Урок информатики на тему «Понятие информации и информационного процесса. Единицы измерения информации»

Тип урока: изучение нового материала

Отводимое время: 1 час

Цели урока:

Обучающие:

• формировать представление учащихся о понятиях “информация” и “информационные процессы”;
• рассмотреть действия, которые можно выполнять над информацией;

Развивающие:

• развивать практическое и теоретическое мышление;

Воспитывающие:

• воспитание информационной культуры, внимания, усидчивости.

Оборудование: интерактивная доска, проектор, презентация

II. Объяснение нового материала

Дан алфавит, расшифруйте тему нашего урока:

(информация)

Слово информация происходит от латинского informatio, означающего сведения, разъяснения, пояснения.

Информация — это сведения о людях, предметах, фактах, событиях и процессах, независимо от формы их представления.

В простейшем бытовом понимании с термином “информация” обычно ассоциируются некоторые сведения, данные, знания и т.п. Информация передается в виде сообщений, определяющих форму и представление передаваемой информации. Примерами сообщений являются музыкальное произведение; телепередача; команды регулировщика на перекрестке; текст, распечатанный на принтере; данные, полученные в результате работы составленной вами программы и т.д. При этом предполагается, что имеются “источник информации” и “получатель информации”.

Сообщение от источника к получателю передается посредством какой-нибудь среды, являющейся в таком случае “каналом связи” (рис. 1). Так, при передаче речевого сообщения в качестве такого канала связи можно рассматривать воздух, в котором распространяются звуковые волны, а в случае передачи письменного сообщения (например, текста, распечатанного на принтере) каналом сообщения можно считать лист бумаги, на котором напечатан текст.

Рис. 1. Схема передачи информации

1 По отношению к окружающей среде (или к использующей ее среде):

• Входная информация - информация, которую система воспринимает от окружающей среды;
• Выходная информация - информация, которую система выдает в окружающую среду;
• Внутренняя, внутрисистемная информация - информация, которая хранится, перерабатывается, используется только внутри системы т.е. актуализируемая лишь только подсистемами системы.

• исходная (на начало актуализации этой информации);
• промежуточная (от начала до завершения актуализации информации);
• результирующая (после завершения её актуализации).

• постоянная (не изменяемая никогда при её актуализации);
• переменная (изменяемая при актуализации);
• смешанная - условно - постоянная (или условно-переменная).

• Зрительная
• Слуховая
• Тактильная
• Обонятельная
• Вкусовая

• Текстовая
• Числовая
• Графическая
• Музыкальная
• Комбинированная

• Массовая (общественно-политическая)
• Специальная(научная, техническая)
• Личная(знания, умения, интуиция)
• Эстетическая
• Обыденная

• Первичная;
• Вторичная.

• Избыточная;
• Достаточная;
• Недостаточная.

• открытая или общедоступная;
• закрытая или конфиденциальная;
• cмешанная.

Как и всякий объект, информация обладает свойствами.

С точки зрения информатики наиболее важными представляются следующие общие качественные свойства: объективность, достоверность, полнота, актуальность, полезность, понятность и пр.

• Объективность - информация объективна, если она не зависит от чьего – либо мнения, суждения
• Достоверность - информация достоверна, если она отражает истинное положение дел
• Полнота - информация полна, если её достаточно для принятия решения и понимания
• Актуальность - информация актуальна, если она важна для настоящего времени
• Полезность - полезность оценивается по тем задачам, которые мы можем решить с её помощью
• Понятность - информация понятна, если она выражена на языке, доступном для получателя

Информация не существует сама по себе, она проявляется в информационных процессах.

В наиболее общем виде информационный процесс (ИП) определяется как совокупность последовательных действий (операций), производимых над информацией (в виде данных, сведений, фактов, идей, гипотез, теорий и пр.) для получения какого-либо результата (достижения цели).

• Поиск информации;
• Отбор информации;
• Хранение информации;
• Передача информации;
• Кодирование информации;
• Обработка информации;
• Защита информации.

Каждый из этих процессов распадается, в свою очередь, на ряд процессов, причем некоторые из последних могут входить в каждый из выделенных обобщенных процессов.

Поиск информации - один из важных информационных процессов. От того, как он организован, во многом зависит своевременность и качество принимаемых решений.

В широком смысле поиск является основой познавательной деятельности человека во всех ее проявлениях: в удовлетворении любопытства, путешествиях, научной работе, чтении и т. п. В более узком смысле поиск означает систематические процедуры в организованных хранилищах информации: библиотеках, справочниках, картотеках, электронных каталогах, базах данных.

Успех вашего выбора будет зависеть от того, как вы организовали поиск информации. Используйте разнообразные методы поиска информации, это поможет вам собрать более полную информацию и повысит вероятность принятия вами правильного решения.

Методы поиска информации:

• непосредственное наблюдение;
• общение со специалистами по интересующему вас вопросу;
• чтение соответствующей литературы;
• просмотр видео-, телепрограмм;
• прослушивание радиопередач и аудиокассет;
• работа в библиотеках, архивах;
• запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных;
• другие методы.

В процессе поиска вам может встретиться самая разная информация. Любую информацию человек привык оценивать по степени ее полезности, актуальности и достоверности. После оценки какие-то полученные сведения могут быть отброшены как ненужные, какие-то, наоборот, оставлены на долгое хранение. То есть процесс поиска информации практически всегда сопровождается ее отбором. Всё это вместе называют процессом сбора информации.

Хранение информации – это процесс помещения информации в определенное хранилище с целью извлечения ее оттуда через некоторое время для дальнейшего использования.

Уже в древности человек столкнулся с необходимостью хранения информации. Доказательствами тому служат зарубки на деревьях, помогающие не заблудиться во время охоты; счёт предметов с помощью камешков, узелков; изображение животных и эпизодов охоты на стенах пещер. Сооружения, предметы изобразительного искусства, глиняные таблички, записи, книги, архивы, библиотеки, аудиозаписи, кинофильмы - всё это служит целям хранения информации.

Различная информация требует различного времени хранения:

• автобусный билет требуется хранить только в течение поездки;
• программу телевидения - неделю;
• школьный дневник - учебный год;
• аттестат зрелости - до конца жизни;
• исторические документы - несколько столетий.

Основное хранилище информации для человека - его память, в том числе генетическая. Существует и “коллективная память” - традиции, обычаи того или другого народа.

Когда объём накапливаемой информации возрастает настолько, что её становится просто невозможно хранить в памяти, человек начинает прибегать к помощи различного Рода вспомогательных средств.

Хранение информации необходимо для распространения её во времени, а её распространение в пространстве происходит в процессе передачи информации.

Игра “Испорченный телефон”

Класс делится на три команды, каждая выстраивается в ряд. Первому учащемуся в каждом ряду сообщается информация (слова `компьютер` и `алгоритм`), и они передаются по ряду каждому от второго до последнего:

• шепотом на ушко;
• жестами, пантомимой;
• знаками, рисунками.

Последние сообщают полученную информацию, и она сравнивается с первоначальной.

Идет обсуждение ситуации потери и искажения информации.

Передача информации – это целенаправленный процесс, в результате которого информация передается от одного объекта к другому.

В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приёмник информации: первый передает информацию, второй её принимает. Между ними действует канал передачи информации - канал связи. Передача информации возможна с помощью любого языка кодирования информации, понятного как источнику, так и приёмнику.

Декодирующее устройство - устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.

Рассмотрим следующий пример: при телефонном разговоре

• источник сообщения - говорящий человек;
• кодирующее устройство - микрофон - преобразует звуки слов (акустические волны) в электрические импульсы;
• канал связи - телефонная сеть (провод); декодирующее устройство - та часть трубки, которую мы подносим к уху, здесь электрические сигналы снова преобразуются в слышимые нами звуки;
• приёмник информации - слушающий человек.

Кодирование информации – процесс формирования представления информации с использованием одного из языков

Обработка (преобразование) информации - это процесс изменения формы представления информации или её содержания.

В процессе передачи информация может теряться и искажаться: искажение звука в телефоне, атмосферные помехи, влияющие на работу радиоприёмника, искажение или затемнение изображения в телевизоре, ошибки при передаче по телеграфу. Эти помехи, или, как их называют специалисты, шумы, искажают информацию. К счастью, существует наука, разрабатывающая способы защиты информации - криптология. Человечество придумало много устройств для быстрой передачи информации: телеграф, радио, телефон, телевизор. К числу устройств, передающих информацию с большой скоростью, относятся телекоммуникационные сети на базе вычислительных систем.

Вы получили какое - то сообщение, например, прочитали статью в любимом журнале. В этом сообщении содержится какое-то количество информации. Как оценить, сколько информации Вы получили? Другими словами, как измерить информацию? Можно ли сказать, что чем больше статья, тем больше информации она содержит?

Единицы измерения информации служат для измерения объёма информации — величины, исчисляемой логарифмически. Это означает, что когда несколько объектов рассматриваются как один, количество возможных состояний перемножается, а количество информации — складывается. Не важно, идёт речь о случайных величинах в математике, регистрах цифровой памяти в технике или в квантовых системах в физике.

Чаще всего измерение информации касается объёма компьютерной памяти и объёма данных, передаваемых по цифровым каналам связи.

Объём информации можно представлять как логарифм количества возможных состояний.

Наименьшее целое число, логарифм которого положителен — это 2. Соответствующая ему единица — бит — является основой исчисления информации в цифровой технике.

Бит – количество информации, содержащейся в сообщении, уменьшающем неопределенность знаний в 2 раза.

Следующей по порядку популярной единицей информации является 8 бит, или байт (о терминологических тонкостях написано ниже). Именно к байту (а не к биту) непосредственно приводятся все большие объёмы информации, исчисляемые в компьютерных технологиях.

Существуют и другие измерения информации, которые вычисляются:

Существуют 2 подхода к измерению информации:

I Содержательный подход

Сообщение – информационный поток, который в процессе передачи информации поступает к приемнику

2ⁱ=N

N – число равновероятных событий

i – количество информации в сообщении

II Алфавитный подход

Позволяет определить количество информации, заключенной в тексте.

2ⁱ=N

N – количество символов в алфавите (мощность алфавита)

i – количество информации, содержащейся в одном символе алфавита

K – число символов в тексте

V – объем информации

III. Закрепление изученного материала:

Разгадайте кроссворд.

1. Тот, от кого мы получаем информацию (источник).

2. Определенный знак, с помощью которого представлена информация (код).

3. Орган, с помощью которого человек получает зрительную информацию (глаз)

4. Универсальное устройство обработки информации (компьютер).

5. Тот, кому передается информация (приемник).

6. Действие над информацией, которое осуществляется при заучивании стихотворения (хранение).

IV. Подведение итогов урока

1. Что такое информация?

2. Каковы основные свойства информации?

3. Перечислите и прокомментируйте информационные процессы, протекающие в природе и обществе.

4. Укажите формы представления информации.

5. В чем состоит процедура дискретизации непрерывной информации?

V. Домашнее задание

1. Выучить все понятия; придумать свою систему кодирования информации и зашифровать с ее помощью любую пословицу.
2. Н.Д. Угринович, С. 7-9.