Сценарий урока "Алфавитный подход к измерению информации"

Разделы: Информатика

Метод обучения: объяснительно-иллюстративный.

Тип урока: комбинированный.

Формы учебной работы учащихся:

  • фронтальная работа,
  • работав группах,
  • индивидуальная работа.

Цели урока:

  • познакомить учащихся с методом измерения информации в символьном сообщении;
  • повторить понятие алфавита, ввести понятие мощности алфавита;
  • научиться вычислять количество информации в тексте, составленном из символов определенного алфавита;
  • ввести понятие минимального и достаточного алфавита, скорости информационного потока.

Оборудование:

  • доска,
  • мультимедийная установка
  • учебно-методический комплект:
    • И. Семакин и др. Информатика, базовый курс 8. БИНОМ, Лаборатория Базовых Знаний, 2005 , §4.
    • И. Семакин. Задачник-практику, часть 1. Москва, Лаборатория Базовых Знаний, 2003, раздел 1, §1.3.

Программное обеспечение:

  • Электронные уроки по теме «Информация и информационные процессы», урок №3 «Алфавитный подход к измерению информации» (Приложение).
  • Дидактические карточки с домашним заданием.

Дидактические основания урока:

Для проведения объяснительно-иллюстративной лекции использовать самостоятельно разработанные электронные уроки «Информация и информационные процессы», состоящие из трех уровней: обучающего, развивающего и контролирующего.
Обучающий и развивающий модуль состоит из теоретического материала по разделам: информация и информационные процессы, представление информации, алфавитный подход к измерению информации, кодирование информации.
Контролирующий модуль – это итоговый зачет.
Обучающий и развивающий модули реализованы в Microsoft PowerPoint, а контролирующий в QuickBasic.
В ходе урока по ходу объяснения материала учащиеся делают записи в конспектах.
Теоретическая часть урока построена на основе слайд-лекции из пакета обучающих программ по данной теме.
Практическая часть урока – практикум по решению задач (работа группая, парная и индивидуальная работа).

ХОД УРОКА

I. Оргмомент

Приветствие, проверка присутствующих. Объявление темы урока.

II. Фронтальный опрос

– Назовите два подхода к измерению информации. Содержательный и алфавитный.

– Чему равно количество информации в неинформативном сообщении. Нулю.
– Что такое неопределенность знаний о некотором событии. Количество возможных результатов события.
– В какой науке была определена единица измерения информации и как она называется. Теория информации, бит.
– Дайте определение бита с точки зрения неопределенности знаний и с точки зрения равновероятных событий. Приведите примеры. Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в 2 раза несет один бит информации. Сообщений о том, что произошло одно из двух равновероятных событий, несет один бит информации.
– Какие события называют равновероятными. Ни одно из событий не имеет преимущества над другим.
– Как определяется количество информации в сообщении о том, что произошло одно из двух равновероятных событий. Из уравнения 2i=N.

III. Проверка решения домашних задач (учебник, №№ 4,5, стр. 153)

Образцы решения даны на доске.

№4. Сколько бит информации несет сообщение о том, что из колоды в 32 карты достали «даму пик»

Решение: N = 32, i - ? 2i = 32; i = 5 бит.

№5. Проводят две лотереи: «4 из 32» и «5 из 64» Сообщение о результатах какой из лотерей несет больше информации?

Решение: N1 = 32, к1 = 4. 2i = 32; i = 5 бит (количество информации об одном событии). Количество информации о четырех событиях – 5 х 4 = 20 бит.

N1 = 64, к1 = 5. 2i = 64; i = 6 бит (количество информации об одном событии). Количество информации о пяти событиях – 6 х 5 = 30 бит.

Ответ: Сообщение о результатах второй лотереи несет больше информации.

Решение задач №№3 – 6 из задачника-практикума 1 (устно)

IV. Теоретическая часть (объяснение нового материала)

Интерактивная лекция (проектор + экран) в диалоге с учащимися с использованием программного обеспечения: электронные уроки по теме «Информация и информационные процессы»

Записать тему урока (слайд 1).

Перед тем, как перейдем к изучению нового материала, вспомним, что такое алфавит.

Слайд 2. Особенности содержательного подхода к измерению информации.

Слайд 3. Особенности алфавитного подхода к измерению информации.

Слайд 4. В приведенном примере определяется количество информации, которое несет каждый символ алфавита, при условии, что появление каждого символа событие равновероятное.

Слайд 5. Дается правило определения количества информации в текстовом сообщении, подчеркивается, что количество информации при алфавитном подходе от содержания не зависит.

Конспект!
Правило определения количества информации в текстовом сообщении.

Слайд 5. Подчеркивается, что алфавитный подход является объективным способом измерения информации в отличие от субъективного, содержательного подхода.

Слайд 6. Дано понятие минимальной мощности алфавита, пригодного для передачи информации, вычисляется информационный вес символа двоичного алфавита.

Конспект!
Формула определения информационного веса символа двоичного алфавита.

Слайд 7. Дано понятие достаточного алфавита и вычисление информационного веса одного символа 256-ти символьного алфавита.

Конспект!
Вычисление информационного веса одного символа достаточного алфавита.

Слайд 8. Даны более крупные единицы для измерения больших объемов информации.

Слайд 9. Дано понятие скорости информационного потока и единиц измерения.

Конспект!
Определение скорости информационного потока и единицы измерения.

V. Практикум по решению задач

№20 (Задачник-практикум 1). Сообщение, записано буквами 64-х символьного алфавита, содержит 20 символов. Какой объем информации оно несет (устно).

№22 Информационное сообщение объемом 1.5 Кбайта содержит 3072 символа. Сколько символов содержит алфавит, при помощи которого было записано это сообщение? (Объяснение решения задачи на доске).

Дано: С = 1, 5 Кбайт; К = 3072.

Найти: N

Решение: 2i = N; C = K * i; i = C/K;

= 4 бита; 24 = 16.

Ответ: в алфавите 16 символов.

При решении задачи особо подчеркнуть:

  • Если мощность алфавита неизвестна, то единицы измерения информации должны быть переведены в биты, только при использовании достаточного алфавита, единицы измерения – байты.
  • Необходимо правильно выделить исходные данные и результат.
  • Нет необходимости при расчетах пользоваться калькулятором, нужно выполнить сокращение дробей.

Самостоятельно решить задачи №№ 22, 27 (использование компьютерного алфавита). Работа в парах, учитель – консультант.

VI. Подведение итогов и выдача карточек с домашним заданием

За урок может быть выставлено 5 – 7 оценок (за опрос по пройденному материалу и решение задач)

VII. Домашнее задание: §4, Вопросы и задания, 4, 6, 7 письменно, дополнительно для желающих – карточки.

  1. Подсчитать в килобайтах количество информации в тексте, если текст состоит из 600 символов, а мощность используемого алфавита – 128 символов.
  2. Скорость информационного потока – 20 бит/сек. Сколько времени потребуется для передачи информации объемом в 10 килобайт.
  3. Сравните (поставьте знак отношения)
    • 200 байт и 0,25 Кбайт.
    • 3 байта и 24 бита.
    • 1536 бит и 1,5 Кбайта.
    • 1000 бит и 1 Кбайт.
    • 8192 байта и 1 Кбайт.