Количество информации, единицы измерения информации

Поурочный план по предмету «Информатика»

Дата проведения: _ класс 5.

Урок №4

Тема: Количество информации, единицы измерения информации

Цель урока:

Тип занятия: новая тема

Форма организации учебной деятельности: комбинированный (объяснительно – демонстрационный с элементами практикума)

Оборудование: карточки, наглядности, ПК

План урока:

1. Организационный момент /3мин/

2. Объяснение новой темы /25мин/

3. Закрепление нового материала /10мин/

4.Домашние задание /2мин/

5. Подведение итогов /5мин/

Ход урока:

1.Организационный момент

Приветствие, отметка учащихся. Краткое описание практической работы, ее целей, ходом выполнения.

2. Объяснение новой темы

Информация и ее оценка. Мы определили, что вкладывается в понятие «информация», где она встречается. Не менее важным является вопрос, что является информацией, как ее оценить, можно ли измерить. Для этого необходимо рассмотреть два аспекта ее применения: «человеческий» и «технический».Что означает в быту для человека информация – это сведения, сообщения о чем-либо, мы уже говорили. Но всякое ли известие для человека есть информация? Рассмотрим примеры.Первый пример. Ваш друг сказал вам: «Днем бывает светло, а ночью темно». Такое сообщение вас удивит лишь нелепостью высказывания очевидного и всем известного. Отсюда видно, что информация должна быть новой, неизвестной для человека.

Второй пример. «Каузальная схема - понятие, используемое для обозначения принципов анализа, причинности в сфере социального восприятия». Это определение понятия «каузальная схема» взято из социальной психологии. Хотя такое определение мы встречаем впервые, информацией она для нас не является, так как мы не знакомы с наукой социальной психологии и не понимаем ее терминов.

Значит, чтобы сообщение стало для нас информацией, оно должно быть нам понятно, т.е. мы должны обладать соответствую­щими знаниями для ее восприятия.

Таким образом, получить информацию для нас означает узнать что-то новое и понятное нам, т.е. получить знания. На уроке учи­тель объясняет новую тем}', знакомит вас с новыми понятиями, опираясь на ваши предыдущие знания. В результате вы получаете новые знания, а значит, получаете информацию. Вместе с тем понятие «информация» для человека имеет очень много граней. Например, информацией являются не только факты, инструкции, но и то, что радует нас, волнует, печалит. Более половины общего объема сведений, полученных в процессе разговора, приходится на то, каким тоном говорит собеседник, каковы мимика его лица, движения рук, т.е. так называемый общий фон разговора.

Информация для нас будет ценной, если она полезная, полная, объективная и новая.

Очень сложным является вопрос коли­чественной оценки полученной информации. Например, мы не можем оценить количество информации, содержащейся в научном открытии, в новом музыкальном стиле, новой теории общественного развития.

Другое дело - «технический» аспект понятия информации.

В технике специалистам необходимо определять, какое коли­чество информации пргойдет через передающую систему, какую память займет имеющаяся информация. Поэтому, отвлекаясь от смысла передаваемого сообщения, игнорируя человеческую оценку информации, в технике ввели свою количественную оценку информации.

В технике информацией считается любая хранящаяся, обраба­тываемая или передаваемая последовательность знаков, символов. При этом объем передаваемых сообщений основан на подсчете количества символов, содержащихся в этом сообщении. То есть, информационный объем сообщений есть длина сообщения, равная числу символов, употребляемых для записи сообщений.

В вычислительной технике, как вам уже известно, запись лю­бого сообщения информации делается в двоичном алфавите. Тог­да объем передаваемого или сохраняемого сообщения будет равен количеству двоичных знаков, содержащихся в нем.

Минимальный объем сообщения при таком рассмотрении бу­дет равен одному двоичному разряду, или одному биту. Единица измерения информации равна 1 биту. Более удобной единицей измерения будет совокупность восьми двоичных разрядов -1 байт, используемый для кодирования символов. Один байт равен восьми битам.

Таким образом, информационный объем сообщения есть его длина, выраженная в битах или байтах.

Для удобства наряду с битами и байтами введены более круп­ные единицы измерения количества информации:

1 Кбайт (килобайт) = 1024 байта = 1000 байт;

1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайта = 1 (миллион байт);

1 Гбайт (гигабайт) = 1024 Мбайта = 1 (миллиард байт). Предположим, в учебнике, которым вы пользуетесь, прибли­зительно 190 страниц, на странице приблизительно 38 строк, в строке 68 символов. Если допустить, что рисунков в книге нет, и она заполнена текстом, то в ней содержится 190x38x68= 490 960 символов, иначе говоря, информационный объем учебника равен 490 960 байт, или = 500 Кбайт.

Зная единицы измерения информации, можно определить, с какой скоростью передается информация, т.е. какое количество информации передается в единицу времени. Ясно, что скорость передачи информации будет выражаться в единицах - бит/с, байт/с, килобайт/с и т.д. Например, скорость передачи информации по телефонному кабелю примерно равна 4 Кбайт/с, скорость чтения текста человеком примерно равна 38 байт/с, скорость речи - около 16 байт/с.

Информационный объем сообщения равен количест­ву символов в сообщении. Принято символы пред­ставлять восьмиразрядными двоичными числами -байтами.

В памяти объемом сто мегабайт можно разместить:

- 50000 страниц текста;

- 150 цветных слайдов;

- 1,5 часа аудиозаписи речи;

-10-минутный стерео музыкальный фрагмент;

-15-секундный фильм;

- программы Windows'95, Word'97.

Количество информации в мире удваивается через каждые десять лет.

На разных носителях информации используются разные спо­собы представления.

Хранить информацию можно:

в форме знаков на бумаге, перфокартах, перфоленте, на камне, дереве, ткани, в рельефе ключа и т.п.;

в форме электромагнитных сигналов на дисках, дискетах, кассетах, кинопленке и т.п.;

в форме структурных комбинаций в клетках и генах био­логических объектов.

Передача информации происходит:

в форме сигналов, как в технических устройствах, так и в общении людей, в телекоммуникациях, в жизни общества, в жи­вых существах;

механическим путем в общении людей и в технических устройствах.

К техническим средствам хранения, передачи и обработки информации относятся:

различные диски;

дискеты;

аудио- и видеокассеты;

перфокарты;

перфоленты;

кинопленка;

объекты телекоммуникации (радио, телевидение, телефон, телеграф, персональные компьютеры и компьютерные сети и т.п.).

ЭВМ среди множества технических средств хранения передачи и обработки информации занимает особое место.

ЭВМ - это универсальная вычислительная машина, которая обрабатывает информацию, используя электрические сигналы.

Задолго до появления компьютеров существовали приборы, передающие, хранящие или обрабатывающие информацию. Ин­формация для использования в таких приборах должна быть представлена в закодированном виде. Примером может служить кодирование информации с помощью азбуки Морзе.

3. Закрепление нового материала

Задача 1. Определите количество экзаменационных билетов, если зрительное сообщение о номере одного вытянутого билета несет 5 битов информации. Количество билетов – это количество информационных сообщений. N=2^I = 2⁵ = 32 билета.

Задания для самостоятельного выполнения: (формула всегда должна быть перед глазами, можно также вывесить таблицу со степенями 2) (3 мин.)

Какое количество информации мы получаем в зрительном сообщении о падении симметричной восьмигранной пирамиды на одну из граней? Ответ: 3 бита, потому что количество возможных событий (сообщений) N=8, 8=2^I = 2³,I=3.

Из непрозрачного мешочка вынимают шарики с номерами и известно, что информационное сообщение о номере шарика несет 5 битов информации. Определите количество шариков в мешочке. Ответ: в мешочке 32 шарика, т. к. N=2^I = 2⁵ = 32.

Какое количество информации при игре в крестики-нолики на поле размером 4 Х 4 клетки получит второй игрок после первого хода первого игрока. Ответ: Количество событий до начала игры N=16, 16=2^I = 2⁴, I=4. Второй игрок после первого хода первого игрока получит 4 бита информации.

Задание 2.

Имеется книга в 290 страниц, на странице 39 строк по 67 символов.

Можно ли ее разместить на диске объемом 1,44Мбайт?

Решение:

Информационный объем одной страницы 39*67 символов = 2613 байт

Информационный объем книги 2613 * 290 = 757770 байт = 757770/1024 Кбайт = 0,722 Мбайт

0,722< 1,44

Ответ:Книгу можно разместить на дискете.

Задание 1.

Закодируйте сообщение «HAPPY END» азбукой Морзе

В учебнике приведена таблица кодирования информации с по­мощью азбуки Морзе.

Задание рекомендуется для самостоятельного выполнения.

Слово «компьютер» переводится как «вычислитель». Но со­временный

персональный компьютер является не только ма­шиной для произведения каких-то расчетов.

С его помощью можно создавать и воспроизводить музы­кальные произведения;

создавать, воспроизводить и изменять графические изображения; создавать, воспроизводить и изме­нять видеоклипы; обмениваться информацией с пользователя­ми ПК всего мира; находить нужную информацию; создавать и обрабатывать текстовую информацию.

Иными словами, ПК может обрабатывать любую информацию. Всю информацию ПК может воспринимать в форме сигналов, которые имеют только два состояния:

есть сигнал или нет сигнала.

Этим сигналам поставлен в соответствие разряд кода, кото­рый может принимать только два значения: 0 или 1.

Сигнал, который имеет только два значения, или соответ­ствующий ему разряд кода, который может принимать только два значения - 0 или 1, называется бит.

Бит - это минимальная единица информации.

Другими словами, сигнал, который имеет только два раз­личных состояния (есть сигнал или нет сигнала), передает БИТ информации.

КОДЫASII

Задание 2.

Закодируйте сообщение «КНИГА» кодами ASII

Закодируйте сообщение «КНИГА» в двоичной кодировке

Для выполнения задания нужно пользоваться таблицей кодов ASII и таблицей соответствия десятичной, шестнадцатеричной систем счисления, которые приведены в учебнике.

4.Домашние задание.Ответить на вопросы:

Какие существуют подходы к определению количества информации? Ответ: существует 2 подхода к измерению количества информации – смысловой и технический или алфавитный.

В чем состоит отличие одного подхода от другого? Ответ: при смысловом подходе количество информации – мера уменьшения неопределенности знания при получении информационного сообщения, при алфавитном – количество знаков в сообщении * количество информации, которое несет 1 знак алфавита.

Назовите единицы измерения информации от самых маленьких до самых больших. Ответ: бит, байт, Кб, Мб, Гб, Тб.

На какую величину отличается байт от Кб, Кб от Мб, Мб от Гб? Ответ: 1024 (2¹⁰).

Сколько битов содержится в 1 байте? Ответ: 8.

Что такое бит при смысловом и алфавитном подходе к определению количества информации? Ответ: при смысловом подходе бит – уменьшение неопределенности знания в 2 раза при получении информационного сообщения; при алфавитном подходе бит – информационная емкость одного знака при двоичном кодировании.

5. Подведение итогов.Выставление оценок.

Использование литературы: Информатика. Методическое пособие. Н.Ермеков, С.Давиденко, С.Пилипенко. – Алматы: Жазушы, 2008. 

________

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/219972-kolichestvo-informacii-edinicy-izmerenija-inf