Двоичное кодирование информации

Муниципальное общеобразовательное

учреждение средняя школа № 11

станица Бесскорбная

Новокубанский район

Краснодарский край

Конкурс «Лучший мультимедийный урок»

Номинация «Информатика»

Тема «Двоичное кодирование тестовой и графической информации»

Класс 10

Подготовила Кущий Елена Николаевна, учитель информатики

дополнительные устройства: мультимедийный проектор, экран, ПК, таблица кодов

2007 - 2008 учебный год

предмет Информатика

тема урока «Двоичное кодирование тестовой, графической информации»

класс 10

используемый УМК: учебник Информатика и информационные технологии 10- 11 классы. Н.Д. Угринович. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006 г.

- Цель урока:

- Обучающая

Сформировать у учащихся представление о том, как в компьютере кодируется текстовая, графическая информация. Научить находить информационный объем текстового, графического изображения

- Развивающая

Научиться находить соответствие между величинами i (глубина цвета, символа) и N количество (символом, цветов)

- Воспитывающая

Воспитание чувство целеустремленности, настойчивости в достижении цели.

Задачи урока.

- Научится понимать принцип кодирования информации уметь решать задачи на нахождение количества информации, решать прямые и обратные задачи.

Ход урока

1. Постановка целей урока.

- Как кодируются символы в компьютере и почему именно так, а не иначе?

- Как вычислить объем памяти, необходимой для хранения изображения?

- Рассчитать объем звуковых данных?

2. Актуализация знаний.

Тема урока «Двоичное кодирование тестовой, графической информации» (В тетрадь)(Слайд 1)

1. Как в компьютере кодируются символы?

2. Что такое «Компьютерный алфавит»? Мощность алфавита?

3. Каков информационный объем одного символа компьютерного алфавита?

4. Почему иногда текст, состоящий из букв русского алфавита, полученный с другого компьютера, мы видим на своем компьютере в виде "абракадабры"?

3. Изложение нового материала.

Для того чтобы не было путаницы каким кодом кодировать тот или иной символ необходимо было выбрать стандарт – все коды хранить в таблице кодов. Первыми решили эти проблемы в США, в Институте стандартизации именно он ввел в действие таблицу кодов ASCII. Таблица разделена на две части. Первая – стандартная – содержит коды от 0 до 127. Вторая – расширенная – содержит символы с кодами от 128 до 255.

Рассмотрим таблицу кодов (Слайд 2)

Первые 32 кода отданы производителям аппаратных средств и называются они управляющие, т.к. эти коды управляют выводом данных. Им не соответствует никакие символы. Коды с 32 по 127 соответствуют символам английского алфавита, цифрам, арифметическим действиям некоторым вспомогательным символам.

Вам предложены ещё таблицы:

1. расширенная часть ASCII

2. кодировка Windows 1251 была введена компанией Microsoft, т.к. операционная система Windows глубоко закрепилась и широко распространилась, то кодировка Windows 1251 получила широкое применение на компьютерах

3. кодировка КОИ – 8 широко распространена на территории России и в российском секторе Интернета.

4. кодировка ISO – содержит символы русского алфавита, на практике используется редко.

5. кодировка ГОСТ – альтернативная. Действует на компьютерах в операционных системах MS-DOS.

6. кодировка UNICODE. Использует для представления символа два байта: один для кодировки символа, другой для кодирования признака. Таким образом закодировать можно 65536 символов. Использование значительно упрощает создание многоязычных документов, публикаций и программных приложений.

Внимательно посмотрите на обе части таблицы и заметьте, что все буквы расположены в них по алфавиту, а цифры по возрастанию. Вклейте их в тетрадь и выполните устные задания

Упражнения:

А теперь давайте еще раз попробуем ответить на вопрос, который был задан в начале урока: Почему иногда текст, состоящий из букв русского алфавита, полученный с другого компьютера, мы видим на своем компьютере в виде "абракадабры"?

Ожидаемый ответ. На компьютерах применяется разная кодировка символов русского языка. Сейчас мы решим несколько примеров.

В чем заключается принципа последовательного кодирования алфавита?

Ожидаемый ответ. В таблице кодировки буквы (прописные и строчные) располагаются в алфавитном порядке, а цифры упорядочены по возрастанию значений. Знание принципа последовательного кодирования позволяет нам решать некоторые задачи без обращения к таблице кодировки символов.

Устно (слайд 3)

Пример 1. Закодируйте с помощью таблицы ASCII:

А) Excel Б) Access Г) Windows

Пример 2. Сколько бит памяти компьютера занимает слово МИКРОПРОЦЕССОР?

Прежде, чем приступить к решению примера, вспомним, какой объем памяти занимает один символ компьютерного текста.

Ожидаемый ответ. 1 байт

Решение. Слово состоит из 14 букв.

Каждая буква является символом компьютерного алфавита и поэтому занимает 1 байт памяти. Слово займет 14 байт = 112 бит памяти, т.к. 1 байт = 8 бит.

Пример 3. Что зашифровано последовательностью десятичных кодов: 108 105 110 107, если буква i в таблице кодировки символов имеет десятичный код 105?

Решение. Вспомним порядок букв в латинском алфавите - … i, j, k, l, m, n, o … . Буква j будет иметь код 106, k - код 107 и и.д. Следовательно, закодировано слово link.

Пример 4. С помощью последовательности десятичных кодов: 225 232 242 зашифровано слово бит. Найти последовательность десятичных кодов этого же слова, записанного заглавными буквами.

Решение. При решении учтем, что разница между десятичным кодом строчной буквы кириллицы и десятичным кодом соответствующей заглавной буквы равна 32. Если букве б соответствует код 225, заглавная буква Б имеет десятичный код 225-32=193. Следовательно, слову БИТ соответствует последовательность кодов: 193 200 210.

Самостоятельная практическое задание. Параллельно вызываются ученики для решения примеров у доски

Пример 5. Свободный объем оперативной памяти компьютера 640 Кбайт. Сколько страниц книги поместится в ней, если на странице 16 строк по 64 символа в строке? Ответ:(640*1024)/(16*64)=640 стр.

1. А как же кодируется графическая информация?

2. Что такое разрешающая способность экрана?

3. Что такое цветовое разрешение экрана?

1. Графическая информация представляет собой изображение из точек – пикселей. Добавим к этой информации новые сведения. Процесс разбиения изображения на отдельные фрагменты (точки) называется пространственной дискретизацией (записать определение в тетрадь) Её можно сравнить с построением рисунка из мозаики. При этом каждой точке присваивается код цвета.

(Слайд 4)

1. Качество изображения зависит от разрешения экрана монитора

(Слайд 5)

1. Качество изображения зависит от количества цветов, т.е. от количества возможных состояний точек изображения. Используемый набор цветов образует палитру цветов.

- Если рисунок черно - белый, то общепринятым на сегодняшний день считается представление его в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета, т.е. для кодирования точки достаточно 1 байта.

- Если цветной, то с помощью 1 байта можно также закодировать 256 разных оттенков цветов. Этого достаточно для рисования изображений типа тех, что мы видим в мультфильмах.

- Если количество байт увеличить до двух (16 бит), то цветов станет 65536 – это мы наблюдаем на фотографиях и на картинках в журналах.

- Если увеличить до 3 байтов (24 бит), то закодировать можно 16,5 млн. цветов. Изображение наилучшего качества.

При решении задач на кодирование текста и изображения используется формула N=2ⁱ , где

i - Информационный объем символа, глубина цвета, N – мощность алфавита, количество цветов палитры. А также формула нахождения объема текстовой и видеоинформации Iп = i*х*у, где х- количество символов по горизонтали, количество точек по горизонтали, у количество символов по вертикали, количество точек по вертикали. (Запись в тетрадь)

(Слайд6)

1. Упражнения

Заполним таблицы (Слайд 7)

5. Закрепление изученного

Раздаются задания по уровню сложности

1 уровень

1. Мощность алфавита 8 символов. В сообщении 20 символов. Какой его информационный объем?

2. Кокой объем видео памяти необходим для хранения четырех страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640*480 точек, а используемых цветов 32?

2 уровень

1. Пользователь вводит с клавиатуры текст со скоростью 90 знаков в минуту. Какое количество информации будет содержать текст, который он набирал 15 минут (используя компьютерный алфавит)?

2.Объем видеопамяти равен 1875 Кбайтам и она разделена на 2 страницы. Какое максимальное количество цветов можно использовать при условии, что разрешающая способность экрана монитора 800*600 точек?

3 уровень

1. Пользователь вводил с клавиатуры текст 10 минут. Какова его скорость ввода информации, если информационный объем полученного текста равен 1 Кбайт?

2. Объем видеопамяти равен 2,5 Мбайта, глубина цвета-16, разрешающая способность экрана монитора – 640*480 точек. Найти максимальное количество страниц, которое можно использовать при этих условиях.

1. Итоги урока.

Кроссворд (Слайд 8) Оценить работу класса и назвать учащихся, отличившихся на уроке.

7. Домашнее задание Представьте, что вы шифровальщик. Предложите алгоритм кодирования символьной информации, используя несколько таблиц кодировок.

Комментарий – пояснение

к мультимедийному уроку

«Двоичное кодирование текстовой и графической информации»

Мультимедийный урок «Двоичное кодирование текстовой и графической информации» разработан для учащихся 10 общеобразовательного класса. Информатика преподается на основе государственной программы по «Информатике и информационным технологиям» под редакцией Н.Д. Угриновича. Для изучения информатики использован учебник «Информатика и информационные технологии» под редакцией Н.Д. Угриновича.

Цель создания проекта мультимедийного урока «Двоичное кодирование текстовой и графической информации» - сформировать у учащихся представление о том, как в компьютере кодируется текстовая, графическая информация. Научить находить информационный объем текстового, графического изображения.

Данный урок является комбинированным. Предшествующая ему тема «Кодирование информации». На данном уроке дети обобщают ранее изученный материал, а при изучении новой темы, непосредственно, применяют знания в практических вопросах.

Каждый ученик в ходе урока получает раздаточный материал в виде кодовых таблиц, который вклеивается в тетрадь для дальнейшего их использования. На слайдах этого урока представлен материал новой темы, а также слайды с проверочными заданиями. В ходе урока учащиеся получают новые теоретические знаний, которые фиксируются ими в процессе работы.

В конце урока детям раздаются карточки с разным уровнем сложности. (3 уровня). Итогом урока является кроссворд (Слайд), в котором заложены основные понятия и этапы урока.

Задания по переводу чисел из одной системы счисления в другую широко используются в заданиях государственного экзамена по информатики в форме и по материалам ЕГЭ. Поэтому данный урок может способствовать успешной подготовке к итоговой аттестации.

Источники информации:

1. Учебник Информатика и информационные технологии 10- 11 классы. Н.Д. Угринович. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006 г.

2. Практикум по информатике и информационным технологиям: Учебное пособие. Угринович Н.Д. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006 год

3. Угринович Н.Д. Преподавание курса «Информатика и ИКТ» в основной и старшей школе (7-11): Методическое пособие для учителей. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2006 год

Необходимые ресурсы, материалы:

1. Операционная система Windows XP

2. Microsoft Power Point

3. Мультимедийный проектор

4. Персональный компьютер (ноутбук)

11