Дидактична мета. Засвоєння учнями поняття кодування інформації, двійкове кодування. Вивчити основні властивості інформації. Розглянути сучасні засоби зберігання інформації




Скачати 98,65 Kb.
Дата конвертації28.10.2018
Розмір98,65 Kb.
Урок 3

Тема. Кодування повідомлень, за допомогою яких передається інформація. Властивості інформації. Інформаційні процеси: пошук, збирання, зберігання, передавання, опрацювання, подання, використання, захист інформації. Поняття про сучасні заходи зберігання і опрацювання інформації.

Дидактична мета. Засвоєння учнями поняття кодування інформації, двійкове кодування. Вивчити основні властивості інформації. Розглянути сучасні засоби зберігання інформації.

Хід уроку



  1. Перевірка домашнього завдання.

Фронтальна бесіда.

Орієнтовні запитання:

    1. Що таке зберігання інформації?

    2. Які існують сховища інформації?

    3. Що таке дані?

    4. Сформулюйте означення поняття носії інформації? Які є типи носіїв інформації за часом зберігання інформації? Наведіть приклади.

    5. Які є типи сучасних засобів зберігання інформації? Охарактеризуйте коротко кожен тип.

    6. Охарактеризуйте класичну схему Шенона яку використовують сучасні засоби передавання інформації.

    7. Які фізичні процеси використовуються для створення каналів зв’язку?

    8. Які ви знаєте сучасні пристрої передавання інформації?

    9. Які є форми подання інформації? З якою інформацією мають справу комп’ютери і чому?

    10. Які розрізняють види інформації? Наведіть приклади.

    11. Що таке шум?

  1. Мотивація навчання.

На сьогоднішньому уроці ми розглянемо основні підходи кодування інформації, вивчимо основні властивості інформації. Детально розглянемо етапи інформаційного процесу. Вивчимо основні сучасні засоби зберігання і передавання інформації.

  1. Сприймання й усвідомлення понять: кодування, двійкове кодування, кодування різних видів інформації, характеристика основних етапів інформаційного процесу шум.

Розповідь з демонстрацією презентації з опорним конспектом уроку, а також засобів зберігання і опрацювання інформації.

Інформація — це первісне поняття, яке стоїть поряд із поняттями матерії та енергії. Під інформацією розуміють відомості, знання, які стосуються об'єктів зовнішнього світу і які пере­даються від одного об'єкта до іншого. Об'єктом може бути живий організм чи технічний при­стрій. Матеріальними носіями інформації є знаки, сигнали або фізичні процеси, які змінюються з часом. Якщо інформація передасться за допомогою азбуки Морзе, то знаками, які при цьому ви­користовуються, є крапка і тире. Прикладом передачі інформації за допомогою сигналів може бути береговий маяк, який своїми світловими сигналами передає інформацію (вказівки) кораб­лям, які підпливають до гавані. Під час спілкування по телефону звукова інформація (усне мов­лення) передається до абонента по лінії зв'язку за допомогою коливань електричного струму, які відтворюють аналогічні звукові коливання.

Будь-якого виду інформація передається за допомогою конкретних повідомлень. Повідом­лення, як і інформація, належать до основних, неозначуваних понять інформатики. Вони не означаються через інші поняття. Повідомлення формуються як послідовності знаків, сигналів або за до­помогою фізичних процесів, що є функціями часу, тобто мають матеріально-енергетичну основу.

Інформація кожного виду подається в пам'яті обчислювальних машин за допомогою чис­лових кодів, які на фізичному рівні машин зберігаються у двійковому поданні.



Кодування — це процес заміни знаків одного набору знаками іншого набору при збере­женні змісту тієї інформації, яка за допомогою цих знаків подається. Якщо кодування здійснюється за допомогою двох елементів (наприклад, + і -, 0 і 1), то таке кодування називається двійковим. Двійкове кодування інформації для подання її в пам'яті обчислювальних машин здійснюється за допомогою цифр 0 і 1 двійкової системи числення. Подання інформації за допомогою двійкових кодів конструктивно і технічно виявилося зручним тому, що двом знакам, які для цього використовуються, можуть відповідати два різні фізичні стани: намагнічена або розмагнічена елементарна ділянка на поверхні магнітного диска, тече через провідник струм чи ні, зафіксова­но світловий промінь чи ні тощо.

Кодування текстової інформації. Сукупність усіх символів, за допомогою яких здійсню­ється спілкування з комп'ютером, утворює кодову таблицю. Однією з найбільш відомих кодових таблиць є таблиця ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Вона містить 256 символів. Символи в кодових таблицях нумеруються числами, і ці номери називаються кодами символів.

Тексти слід розглядати як послідовності символів, і текстова інформація в пам'яті обчислюва­льних машин подається у вигляді послідовності числових кодів тих символів, з яких вона складається.

Кодування графічної інформації. Графічна інформація, яку можуть опрацьовувати об­числювальні машини, є дискретною. Графічні зображення на екранах моніторів формуються шляхом підсвічення усіх точок екрану в певні кольори. Елементом графічного зображення є точ­ка, або піксель (Picture Element). У практиці використовують таблиці, які містять 16, 256, 65536, понад 4 млн. і більшу кількість кольорів.

Поширеним підходом для кодування графічних зображень є занесення в пам'ять обчис­лювальних машин кодів кольорів тих точок, з яких воно складається, причому в такій послідов­ності, в якій ці точки підсвічуються на екрані (в кожному рядочку зліва направо, рядочки підсві­чуються зверху вниз). На основі цього завжди можна підрахувати, який об'єм пам'яті потрібний для збереження графічного зображення. Часто графічна інформація під час кодування за допомо­гою певних алгоритмів стискується.



Кодування чисельної інформації. Двійкові коди цілих чисел будуються шляхом переве­дення їх у двійкову систему числення.

Для запам'ятовування цілих чисел виділяється певна кількість байт (часто 2), які назива­ються машинними словами і в які будуть заноситися їх двійкові коди. Крайній лівий біт машин­ного слова виділяється для кодування знаку числа. Решта бітів займає двійкове подання числа без знаку, яке при потребі доповнюється незначущими нулями до потрібної довжини.

Дійсні числа можуть бути подані у формі з фіксованою або плаваючою крапками. При ко­дуванні дійсних чисел з фіксованою крапкою один розряд (крайній лівий) виділяється для за­пам'ятовування знаку числа, а решта розрядів поділені на дві частини: в одну з них заноситься код цілої частини, а в іншу — код дробової.

Перед кодуванням дійсні числа у формі з плаваючою крапкою зводять до стандартного нормалізованого виду: m*10p, де m — мантиса числа ((0≤m<1), р — порядок числа. Машинне сло­во такого числа містить два знакові біти: один — для знаку мантиси, а другий — для знаку по­рядку. Решта бітів поділяється на дві частини, в одну частину поміщається код порядку, а в іншу — код мантиси. Кількість бітів, які виділяються для мантиси та порядку, залежить від типу об­числювальної машини та програмних засобів, які на ній використовуються.



Кодування звукової інформації. За своєю фізичною природою звук, який сприймається органами слуху людини, — це звукові хвилі, які розповсюджуються у пружному середовищі. Математично такі хвилі описуються рівностями, до складу яких входять такі визначальні числові величини, як частота коливань, амплітуда, фаза зміщення. А це є числа, які кодуються за загаль­ноприйнятими правилами.

Кодування керуючої інформації. Керуюча інформація призначена для сприйняття її де­яким виконавцем. Якщо виконавцем є технічний пристрій, то він володіє певною системою ко­манд, які можна подавати на його вхід. Якщо виконавцем команд є мікропроцесорна техніка (калькулятори, комп'ютери тощо), то систему команд таких виконавців утворюють команди їх процесорів. Для комп'ютерів ці команди утворюють мову машинних команд. Керуюча інформа­ція в такому випадку записується у вигляді відповідних програм.

Систему команд кожного виконавця можна подати у вигляді таблиці, де кожній команді відповідає свій номер, що називається кодом команди. Під час кодування керуючої інформації записується послідовність кодів тих команд, з яких вона складається.

Поняття «інформація» багатозначне, належить до первісних понять інформатики. Строгого означення йому не дають, але характеризують його, перераховуючи властивості інфо­рмації.

Властивості інформації:

1) Об'єктивність. Інформація — відображення зовнішнього світу, а він існує незалежно від нашої свідомості, знань, думок та суджень про нього;

2) Достовірність. Інформація є достовірною, якщо вона відображає істинний стан справ. На основі достовірної інформації можуть прийматися правильні рішення;

3) Повнота. Інформацію можна назвати повною, якщо її достатньо для розуміння ситуа­ції та прийняття рішення.

4) Актуальність інформації — важливість, істотність для даного часу;

5) Корисність. Ступінь корисності інформації залежить від потреб конкретних людей і від тих задач, які за допомогою отриманої інформації можна розв'язати.



Інформаційні процеси — це пронеси пошуку, накопичення, зберігання, опрацювання та викорис­тання інформації. Дія пошуку інформації використовують різні методи: безпосереднє стеження, спілку­вання із спеціалістами, читання літератури, перегляд телепрограм, прослуховування радіо, запити до ін­формаційних комп'ютерних систем тощо. Інформаційні процеси в комп'ютерній техніці реалізуються у вигляді інформаційних систем. Інформаційно-пошукові системи поділяють на документальні та факто­графічні. Перші дозволяють отримати відомості про документи, які містять деякий обсяг інформації (на­приклад, бібліотечні каталоги та покажчики). Другі дають можливість користувачу отримати інформацію про факти, які його цікавлять. Прикладом інформаційно-пошукових систем с пошукові системи в мережі Internet (наприклад. Rambler, List, Yandex, Aport, Мета Україна, Alta Vista, Yahoo тощо). Ці системи є своє­рідними рубрикаторами, каталогізаторами, індексними довідниками електронних документів, що зберігаються в мережі Internet. Знайшовши за ключовими словами чи за тематикою адресу потрібного до­кумента, його можна зразу ж переглянути, оскільки звернення до пошукових систем ми робимо із середо­вища програм-броузерів таких, наприклад, як Internet Explorer та Netscape Communicator. Тому пошукові системи в мережі Internet слід віднести до документально-фактографічних.

Людство з давніх часів зіткнулося із необхідністю збереження інформації. Для цього робилися за­рубки на деревах, здійснювався підрахунок за допомогою камінчиків або вузликів, створювалися наскальні написи. З появою писемності виникла можливість фіксації інформації у вигляді документів, зокрема рукописів. Книгодрукування стало другим інформаційним стрибком в історії людства. У сучасних умо­вах для збереження інформації використовують різноманітні технічні засоби. Серед комп'ютери займа­ють особливе місце тому, що дозволяють компактно зберігати величезні об'єми даних та здійснювати до них швидкий доступ. Для накопичення (збирання) та зберігання інформації в техніці використовують но­сії інформації.

Саме поняття «інформація» передбачає наявності джерела інформації та споживача. Інфо­рмація передається в матеріально-енергетичній формі (наприклад, у вигляді електричних, світ­лових, звукових сигналів). Інформація може передаватися безперервно або дискретним чином. Інформаційні процеси, пов'язані із передачею та обробкою інформації, спостерігаються в живій природі. Для прикладу можна взяти сезонні зміни, які відбуваються в рослинному світі. Темпе­ратура повітря та грунту, тривалість світлового дня — це ті параметри зовнішнього світу рослин, які у вигляді сигналів сприймаються клітинами і впливають на обмінні хіміко-біологічні проце­си, що відбуваються в живих клітинах. Тваринний світ знаходиться на вищій стадії розвитку по відношенню до рослинного, оскільки інформаційні процеси в ньому регулюються головним моз­ком або принаймні нервовою системою. Для неживої природі (за винятком техніки) інформацій­ний обмін не є властивим тому, що тут відсутнє сприйняття параметрів зовнішнього світу. Зов­нішні впливи призводять до фізико-хімічних змін предметів неживої природи. У комп'ютерній техніці для передавання інформації використовують відповідні апаратні та програмні засоби.

Опрацювання інформації — це процес її перетворення, який виконується за деякими пра­вилами. Опрацювання інформації слід відрізняти від перетворення, яке не змінює змісту вхідної інформації (наприклад, підсилення звукових сигналів). Опрацювання інформації залежить від змісту вхідної інформації, але під час самою опрацювання інформація не осмислюється, а лише перетворюється за розробленими алгоритмами. Пристрій, за допомогою якого здійснюється опрацювання інформації, називають процесором. У сучасній техніці як процесори досить часто використовують великі інтегральні схеми, які називають мікропроцесорами. Створення мікро­процесорів у 70-х роках привело до другої електронної революції, яка істотно вплинула на науково-технічний прогрес.

Мікропроцесор разом із запам'ятовуючими пристроями та пристроями введення/виведення ін­формації, які в сукупності призначені для виконання певних функцій, називають мікропроцесорною системою, або мікрокомп'ютером. Мікрокомп'ютери є одним із найбільш розповсюджених засобів опрацювання інформації. До мікропроцесорної техніки належать і ПК.

На сьогодні людство володіє надзвичайно величезними інформаційними ресурсами. Корис­тування цими ресурсами можливе лише за умови володіння сучасними інформаційними техноло­гіями, під якими розуміють цілеспрямовану організовану сукупність інформаційних процесів з використанням засобів комп'ютерної техніки. Широкомасштабне втілення в життя інформаційних технологій ставить перед суспільством задачу виховання інформаційної культури, яка передбачає не тільки розуміння їх сутності та основ функціонування, але й володіння знаннями і навичками у використанні сучасних інформаційних технологій для вирішення пізнавально-освітніх, ділових, виробничих та інших проблем. Володіння цими знаннями стає обов'язковим атрибутом будь-якої Професійної діяльності.

Широкомасштабне використання інформаційних ресурсів породило проблему надійності їх зберігання та захисту від несанкціонованого доступу. Втрата інформації може статися в ре­зультаті збоїв чи нестабільності роботи технічних пристроїв, які використовуються для зберіган­ня інформації (техногенний фактор), а також в результаті свідомої чи несвідомої діяльності лю­дей (людський фактор). Великої шкоди завдають комп'ютерні віруси. Інколи втрата інформації відбувається в результаті помилок в алгоритмах роботи програм (програмний фактор). Для збе­реження цілісності інформації та захисту від несанкціонованого доступу створюють системи за­хисту або приймають певні адміністративні та організаційні міри. Для цього здійснюють резерв­на архівація даних, встановлюють різнорівневі права доступу до інформаційних ресурсів (напри­клад, в режимі тільки читання або повного доступу), видають дозвіл на користування певним категоріям користувачів лише виділеними для цього ресурсами (що робиться шляхом програмного адміністрування комп'ютерних систем), захитають доступ до інформації системою паролів, що дозволяє робити сучасне програмне забезпечення загальносистемного та прикладного характеру.



V. Підсумок уроку.

На сьогоднішньому уроці ми розглянули основні підходи до кодування інформації. Принципи кодування інформації, які використовуються у сучасних комп’ютерах. Вивчили властивості за допомогою яких характеризується інформація. Детально розглянули характеристику етапів інформаційного процесу.



VI. Домашнє завдання.

§2, ст.5-8. Зап.1-4.

§5, ст.12-14. Зап.1-5.

§6-8 (Для самостійного опрацювання сильними учнями).

§9, ст.22-24. Зап. 1-7.

Підготувати повідомлення на тему: “Орієнтовна тривалість зберігання інформації за допомогою різних засобів зберігання інформації”.






База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка