовленных таблицах хранятся образцы (сэмплы) звуков различных музыкальных инструментов. Числовые коды определяют инструмент, йоту и продолжительность звучания

                                  Вопросы к зачету

1. Как человек воспринимает информацию об окружающем мире?

2. С помощью чего осуществляется представление информации?

3. Что такое кодирование?

4. Что такое алфавит?

5. Что такое код?

6. Что такое система кодирования?

7. Что такое длина и структура кода?

8. Классификация кодирования?

9. Краткая характеристика типов кодирования?

10. Системы кодирования?

11. Представление символьной информации?

12. Представление графической информации?

13. Представление звуковой информации?

14. Аудиоадаптер?

15. Аналитический метод кодирования

16. Что такое CMYK?

17. За счет чего формируется цветное изображение на экране монитора?

18. Что такое перекодировка?

19. Назовите один из первых алгоритмических языков программирования?

20. Что относится к формальным языкам?

   Ссылки - закладки к УМК Представление информации.

| Ссылки-закладки к УМК Представление информации.

| Представление информации.

      Календарно-тематическое планирование Представление информации

Планирование

    Презентация

| Презентация Источники информации

    Дидактический материал

| Презентация

    Методический материал

|Конспект урока Представление символьной информации

    RSS потоки

<xfeeds contentcolour="#EFF5FF" feedlimit="10" totallimit="10"> http://bobrdobr.ru/links/user/andruha_109/rss.xml </xfeeds>

• 

  Информация 1

• 222.jpg

  Информация 2

• 333.jpg

  Информация 3

ЖЖ [1]

Поиск [2]