Кодирование текстовой информации в компьютере - порой неотъемлемое условие корректной работы устройства или отображения того или иного фрагмента. Как происходит этот процесс в ходе работы компьютера с текстом и визуальной информацией, звуком - все это мы разберем в данной статье.
Вступление
Электронная вычислительная машина (которую мы в повседневной жизни называем компьютером) воспринимает текст весьма специфично. Для нее кодирование текстовой информации очень важно, поскольку она воспринимает каждый текстовый фрагмент в качестве группы обособленных друг от друга символов.
Какие бывают символы?
В роли символов для компьютера выступают не только русские, английские и другие буквы, но и еще знаки препинания, а также другие знаки. Даже пробел, которым мы разделяем слова при печатании на компьютере, устройство воспринимает как символ. Чем-то очень напоминает высшую математику, ведь там, по мнению многих профессоров, ноль имеет двойное значение: он и является числом, и одновременно ничего не обозначает. Даже для философов вопрос пробела в тексте может стать актуальной проблемой. Шутка, конечно, но, как говорится, в каждой шутке есть доля правды.
Какая бывает информация?
Итак, для восприятия информации компьютеру необходимо запустить процессы обработки. А какая вообще бывает информация? Темой этой статьи является кодирование текстовой информации. Мы уделим особенное внимание этой задаче, но разберемся и с другими микротемами.
Информация может быть текстовой, числовой, звуковой, графической. Компьютер должен запустить процессы, обеспечивающие кодирование текстовой информации, чтобы вывести на экран то, что мы, например, печатаем на клавиатуре. Мы будем видеть символы и буквы, это понятно. А что же видит машина? Она воспринимает абсолютно всю информацию - и речь сейчас идет не только о тексте - в качестве определенной последовательности нулей и единиц. Они составляют основу так называемого двоичного кода. Соответственно, процесс, который преобразует поступающую на устройство информацию в понятную ему, имеет название “двоичное кодирование текстовой информации”.
Краткий принцип действия двоичного кода
Почему наибольшее распространение в электронных машинах получило именно кодирование информации двоичным кодом? Текстовой основой, которая кодируется при помощи нулей и единиц, может быть абсолютно любая последовательность символов и знаков. Однако это не единственное преимущество, которое имеет двоичное текстовое кодирование информации. Все дело в том, что принцип, на котором устроен такой способ кодирования, очень прост, но в то же время достаточно функционален. Когда есть электрический импульс, его маркируют (условно, конечно) единицей. Нет импульса - маркируют нулем. То есть текстовое кодирование информации базируется на принципе построения последовательности электрических импульсов. Логическая последовательность, составленная из символов двоичного кода, называется машинным языком. В то же время кодирование и обработка текстовой информации при помощи двоичного кода позволяют осуществлять операции за достаточно краткий промежуток времени.
Биты и байты
Цифра, воспринимаемая машиной, кроет в себе некоторое количество информации. Оно равно одному биту. Это касается каждой единицы и каждого нуля, которые составляют ту или иную последовательность зашифрованной информации.
Соответственно, количество информации в любом случае можно определить, просто зная количество символов в последовательности двоичного кода. Они будут численно равны между собой. 2 цифры в коде несут в себе информацию объемом в 2 бита, 10 цифр - 10 бит и так далее. Принцип определения информационного объема, который кроется в том или ином фрагменте двоичного кода, достаточно прост, как вы видите.
Кодирование текстовой информации в компьютере
Вот сейчас вы читаете статью, которая состоит из последовательности, как мы считаем, букв алфавита русского языка. А компьютер, как говорилось ранее, воспринимает всю информацию (и в данном случае тоже) в качестве последовательности не букв, а нулей и единиц, обозначающих отсутствие и наличие электрического импульса.
Все дело в том, что закодировать один символ, который мы видим на экране, можно при помощи условной единицы измерения, называемой байтом. Как написано выше, у двоичного кода есть так называемая информационная нагрузка. Напомним, что численно она равняется суммарному количеству нулей и единиц в выбранном фрагменте кода. Так вот, 8 бит составляют 1 байт. Комбинации сигналов при этом могут быть самыми разными, как это легко можно заметить, нарисовав на бумаге прямоугольник, состоящий из 8 ячеек равного размера.
Выходит, что закодировать текстовую информацию можно при помощи алфавита, имеющего мощность 256 символов. В чем заключается суть? Смысл кроется в том, что каждый символ будет обладать своим двоичным кодом. Комбинации, “привязываемые” к определенным символам, начинаются от 00000000 и заканчиваются 11111111. Если переходить от двоичной к десятичной системе счисления, то кодировать информацию в такой системе можно от 0 до 255.
Не стоит забывать о том, что сейчас есть различные таблицы, которые используют кодировку букв русского алфавита. Это, например, ISO и КОИ-8, Mac и CP в двух вариациях: 1251 и 866. Легко убедиться в том, что текст, закодированный в одной из таких таблиц, не отобразится корректно в отличной от данной кодировке. Это происходит из-за того, что в разных таблицах к одному и тому же двоичному коду соответствуют различные символы.
Поначалу это было проблемой. Однако в настоящее время в программах уже встроены специальные алгоритмы, которые конвертируют текст, приводя его к корректному виду. 1997 год ознаменовался созданием кодировки под названием Unicode. В ней каждый символ имеет в своем распоряжении сразу 2 байта. Это позволяет закодировать текст, имеющий гораздо большее количество символов. 256 и 65536: есть ведь разница?
Кодирование графики
Кодирование текстовой и графической информации имеет некоторые схожие моменты. Как известно, для вывода графической информации используется периферийное устройство компьютера под названием “монитор”. Графика сейчас (речь идет сейчас именно о компьютерной графике) широко используется в самых разных сферах. Благо, аппаратные возможности персональных компьютеров позволяют решать достаточно сложные графические задачи.
Обрабатывать видеоинформацию стало возможным в последние годы. Но текст при этом значительно “легче” графики, что, в принципе, понятно. Из-за этого конечный размер файлов графики необходимо увеличивать. Преодолеть подобные проблемы можно, зная суть, в которой представляется графическая информация.
Давайте для начала разберемся, на какие группы подразделяется данный вид информации. Во-первых, это растровая. Во-вторых, векторная.
Растровые изображения достаточно схожи с клетчатой бумагой. Каждая клетка на такой бумаге закрашивается тем или иным цветом. Такой принцип чем-то напоминает мозаику. То есть получается, что в растровой графике изображение разбивается на отдельные элементарные части. Их именуют пикселями. В переводе на русский язык пиксели обозначают “точки”. Логично, что пиксели упорядочены относительно строк. Графическая сетка состоит как раз из определенного количества пикселей. Ее также называют растром. Принимая во внимание эти два определения, можно сказать, что растровое изображение является не чем иным, как набором пикселей, которые отображаются на сетке прямоугольного типа.
Растр монитора и размер пикселя влияют на качество изображения. Оно будет тем выше, чем больше растр у монитора. Размеры растра - это разрешение экрана, о котором наверняка слышал каждый пользователь. Одной из наиболее важных характеристик, которые имеют экраны компьютера, является разрешающая способность, а не только разрешение. Оно показывает, сколько пикселей приходится на ту или иную единицу длины. Обычно разрешающая способность монитора измеряется в пикселях на дюйм. Чем больше пикселей будет приходиться на единицу длины, тем выше будет качество, поскольку “зернистость” при этом снижается.
Обработка звукового потока
Кодирование текстовой и звуковой информации, как и другие виды кодирования, имеет некоторые особенности. Речь сейчас пойдет о последнем процессе: кодировании звуковой информации.
Представление звукового потока (как и отдельного звука) может быть произведено при помощи двух способов.
Аналоговая форма представления звуковой информации
При этом величина может принимать действительно огромное количество различных значений. Причем эти самые значения не остаются постоянными: они очень быстро изменяются, и этот процесс непрерывен.
Дискретная форма представления звуковой информации
Если же говорить о дискретном способе, то в этом случае величина может принимать только ограниченное количество значений. При этом изменение происходит скачкообразно. Закодировать дискретно можно не только звуковую, но и графическую информацию. Что касается и аналоговой формы, кстати.
Аналоговая звуковая информация хранится на виниловых пластинках, например. А вот компакт-диск уже является дискретным способом представления информации звукового характера.
В самом начале мы говорили о том, что компьютер воспринимает всю информацию на машинном языке. Для этого информация кодируется в форме последовательности электрических импульсов - нулей и единиц. Кодирование звуковой информации не является исключением из этого правила. Чтобы обработать на компьютере звук, его для начала нужно превратить в ту самую последовательность. Только после этого над потоком или единичным звуком могут совершаться операции.
Когда происходит процесс кодирования, поток подвергается временной дискретизации. Звуковая волна непрерывна, она развивается на малые участки времени. Значение амплитуды при этом устанавливается для каждого определенного интервала отдельно.
Заключение
Итак, что же мы выяснили в ходе данной статьи? Во-первых, абсолютно вся информация, которая выводится на монитор компьютера, прежде чем там появиться, подвергается кодированию. Во-вторых, это кодирование заключается в переводе информации на машинный язык. В-третьих, машинный язык представляет собой не что иное, как последовательность электрических импульсов - нулей и единиц. В-четвертых, для кодирования различных символов существуют отдельные таблицы. И, в-пятых, представить графическую и звуковую информацию можно в аналоговом и дискретном виде. Вот, пожалуй, основные моменты, которые мы разобрали. Одной из дисциплин, изучающей данную область, является информатика. Кодирование текстовой информации и его основы объясняются еще в школе, поскольку ничего сложного в этом нет.
Текстовую информацию кодируют двоичным кодом через обозначение каждого символа алфавита определенным целым числом. С помощью восьми двоичных разрядов возможно закодировать 256 различных символов. Данного количества символов достаточно для выражения всех символов английского и русского алфавитов.
В первые годы развития компьютерной техники трудности кодирования текстовой информации были вызваны отсутствием необходимых стандартов кодирования. В настоящее время, напротив, существующие трудности связаны с множеством одновременно действующих и зачастую противоречивых стандартов.
Для английского языка, который является неофициальным международным средством общения, эти трудности были решены. Институт стандартизации США выработал и ввел в обращение систему кодирования ASCII (American Standard Code for Information Interchange – стандартный код информационного обмена США).
Для кодировки русского алфавита были разработаны несколько вариантов кодировок:
1) Windows-1251 – введена компанией Microsoft; с учетом широкого распространения операционных систем (ОС) и других программных продуктов этой компании в Российской Федерации она нашла широкое распространение;
2) КОИ-8 (Код Обмена Информацией, восьмизначный) – другая популярная кодировка российского алфавита, распространенная в компьютерных сетях на территории Российской Федерации и в российском секторе Интернет;
3) ISO (International Standard Organization – Международный институт стандартизации) – международный стандарт кодирования символов русского языка. На практике эта кодировка используется редко.
Ограниченный набор кодов (256) создает трудности для разработчиков единой системы кодирования текстовой информации. Вследствие этого было предложено кодировать символы не 8-разрядными двоичными числами, а числами с большим разрядом, что вызвало расширение диапазона возможных значений кодов. Система 16-разрядного кодирования символов называется универсальной – UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяет обеспечить уникальные коды для 65 536 символов, что вполне достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков.
Несмотря на простоту предложенного подхода, практический переход на данную систему кодировки очень долго не мог осуществиться из-за недостатков ресурсов средств вычислительной техники, так как в системе кодирования UNICODE все текстовые документы становятся автоматически вдвое больше. В конце 1990-х гг. технические средства достигли необходимого уровня, начался постепенный перевод документов и программных средств на систему кодирования UNICODE.
План-конспект открытого урока по информатике.
Тема «Кодирование текстовой информации» 8 класс.
Цели:
Познакомить учащихся со способами кодирования информации в компьютере;
Рассмотреть примеры решения задач;
Способствовать развитию познавательных интересов учащихся.
Воспитывать выдержку и терпение в работе, чувства товарищества и взаимопонимания.
Задачи:
Формировать знания учащихся по теме “Кодирование текстовой (символьной) информации”;
Содействовать формированию у школьников образного мышления;
Развить навыки анализа и самоанализа;
Формировать умения планировать свою деятельность.
Ход урока:
Организационный момент (1 минута)
Проверка наличия учащихся.
Объявление темы урока (4 минуты)
Первый слайд презентации со словами «Тема урока». Самого названия темы нет. Учащимся предлагается самим назвать тему, используя слова, зашифрованные ребусами:
Объяснение нового материала (25 минут).
Учитель знакомит детей с понятием Криптография, рассказывает об одном из первых шифров - Шифре Цезаря, таким образом, проводя межпредметную связь с уроками истории Древнего мира.
Затем школьникам предлагается задание на кодирование (декодирование) текстовой информации с помощью шифра Цезаря.
Задание продублировано на слайде и в раздаточном материале (Приложение 1).
Связь с историей продолжается при объяснении детям еще одного способа кодирования текстовой информации - азбуки Морзе.
Затем учитель, обращая внимание на то, что в азбуке Морзе используются ДВА символа (точка и тире) подводит к современному способу кодирования текста в компьютере - двоичному кодированию.
Важной составляющей урока при изучении темы «Кодирование текстовой информации» является научить школьников решать задачи на определение информационного объема текстового сообщения. Таким образом, завершающей стадией этапа объяснения нового материала является пример решения подобной задачи.
Закрепление изученного материала (10 минут).
Учащимся предлагается решить самостоятельно задачи, подобные только что разобранной. Задача №3 является заданием с повышенной сложностью, предполагающая не только применение только что полученных знаний, но и умение находить основные условия задачи, отсекая второстепенную и неважную информацию.
Текст заданий продублирован на слайде презентации и в раздаточном материале (Приложение 1).
Итог урока. Домашнее задание. (5 минут)
Учащиеся говорят о теме урока, тех знаниях, которые они получили сегодня, о возникших сложностях при решении заданий. Наиболее активные школьники получают отметки. Учитель задает домашнее задание: записи в тетради, задание на карточке (Приложение 2)
Приложение 1.
Раздаточный материал к уроку
Расшифруйте фразу персидского поэта Джалаледдина Руми «кгнусм ёогкг фесл тцфхя фзужщз фхгрзх ёогксп» , закодированную кодом Цезаря
А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я
Условие: Определить информационный объем фразы
Оптимизм — это недостаток информации. (Текст записан в формате ASCII.)
Задача 1.
Текст в формате ASCII содержит 2 страницы по 64 строки, в каждой по 32 символа. Найдите информационный объем текста.
Задача 2.
Текст в формате Unicode (16 бит на символ) выглядит следующим образом: «Хочешь победить весь мир,то победи самого себя. Ф.М. Достоевский» Определите информационный объем фразы. (Кавычки не учитывать)
Задача 3.*
В алфавите племени Тумбу-Юмбу 16 букв. На этом языке записана конституция из 128 страниц законов и наставлений. Каждая страница - это 256 красочных и высокопарных строк о равенстве людей перед обедом и перед Законом. Строки всегда начинаются с заглавной буквы, а всего букв - 32. Флешку какого объема достаточно иметь вождю племени, чтобы хранить Тумбоюмбскую Конституцию?
P.S. Буквы бывают разные, помните об этом, иначе попадете на обед в качестве главного блюда.
Приложение 2.
Задание для домашней работы.
Текстовый файл в кодировке Unicode содержит 100 листов по 64 строки, по 32 символа в каждой. Каков информационный объем файла?
Текстовый файл в кодировке КОИ-8 содержит 128 листов по 64 строки, по 32 символа в каждой. Его передают за 4 минуты. Какова скорость соединения, по которому идет передача файла?
Конспект урока по теме«Кодирование текстовой информации»
Цели: Создание условий для изучения темы кодирование текстовой информации.
Задачи:
Образовательные: Способствовать запоминанию основной терминологии, формированию представления о кодировании текстовой информации. Формированию умения работать с текстом. Создать условия для расширения и углубления знаний об истории развития кодирования. Способствовать развитию навыков работы в текстовом процессоре.
Воспитательные: Воспитывать интерес к изучаемому предмету; бережное отношение к своему здоровью и здоровью окружающих. Участвовать в формировании позитивного общения «учитель-ученик», «ученик-ученик».
Развивающие: Способствовать владению понятиями и их толкованиям; развитию умения анализировать, выделять главное, обобщать, предметно-речевых навыков говорить, слушать; совершенствовать умение школьников заполнять таблицы. Создавать условия для развития психологических особенностей у учащихся: памяти, мышления, внимания.
Ход урока.
1. Актуализация знаний.
Звучит музыка из кинофильма «Шерлок Холмс». Учитель читает рассказ: «На лестнице раздались тяжелые шаги, и через минуту к нам вошел высокий румяный, чисто выбритый джентльмен. Он уже собирался усесться, как вдруг взор его упал на листок с забавными значками, который я только что рассматривал и оставил на столе.
Что вы об этом думаете, мистер Холмс? – воскликнул он. – Мне рассказывали, что вы большой любитель всяких таинственных случаев. Я вам заранее выслала эту бумажку, чтобы у вас было время изучить ее до моего приезда.
Холм приподнял бумажку, и лучи солнца озарили ее. Это был листок, вырванный из записной книжки. На нем были начертаны карандашом вот такие знаки:
^ 209 236 229 245 ^ - 253 242 238^ ^241 238 235 237 246 229^
Холмс внимательно рассмотрел листок.
Это дело обещает много любопытного и необычайного, - сказал он».
Здравствуйте. Сегодня у нас с вами урок познания тайн. Вы познакомитесь со мной учителем информатики школы №12, меня зовут Алла Владимировна, я с вами. И я надеюсь, что познание этих тайн будет приятным для нас всех. Для того чтобы наш урок принес нам только положительные эмоции, давайте договоримся, что общаться будем при помощи правила поднятой руки.
Как вы думаете, о чем мы будем говорить на уроке? Сформулируйте тему нашего урока? Кодирование или шифрование чего?
Учитель выслушивает варианты и обобщает полученные ответы и сообщает тему урока – «Кодирование текстовой информации».
Как вы думаете, почему мы изучаем эту тему на уроке информатики? Где и для чего используется кодирование информации?
Что вы хотели бы узнать о кодировании текстовой информации?
Как вы думаете, с чего мы должны начать урок?
Вы знаете, что такое кодирование, текстовая информация?
План: 1. Определение понятий.
2. История развития кодирования.
3. Кодировки или как кодируются тексты сейчас.
2. Первичное освоение материала.
Для того чтобы мы понимали сегодня друг друга на уроке и говорили с вами на одном я зыке, мы должны познакомиться с основными понятиями данной темы. У вас на столах есть папка с рабочими листами, сейчас вам понадобиться лист №1. На нем вы видите словарик с терминами, я дам вам 2 минуты внимательно познакомиться с этими терминами. Время пошла, приступаем к работе.
Время для работы истекло. Давайте проверим, как вы усвоили эти понятия. На доске написаны слова и их определения, совместите пожалуйста и получите терминологический словарь.
Мы готовы к познанию тайн, и для этого я предлагаю совершить путешествие на машине времени.
История кодирования насчитывает около 4 тысяч лет. Её можно условно разделить на два периода, в зависимости от того, какие появлялись шифры.
Наша машина времени остановилась в древнем Риме, где был создан один из самых первых известных шифров, который носит имя римского императора Юлия Цезаря (I век до н. э.). Кто знает шифр Цезаря?
Давайте я вам расскажу о нем: суть этого шифра в следующем: каждая буква исходного алфавита заменяется третьей после нее буквой в алфавите, который считает написанным по кругу, т. е. после буквы «Я» следует буква «А». Например, закодируем при помощи шифра Цезаря слово «код» при кодировании шифром Цезаря преобразуется – «нсж». (Учитель на интерактивной доске двигает буквы и дети хором ему помогают).
Теперь я предлагаю вам выполнить задание самим. Переведем слово «Зрение», используя код Цезаря. Один человек выполняет задание у доски, другие в рабочих листах №2.
А теперь давайте расшифруем слово, записанное при помощи шифра Цезаря «НСПТЯБХЗУ». Выполняем в рабочих листах задание №2.
Ответ: «Компьютер».
Как вы думаете, почему я кодировала именно эти слова?
Как работа за компьютером влияет на зрение человека? Можно ли уменьшить это вредное воздействие? Может быть, кто-то знает как?
Сегодня на уроке мы познакомимся с некоторыми способами, позволяющими ослабить это вредное воздействие. Вот первый способ – это упражнения для глаз.
Физкультминутка:
1. Не поворачивая головы, посмотрите «вправо – вверх – влево - вниз», а затем вдаль будем выполнять это упражнение под счет от 1 до 6. Проделать тоже, но «влево – вверх – вправо - вниз» и снова посмотреть вдаль.
2. Возьмите в руки карандаш или ручку. Расположите карандаш на расстоянии вытянутой руки от кончика носа. Приближайте карандаш к носу и следите за ним глазами и возвращайте его в исходное положение. Повторим 3 раза.
3. Положите кончики пальцев на виски, слегка сжав их. 10 раз быстро и легко моргните. Закройте глаза и отдохните, сделав 2-3 глубоких вдоха и выдоха.
Наши глазки отдохнули и мы продолжаем наш урок, а тем временем наша машина времени остановилась в 19 веке.
Нас встречает странный звук. Как вы думаете, что этот звук значит?
Вы правы, это азбука Морзе. Именно с её изобретением связан второй этап развития кодирования текстовой информации. Самюэль Финли Морзе – американский изобретатель и художник, его называли «американским Леонардо да Винчи»
Таблица, при помощи которой записана азбука Морзе, называется кодовая таблица.
Посмотрите внимательно на кодовую таблицу азбуки Морзе. Скажите, какие символы используются при кодировании букв в этой таблице?
Сколько различных символов используется при кодировании?
Как вы думаете, как называется такое кодирование символов?
Такое кодирование называется двоичным, т. е. кодирование, в котором используется алфавит из двух символов «.» и «-«.
3. Осознание и осмысление учебной информации.
Как вы думаете, почему мы остановились именно на двоичном кодировании текстовой информации?
Наша машина времени сообщает нам о том, что пора возвращаться домой в 21 век. Действительно, текстовая информация в современных компьютерах записывается при помощи двоичного кода. Посмотрите на экран вы наверняка не догадывались, что нажимая букву на клавиатуре компьютер, а точнее процессор кодирует ее двоичным кодом, затем перекодирует ее обратно и только после этого вы видите изображение буквы на экране монитора.
4. Первичное закрепление учебного материала.
Сегодня мы с вами познакомимся с одной из кодировок, которая используется для кодирования текстовой информации и в частности для кодирования русского алфавита. У вас на столах есть рабочий лист №3. Возьмите его, прочитайте информацию и ответьте в рабочих листах на вопросы №3 -5.
Время для работы истекло, давайте проверим, что у вас получилось.
Как называется международная таблица кодировки символов? (ASCII) Что эти буквы означают?
Из каких двух частей состоит эта кодовая таблица? (В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования – базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255).
Заполним таблицу:
Перейдем к работе за компьютером. Я предлагаю вам разгадать рецепт витаминного салата. Для этого открой те на рабочем столе компьютера папку «Кодирование информации» и документ «Салат».
На листе вы видите салатницу, в которой вместо ингредиентов находятся их коды, записанные в кодировке ASCII. Определите ингредиенты салата, поставив на место кода соответствующую картинку.
Чтобы развитие дистрофии сетчатки глаза не наступило, в рационе каждого человека должны быть продукты, в которых содержится большое количество бета-каротина, витамина С, Е, лютеина, цинка и омега-3 жира. Можно сделать салат из перца и свеклы – это блюдо еще и очень вкусное, особенно, если приправить его оливковым маслом, или соком цитрусовых. Между прочим туда можно добавить и морковь.
5. Рефлексия (подведение итогов урока).
Вы помните, что сегодня у нас урок познания тайн. Все ли тайны мы сегодня разгадали?
Давайте вернемся к началу урока.
Мы можем разгадать эту тайну сейчас. Какой кодировкой вы пользовались при этом?
«Смех – это солнце: оно прогоняет зиму с человеческого лица» Виктор Гюго. Сейчас на улице зима, недавно были очень сильные морозы, если вы будете улыбаться друг другу, то любая погода вам будет в радость.
Как вы думаете, что еще можно закодировать? Вы когда-нибудь пользовались кодированием в жизни? При помощи написания смс сообщений?
Оказывается, что кроме текста можно закодировать еще и эмоции. При помощи смайликов, которые изображены на доске.
Чтобы оценить наше сотрудничество, я предлагаю вам закодировать свое настроение: в начале урока и в конце урока. Если примеры смайликов с презентации не отразили ваше настроение, можете придумать свои. Спасибо за сотрудничество.
6. Домашнее задание: придумайте своё кодирование русского алфавита и представьте кодировку в форме кодовой таблицы.
Предмет: Информатика.
Класс: 10
Тема урока: “Кодирование текстовой (символьной) информации”.
Тип урока: Обучающий.
Цели урока:
Познакомить учащихся со способами кодирования информации в компьютере;
Рассмотреть примеры решения задач;
Способствовать развитию познавательных интересов учащихся.
Воспитывать выдержку и терпение в работе, чувства товарищества и взаимопонимания.
Формировать знания учащихся по теме “Кодирование текстовой (символьной) информации”;
Содействовать формированию у школьников образного мышления;
Развить навыки анализа и самоанализа;
Формировать умения планировать свою деятельность.
рабочие места учеников (персональный компьютер),
рабочее место учителя,
интерактивная доска,
практикум по информатике и информационным технологиям (авторы: Н. Угринович, Л. Босова, И. Михайлова),
мультимедийный проектор,
мультимедийная презентация,
электронные карточки zadachi.htm, kart_1(2,3).exe.
I. Организационный момент.
На интерактивной доске первый слайд мультимедийной презентации с темой урока.
Учитель: Здравствуйте, ребята. Садитесь. Дежурный, доложите об отсутствующих. (Доклад дежурного). Спасибо.
II. Работа над темой урока.
1. Объяснение нового материала.
Объяснение нового материала проходит в форме эвристической беседы с одновременным показом мультимедийной презентации на интерактивной доске (Приложение 1).
Учитель: Кодирование какой информации мы изучали на предыдущих занятиях?
Ответ : Кодирование числовой информации и представление чисел в компьютере.
Учитель : Перейдём к изучению нового материала. Запишите тему урока “Кодирование текстовой информации” (слайд 1). Рассматриваемые вопросы (слайд 2):
Исторический экскурс;
Двоичное кодирование текстовой информации;
Расчет количества текстовой информации.
Исторический экскурс
Человечество использует шифрование (кодировку) текста с того самого момента, когда появилась первая секретная информация. Перед вами несколько приёмов кодирования текста, которые были изобретены на различных этапах развития человеческой мысли (слайд 3) :
- криптография – это тайнопись, система изменения письма с целью сделать текст непонятным для непосвященных лиц;
- азбука Морзе или неравномерный телеграфный код, в котором каждая буква или знак представлены своей комбинацией коротких элементарных посылок электрического тока (точек) и элементарных посылок утроенной продолжительности (тире);
- сурдожесты – язык жестов, используемый людьми с нарушениями слуха.
Вопрос : Какие примеры кодирования текстовой информации можно привести еще?
Учащиеся приводят примеры.
Традиционно для кодирования одного символа используется 1 байт информации.
Вопрос : Какое количество различных символов можно закодировать?
Ответ учащихся : N = 2 I = 2 8 = 256.
Учитель : Верно. Достаточно ли этого для представления текстовой информации, включая прописные и строчные буквы русского и латинского алфавита, цифры и другие символы?
Дети подсчитывают количество различных символов:
33 строчные буквы русского алфавита + 33 прописные буквы = 66;
Для английского алфавита 26 + 26 = 52;
Цифры от 0 до 9 и т.д.
Учитель : Ваш вывод?
Вывод учащихся : Получается, что нужно 127 символов. Остается еще 129 значений, которые можно использовать для обозначения знаков препинания, арифметических знаков, служебных операций (перевод строки, пробел и т.д.. Следовательно, одного байта вполне хватает, чтобы закодировать необходимые символы для кодирования текстовой информации.
Учитель : В компьютере каждый символ кодируется уникальным кодом.
Принято интернациональное соглашение о присвоении каждому символу своего уникального кода. В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange) (слайд 7).
В этой таблице представлены коды от 0 до 127 (буквы английского алфавита, знаки математических операций, служебные символы и т.д.), причем коды от 0 до 32 отведены не символам, а функциональным клавишам. Запишите название этой кодовой таблицы и диапазон кодируемых символов.
Коды с 128 по 255 выделены для национальных стандартов каждой страны. Этого достаточно для большинства развитых стран.
Для России были введены несколько различных стандартов кодовой таблицы (коды с 128 по 255).
Какое слово получили?
Ответ : бит.
Учитель : Закройте файл без сохранения.
Понятие кодировки Unicode
СР1251: 208 232 236
КОИ8-Р:242 201 205
Переведем с помощью инженерного калькулятора последовательности кодов из десятичной системы счисления в шестнадцатеричную. Получим:
СР1251: D0 E8 EC
КОИ8-Р: F2 C9 CD
(Переход на режим просмотра презентации).
Работа в парах. (Класс делится на пары).
Учитель : Закодируем при помощи этих же таблиц кодировки слова, предложенные вам на карточках.
Прочитайте внимательно задание на слайде (слайд 13).
Задание: Все понятия употребляются в информатике или связаны с ней. Определите эти понятия и закодируйте их при помощи таблиц КОИ8-Р или CP1251. Переведите с помощью инженерного калькулятора последовательности кодов из десятичной системы счисления в шестнадцатеричную. Занесите полученный шестнадцатеричный код без пробелов в соответствующее Поле ввода. Нажмите кнопку Проверить и убедитесь в правильности решения. Понятия записывать заглавными буквами, кроме географических названий.
| Карточка 1 | Карточка 2 | Карточка 3 |
| Каким понятиям соответствуют приведенные ниже комментарии. 1. И в дневнике ученика, и в таблице базы банных. 2. И медицинская, и в компьютерной программе. | Перечисленные географические названия используются в понятиях, употребляемых в информатике, или связаны с ними. 1. Государство, столица которого Каир 2. Город в Узбекистане, с названием которого связано понятие “алгоритм” | Термины, соответствующие определениям, употребляются также в контексте устройства и работы автомобиля. 1. Часть двигателя внутреннего сгорания 2. Устройство в автомобиле для очистки топлива |
| Ответы |
||
| запись процедура | Египет (египетский треугольник) Хорезм (алгоритм от фамилии среднеазиатского математика аль-Хорезми) | цилиндр (совокупность дорожек с одинаковым номером на магнитных дисках) фильтр (условие, по которому производится отбор записей в базе банных) |
| Коды |
||
| запись СР1251: 231 224 239 232 241 252 E7 E0 EF E8 F1 FC | Египет 197 227 232 239 229 242 C5 E3 E8 EF E5 F2 | цилиндр 246 232 235 232 237 228 240 F6 E8 EB E8 ED E4 F0 |
| процедура 208 210 207 195 197 196 213 210 193 D0 D2 СF C3 C5 C4 D5 D2 C1 | Хорезм 232 207 210 197 218 205 E8 CF D2 C5 DA CD | фильтр 198 201 204 216 212 210 C6 C9 CC D8 D4 D2 |
Учащиеся открывают карточки согласно номеру, названному учителем для каждой пары учащихся. (Приложение 2 , Приложение 3 , Приложение 4 )
(При подготовке электронных карточек следует учесть уровень сложности для различных групп учащихся).
Учитель : Назовите задуманные термины или понятия. Кто получил правильный код? У кого не получилось? В чем ваша ошибка, как вы считаете?
Учащиеся отвечают на вопросы в форме обсуждения.
(Переход на интерактивный режим работы доски).
Учитель : Теперь переходим к решению задач на количество текстовой информации и величин, связанных с определением количества текстовой информации.
Запишите условие задачи № 1. (На интерактивной доске – условие задачи № 1.) Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, оцените информационный объем следующего предложения:
“Мой дядя самых честных правил, Когда не в шутку занемог, Он уважать себя заставил И лучше выдумать не мог.”
Решение : В данной фразе 108 символов, учитывая знаки препинания, кавычки и пробелы. Умножаем это количество на 8 бит. Получаем 108*8=864 бита. Есть ли вопросы по решению?
Учащиеся задают вопросы, если они возникают.
Учитель отвечает на вопросы или один ученик отвечает на вопрос другого.
Учитель : Рассмотрим задачу № 2. (Условие выводится на интерактивной доске). Запишите её условие: Лазерный принтер Canon LBP печатает со скоростью в среднем 6,3 Кбит в секунду. Сколько времени понадобится для распечатки 8-ми страничного документа, если известно, что на одной странице в среднем по 45 строк, в строке 70 символов (1 символ – 1 байт) (см. рис. 2).
Решение:
1) Находим количество информации, содержащейся на 1 странице:
45 * 70 * 8 бит = 25200 бит
2) Находим количество информации на 8 страницах:
25200 * 8 = 201600 бит
3) Приводим к единым единицам измерения. Для этого Мбиты переводим в биты:
6,3*1024=6451,2 бит/сек.
4) Находим время печати: 201600: 6451,2 ? 31 секунда.
Ваши вопросы.
Учащиеся задают вопросы, если они возникают.
Учитель отвечает на вопросы или один учащийся отвечает на вопрос другого.
Учитель : Теперь решим задачи на электронных карточках. Откройте файл zadachi.htm. (Приложение 5) (Учитель называет номер карточки, для каждого учащегося. Один ученик решает задачи у доски). Решите задачи и запишите ответ в соответствующее поле ввода.
В ходе выполнения задания учитель проверяет ответы учащихся.
III. Обобщение
1. Какой принцип кодирования текстовой информации используется в компьютере?
2. Как называется международная таблица кодировки символов?
3. Перечислите названия таблиц кодировок для русскоязычных символов.
4. В какой системе счисления представлены коды в перечисленных вами таблицах кодировок?
IV. Домашнее задание
(Слайд 15) По учебнику Угриновича § 2.10, практикум по информатике и информационным технологиям § 2.7, задания для самостоятельного выполнения 2.58-2.63 (для учащихся со слабой мотивацией к обучению) (2.58-2.66 для остальных учащихся).
Учитель подводит итог урока, выставляет оценки.
До свидания, спасибо за урок.