Конспект урока на тему кодирование текстовой информации. Конспект урока "кодирование текстовой информации". Аналоговая форма представления звуковой информации

Кодирование информации - процесс преобразования информации из формы, удобной для непосредственного использования, в форму, удобную для передачи, хранения или автоматической переработки.

Кодирование текстовой информации

Для записи текстовой (знаковой) информации всегда используется какой-либо язык (естественный или формальный).

Всё множество используемых в языке символов называется алфавитом . Полное число символов алфавита N называют его мощностью . При записи текста в каждой очередной позиции может появиться любой из N символов алфавита, т. е. может произойти N событий. Следовательно, каждый символ алфавита содержит i бит информации, где i определяется из неравенства (формула Хартли): 2 i ≥ N . Тогда общее количество информации в тексте определяется формулой:

V = k * i ,

где V – количество информации в тексте; k – число знаков в тексте (включая знаки препинания и даже пробелы), i - количество бит, выделенных на кодирование одного знака.

Так как каждый бит – это 0 или 1, то любой текст может быть представлен последовательностью нулей и единиц. Именно так текстовая информация хранится в памяти компьютера. Присвоение символу алфавита конкретного двоичного кода - это вопрос соглашения, зафиксированного в кодовой таблице. В настоящее время широкое распространение получили кодовые таблицы ASCII и Unicode .

ASCII (American Standart Code for Informational Interchange - Американский стандартный код информационного обмена) используется достаточно давно. Для хранения кода одного символа выделено 8 бит, следовательно, кодовая таблица поддерживает до 28 = 256 символов. Первая половина таблицы (128 символов) - управляющие символы, цифры и буквы латинского алфавита. Вторая половина отводится под символы национальных алфавитов. К сожалению, в настоящее время существует целых пять вариантов кодовых таблиц для русских букв (КОИ-8, Windows-1251, ISO, DOS, MAC), поэтому тексты созданные в одной кодировке неверно отображаются в другой. (Наверное, Вы встречали русскоязычные сайты, тексты которых выглядят как бессмысленный набор знаков?).

Unicode - получил распространение в последние годы. Для хранения кода одного символа выделено 16 бит, следовательно, кодовая таблица поддерживает до 216 = 65536 символов. Такого пространства достаточно, чтобы в одном стандарте объединить все "живые" официальные (государственные) письменности. Кстати, стандарт ASCII вошел в состав Unicode.

Если кодирование – это перевод информации с одного языка на другой (запись в другой системе символов, в другом алфавите), то декодирование – обратный перевод.

При кодировании один символ исходного сообщения может заменяться одним символом нового кода или несколькими символами, а может быть и наоборот – несколько символов исходного сообщения заменяются одним символом в новом коде (китайские иероглифы обозначают целые слова и понятия), поэтому кодирование может быть равномерное и неравномерное. При равномерном кодировании все символы кодируются кодами равной длины, при неравномерном кодировании разные символы могут кодироваться кодами разной длины, что затрудняет декодирование.

декодировать с начала , если выполняется условие Фано : никакое кодовое слово не является началом другого кодового слова. Закодированное сообщение можно однозначно декодировать с конца , если выполняется обратное условие Фано : никакое кодовое слово не является окончанием другого кодового слова. Условие Фано – это достаточное, но не необходимое условие однозначного декодирования.

Решение задач на кодирование текстовой информации

1.Автоматическое устройство осуществило перекодировку информационного сообщения на русском языке длиной в 20 символов, первоначально записанного в 2-байтном коде Unicode, в 8-битную кодировку КОИ-8. На сколько бит уменьшилась длина сообщения? В ответе запишите только число.

Решение:

1) при 16-битной кодировке объем сообщения – 16*20 бит

2) когда его перекодировали в 8-битный код, его объем стал равен– 8*20 бит

3) таким образом, сообщение уменьшилось на 16*20 – 8*20 = 8*20 = 160 бит

Ответ: 160

2. Определите информационный объем текста в битах

Бамбарбия! Кергуду!

Решение:

1) в этом тексте 19 символов (обязательно считать пробелы и знаки препинания)

2) если нет дополнительной информации, считаем, что используется 8-битная кодировка (чаще всего явно указано, что кодировка 8- или 16-битная), поэтому в сообщении 19*8 = 152 бита информации

Ответ: 152

3. В таблице ниже представлена часть кодовой таблицы ASCII:

Символ
Десятичный код
Шестнадцатеричный код

Каков шестнадцатеричный код символа «q»?

Решение:

1) в кодовой таблице ASCII все заглавные латинские буквы A-Z расставлены по алфавиту, начиная с символа с кодом 65=4116

2) все строчные латинские буквы a-z расставлены по алфавиту, начиная с символа с кодом 97=6116

3) отсюда следует, что разница кодов букв «q» и «a» равна разнице кодов букв «Q» и «A», то есть, 5116 – 4116=1016

4) тогда шестнадцатеричный код символа «q» равен коду буквы «a» плюс 1016

5) отсюда находим 6116 + 1016=7116.

Ответ: 71

4. Для кодирования некоторой последовательности, состоящей из букв А, Б, В, Г и Д, используется неравномерный двоичный код, позволяющий однозначно декодировать полученную двоичную последовательность. Вот этот код: А–00, Б–010, В–011, Г–101, Д–111. Можно ли сократить для одной из букв длину кодового слова так, чтобы код по-прежнему можно было декодировать однозначно? Коды остальных букв меняться не должны. Выберите правильный вариант ответа.

1) для буквы Б –это невозможно

3) для буквы В –для буквы Г – 01

Решение (1 способ - проверка условий Фано) :

3) для однозначного декодирования достаточно, чтобы выполнялось одно из условий Фано: прямое или обратное условие Фано;

4) проверяем последовательно варианты 1, 3 и 4; если ни один из них не подойдет, придется выбрать вариант 2 («это невозможно»);

3) проверяем вариант 1: А–00, Б–01, В–011, Г–101, Д–111.

«прямое» условие Фано не выполняется (код буквы Б совпадает с началом кода буквы В);

«обратное» условие Фано не выполняется (код буквы Б совпадает с окончанием кода буквы Г); поэтому этот вариант не подходит;

4) проверяем вариант 3: А–00, Б–010, В–01, Г–101, Д–111.

«прямое» условие Фано не выполняется (код буквы В совпадает с началом кода буквы Б);

«обратное» условие Фано не выполняется (код буквы В совпадает с окончанием кода буквы Г); поэтому этот вариант не подходит;

5) проверяем вариант 4: А–00, Б–010, В–011, Г–01, Д–111.

«прямое» условие Фано не выполняется (код буквы Г совпадает с началом кодов букв Б и В); но «обратное» условие Фано выполняется (код буквы Г не совпадает с окончанием кодов остальных буквы); поэтому этот вариант подходит;

Ответ : 4

Решение (2 способ, дерево) :

1) построим двоичное дерево, в котором от каждого узла отходит две ветки, соответствующие выбору следующей цифры кода – 0 или 1; разместим на этом дереве буквы А, Б, В, Г и Д так, чтобы их код получался как последовательность чисел на рёбрах, составляющих путь от корня до данной буквы (красным цветом выделен код буквы В – 011):

https://pandia.ru/text/78/419/images/image003_52.gif" width="391" height="166">DIV_ADBLOCK100">

3) но бит четности нам совсем не нужен , важно другое: пятый бит в каждой пятерке можно отбросить !

4) разобъем заданную последовательность на группы по 5 бит в каждой:

01010, 10010, 01111, 00011.

5) отбросим пятый (последний) бит в каждой группе:

0101, 1001, 0111, 0001.

это и есть двоичные коды передаваемых чисел:

01012 = 5, 10012 = 9, 01112 = 7, 00012 = 1.

6) таким образом, были переданы числа 5, 9, 7, 1 или число 5971.

Ответ: 2

Задачи для тренировки:

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:

Символ
Десятичный код
Шестнадцатеричный код

Каков шестнадцатеричный код символа «p» ?

3) Текстовый документ, состоящий из 3072 символов, хранился в 8-битной кодировке КОИ-8. Этот документ был преобразован в 16-битную кодировку Unicode. Укажите, какое дополнительное количество Кбайт потребуется для хранения документа. В ответе запишите только число.

4) 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:

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

Определите, какой набор букв закодирован двоичной строкой

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

6) 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) А5СD16 4) DE516

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

Определите, какая последовательность из 6 букв закодирована двоичной строкой.

8) Для кодирования сообщения, состоящего только из букв А, Б, В и Г, используется неравномерный по длине двоичный код:

Если таким способом закодировать последовательность символов ГАВБВГ и записать результат в шестнадцатеричном коде, то получится:

1) 62DD2) 6213316

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

10) Для передачи чисел по каналу с помехами используется код проверки четности. Каждая его цифра записывается в двоичном представлении, с добавлением ведущих нулей до длины 4, и к получившейся последовательности дописывается сумма её элементов по модулю 2 (например, если передаём 23, то получим последовательность). Определите, какое число передавалось по каналу в виде?

11) Для кодирования некоторой последовательности, состоящей из букв А, Б, В, Г и Д, используется неравномерный двоичный код, позволяющий однозначно декодировать полученную двоичную последовательность. Вот этот код: А–10, Б–11, В–000, Г–001, Д–011. Можно ли сократить для одной из букв длину кодового слова так, чтобы код по-прежнему можно было декодировать однозначно? Коды остальных букв меняться не должны. Выберите правильный вариант ответа.

1) это невозможно 2) для буквы Б – 1

3) для буквы Г –для буквы Д – 01

12) Для кодирования некоторой последовательности, состоящей из букв А, Б, В, Г и Д, решили использовать неравномерный двоичный код, позволяющий однозначно декодировать двоичную последовательность, появляющуюся на приёмной стороне канала связи. Использовали код: А–111, Б–110, В–100, Г–101. Укажите, каким кодовым словом может быть закодирована буква Д. Код должен удовлетворять свойству однозначного декодирования. Если можно использовать более одного кодового слова, укажите кратчайшее из них.

13) 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?

Кодирование графической информации

Преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации , т. е. разбиения непрерывного графического изображения на отдельные элементы. В процессе дискретизации производится кодирование, т. е. присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода.

Дискретизация – это преобразование непрерывного изображения в набор дискретных значений в форме кода.

В процессе кодирования изображения производится пространственная дискретизация . Пространственную дискретизацию изображения можно сравнить с построением изображения из мозаики. Изображение разбивается на отдельные мелкие фрагменты (точки), каждому из которых присваивается код цвета.

В результате пространственной дискретизации графическая информация представляется в виде растрового изображения . Растровое изображение состоит из определённого количества строк, каждая из которых содержит определённое количество точек (пиксел).

Качество изображения зависит от разрешающей способности.

Разрешающая способность растрового изображения определяется количеством точек по горизонтали (X) и количеством точек по вертикали (Y ) на единицу длины изображения.

Чем меньше размер точки, тем больше разрешающая способность (больше строк растра и точек в строке) и, соответственно, выше качество изображения.
Величина разрешающей способности выражается в (dot per inch - точек на дюйм), т. е. в количестве точек в полоске изображения длиной в 1 дюйм (1дюйм = 2,54 см). Оцифровка графических изображений с бумаги или плёнок производится с помощью сканера. Сканирование производится путём перемещения светочувствительных элементов вдоль изображения. Характеристики сканера выражаются двумя числами, например 1200х2400 dpi. Первое число определяет количество светочувствительных элементов на одном дюйме полоски и является оптическим разрешением. Второе - является аппаратным разрешением и определяет количество микрошагов при перемещении на один дюйм вдоль изображения.

В процессе дискретизации могут использоваться различные палитр цветов. Каждый цвет можно рассматривать как возможное состояние точки. Количество цветов N в палитре и количество информации для кодирования цвета каждой точки связаны между собой известной формулой Хартли: N=2I, где I – глубина цвета, а N – количество цветов (палитра).

Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки изображения, называется глубиной цвета. Наиболее распространёнными значениями глубины цвета являются значения из таблицы:

Таблица. Глубина цвета и количество отображаемых цветов.

Глубина цвета (i)
Количество изображаемых цветов (N)

Качество изображения на экране монитора зависит от величины пространственного разрешения и глубины цвета. Пространственное разрешение экрана монитора определяется как произведение количества строк изображения на количество точек в строке. Разрешение может быть: 800х600, 1024х768, 1152х864 и выше. Количество отображаемых цветов может изменяться от 256 цветов до более чем 16 миллионов.

Видеопамять
№ точки	Двоичный код цвета точки



	.........................................................................................


	..........................................................................................

Рис. Формирование растрового изображения на экране.

Рассмотрим пример формирования на экране монитора растрового изображения, состоящего из 600 строк по 800 точек в каждой строке (всего точек) и глубиной цвета 8 битов. Двоичный код цвета всех точек хранится в видеопамяти компьютера, которая находится на видеокарте.

Периодически, с определённой частотой, коды цветов точек считываются из видеопамяти и точки отображаются на экране монитора. Частота считывания изображения влияет на стабильность изображения на экране. В современных мониторах обновление изображения происходит с частотой 75 и более раз в секунду, что обеспечивает комфортность восприятия пользователем.

Информационный объём требуемой видеопамяти можно рассчитать по формуле:

V =I · X · Y,

где V - информационный объём видеопамяти в битах;
X · Y - количество точек изображения (разрешение экрана);
I - глубина цвета в битах на точку.

Например, необходимый объём видеопамяти для графического режима с разрешением 800х600 точек и глубиной цвета 24 бита равен:

V =I · X · Y= 24 х 800 х 600 =бит = 1 байт.

Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания базовых цветов: красного, зеленого и синего (палитра RGB). Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности. Например, при глубине цвета в 24 бита на каждый из цветов, выделяется по 8 бит, т. е. для каждого из цветов возможны N=28=256 уровней интенсивности, заданные двоичными кодами от минимального до максимального.

Таблица. Формирование некоторых цветов при глубине цвета 24 бита.

Название	Интенсивность

Часто цвет записывается в виде - #RRGGBB, где RR – шестнадцатеричный код красной цветовой компоненты, GG - шестнадцатеричный код зеленой цветовой компоненты, BB - шестнадцатеричный код синей цветовой компоненты. Чем больше значение компоненты, тем больше интенсивность свечения соответствующего базового цвета. 00 – отсутствие свечения, FF – максимальное свечение (FF16=25510), 8016 – среднее значение яркости. Если компонента имеет интенсивность цвета <8016 , то это даст темный оттенок, а если >=8016 , то светлый.

Например,

#FF0000 – красный цвет (красная составляющая максимальная, а остальные равны нулю)

#000000 – черный цвет (ни одна компонента не светится)

#FFFFFF – белый цвет (все составляющие максимальны и одинаковы, наиболее яркий цвет)

#404040 – темно-серый цвет (все составляющие одинаковы и значения меньше среднего значения яркости)

#8080FF – светло-синий (максимальная яркость у синий составляющей, а яркости других компонент одинаковые и равны 8016).

Решение задач на кодирование графической информации

1. Для хранения растрового изображения размером 32×32 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

Решение: При кодировании с палитрой количество бит на 1 пиксель (K ) зависит от количества цветов в палитре N , они связаны формулой: https://pandia.ru/text/78/419/images/image005_31.gif" width="71" height="21 src="> (2), где – число бит на пиксель, а – общее количество пикселей.

1) находим общее количество пикселей https://pandia.ru/text/78/419/images/image009_17.gif" width="61" height="19">байтбайтбитбит

3) определяем количество бит на пиксель: #ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели.

К какому цвету будет близок цвет страницы, заданный тэгом ?

1) белый 2) серый 3)желтый 4) фиолетовый

Решение: Самая высокая интенсивность цвета (99) у составляющих красного и синего цветов. Это дает фиолетовый цвет.

Ответ: 4

3. Какова ширина (в пикселях) прямоугольного 64-цветного неупакованного растрового изображения, занимающего на диске 1,5 Мбайт, если его высота вдвое меньше ширины?

Решение: Так как объем памяти на все изображение вычисляется по формуле (1), где – число бит на пиксель, а https://pandia.ru/text/78/419/images/image014_12.gif" width="36" height="41 src=">.

64=26 . Отсюда K = 6.

Подставим эти значения в формулу (1), получим:

*6=1.5*220*23. После сокращения: x 2 = 222. Отсюда: x = 211=2048.

О твет: 4

Задачи для тренировки:

1. Для хранения растрового изображения размером 128 x 128 пикселей отвели 4 килобайта памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

2. Для кодирования цвета фона страницы Интернет используется атрибут bgcolor="#ХХХХХХ", где в кавычках задаются шестнадцатеричные значения интенсивности цветовых компонент в 24-битной RGB-модели. К какому цвету будет близок цвет страницы, заданной тэгом ?

1) желтый 2) розовый 3) светло-зеленый 4) светло-синий

3. Какова ширина (в пикселях) прямоугольного 16-цветного неупакованного растрового изображения, занимающего на диске 1 Мбайт, если его высота вдвое больше ширины?

Кодирование звуковой информации

Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче, чем больше частота, тем выше тон. Для того, чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).

В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится его временная дискретизация. При этом звуковая волна разбивается на мелкие временные участки, для каждого из которых устанавливается значение амплитуды.

Временная дискретизация – процесс, при котором, во время кодирования непрерывного звукового сигнала, звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды. Чем больше амплитуда сигнала, тем громче звук.

На графике (см. рис.) это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность ”ступенек”, каждой из которых присваивается значение уровня громкости. Чем большее количество уровней громкости будет выделено в процессе кодирования, тем более качественным будет звучание.

Рис. Временная дискретизация звука

Глубина звука (глубина кодирования) - количество бит на кодировку звука.

Уровни громкости (уровни сигнала) - звук может иметь различные уровни громкости. Количество различных уровней громкости рассчитываем по формуле Хартли: N = 2 I где I – глубина звука, а N – уровни громкости .

Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодировки звука. Количество различных уровней сигнала можно рассчитать по формуле: N=216=65536. Т. о., современные звуковые карты обеспечивают кодирование 65536 уровней сигнала. Каждому значению амплитуды присваивается 16-ти битный код.

При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он заменяется последовательностью дискретных уровней сигнала. Качество кодирования зависит от количества измерений уровня сигнала в единицу времени, т. е. частотой дискретизации. Чем большее количество измерений проводится в 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее процедура двоичного кодирования.

Частота дискретизации – количество измерений уровня входного сигнала в единицу времени (за 1 сек). Чем больше частота дискретизации, тем точнее процедура двоичного кодирования. Частота измеряется в герцах (Гц).

1 измерение за 1 секунду -1 ГЦ, 1000 измерений за 1 секунду 1 кГц.

Обозначим частоту дискретизации буквой F . Для кодировки выбирают одну из трех частот: 44,1 КГц, 22,05 КГц, 11,025 КГц.

Считается, что диапазон частот, которые слышит человек, составляет от 20 Гц до 20 кГц .

Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.

Частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 кГц до 48 кГц. При частоте 8 кГц качество дискретизованного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48 кГц – качеству звучания аудио-CD. Следует также учитывать, что возможны как моно-, так и стереорежимы.

Аудиоадаптер (звуковая плата) – устройство, преобразующее электрические колебания звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и обратно (из числового кода в электрические колебания) при воспроизведении звука.

Характеристики аудиоадаптера: частота дискретизации и разрядность регистра.

Разрядность регистра - число бит в регистре аудиоадаптера. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического тока в число и обратно. Если разрядность равна I , то при измерении входного сигнала может быть получено 2 I = N различных значений.

Размер цифрового моноаудиофайла (A ) измеряется по формуле:

A =F* T * I /8 ,

где F – частота дискретизации (Гц), T – время звучания или записи звука, I разрядность регистра (разрешение). По этой формуле размер измеряется в байтах.

Размер цифрового стереоаудиофайла (A ) измеряется по формуле:

A =2* F * T * I /8 ,

сигнал записан для двух колонок, так как раздельно кодируются левый и правый каналы звучания.

Пример. Попробуем оценить информационный объем стереоаудиофайла длительностью звучания 1 секунда при высоком качестве звука (16 бит, 48 кГц). Для этого количество битов нужно умножить на количество выборок в 1 секунду и умножить на 2 (стерео):

16 бит*48 000 *2 = 1 536 000 бит = 192 000 байт = 187,5 Кбайт

В таблице1 показано, сколько Мб будет занимать закодированная одна минута звуковой информации при разной частоте дискретизации:

Тип сигнала	Частота дискретизация, КГц

16 бит, стерео
16 бит, моно
8 бит, моно

Примеры задач:

1. Определить размер (в байтах) цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет 10 секунд при частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит. Файл сжатию не подвержен.

Решение:

Формула для расчета размера (в байтах) цифрового аудио-файла: A = F * T * I /8.

Для перевода в байты полученную величину надо разделить на 8 бит.

22,05 кГц =22,05 * 1000 Гц =22050 Гц

A = F * T * I /8 = 22050 х 10 х 8 / 8 = 220500 байт.

Ответ: 220500

2. В распоряжении пользователя имеется память объемом 2,6 Мб. Необходимо записать цифровой аудиофайл с длительностью звучания 1 минута. Какой должна быть частота дискретизации и разрядность?

Решение:

Формула для расчета частоты дискретизации и разрядности: F* I =А/Т

(объем памяти в байтах) : (время звучания в секундах):

2, 6 Мбайт= 26 байт

F* I =А/Т= 26 байт: 60 = 45438,3 байт

F=45438,3 байт: I

Разрядность адаптера может быть 8 или 16 бит. (1 байт или 2 байта). Поэтому частота дискретизации может быть либо 45438,3 Гц = 45,4 кГц ≈ 44,1 кГц –стандартная характерная частота дискретизации, либо 22719,15 Гц = 22,7 кГц ≈ 22,05 кГц - стандартная характерная частота дискретизации

Ответ:

	Частота дискретизации	Разрядность аудиоадаптера
1 вариант
2 вариант

3. Объем свободной памяти на диске - 5,25 Мб, разрядность звуковой платы - 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц?

Решение:

Формула для расчета длительности звучания: T=A/F/I

(объем памяти в байтах) : (частота дискретизации в Гц) : (разрядность звуковой платы в байтах):

5,25 Мбайт = 5505024 байт

5505024 байт: 22050 Гц: 2 байта = 124,8 сек
Ответ: 124,8

4. Вычислить, сколько байт информации занимает на компакт-диске одна секунда стереозаписи (частота 44032 Гц, 16 бит на значение). Сколько занимает одна минута? Какова максимальная емкость диска (считая максимальную длительность равной 80 минутам)?

Решение:

Формула для расчета объема памяти A = F * T * I :
(время записи в секундах) * (разрядность звуковой платы в байтах) * (частота дискретизации). 16 бит -2 байта.
1) 1с х 2 х 44032 Гц = 88064 байт (1 секунда стереозаписи на компакт-диске)
2) 60с х 2 х 44032 Гц = 5283840 байт (1 минута стереозаписи на компакт-диске)
3) 4800с х 2 х 44032 Гц = байт=412800 Кбайт=403,125 Мбайт (80 минут)

Ответ: 88064 байт (1 секунда), 5283840 байт (1 минута), 403,125 Мбайт (80 минут)

Задачи для тренировки:

1) Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 22 кГц и глубиной кодирования 16 бит. Запись длится 2 минуты, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах?

2) Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 48 кГц и глубиной кодирования 24 бита. Запись длится 1 минуту, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах?

3) Проводилась одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и 24-битным разрешением. В результате был получен файл размером 3 Мбайт, сжатие данных не производилось. Какая из приведенных ниже величин наиболее близка к времени, в течение которого проводилась запись?

1) 30 сексексексек

4) Производится одноканальная (моно) звукозапись с частотой дискретизации 128 Гц. При записи использовались 64 уровня дискретизации. Запись длится 6 минут 24 секунд, её результаты записываются в файл, причём каждый сигнал кодируется минимально возможным и одинаковым количеством битов. Какое из приведённых ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в килобайтах?

5) Производится двухканальная (стерео) звукозапись с частотой дискретизации 16 кГц и глубиной кодирования 32 бит. Запись длится 12 минут, ее результаты записываются в файл, сжатие данных не производится. Какое из приведенных ниже чисел наиболее близко к размеру полученного файла, выраженному в мегабайтах?

Класс: 10

Учебник : Н.Д.Угринович, 10 класс. Информатика и ИКТ. БИНОМ. 2010

Цели урока: - помочь учащимся усвоить понятие информации и способы кодирования информации в компьютере; - познакомить учащихся со способами кодирования и декодирования текстовой информации с помощью кодовых таблиц; - воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.
- развитие мышления, познавательных интересов, навыков работы с мышью и клавиатурой, самоконтроля, умения конспектировать.
Оборудование:

Рабочее место ученика, ПК;

Интерактивная доска, мультимедийный проектор;

Интерактивная презентация;

Таблица самооценки знаний, умений

Задачи урока:

Формировать знания учащихся по теме “Кодирование и обработка текстовой информации”;

Содействовать формированию у школьников образного мышления;

Развить навыки анализа и самоанализа;

Формировать умения планировать свою деятельность.

План урока:

Организационный момент (1 мин);

Проверка знаний, домашнего задания (7-8 мин);

Изучение нового материала (теоретическая часть) – (13 мин)

Закрепление изученного (практическая работа) – (15 мин);

Домашнее задание. (2 мин);

Подведение итогов (2 мин);

Ход урока

1. Организационный момент:

Приветствие, проверка присутствующих. Слайд 2. ( Приложение 1 )

2. Проверка знаний, домашнего задания

Слайд 3

- На прошлом уроке мы с вами повторили понятие информации, о роли информации в живой и неживой природе. Я предлагаю всем проверить свои знания с помощь теста. (Учащиеся проверяют знания, усвоение ключевых понятий предыдущей темы с помощью программы MyTest. Результаты тестирования сообщают учителю и записывают в таблицу самоконтроля) ( Приложение 2 )

Тест

3. Изучение нового материала

Слайд 4 . Тема урока «Кодирование и обработка текстовой информации»

Сегодня на уроке вы узнаете, как представляется текстовая информация в компьютере. Научитесь кодировать и декодировать текстовую информацию с помощью кодовых таблиц и ПК. Но для начала мы должны вспомнить, что же такое «кодирование»?

Какой принцип кодирования информации используют в компьютере?

С развитием человечества появилась потребность обмениваться информацией. Но человеческий мозг не способен сохранять всю имеющуюся информацию. Так появилось гениальное изобретение – письменность. Возник набор условных обозначений для представления звуков, названный алфавитом. Алфавит мы сейчас рассматриваем как конечную совокупность символов, использующих для создания сообщений. Алфавит есть код человеческого языка. С созданием автоматических устройств возникла потребность создания таких языков, которые не имели бы множества толкований, т.е необходимо было формализовать человеческий язык. Огромное количество способов кодирования информации неизбежно привело пытливый человеческий ум к попыткам создать универсальный язык или азбуку для кодирования

Уже с 60-х годов прошлого столетия, компьютеры всё больше стали использовать для обработки текстовой информации. Для кодирования текстовой информации в компьютере применяется двоичное кодирование, т.е. представление текста в виде последовательности 0 и 1 (Эти два символа называются двоичными цифрами, по-английски – binary digit или сокращённо bit ).

Слайд 5.

Почему же двоичное кодирование используется в вычислительной технике?

Оказывается такой способ легко реализовать технически: 1 – есть сигнал, 0 – нет сигнала. Каждому символу алфавита сопоставили определённое количество и последовательность нулей и единиц.

Сколько же бит необходимо для кодирования символов?

Ограничений на количество символов не существует. Однако есть количество, которое можно назвать достаточным.

Слайд 6

Посчитаем примерное достаточное количество символов для внутреннего алфавита компьютера и по формуле вычислим необходимое количество бит.

33 русских прописных буквы + 33 русских строчных букв + 26 английских строчных букв + 26 прописных английских букв + 10 цифр + знаки препинания + скобки и знаки математических операций + специальные символы (@, #, $, %, &, *) + знаки псевдографики ≈ 256 символов. Вспомним формулу определения количества информации в двоичной знаковой системе (Тема предыдущего урока).

N = 2 I

256 = 2 8

Для количества такого количества символов достаточно 8 бит лил 1 байт. Итак, с помощью 1 байта можно закодировать 256 различных символов.

Слайд 7

Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111. Т.О. человек различает символы по их начертанию, компьютер по их коду. При вводе в компьютер текстовой информации происходит двоичное кодирование, изображение символа преобразуется в двоичный код. Код символа хранится в одной ячейке оперативной памяти.

Слайд 8 – 12

Любой код – это своего рода соглашение между людьми, которые договариваются, что таким-то образом они будут обозначать то-то и то-то. Данное соглашение фиксируется в кодовой таблице. В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange).

Первые 33 кода (с 0 по 33) этой таблице соответствует не символам, а операциям (ввод пробела, перевод строки и т.д.)

Коды с 33 по 127 являются интернациональными и соответствуют символам латинского алфавита, цифрам, знакам арифметических операций и знакам препинания.

Коды с 128 по 255 являются национальными, т.е. в разных национальных кодировках одному и тму же коду соответствуют различные символы. Существует 5 кодировочных таблиц для русских букв (Windows , MS -DOS , Mac , ISO , КОИ – 8). Поэтому тексты созданные в одной кодировке не будут правильно отображаться в другой

Слайд 13 – 17

В мире существует примерно 6800 различных языков. Если прочитать текст, напечатанный в Японии на компьютере в России или США, то понять его будет нельзя. Чтобы буквы любой страны можно было читать на любом компьютере, для их кодировки стали использовать два байта (16 бит).

Сколько символов можно закодировать двумя байтами?

Такая кодировка называется Unicode и обозначается как UCS-2. Этот код включает в себя все существующие алфавиты мира, а также множество математических, музыкальных, химических символов и многое другое. Существует кодировка и UCS-4, где для кодирования используют 4 байта, то есть можно кодировать более 4 млрд. символов.

4. Закрепление изученного. Практическая работа

Слайд 18 - 20

1. Задание: В Web -редакторе Компоновщик (приложение Sea -Monkey ) создать web -страницы, содержащие слово «информатика» в пяти различных кодировках: Windows , MS -DOS , Unicode , ISO , КОИ – 8. Просмотреть их в браузере в нужной кодировке.

(Ход выполнения практической работы: Учебник 10 класс Угринович Н.Д. стр 15 -17)

2. Задание. (Слайд) (Подготовка к ЕГЭ. Решение заданий А1 и А2. Раздаточный материал тренировочных тестов. Информатика. ЕГЭ. ТРИГОН Санкт-Петербург).

А1. Считая, что каждый символ кодируется одним байтом, определите, чему равен информационный объём следующего высказывания Жан-Жака Руссо:

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

1) 92 бита 2) 220 бит 3) 456 бит 4) 512 бит

Ответ: 3) 456 бит.

б) А2. Два текста содержат одинаковое количество символов. Первый текст составлен в алфавите мощностью 16 символов. Второй текст в алфавите мощностью 256 символов. Во сколько раз количество информации во втором тексте больше, чем в первом?

1) 12 2) 2 3) 24 4) 4

Ответ: 2) 2.

5.Обобщение. Домашнее задание:

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?

Учебник Н.Д.Угринович 10 класс. § 1.1.1, ответить на вопрос.

Выполнить задание из Демонстрационного варианта контрольных измерительных материалов единого государственного экзамена 2011 года по информатике и ИКТ

А2. 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. При

этом информационное сообщение уменьшилось на

1) 320 бит 2) 20 бит 3) 160 байт 4) 20 байт

6. Подведение итогов.

Сегодня мы с вами познакомились со способами кодирования и декодирования текстовой информации с помощью кодовых таблиц и компьютера; потренировались в решении задач из тестовых заданий ЕГЭ на данную тему. Давайте подведём итоги нашего урока. Оцените самостоятельно работу на уроке.

(Выставление оценок.)

Спасибо за урок.

Список используемых информационных источников

Ровнягина Л.В. Кодирование текстовой (символьной) информации(2007 / 2008 учебный год) // http://festival.1september.ru/articles/502820 (дата обращения: 22 октября 2009 год).

Угринович, Н. Д. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений / Н. Д. Угринович, Л. Л. Босова, Н. И. Михайлова. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003. - 400 с. : ил.

Угринович, Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый уровень: учебник для 10 класса/Н. Д. Угринович. - 6-е изд. - М. : БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.

Демонстрационный вариант контрольных измерительных материалов единого государственного экзамена по информатике 2011 года (подготовлен Федеральным государственным научным учреждением «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ПЕДАГОГИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ»)

Раздаточный материал тренировочных тестов по информатике. ЕГЭ И.Ю.Гусева. ТРИГОН Санкт-Петербург 2009г.

Разработка урока Учитель: Митина Наталья Владимировна, учитель информатики НМОУ «Гимназия №44» города Новокузнецка Кемеровской области.

Поурочные разработки по информатике 8-9 классы А.Х Шелепаева. Москва «ВАКО» 2005

Краткая аннотация урока.

Тема урока: Компьютерное представление текстовой информации.

Учебный предмет – информатика.

Уровень образования школьников : 9 класс, второй год изучения предмета, базовая программа.

Место урока в изучении раздела: первый урок;

Продолжительность урока : 45 минут .

Основные понятия : шрифт Цезаря, таблицы кодов, код, кодирование, декодирование, регистр памяти.

Тип урока : изучение нового материала

Форма проведения : беседа

Обеспечение урока:

персональный компьютер;

мультимедиапроектор;

карточки с заданиями;

таблицы кодировок.

Цели урока:

Образовательные:

Развивающие:

Воспитательные:

Задачи:

План урока

знаний и

3.Физкультминутка

2 мин

Комплекс упражнений для глаз.

4.Изучение нового материала

20 мин

Изложение нового материала

5 .Закрепление изученного материала

10 мин

6 .Подведение итогов

2 мин

Выставление оценок за работу

7 . Домашнее задание

1мин

Домашнее задание

Пояснение к уроку :

Тема урока: Компьютерное представление текстовой информации.

Класс: 9

Цели урока:

Образовательные: ознакомление учащихся с кодированием текстовой информации в компьютере.

Развивающие: развитие логического мышления, умение анализировать и обобщать.

Воспитательные: воспитание самостоятельности, усидчивости, внимательности.

Задачи:

Повторить понятия: код, кодирование.

Повторить двоичное кодирование информации в компьютере.

Создать у учащихся полное представление о кодировании текстовой информации в компьютере.

Тип урока: изучение нового материала

Оборудование:

Рабочее место учителя.

Мультимедийный проектор.

Мультимедийная презентация по теме урока.

Мультимедийная презентация, физкультминутка.

Таблицы кодировок.

Карточки с заданиями.

План урока

знаний и умений в целях подготовки к изучению новой темы

3.Изучение нового материала

20 мин

Изложение нового материала

4.Закрепление изученного материала

10 мин

Самостоятельное выполнение задания

5.Подведение итогов

3 мин

Выставление оценок за работу

6. Домашнее задание

2 мин

Домашнее задание

Пояснение к уроку :

Для проведения урока класс делится на группы по 2 человека. Часть работы проводится в группах, но есть задания, которые выполняются учащимися самостоятельно.

Ход урока

1. Организационный момент.

Взаимное приветствие, настрой на урок, проверка отсутствующих.

2. Актуализация знаний.

Информатика – это одна из самых молодых научных дисциплин. Она появилась около 60 лет назад. Информатика – это наука об информации, способах ее представления, обработки и передачи. Информация окружает нас. Она может быть представлена в разной форме: с помощью текстов, чисел, графических образов, звуков. Можно сказать, что информация закодирована с помощью разных языков, и наша задача научиться декодировать информацию, то есть переводить на понятный нам язык. Мы начинаем изучать новый раздел: Кодирование и обработка текстовой информации, а тема нашего урока: Компьютерное представление текстовой информации. (Слайд 1) Целью нашего урока будет: знакомство с кодированием текстовой информации и повторение двоичного кодирования информации в компьютере.

Посмотрите на данный слайд, перед вами представлены различные рисунки, что вы можете сказать об этих рисунках? (ответы и предположения учащихся)

(Слайд 2)

Что вы понимаете под кодированием информации?

Кодирование – это представление информации с помощью некоторого кода.

С какой целью люди кодируют информацию?

Что такое код?

Код – правило перевода информации с одного языка, способа представления, в другой.

(Слайд 3)

С XIX века это слово обозначало еще книгу, в которой словам естественного языка сопоставлены группы цифр или букв.
Существует большое количество кодов и систем кодирования. Но все их по способу представления можно разделить на три группы: кодирование с помощью символов, цифр и букв.

Перед вами закодированное словосочетание. (Слайд 4)

Обсудите в группе и скажите, как бы Вы декодировали его, что Вам для этого необходимо?

Результат декодирования этого словосочетания выглядит так На основе представленных словосочетаний определите код, в соответствии с которым было осуществлено кодирование.
Правило следующее: каждая буква исходного текста заменяется третьей после нее буквой в алфавите.

Алфавит написан по кругу. (Слайд 4)

Декодируйте слова, представленные на ваших листочках. (Приложение 1)

Из полученных слов получилась фраза «волшебные слова щепетильная скопа». ( Слайд 3)

В 1977 году три математика Ривест, Шамил и Эдельман зашифровали эту бессмысленную фразу. Математики использовали комбинацию из 129 цифр. Я прошу Вас запомнить эту фразу, мы к ней еще вернемся.
Использование при кодировании цифр встречается достаточно часто. Особую актуальность использование цифр при кодировании приобретает в случае представления информации в компьютере.

(Слайд 5)

Компьютер – это электронное устройство, поэтому оно способно точно реагировать только на два состояния – 1 (сигнал есть) и 0 (сигнала нет). При кодировании в компьютере используется двоичный код.

2. Изучение нового материала

Более 60% информации, представленной в компьютере, является текстовой информацией. Поэтому я предлагаю разобраться, каким образом представлена в компьютере текстовая информация. В компьютерном алфавите 256 символов. Сюда входят заглавные и прописные буквы латинского и русского алфавитов, знаки препинания, печатные и непечатные символы, а так же комбинации клавиш.

Для создания 256 комбинаций необходимо 8 ячеек, содержащих 1 или 0. Поэтому каждому символу компьютерного алфавита в памяти компьютера отводится регистр – 8 ячеек.
Чтобы информация на всех компьютерах читалась одинаково, создали различные таблицы кодов. В СССР – это КОИ7 и КОИ8, в Америке – ASCII. Для кодирования информации в Windows используют таблицу ANSI.

(Слайд 6)

Эта таблица состоит из двух частей: с 1 по 128 – это латинский алфавит и общие символы, с 128 по 256 – это символы национального языка. Рассмотрим национальную часть таблицы ANSI.

(Слайд 7) (Приложение 2)

Каждый символ имеет свой десятичный и двоичный коды. Десятичный код обозначен в ячейке. А двоичный код буквы состоит из 2 частей: кодовой комбинации номера строки и кодовой комбинации номера столбца. В результате получается 8 разрядный код буквы, который занимает в памяти компьютера 1 байт информации.

(Слайд 7)

Если же нам дан 8 разрядный код, то первые 4 ячейки содержат номер строки, а вторые 4 ячейки – номер столбца. На их пересечении находится буква с этим кодом.

(Слайд 7)

В компьютер была введена фраза. Ее двоичный код представлен на Ваших листочках. (Приложение 3) Я предлагаю Вам сейчас определить слова, которые были занесены в компьютер, и из полученных каждым из Вас слов составить общую фразу, занесенную в компьютер.
В результате получается китайская пословица.

(Слайд 8)

"Я слышу - я забываю,
Я вижу - я запоминаю,
Я делаю - я понимаю".
Вспомните, пожалуйста, к чему я обещала вернуться в ходе урока?
Когда математики закодировали бессмысленную фразу, они предполагали, что ее смогут расшифровать через триллион лет, а она была декодирована уже через 17 лет. Ведь над ее декодированием работали 600 ученых и 1600 компьютеров. Можно сказать, что каждая тайна всегда становится явной!

3. Физкультминутка.

Выполнение комплекса упражнений для глаз, с помощью мультимедийной презентации.

4. Закрепление материала

А теперь давайте закрепим пройденный материал. Я предлагаю Вам выполнить два задания: закодировать представленное слово, используя международную таблицу кодов ANSI и декодировать части афористического высказывания выдающегося нидерландского ученого Эдсгара Вибе Дейкстра. (приложение )

Из декодированных Вами слов можно составить следующее высказывание: «Вычислительная наука имеет не большее отношение к компьютерам, чем астрономия - к телескопам», что лишний раз подчеркивает, что информатика – в первую очередь – учит нас работать с информацией : представлять, передавать, хранить и обрабатывать ее.

(Слайд 8)

А компьютер – это средство, с помощью которого данный процесс происходит гораздо быстрее и эффективнее.
5.Подведение итогов.

(Слайд 10, 11)

6. Домашнее задание.

(Слайд 9)

Урок № 13

Тема урока: “Кодирование текстовой 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.

Задачи урока:

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.

Оборудование:

рабочие места учеников (персональный компьютер),

рабочее место учителя,

интерактивная доска,

мультимедийный проектор,

мультимедийная презентация,

Ход урока

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 графической и мультимедийной информации.

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 (дорожные знаки, электрические схемы, штрих-код товара).

Учитель : (Показ слайда 4). Один из самых первых известных методов шифрования носит имя римского императора Юлия Цезаря (I век до н.э.) . Этот метод основан на замене каждой буквы шифруемого текста, на другую, путем смещения в алфавите от исходной буквы на фиксированное количество символов, причем алфавит читается по кругу, то есть после буквы я рассматривается а . Так слово байт при смещении на два символа вправо кодируется словом гвлф . Обратный процесс расшифровки данного слова - необходимо заменять каждую зашифрованную букву, на вторую слева от неё.

(Показ слайда 5) Расшифруйте фразу персидского поэта Джалаледдина Руми “ кгнусм ёогкг фесл тцфхя фзужщз фхгрзх ёогксп ”, закодированную с помощью шифра Цезаря. Известно, что каждая буква исходного текста заменяется третьей после нее буквой. В качестве опоры используйте буквы русского алфавита, расположенные на слайде.

Вопрос : Что у вас получилось?

Ответ учащихся :

Закрой глаза свои пусть сердце станет глазом

Ответ сравнивается с появившемся на слайде 5 правильным ответом.

Двоичное кодирование текстовой информации

Информация, выраженная с помощью естественных и формальных языков в письменной форме, называется текстовой информацией (слайд 6).

Какое количество информации необходимо, чтобы закодировать каждый знак, можно вычислить по формуле: N = 2 I .

Вопрос : В каком из перечисленных приёмов кодирования используется двоичный принцип кодирования информации?

Ответ учащихся: В азбуке Морзе.

Учитель : В компьютере также используют принцип двоичного кодирования информации. Только вместо точки и тире используют 0 и 1 (слайд 7) .

Традиционно для кодирования одного символа используется 1 байт информации.

Вопрос : Какое количество различных символов можно закодировать? (напомнить, что 1 байт=8 бит)

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 8).

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).

Вот некоторые из них (слайд 9-10). Рассмотрим и запишем их названия:

КОИ8-Р, СР1251, СР866, Мас, ISO.

Откройте практикум по информатике на стр. 65-66 и прочитайте про эти кодировочные таблицы.

Учитель : В текстовом редакторе MS Word чтобы вывести на экране символ по его номеру кода, необходимо удерживая на клавиатуре клавишу “ALT” набрать код символа на дополнительной цифровой клавиатуре (слайд 11):

Понятие кодировки Unicode

Решение : В данной фразе 108 символов, учитывая знаки препинания, кавычки и пробелы. Умножаем это количество на 8 бит. Получаем 108*8=864 бита.

Учитель : Рассмотрим задачу № 2. (Условие выводится на интерактивной доске). <Рисунок 3> 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 Кбиты переводим в биты:

6,3*1024=6451,2 бит/сек.

4) Находим время печати: 201600: 6451,2 = 31,25 секунд.

III. Обобщение

Вопросы учителя (слайд 14):

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?

Мы кодировали символы, звук и графику. А можно закодировать эмоции?

Демонстрируется слайд 14.

IV. Итог урока. Домашнее задание

§ 2.1,задача 2.1, записи в тетрадях.

План-конспект урока

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.

Задачи урока:

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.

Оборудование:

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.

Ход урока

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.

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

- 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.

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.

Предыдущая статья: Как получить голоса вконтакте Следующая статья: VKMix (ВКМикс) – накрутка лайков, подписчиков, репостов в ВКонтакте, Инстаграм, Ютуб