
План-конспект уроку на тему "Інформатика. Поняття інформації і повідомлення. Інформація та інформаційні процеси."
Тема уроку: Інформатика. Поняття інформації і повідомлення. Інформація та інформаційні процеси.
Мета уроку: дати учням основні поняття про інформацію та інформаційні процеси.
Тип уроку: урок вивчення нового матеріалу.
Вид уроку: урок-бесіда.
Хід уроку.
1. Організаційна частина.
Записати на дошці тему: “Інформатика. Поняття інформації і повідомлення. Інформація інформаційні процеси”.
2. Пояснення нового матеріалу.
Ми починаємо вивчати новий предмет – інформатику. Дамо визначення цьому предмету.
Інформатика – це технічна наука, що систематизує прийоми створення, збереження, відтворення, обробки і передачі даних засобами обчислювальної техніки , а також принципи функціонування цих засобів і методи керування ними.
Слово інформатика походить від французького слова Informatique, утвореного в результаті об'єднання термінів Informacion (інформація) і Automatique (автоматика), що виражає її суть як науки про автоматичну обробку інформації. Крім Франції термін інформатика використовується в ряді країн Східної Європи. У той же час, у більшості країн Західної Європи і США використовується інший термін – Computer Science (наука про засоби обчислювальної техніки).
Давайте розглянемо такі поняття як речовина та енергія.
Речовина – це усе, що навколо нас, це повітря і вода, гори і трави, хліб і метал. Речовина – це те, що ми їмо, чим дихаємо, з чого шиємо одяг, робимо телевізори і шкільні зошити. Нарешті, ми самі, наше тіло, мускули і нерви, кров і шкіра, – усе це теж речовина, атоми і молекули.
Енергія приводить наш світ у рух. Енергія хімічних реакцій дає силу мускулам, енергія сонячних променів підніме хліби, електрична енергія рухає потяги і запалює лампочки в наших будинках.
Речовина й енергія – це дві найважливіші сутності нашого світу, два найважливіші його доданки. Але є ще щось настільки ж значне і не менш важливе для існування рослин, тварин, людини і людського суспільства в цілому. Ця третя найважливіша сутність нашого світу – інформація.
Інформація – це не тільки зведення з книги, газетної замітки передачі новин, але і зведення, що зберігаються в рельєфі ключа, у структурі складної біологічної молекули, у радіосигналах, переданих на космічний корабель. Інформація в рельєфі ключа дозволяє відкрити з його допомогою визначений (“свій”) замок; інформація в радіосигналах із Землі увімкне двигун на космічному кораблі і переводить корабель на іншу орбіту; інформація, відбита в структурі біологічної молекули, дозволяє живій клітці робити визначені білки для нових чи тканин для знищення мікробів, що потрапили в організм.
У яких процесах бере участь інформація, що з нею відбувається в цих процесах? Кожний з нас чув, що інформацію можна збирати, зберігати, передавати, обробляти і використовувати. Дивлячись на дорогу, по якій ми йдемо, ми збираємо інформацію за допомогою зору. У нервовій тканині ока інформація складним образом перетвориться і передається в зорові відділи головного мозку. Тут вона піддається подальшій обробці, і результат обробки негайно використовується: до наших м'язів надходять сигнали (інформація!) – і ми обходимо калюжі, переступаємо через камені.
А от ще одна система збору і переробки інформації в нашому організмі – система терморегуляції. Наша шкіра містить близько 300 тис. кліток-датчиків, що збирають інформацію про температуру тіла. Зібрана інформація попадає у визначені ділянки головного мозку: центри тепловіддачі (керують охолодженням тіла) і теплопродукції (керують нагріванням). У цих центрах інформація обробляється й у разі потреби нагрівання, наприклад, інтенсивніше прокачується тепла кров по судинах, а для охолодження - підсилюється процес потовиділення. Якщо центри теплопродукції “дезінформувати” (наприклад, дратуючи їхнім електричним струмом), то вони можуть розігріти тіло аж до смертельної температури.
У кожнім з величезного різноманіття пристроїв і систем, створених людством, у тім чи іншому ступені відбуваються збір і обробка інформації. Навіть найпростіший автомат для продажу газованої води, одержавши монету, збирає інформацію про неї (вага, розміри), аналізує цю інформацію й або повертає невідповідну монету, або наливає склянка води. Існують вже і пристрою, що у юрбі людей можуть виділити порушників загальноприйнятого порядку і затримати їхній! Саме так працюють автомати на вході в метро.
Протягом усієї своєї історії людство опановувало речовиною, енергією й інформацією. Цілі епохи в розвитку людства одержали назва по імені найбільш передової технології цієї епохи. Так, «кам'яний вік» – це епоха технології обробки каменю для одержання знарядь праці, «бронзове століття» – епоха оволодіння технологією обробки металу, «століття друкарства» – епоха оволодіння новими методами поширення інформації, «століття електрики» – епоха оволодіння новими видами енергії. Ще двадцять-тридцять років тому говорили, що наступило «атомне століття», зараз усі частіше можна почути про «століття інформації» і столітті «ЕОМ».
Потреба виразити і передати інформацію привела до появи мови, писемності, образотворчого мистецтва, викликала до життя друкарство, поштовий зв'язок, телеграф, телефон, радіо і телебачення. Чому ж про «століття інформації» заговорили тільки тепер, після появи ЕОМ?
Справа в тім, що технологія робить на суспільство революційний вплив лише тоді, коли вона знаходить загальний, універсальний характер.
Поява ЕОМ універсальної машини для обробки інформації – означає початок революції в області нагромадження, передачі й обробки інформації.
Ту саму інформацію можна представити і передати по-різному. У стародавньому телеграфі, наприклад, інформація кодувалася і передавалася за допомогою абетки Морзе – у виді послідовностей із крапок і тирі. У книгах і газетах інформація передається у виді текстів і зображень. Фразу, закодовану крапками і тирі абетки Морзе, можна надрукувати буквами на друкарській машинці, вимовити, передати жестами і т.д.
У сучасній обчислювальній техніці інформація найчастіше кодується за допомогою послідовностей сигналів всього двох видів: намагнічене чи не намагнічене, включене чи виключене, висока чи низька напруга і т.д. Прийнята позначати один стан цифрою 0, а інше – 1. Таке кодування називається двійковим кодуванням, а цифри 0 і 1 називаються бітами (від англійського слова bit - binary digit - двійкова цифра).
При двійковому кодуванні текстової інформації кожному символу зіставляється його код - послідовність з фіксованої кількості нулів і одиниць. У сучасних комп'ютерах кожному символу відповідає послідовність з 8 нулів і одиниць, називана байтом (англ. byte). Усього існує 256 різних послідовностей з 8 нулів і одиниць – це дозволяє закодувати 256 різних символів, наприклад великі і малі букви російського і латинського алфавітів, цифри, розділові знаки і т.д. Відповідність байтів символів задається за допомогою таблиці, у якій для кожного коду указується відповідний символ. От фрагмент такої таблиці для кодування КОИ-8:
00100000 пробіл 00110000 0 01000000 @
00100001 ! 00110001 1 01000001 A
00100010 “ 00110010 2 01000010 B
00100011 # 00110011 3 01000011 C
00100100 $ 00110100 4 01000100 D
Послідовностями нулів і одиниць можна закодувати і графічну інформацію. Вдивитеся в газетну фотографію, і ви побачите, що вона складається з дрібних крапок. У більшості газет фотографії містять 24 крапки на сантиметр довжини , тобто фотографія розміром 10х10 сантиметрів складається приблизно з 60 тис. крапок. Якщо це тільки чорні і білі крапки, то кожну з них можна закодувати 1 битому, а усю фотографію – послідовністю з 60 тис. біт. Якщо крапки бувають різні, то одним бітом для крапки не обійтися. Два біти дозволяють закодувати 4 відтінки крапок: 00 – білий, 01 – ясно-сірий, 10 – темно-сірий, 11 – чорний. Три біти дозволяють закодувати 8 відтінків і т.д.
А как узнать количество информации в сообщениях, в каких единицах эту информацию измерять? Для двоичных сообщений в качестве такой числовой меры используется количество бит в сообщении. Это количество называют информационным объемом сообщения. Например, сообщение «МИРУ МИР» имеет информационный объем 8 байт (64 бит).
Поряд з бітами та байтами для виміру кількості інформації в двійкових повідомленнях використовуються і більш великі одиниці:
1 Кбит = 210 = 1024 біт
1 Мбит = 220 = 1048576 біт
1 Гбит = 230 = 109 біт
1 Кбайт = 210 = 1024 байт
1 Мбайт = 220 = 1048576 байт
1 Гбайт = 230 = 109 байт
3. Закріплення нового матеріалу.
Запитання:
1) Приведіть кілька побутових прикладів одержання, збереження, передачі, обробки, використання інформації.
2) Скільки існує різних послідовностей з 4 нулів і одиниць?
4. Підсумки, домашнє завдання.
Запишіть завдання до дому:
Задача 1
Вважаючи, що кожен символ кодується одним байтом, визначите приблизно інформаційний обсяг:
а) вашого шкільного щоденника;
б) підручників у вашому портфелі;
в) класного журналу.
Задача 2
Людина здатна розрізнити приблизно 100 градацій яскравості. Скільки біт необхідно, щоб їх закодувати.