План-конспект Представление текстовой информации в памяти компьютера

Я предлагаю план-конспект урока информатики по теме "Представление текстовой информации в памяти компьютера" с заданиями ЕГЭ.

Цели:

-          создать условия для формирования первичного представления о кодировании текстовой информации;

-          формирование системно-информационного подхода к анализу окружающего мира;

-          воспитание общенаучных и общекультурных навыков работы с информацией и компьютером.

Урок информатики в 10 классе

Тема: представление текстовой информации в ПК

Цели:

• создать условия для формирования первичного представления о кодировании текстовой информации;

• формирование системно-информационного подхода к анализу окружающего мира;

• воспитание общенаучных и общекультурных навыков работы с информацией и компьютером.

Оборудование: Н. Угринович «Информатика и информационные технологии» Москва, БИНОМ, 2003; Н. Угринович, Л. Босова, Н. Михайлова «Практикум по информатике и информационным технологиям» Москва, БИНОМ, 2003; Шафрин Ю.А. «1500 основных понятий и практических советов для пользователей РС» Дрофа, Москва 2001

Раздаточный материал

Ход урока

I Организация класса к уроку

Здравствуйте, садитесь. Урок начнем с повторения тех понятий, которые нам понадобятся на уроке, а для этого разгадаем кроссворд.

II Актуализация прежних знаний

III Сообщение темы урока

Познакомимся с различными видами кодировок, научимся сами кодировать и декодировать текст, а также с помощью компьютера.

Откройте тетради и запишите тему урока «Кодирование текстовой информации»

IV Изучение нового материала

1) Работа с книгой

Начиная с конца 60–х годов, компьютеры все больше стали использоваться для обработки текстовой информации и в настоящее время большая часть персональных компьютеров в мире занято обработкой именно текстовой информации.

Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации, равное 1 байту, то есть I = 1 байт = 8 битов.

Если рассматривать символы как возможные события. То по формуле N = 2^I можно вычислить, какое количество различных символов можно закодировать: N = 2⁸ = 256.

Такое количество символов вполне достаточно для представления текстовой информации, включая прописные и строчные буквы русского и латинского алфавитов, цифры, знаки, графические символы и пр.

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствии уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000₂ до 1111111₂. Таким образом, человек различает символы по их начертаниям, а компьютер – по их кодам.

При вводе в компьютер текстовой информации происходит ее двоичное кодирование, изображение символа преобразуется в его двоичный код. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу с символом, и в компьютер поступает определенная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код символа). Код символа хранится в оперативной памяти компьютера, где занимает один байт.

В процессе вывода символа на экран компьютера производится обратный процесс – декодирование, то есть преобразование кода символа в его изображение.

Все коды разделены на три большие группы.

Первая группа состоит из 33 кодов ( с 0 по 32) и они соответствуют операциям (перевод строки, ввод пробела и т.д.).

Второй группе соответствуют коды с 33 по 127, они являются интернациональными (международными) и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.

Третьей группе соответствуют коды с 128 по 255, они являются национальными, то есть в национальных кодировках одному и тому же коду соответствуют различные символы.

2) Вопросы по теме:

• Какое количество информации требуется для кодирования одного символа?

• Какое количество символов можно закодировать?

• Как вы это узнали?

• На сколько групп разделены все символы?

• Что входит в первую группу?

• Что входит во вторую группу?

• Что входит в третью группу?

Коды от 0 до 32 отведены не символам, а операциям, мы их рассматривать не будем.

Для кодирования второй группы принята кодовая таблица международного стандарта ASCII

(American Standard Code for Information Interchange)

Таблица 1. Международная кодировка ASCII

В ней кодируются заглавные и строчные буквы латинского алфавита, цифры, арифметические знаки и знаки препинания. Например: какой код у запятой, точки, тире?

Можно сказать. Что кодирование второй группы символов единственно, по сравнению с третьей группой.

В настоящее время существует несколько различных кодировок русских букв (КОИ8, Windows. MS-DOS, Macintosh и ISO)

            Одним из первых стандартов кодирования русских букв на компьютерах был ("Код обмена информацией, 8-битный") КОИ8. Эта кодировка применялась еще в 70-ые годы.

Таблица 2. Кодировка КОИ8-Р

Например: Заглавной букве А соответствует число 225, а прописной букве а – 193

        Наиболее распространенной является кодировка Microsoft Windows, обозначаемая сокращением CP1251 ("CP" означает "Code Page", "кодовая страница").

Таблица 3. Кодировка CP1251

Какие числовые коды у заглавной и прописной букв а?

        От начала 90-ых годов, времени господства операционной системы MS DOS, остается кодировка CP866.

Таблица 4. Кодировка СР866

Какие же числовые коды у заглавной и прописной букв а в кодировке СР866?

Компьютеры фирмы Apple, работающие под управлением операционной системы Mac OS, используют свою собственную кодировку Mac. (Macintosh)

Таблица 5. Кодировка Мас

Давайте посмотрим какие числа соответствуют в этой кодировке у заглавной и прописной букв а.

Кроме того, Международная организация по стандартизации (International Standards Organization, ISO) утвердила в качестве стандарта для русского языка еще одну кодировку под названием ISO.

Таблица 6. Кодировка ISO

Буквы А и а.

Какой можно сделать вывод?

1) каждая кодировка задается своей собственной кодовой таблицей.

2) одному и тому же коду в различных кодировках поставлены в соответствие различные символы,

что вызывает дополнительные трудности при работе с документами.

Например: закодировано слово последовательностью числовых кодов 221, 194, 204. Декодируйте его. В какой из кодировок получилось понятное слово. А теперь слово ЭВМ закодируем с помощью других кодировок. У нас получилось:

КОИ8-Р: 252 247 237

CP1251: 221 194 204

CP866: 157 130 140

Mac: 157 130 140

ISO: 205 178 188

К счастью, в большинстве случаев пользователь не должен заботиться о перекодировках текстовых документов, так как это делают специальные программы-конверторы, встроенные в приложения.

Изобилие систем кодирования текстовых данных толкает человека на создание некоторого универсального кода, который подходил бы для всего мира. Одна из трудностей, связанная с созданием единой систе­мы кодирования, заключается в ограничении количества кодов (256). Очевидно, что если увеличить длину кода с восьми до шестнадцати разрядов, то диапазон значений кодов увеличится в два раза (65536). Такая система была создана и названа UNICODE. Для представления каждого символа в этом стандарте используются два байта: один байт для кодирования символа, другой для кодирования признака. Тем са­мым обеспечивается информационная совместимость данного способа кодирования со стандартом ASCII. Двухбайтовое описание кодов сим­волов позволяет закодировать очень большое число символов из раз­личных письменностей. Так, в документах Unicode могут соседствовать русские, латинские, греческие буквы, китайские иероглифы и матема­тические символы.

Таблица Unicode разделена на несколько областей. Область с кодами от 0000 до 007F содержит символы набора Latin 1 (младшие байты соответс­твуют кодировке ISO 8859-1). Далее идут области, в которых расположены знаки различных письменностей, а также знаки пунктуации и техничес­кие символы. Часть кодов зарезервирована для использования в будущем (29000). 6000 кодовых комбинаций оставлено программистам.

Символам кириллицы выделены коды в диапазоне от 0400 до 0451.

Использование Unicode значительно упрощает создание многоязычных документов, публикаций и программных приложений.

V Закрепление

1. Декодируйте следующий текст, заданный десятичным кодом.

077; 105; 099; 114; 111; 083; 111; 102; 116;

087; 111; 114; 100

• прочитайте, что у вас получилось?

• Что это за программа? (программа для создания, редактирования, форматирования, сохранения и организации печати текстовых документов)

VI Практическая работа

А сейчас с помощью этой программы мы узнаем как определить числовой код символа и наоборот по числовому коду определить сам символ на компьютере.

Для этого вы пересядете за компьютеры, откроете программу MS Word, и пользуясь пояснениями, которые лежат перед компьютерами выполните практическую работу.

Начиная с 1997 года широкое распространение получила новая кодировка под названием Unicode, которая для кодирования одного символа отводит не 1 байт, а два, поэтому с помощью ее можно закодировать 65536 различных символа. Используя кодировку Unicode закодируйте слово «Кодирование»

Порядок действий:

1. Пуск / Программы / Microsoft Word

2. Вставка / Символ / Times New Roman

3. Выделив нужную букву надо нажать кнопку «Клавиша», появится диалоговое окно, в котором будет записан числовой код символа, затем нажать кнопку «закрыть» и т.д.

Этим способом закодируйте слово «Кодирование»

1. Закройте таблицу символов

II Определение символа по числовому коду

Используя кодировку СР1251, декодируйте предложенный текст.

Порядок действий:

1. Пуск / Программы / Microsoft Word

2. Включите дополнительную малую клавиатуру (нажмите клавишу Num Lock)

3. Нажмите и не отпуская клавишу Alt наберите первое четырехзначное число, затем отпустите клавишу Alt, у вас на экране появится соответствующая буква и т. д.

Этим способом декодируйте следующий текст:

1) 0210, 0238, 0044, 0095, 0247, 0242, 0238, 0095, 0236, 0251, 0095, 0231, 0237, 0224, 0229, 0236, 0095, 0045, 0095, 0238, 0227, 0240, 0224, 0237, 0232, 0247, 0229, 0237, 0238, 044, 0095, 0224, 0095, 0242, 0238, 0044, 0095, 0247, 0242, 0238, 0095, 0236, 0251, 0095, 0237, 0229, 0095, 0231, 0237, 0224, 0229, 0236, 0095, 0045, 0095, 0225, 0229, 0241, 0234, 0238, 0237, 0229, 0247, 0237, 0238, 0046.

(Проверьте свои результаты по таблице.)

VII Итог урока

«То, что мы знаем – ограничено, а то, что мы не знаем - бесконечно.»

Эти слова принадлежат французскому астроному, математику, физику Пьеру Лапласу, жившему в 18 веке; и сегодня мы сделали еще один шаг в эту бесконечность.

• Как кодируются символы текста?

• Какие существуют кодировки букв?

• Чем различаются существующие кодировки русских букв?

• За активную работу на уроке оценку пять получают …

VIII Домашнее задание

Придумать свою кодировку текстовых символов

Задания для закрепления

1. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объем следующего высказывания Жан-Жака Руссо в битах:

Тысячи путей ведут к заблуждению, к истине – только один.

1. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объем следующего высказывания Алексея Толстого в битах:

Не ошибается тот, кто ничего не делает, хотя это и есть его основная ошибка.

1. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объем следующего высказывания Рене Декарта в битах:

Я мыслю, следовательно, существую.

1. В кодировке Unicode на каждый символ отводится два байта. Определите информационный объем слова из двадцати четырех символов в этой кодировке в битах.

2. Считая, что каждый символ кодируется 16-ю битами, оцените информационный объем в битахследующей пушкинской фразы в кодировке Unicode:

Привычка свыше нам дана: Замена счастию она.

1. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем в битах следующего предложения из пушкинского четверостишия:

Певец-Давид был ростом мал, Но повалил же Голиафа!

1. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем в битах следующего предложения:

Мой дядя самых честных правил, Когда не в шутку занемог, Он уважать себя заставил И лучше выдумать не мог.

1. Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке, первоначально записанного в 8-битном коде, в 16-битную кодировку Unicode. При этом информационное сообщение увеличилось на 2048 байт. Каков был информационный объем сообщения в Кбайтах до перекодировки?

2. Считая, что каждый символ кодируется 16-ю битами, оцените информационный объем в битах следующей фразы в кодировке Unicode:

В шести литрах 6000 миллилитров.

1. Считая, что каждый символ кодируется 16-ю битами, оцените информационный объем в битах следующего предложения:

Блажен, кто верует, тепло ему на свете!

1. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем в битах следующего предложения:

Белеет Парус Одинокий В Тумане Моря Голубом!

1. Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке, первоначально записанного в 16-битном коде Unicode, в 8-битную кодировку
   КОИ-8. При этом информационное сообщение уменьшилось на 800 бит. Какова длина сообщения в символах?

2. В таблице ниже представлена часть кодовой таблицы ASCII:

Каков шестнадцатеричный код символа «p» ?

1. В таблице ниже представлена часть кодовой таблицы:

Каков шестнадцатеричный код символа «я» ?

1. Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке, первоначально записанного в 16-битном коде Unicode, в 8-битную кодировку
   КОИ-8. При этом информационное сообщение уменьшилось на 160 бит. Какова длина сообщения в символах?

2. Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке длиной 8 символов, первоначально записанного в 16-битном коде Unicode, в 8-битную кодировку КОИ-8. На сколько байт уменьшился при этом информационный объем сообщения?

3. Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке, первоначально записанного в 16-битном коде Unicode, в 8-битную кодировку
   КОИ-8. При этом информационное сообщение уменьшилось на 240 бит. Какова длина сообщения в символах?

4. Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке длиной в 20 символов, первоначально записанного в 16-битном коде Unicode, в 8-битную кодировку КОИ-8. На сколько байт уменьшилось при этом информационное сообщение?

5. Информационный объем сообщения равен 40960 бит. Чему равен объем этого сообщения в Кбайтах?

6. В таблице ниже представлена часть кодовой таблицы ASCII:

Каков шестнадцатеричный код символа «R» ?

1. В кодировке КОИ-8 каждый символ кодируется одним байтом. Определите информационный объем следующего сообщения в битах в этой кодировке:

У сильного всегда бессильный виноват.

1. В таблице ниже представлена часть кодовой таблицы ASCII:

Каков восьмеричный код символа «a» ?

1. В таблице ниже представлена часть кодовой таблицы ASCII:

Каков восьмеричный код символа «C» ?

1. В таблице ниже представлена часть кодовой таблицы ASCII:

Каков восьмеричный код символа «t» ?

1. В таблице ниже представлена часть кодовой таблицы ASCII:

Каков восьмеричный код символа «M» ?

1. В таблице ниже представлена часть кодовой таблицы ASCII:

Каков восьмеричный код символа «Z» ?

27) Для кодирования букв А, Б, В, Г решили использовать двухразрядные последовательные двоичные числа (от 00 до 11 соответственно). Если таким способом закодировать последовательность символов ГБАВ и записать результат в шестнадцатеричной системе счисления, то получится:

1) 132₁₆ 2) D2₁₆ 3) 3102₁₆ 4) 2D₁₆

28) Для кодирования букв А, Б, В, Г решили использовать двухразрядные последовательные двоичные числа (от 00 до 11 соответственно). Если таким способом закодировать последовательность символов ГБВА и записать результат шестнадцатеричным кодом, то получится:

1) 138₁₆ 2) DBCA₁₆ 3) D8₁₆ 4) 3120₁₆

29) Для 5 букв латинского алфавита заданы их двоичные коды (для некоторых букв - из двух бит, для некоторых - из трех). Эти коды представлены в таблице:

a b c d e

000 110 01 001 10

Определите, какой набор букв закодирован двоичной строкой 1100000100110

1) baade 2) badde 3) bacde 4) bacdb

30) Для кодирования букв А, Б, В, Г используются четырехразрядные последовательные двоичные числа от 1000 до 1011 соответственно. Если таким способом закодировать последовательность символов БГАВ и записать результат в восьмеричном коде, то получится:

1) 175423 2) 115612 3) 62577 4) 12376

31) Для кодирования букв А, В, С, D используются трехразрядные последовательные двоичные числа, начинающиеся с 1 (от 100 до 111 соответственно). Если таким способом закодировать последовательность символов CDAB и записать результат в шестнадцатеричном коде, то получится:

1) А52₁₆ 2) 4С8₁₆ 3) 15D₁₆ 4) DE5₁₆

32) Для кодирования букв К, L, М, N используются четырехразрядные последовательные двоичные числа от 1000 до 1011 соответственно. Если таким способом закодировать последовательность символов KMLN и записать результат в восьмеричном коде, то получится:

1) 84613₈ 2) 105233₈ 3) 12345₈ 4) 776325₈

33) Для 5 букв латинского алфавита заданы их двоичные коды (для некоторых букв – из двух бит, для некоторых – из трех). Эти коды представлены в таблице:

а b с d е

100 110 011 01 10

Определите, какой набор букв закодирован двоичной строкой 1000110110110, если известно, что все буквы в последовательности – разные: 1) cbade 2) acdeb 3) acbed 4) bacde

34) Для 6 букв латинского алфавита заданы их двоичные коды (для некоторых букв из двух бит, для некоторых – из трех). Эти коды представлены в таблице:

А В С D Е F

00 100 10 011 11 101

Определите, какая последовательность из 6 букв закодирована двоичной строкой 011111000101100.

1) DEFBAC 2) ABDEFC 3) DECAFB 4) EFCABD

35) Для кодирования букв А, В, С, D используются четырехразрядные последовательные двоичные числа, начинающиеся с 1 (от 1001 до 1100 соответственно). Если таким способом закодировать последовательность символов CADB и записать результат в шестнадцатеричном коде, то получится:

1) AF52₁₆ 2) 4CB8₁₆ 3) F15D₁₆ 4) В9СА₁₆

36) Для передачи по каналу связи сообщения, состоящего только из букв А, Б, В, Г, решили использовать неравномерный по длине код: A=01, Б=1, В=001. Как нужно закодировать букву Г, чтобы длина кода была минимальной и допускалось однозначное разбиение кодированного сообщения на буквы?

1) 0001 2) 000 3) 11 4) 101

37) Для передачи по каналу связи сообщения, состоящего только из букв А, Б, В, Г, решили использовать неравномерный по длине код: A=0, Б=100, В=110. Как нужно закодировать букву Г, чтобы длина кода была минимальной и допускалось однозначное разбиение кодированного сообщения на буквы?

1) 101 2) 10 3) 11 4) 01

38) Для передачи по каналу связи сообщения, состоящего только из букв А, Б, В, Г, решили использовать неравномерный по длине код: A=00, Б=11, В=100. Как нужно закодировать букву Г, чтобы длина кода была минимальной и допускалось однозначное разбиение кодированного сообщения на буквы?

1) 010 2) 10 3) 01 4) 011

39) Для передачи по каналу связи сообщения, состоящего только из букв А, Б, В, Г, решили использовать неравномерный по длине код: A=1, Б=000, В=001. Как нужно закодировать букву Г, чтобы длина кода была минимальной и допускалось однозначное разбиение кодированного сообщения на буквы?

1) 00 2) 01 3) 11 4) 010