Задачи проверить на доске. Изложение нового материала icon

Задачи проверить на доске. Изложение нового материала


Смотрите также:
Тема урока : Вопросительные и относительные местоимения...
Урок изучения нового материала «Природа и люди Древней Индии»...
Урок является заключительным по теме «Земля»...
План урока: Организационный момент Изложение нового материала...
Тема: «Оборотные средства предприятия»...
Задача педагога-проверить не только знания, но и элементы практического усвоения...
Сценарий урока...
Задачи урока : Для изучения нового материала организовать работу учащихся по группам...
4) текстовое изложение материала, разбитое на вопросы и подвопросы (пункты...
План урока 1 Проверка домашнего задания. 2 Изложение нового материала...
План урока: Вступительное слово учителя, постановка целей урока. Изложение нового материала...
Измерение информации...



Загрузка...
скачать
Алфавитный подход к измерению информации.


Цель: сформировать у учащихся понимание алфавитного подхода к измерению информации.

Требования к знаниям и умениям:

Учащиеся должны знать:

- что такое «алфавит», «мощность алфавита», «скорость передачи данных»;

- производные единицы измерения информации;

- как найти количество информации в тексте.

Учащиеся должны уметь:

- находить количество информации в тексте;

- переводить количество информации в производные.


Ход урока


1. Постановка целей урока.

1. Сколько символов в компьютерном алфавите?

2. Каков объём информации, содержащийся в книге, на аудиокассете, на компакт – диске, в библиотеке?

3. Для передачи информации в объёме 10 учебников можно затратить всего 1 минуту. Как это сделать?

^ 2. Проверка домашнего задания.

Задачи проверить на доске.

3. Изложение нового материала.

1. Алфавитный подход к измерению информации.

Вы научились определять количество информации, которое содержится в сообщениях, уменьшающих неопределённость наших знаний, т.е. мы рассматривали информацию со своей точки зрения – с позиции человека. Для нас количество информации зависит от её содержания, понятности и новизны. Например, в опыте по доставанию шара из корзины одинаковое количество информации содержится и в зрительном образе (мы видим красный шар), и во фразе «Красный шар», и в длинной фразе «Я достал красный шар».

Однако любое техническое устройство не воспринимает содержание информации. Здесь не работают «неопределённость знаний» и «вероятность информации». Поэтому в вычислительной технике используется другой подход к измерению информации.

Вокруг нас везде и всюду происходят информационные обмены. Информацией обмениваются между собой люди, животные, технические устройства, органы человека или животного и т.д. Во всех этих случаях передача информации происходит в виде последовательностей различных сигналов. В вычислительной технике такие сигналы кодируют определённые смысловые символы, т.е. эти сигналы кодируют последовательности знаков – букв, цифр, кодов цвета и т.д. С этой точки зрения рассматривается другой подход к измерению информации – алфавитный.

Каким образом в этом случае можно найти количество информации.

Рассмотрим пример.

У нас есть небольшой текст, написанный на русском языке. Он состоит из букв русского алфавита, цифр, знаков препинания. Для простоты будем считать, что символы в тексте присутствуют с одинаковой вероятностью.

Множество используемых в тексте символов называется алфавитом. В информатике под алфавитом понимают не только буквы, но и цифры, и знаки препинания, и другие специальные знаки. У алфавита есть размер (полное количество символов), который называется мощностью алфавита.

Обозначим мощность алфавита через N. Тогда воспользуемся формулой для нахождения количества информации их вероятностного подхода: I = log2 N.

Для расчёта количества информации по этой формуле нам необходимо найти мощность алфавита N. На самом деле мы уже рассчитывали мощность алфавита, когда рассматривали кодирование текстовой информации. Найдём N для нашей задачи.

Пример 1.

Найти объём информации, содержащейся в тексте из 3000 символов, написанном русскими буквами.

Решение:

1) Найдём мощность алфавита:

N = 33 русских прописных буквы + 33 русских строчных букв + 21 специальный знак = 87 символов.

2) Подставим в формулу и рассчитаем количество информации:

I = log 2 87 = 6,4 бита.

Такое количество информации – информационный объём – несёт один символ в русском тексте.

3) Теперь, чтобы найти количество информации во всём тексте, нужно найти общее количество символов в нём и умножить на информационный объём одного символа. Пусть в тексте 3000 символов. Значит:

6,4 *3000 = 19140 бит.

Теперь дадим задание переводчику перевести этот текст на немецкий язык. Причём так, чтобы в тексте осталось 3000 символов. Содержание текста при этом осталось точно такое же. Поэтому с точки зрения вероятностного подхода количество информации также не измениться, т.е. новых и понятных знаний не прибавилось и не убавилось.

Пример 2.

Найти количество информации, содержащейся в немецком тексте с таким же количеством символов.

Решение:

1)Найдём мощность немецкого алфавита:

N = 26 немецких прописных буквы + 26 немецких строчных букв + 21 специальный знак = 73 символа.

2) Найдём информационный объём одного символа:

I = log2 73 = 6,1 бит.

3) Найдём объём всего текста:

6,1*3000 = 18300 бит.

Сравнивая объемы информации русского текста и немецкого, мы видим, что на немецком языке информации меньше, чем на русском. Но ведь содержание не изменилось! Следовательно, при алфавитном подходе к измерению информации её количество не зависит от содержания, а зависит от мощности алфавита и количества символов в тексте. С точки зрения алфавитного подхода, в толстой книге информации больше, чем в тонкой. При этом содержание книги не учитывается.

Правило для измерения информации с точки зрения алфавитного подхода.

1. Найти мощность алфавита – N.

2. Найти информационный объём одного символа – I = log2 N.

3. Найти количество символов в сообщении – K.

4. Найти информационный объём всего сообщения – K*I.

Пример 3.

Найти объём текста, записанного на языке, алфавит которого содержит 128 символов и 2000 символов в сообщении.

Дано: K = 2000, N = 128.

Найти: I т - ?

Решение:

1) I = log2 N = log2 128 = 7 бит – объём одного символа.

2) Iт = I*K = 7*2000 = 14000 бит – объём сообщения.

Ответ:14000 бит.

^ 2. Другие единицы измерения информации.

В компьютере также используется свой алфавит, который можно назвать компьютерным. Количество символов, которое в него входит, равно 256 символов. Это мощность компьютерного алфавита. Также мы выяснили, что закодировать 256 различных символов можно с помощью 8 бит. 8 бит является настолько характерной величиной, что ей присвоили своё название – байт.

Итак, следующая по величине единица измерения информации – байт.

1 байт = 8 бит.

Используя этот факт можно быстро подсчитать количество информации, содержащееся в компьютерном тексте, т.е. в тексте, набранном с помощью компьютера. А учитывая, что большинство статей, книг, публикаций и т.д. написаны с помощью текстовых редакторов, то таким образом можно найти информационный объём любого сообщения, созданного подобным образом.

Пример 4.

Найти информационный объём страницы компьютерного текста.

Пояснение: возьмите в качестве примера реальный текст из какого–нибудь учебника без картинок. Расчёты производить приблизительно.

Решение:

1) Найдём информационный объём одного символа: I = log2 N, N = 256, I = log256 = 8 бит = 1 байт.

2) Найдём количество символов на странице (примерно).

- Как можно это сделать быстро? (найти количество символов в строке и умножить на количество строк.).

Пояснение: пусть дети выберут произвольную строку и подсчитают количество символов в ней, учитывая все знаки препинания и пробелы. Упростите до целого значения.

40 символов * 50 строк = 2000 символов.

3) Найдём информационный объём всей страницы: 2000*1=2000байт.

Ответ: 2000 байт.

Вывод: дело в том, что информационный объём одного символа несёт как раз 1 байт информации. Поэтому достаточно подсчитать количество символов в тексте, которое и даёт объем текста в байтах.

Например, если в тексте 3000 символов, то его информационный объём равен 3000 байтам.

Согласитесь, что байт – маленькая единица измерения информации.

Пример 5.

Найти информационный объём небольшой книги в 130 страниц.

Пояснение: страницы взять из предыдущей задачи.

Решение:

2000 байт*130=260000 байт.

Ответ: 260000 байт.

И это информационный объём только одной книги! А если взять объём целой библиотеки? Получиться очень большое число.

Для измерения больших объёмов информации используют следующие единицы:

^ 1 килобайт = 1 Кб = 210 байт = 1024 байта;

1 мегабайт = 1 Мб = 210 байт = 1024 Кб;

1 гигабайт = 1 Гб = 210 байт = 1024 Мб.

Примеры объёмов информации.


Страница книги

2,5 Кбайт

Учебник

0,5 Мбайт

БСЭ

120 Мбайт

Газета

150 Кбайт

Чёрно – белый телевизионный кадр

300 Кбайт

Цветной кадр из трёх цветов

1 Мбайт

1,5 – часовой цветной художественный фильм

135 Гбайт


В 100 Мб можно уместить:


Страница текста

50000

Цветных слайдов высочайшего качества

150

Аудиозапись

1,5 часа

Музыкальный фрагмент качества CD – стерео

10 минут

Фильм высокого качества записи

15 секунд

Протоколы операций по банковским счетам

За 1000 лет


Обмен информацией происходит с разной скоростью. Если говорить о людях, то темп речи очень важен для взаимопонимания. Некоторые люди разговаривают очень медленно, другие – наоборот быстро (тараторят). И с теми и с другими иногда слушателю бывает некомфортно. Скорость чтения также у людей бывает разная. Конечно, хорошо обладать высокой скоростью чтения, больше книг можно прочитать. Существуют даже специальные приёмы развития высокой скорости чтения. Скорость передачи информации называется скоростью информационного потока и выражается в битах в секунду (бит/с), байтов в секунду (байт/с), килобайтов в секунду (Кб/с) и т.д.

Скорость чтения и скорость речи можно вычислить.

Скорость информационного потока в случае, когда он происходит между техническими устройствами, намного выше, чем между людьми. Приём и передачи информации в этом случае происходит по каналам связи. К основным характеристикам каналов связи относятся:

- максимальная скорость передачи информации по каналу связи называется пропускной способностью канала;

- надёжность;

- стоимость;

- резервы развития.

В следующей таблице приведены характеристики некоторых каналов связи.


^ Тип связи

Скорость передачи

данных (Мбит/с)

Помехоустой-чивость

Наращиваемость

Электрический кабель:

- витая пара

- коаксиальный кабель.



10-100

До 10


Низкая

Высокая


Простая

Проблематичная

Телефонная линия

1-2

Низкая

Без проблем

Оптические светодиоды

(сверхтонкие силиконовые волокна)

10-200

Абсолютная

Без проблем



Пояснение: таблицу подготовьте заранее на доске или на бумаге и раздайте детям.

Анализируя эту таблицу, можно сказать, что сегодня предпочтение отдаётся высокоскоростному оптоволокну. Информация по таким каналам связи передаётся в виде светового сигнала, посылаемого лазерным излучателем. Например, при скорости 50 Мб/с в течении 1 минуты передаётся объём информации, равный содержанию 10 школьных учебников.

^ 4. Закрепление изученного материала.

1. Ответьте на вопросы, поставленные в начале урока.

2. Перевести объём книги из примера 5 в другие единицы измерения.

Решение:

260000/1024=253,90625 Кб.

253,90325/1024=0,247955 Мб.

3. Найти х из отношения: 16х байт=256 Мбайт.

Решение:

2байт = 28 * 220 байт;

2 = 28 * 220;

2 = 228;

4х = 28;

х = 7.

Ответ: х = 7.

5. Итоги урока

Оцените работу класса и назовите учащихся, отличившихся на уроке.

Домашнее задание

1) Выучить единицы измерения информации; правило для измерения информации с точки зрения алфавитного подхода;

2) Выразить:

- 3 Кбайта в байтах и битах;

- 81920 бит в байтах и Кбайтах;

- 3072 Мбайта в Гбайтах и Кбайтах.

3*) Наберите на домашнем компьютере текст, информационный объём которого равен 2400 байт.

4) выучить инструкцию по работе с Калькулятором.




оставить комментарий
Дата22.09.2011
Размер96,2 Kb.
ТипИзложение, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

плохо
  1
хорошо
  1
отлично
  2
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх