Урок по теме «Кодирование» (информатика, 10 класс, технология РКМЧП) по учебнику «Информатика» углублённый уровень К.Ю. Полякова и Е.А.Ерёмина

Прядкина Елена Владимировна

ГБОУ СОШ № 782 г. Москва

Учитель информатики

Эффективная лекция на уроке информатики в 10 классе.

Раздел: «Кодирование информации»

Цели урока:

• Сформировать представление о проблеме кодирования как одной из важнейших проблем работы с информацией;

• Сформировать понятие о сущности кодирования;

• Раскрыть понятие «двоичное кодирование»;

• Развивать умение критически анализировать информацию, способность её систематизировать, оценивать, использовать с целью создания прогноза.

Организация работы

Ход урока

Стадия вызова

На доске записывается тема, сделана заготовка таблицы.

1. Организационная часть урока.

2. Введение в тему.

На предыдущих уроках мы уже узнали с вами, что для хранения и передачи информации нужно записать её, зафиксировать на некотором языке (с помощью какого-либо алфавита), то есть закодировать. Выбор способов кодирования информации с целью дальнейшей работы с ней является одной из важнейших проблем человечества на современном этапе. Изучению этой проблемы и будет посвящён сегодняшний урок. Я прочту вам лекцию, в которой будет говориться о том, как решался вопрос кодирования информации нашими предками и расскажу о шифровании как одном из способов кодирования.

Вопрос классу

Обсуждение в парах

Сейчас я хочу задать вам вопросы: какие способы кодирования информации (как буквенной, так и числовой) вам известны, в каком случае применяется тот или иной способ кодирования информации, в чём суть этих методов?

Этот вопрос вы можете обсудить в парах. При этом все ваши идеи записывайте в таблицу в тетради.

Название способа кодирования

Суть способа кодирования

В каких случаях применяется (примеры)

Обобщение

Давайте теперь вместе заполним таблицу на доске (учитель записывает все мнения в таблицу на доске, ребята дополняют свои записи в тетрадях, если они считают их правильными)

Стадия осмысления содержания

Чтение лекции

3. Изучение новой темы. Теперь я прошу вас прослушать первую часть лекции, при этом первый вариант будет подчёркивать в своих таблицах то, что получит подтверждение по ходу моего рассказа, а второй вариант должен будет дополнить свои таблицы новыми идеями из содержания лекции. Приложение 1

Стадия рефлексии

Мозговая атака и фронтальный опрос.

На этом первая часть лекции закончилась. В течение 3 минут посмотрите в свои записи и обменяйтесь информацией в парах. Давайте исправим информацию в таблице на доске и допишем её (опрос класса по желанию)

Вопросы учителя:

1. Что такое кодирование?

2. Зачем кодируют информацию?

3. Что такое код?

4. Какой алфавит используется в коде Морзе?

5. Какие буквы в коде Морзе имеют самые короткие коды? Почему?

6. Почему в коде Морзе необходим символ-разделитель?

7. В каком случае используется транслитерация?

8. Где сейчас используются числа, записанные в римской системе счисления?

Стадия вызова

Во второй части лекции говорится о способе кодирования информации в современном компьютере – о двоичном кодировании.

Мозговая атака

Обобщение

В течении 3 минут подумайте в парах и запишите: почему способ кодирования информации в современных компьютерах называется двоичным и в чём суть этого метода, является ли двоичный код равномерным или нет? Как связаны между собой длина кода и количество вариантов, которые надо закодировать?

Запишем кратко на доске ответы на вопросы.

Стадия осмысления содержания

После того как мы обобщили наши знания по данному вопросу, я предлагаю вам прослушать вторую часть лекции. При этом первый вариант будет отмечать в своих тетрадях новые идеи, а второй вариант будет подчёркивать в своих записях то, что подтвердилось, и отмечать знаком «-» то, что не нашло своего подтверждения в содержании лекции.

Приложение 2.

Стадия рефлексии

Учитель предлагает учащимся обсудить полученные результаты.

Учитель предлагает ребятам разобраться с методами решения задач.

Пример решения задач.

На этом наша лекция заканчивается. В течение 3 минут проверьте ваши записи и поделитесь друг с другом впечатлениями от выполненных вами заданий.

Вопросы учителя:

1. Какое кодирование называют двоичным?

2. Можно ли при двоичном кодировании использовать не 0 и 1, а другие знаки(например, буквы А и В)?

3. Объясните, как при двоичном кодировании связаны длина сообщения и количество информации в нём.

Задача: номера спортсменов в интервале от 1 до 200 кодируются двоичным кодом. Каков информационный объём сообщения о номерах первых 20 спортсменах, пришедших к финишу?

Решение.

1.Определяем количество битов, которое нужно использовать для кодирования номера спортсмена в интервале от 1 до 200.

128 ˂ 200 ˂ 256=2⁸ – 8 битов

2. чтобы передать информации о номерах первых 20 спортсменов, пришедших к финишу, информационный объём такого сообщения будет равен 8 * 20 = 160 битов = 20 байтов.

Домашнее задание:

• составить опорный конспект изученного на уроке текста (очень кратко);

• решить задачи: 1.Алфавит языка «амба-карамба» состоит из 5 букв. Сколько различных четырёхбуквенных слов можно образовать в этом языке?

2. Какое наименьшее число символов должно быть в алфавите, чтобы с помощью всевозможных трёхбуквенных слов, состоящих из символов данного алфавита, можно было передать не менее 9 различных сообщений?

3.Световое табло состоит из светящихся элементов, каждый из которых может гореть одним из двух различных цветов. Сколько различных сообщений можно передать с помощью табло, состоящего из 5 таких элементов?

Дополнительно (по желанию): предложите какой-нибудь способ перехода от шрифта Брайля к двоичному кодированию.

Приложение 1

Кодирование – это представление информации в форме, удобной для её хранения, передачи и обработки. Правило такого преобразования называется кодом. Кодом называют также набор знаков закодированного сообщения.

В зависимости от конкретной задачи информация может кодироваться разными способами. Например, фраза «Привет, Вася!»может быть закодирована транслитом (так сокращённо называют транлитерацию – русский текст, записанный латинскими буквами): «Privet, Vasya!». Такой метод используют в электронных письмах, когда у одного собеседника (или у обоих) на компьютерах нет поддержки русского языка. То же самое сообщение можно просто перевести на английский (или какой-нибудь другой) язык, если собеседник не знает русского языка. А можно даже зашифровать: «Рейгжу-!Гбта»». Шифрование – это один из способов кодирования, при котором нужно скрыть смысл сообщения от посторонних. Это сообщение зашифровано с помощью шифра Цезаря.

Для кодирования числовой информации в разных ситуациях тоже используют разные способы. Например, число 21 можно записать как XXI ( в римской системе счисления) или «двадцать один» ( в финансовых документах).

Долгое время для передачи сообщений по телеграфу и радио применялся код Морзе, предложенный американским художником и изобретателем Самуэлем Морзе. В этом коде все буквы и цифры кодируются в виде различных последовательностей точек и тире. Код Морзе – неравномерный, т. е. коды символов могут быть разной длины. Для сокращения общего времени передачи буквы, которые встречаются чаще, имеют более короткие коды. Чтобы узнать, как часто встречается каждая буква в текстах, Морзе посетил типографию и подсчитал количество используемых литер с изображениями разных букв. Поэтому английская буква «Е», которая встречается в текстах чаще всего, получила код *. Коды Морзе для русских букв совпадают с кодами похожих по звучанию английских букв, например. Коды букв «Л» и «L» одинаковы.

Чтобы отделить последовательности (коды букв) друг от друга, вводят ещё один символ – пробел (пауза). Если бы не было разбивки на буквы, текст перестал бы расшифровываться однозначно.

Приложение 2

Для передачи информации обязательно нужно, чтобы свойства носителя как-то изменялись. Самый простой используемый код должен содержать, по крайней мере, два знака. Такое кодирование называется двоичным. Оно используется практически во всех современных компьютерах.

Например, 00 –А, 01 – Б, 10 – В, 11 – Г. Тогда сообщение АБАВГБ можно закодировать как 000100101101.

Кодирование чисел с помощью нулей и единиц впервые применил в своей (механической) вычислительной машине немецкий мыслитель Готфрид Вильгельм Лейбниц в конце XVII века. Затем, уже в середине XX века, двоичное кодирование информации стало повсеместно применяться для электронных компьютеров.

Чаще всего используется равномерный код, когда все символы исходного сообщения кодируются с помощью одинакового количества двоичных знаков. Каждый знак соответствует выбору одного из двух вариантов 90 или 1), поэтому несёт 1 бит информации.

Длина кода определяется количеством вариантов, которые нужно закодировать. Поскольку алфавит двоичного кода содержит 2 символа, применяя общую формулу получим количество различных сообщений длиной N битов:

Q = 2^N. Если заданное количество вариантов не равно степени числа 2, выбирают длину кода с запасом.

Примечание. Для создания приложения 1 и 2 использовался текст учебника «Информатика» углублённый уровень, авторы К.Ю. Поляков, Е.А.Ерёмин с. 60 - 65

8