Разделы: Информатика
Цель: . познакомить учащихся со способом кодирования текстовой информации в компьютере.
Оборудование:
- Рабочее место учащихся ПК и теоретический стол.
- Рабочее место учителя
- Мультимедийное оборудование
- Презентация (Приложение 1)
- Электронные карточки
- Рабочие листы
Ход урока
Предлагается начать приветствие класса, использовав для примера «кирпичный язык» из детских игр «СИЗДРАВСИСТВУЙСИТЕ, СИРЕСИБЯСИТА» (здравствуйте ребята) .
Как вы думаете, что я сказала?
Мы в детстве очень любили играть в такую игру, для того чтобы нас не поняли, мы перед слогом вставляли предлог си.
Так что же я вам сказала. Сиздравсиствуйсите сиресибясита.
Молодцы.
А давайте посмотрим мультфильм (фрагмент из мультфильма Мумитроль) .
Как вы думаете, о чем Тосла и Висла говорили, кто-нибудь понял?
А почему мы их не поняли, потому что мы не знаем, на каком языке они говорят или как они засекретили свою информацию.
На самом деле если внимательно прислушаться то мы поймем, что Тосла и Висла говорят на нашем языке, только добавляют к каждому слову сла, чтобы засекретить свой разговор.
Как раз с появлением первой секретной информации люди стали зашифровывать текст. Одной из первых таких секретных информаций была переписка Юлия Цезаря со своими сенаторами.
Поэтому сегодня на уроке мы с вами познакомимся с темой «Кодирование текстовой информации» запишите тему в рабочие листы (Приложение 2).
Перед вами несколько приемов кодирования текста, которые были изобретены на различных этапах развития человеческой мысли.
Криптография – это тайнопись, система изменения письма с целью сделать текст непонятным для непросвещенных лиц.
Азбука Морзэ или неравномерный телеграфный код, в котором каждая буква или знак представляет своей комбинацией точек и тире.
Сурдожесты – язык жестов, используемый людьми с нарушениями слуха.
Какие примеры кодирования текстовой информации можете привести?
Один из самых первых известных методов кодирования носит имя римского императора Юлия Цезаря (I век до н.э.). Этот метод основан на замене каждой буквы кодируемого 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 слово ГВЛФ. Давайте попробуем раскодировать фразу, если мы знаем, что ее закодировали при перемещении на 1 букву в право.
Расшифруйте фразу «Лпнрэяус епмзёо сбвпубуэ, фшёойлй епмзёоь ефнбуэ » В качестве опоры используйте буквы русского алфавита, расположенные на слайде и на ваших рабочих листах.
Что у вас получилось? (Компьютер должен работать, ученики должны думать)
Молодцы.
Ребят, а у нас кодируется текст в компьютере, кто-нибудь знает?
Правильно, в компьютере используется двоичное кодирование текстовой информации (запишите себе в рабочий лист).
Традиционно для кодирования одного символа в компьютере используется 1 байт информации (запишите в листах) .
Какое количество различных символов можно закодировать?
Достаточно ли этого для представления текстовой информации, включая прописные и строчные буквы русского и латинского алфавита, цифры и другие символы?
Чтобы точно ответить на этот вопрос нам надо подсчитать строчные буквы русского алфавита и прописные, так же для английского алфавита и цифры.
Результаты записывайте в рабочий лист.
- Сколько всего символов у нас получилось.
- Какой вывод можно сделать?
Оставшиеся значения используются для обозначения знаков препинания, арифметических знаков, служебных операций (перевод строки, пробел и т.д.). Следовательно, нам 1-го байта достаточно для кодирования текстовой информации.
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). Запишите в своих листах название кодовой таблицы. В этой таблице представлены коды от 0 до 127, куда входит с 0 до 32 функциональные клавиши, с 33 до 127 – английский алфавит, знаки математических операций, служебные символы. Отметьте у себя в листах
Коды с 128 до 255 выделены для национальных стандартов каждой страны. Это достаточно для большинства развитых стран. В наших кодировках, что будет закодировано с помощью кодов с 128 до 255
Для России были введены несколько различных стандартов кодовой таблицы (коды 128 по 255) .
Вот некоторые из них. Рассмотрим их и запишем их названия: КОИ8 -Р, СР1251, СР866, Мас, ISO.
Хронологически одним из первых стандартов кодирования русских букв на компьютере был КОИ8 («код обмена информации 8битовый), эта кодировка применялась в 70 годы прошлого века на компьютерах серии EC ЭВМ.
Наиболее распространенной в настоящее время является кодировка Microsoft Windows, обозначаемая сокращением CP1251 (Code page – кодовая страница).
От начала 90 годов времени господства ОС MS DOS, остается кодировка СР886.
Так же компьютеры фирмы Apple, работающие под своей операционной системой Мac OS, используют свою кодировку Mac.
Кроме того, Международная организация по стандартам (International Standards Organization, ISO) утвердили в качестве стандарта для русского языка еще одну кодировку под названием ISO 8859.
Давайте рассмотрим пример кодировки текста в различных кодировочных таблицах, используя в качестве справочного материала рабочих листов
Закодируем при помощи двух кодовых таблиц слово «Бит»
Молодцы теперь мы сразу видим, что если текст написан в одной кодировке, то прочитать его в другой кодировки не возможно.
Сейчас мы с вами сделаем упражнения для глаз, перед тем как преступить к практической работе по теме «кодирование текстовой информации».
Вам необходимо будет выполнить 3 задания:
- В первом задании мы с вами раскодируем слово с помощью текстового процессора.
- Во втором задании вы будете выполнять парами, но каждый работает за своим компьютером. Вы будете закодировать понятие, которое вам дано, а в результате мы должны получить фразу.
- В третьем задание необходимо посчитать количество символов и с помощью текстового редактора Блокнот узнать, сколько весит данная фраза.
Если вопросы по практической работе?
Пересаживайтесь за компьютеры по номерам ваших листов и внимательно читайте задание.
Открываем текстовый процессор MS Word.
В первом задании вам необходимо удерживая, ALT и набирая номера на дополнительной клавиатуре раскодировать слово которое у вас на листочках.
146 165 138 145 146
Закройте файл без сохранения.
Дальнейшую работу вы продолжаете в парах, но каждый за своим компьютером.
Вы открываете карточки под номерами (Приложение 3 , Приложение 4 , Приложение 5 ), которые у вас указаны на листах и один из пары кодирует информацию по таблице кои8, а второй по ср1251 и после этого записываете результат в лист.
Кодовые номера записываются без пробелов.
Обратите внимание на строчные и прописные буквы.
В следующем задание выполняем в блокноте:
Так как каждый символ кодируется 1 байтом, то информационный объем текста можно узнать, умножив количество символов в тексте на 1 байт.
Сейчас вы перепечатываете выражение, которое вам дано на листах, считаете количество символов, учитывая все знаки препинания и пробел.
Проверим это на практике. Создайте текстовый документ в редакторе Блокнот и напечатайте в нём фразу “Компьютерная программа делает то, что вы приказали ей сделать, а не то, что вы хотели, чтобы она сделала”.
Сколько в ней символов?
Ответ: 105
Сохраните и закройте файл. Определите его объем в байтах. Каков он?
Ответ: 105 байт.
Пересаживаются за столы и начинаем проверять, то что получилось у вас.
Какое слово в первом задание у вас получилось?
Молодцы.
Назовите задуманные фразы.
Какие были трудности при выполнении этого задания
Какие основные ошибки у вас были?
В последнем задание вы считали количество символов в высказывание «Компьютерная программа делает, то что вы приказали ей сделать, а не то, что вы хотели, чтобы она сделала»
Сколько у вас получилось?
После этого мы проверили, какой информационный объем содержит файл с этим высказывание, каков объем?
И, хотелось бы подвести итог по практической работе высказыванием, что компьютерная программа делает то, что вы приказали, а не то, что вы хотели, чтобы она сделала.
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) => 65536.
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.
В заключение нашего урока давайте ответим на вопросы и раскодируем самостоятельно последнюю фразу:
- Какой принцип кодирования текстовой информации используется в компьютере?
- Как называется международная таблица кодировки символов?
- Перечислите названия таблиц кодировок для русскоязычных символов.
- В какой системе счисления представлены коды в перечисленных вами таблицах кодировок?
- Самостоятельно расшифруйте фразу по таблице Unicode.
193 235 224 227 238 228 224 240 254 194 209 197 213 231 224 226 237 232 236 224.
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.
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.
Конспект урока по информатике и ИКТ 8 класс
Тема урока: Кодирование текстовой информации
Тип урока : изучение нового материала и первичное закрепление.
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,
Структура урока
Список используемой литературы:
1. Информатика и ИКТ. Базовый курс. Учебник для 8 класса. /Н.Д. Угринович. – М. БИНОМ. Лаборатория знаний, 20010.
2. Практикум по информатике и информационным технологиям. Учебное пособие для общеобразовательных учреждений/Н.Д. Угринович, Л.Л. Босова, Н.И. Михайлова. – 3-е изд. – М. БИНОМ. Лаборатория знаний, 2010.
3. Словарь русских пословиц и поговорок. – М.: Терра, 1997
4. Простейшие методы шифрования текста/ Д.М. Златопольский. – М.: Чистые пруды, 2007
5. Тексты демонстрационных тестов по информатике в форме и по материалам ЕГЭ 2009-2011 г.г.
Ход урока
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 : При изучении темы «Информация и информационные процессы» мы с вами говорили, что в процессах восприятия, передачи и хранения информации живыми организмами, человека и техническими устройствами происходит её кодирование с помощью знаковой системы. Вспомните, что является результатом кодирования информации?
Ответ: Результатом кодирования является последовательность символов данной знаковой системы.
Учитель: Приведите примеры кодов.
Ответ: Последовательность букв в тексте, цифр в числе, генетический код, двоичный компьютерный код и т.д.
Учитель: Сегодня на уроке мы познакомимся со способами кодирования текстовой информации в компьютере. Запишите тему урока “Кодирование текстовой информации” (слайд 1). На уроке рассмотрим следующие 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 .
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: Закрой глаза свои пусть сердце станет глазом.
Учитель: Молодцы! Правильно справились с заданием.
Ответ сравнивается с появившемся на 5слайде правильным ответом.
Двоичное кодирование текстовой информации
Учитель: В каком из перечисленных приёмов кодирования используется двоичный принцип кодирования информации?
Ответ: В азбуке Морзе.
Учитель: В компьютере также используют принцип двоичного кодирования информации. Только вместо точки и тире используют 0 и 1 (слайд 6). Традиционно для кодирования одного символа используется 1 байт информации. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу со знаком, и в компьютер поступает определённая последовательность из восьми электрических импульсов (0-нет сигнала, 1-есть сигнал). Это двоичный код знака, который хранится в оперативной памяти компьютера, где занимает одну ячейку. В процессе вывода знака на экран компьютера производится обратное перекодирование.
Вопрос: Какое количество различных символов можно закодировать?
Ответ: 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?
В ывод 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 с имволы 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 8-9). 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: задает вопросы по прочитанному материалу:
Какой стандарт был применён первым для кодировки русскоязычных букв?
Какой стандарт кодировки наиболее распространен в настоящее время?
Что означает сочетание букв “СР” в кодировках СР1251, СР866?
Ученики отвечают на поставленные вопросы.
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.
Запустите текстовый редактор MS Word. Удерживая клавишу “ALT”, наберите коды на дополнительной цифровой клавиатуре (слайд 10):
Какое слово получили?
Ответ: бит.
Учитель: Закройте файл без сохранения.
Понятие кодировки Unicode.
(слайд 11) 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). Это международный стандарт кодирования текстовых символов Unicode .
Вопрос: Сколько символов можно закодировать двумя байтами? (Для слабоуспевающих учащихся можно предложить им воспользоваться инженерным калькулятором).
Ответ :N= 2 I =2 16 = 65536/
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.
Расчет количества текстовой информации
Так как каждый символ кодируется 1 байтом, то информационный объем текста можно узнать, умножив количество символов в тексте на 1 байт.
Проверим это на практике. Включите монитор, создайте текстовый документ в редакторе Блокнот и напечатайте в нём пословицу (слайд 12): “Ученье – атаман, а неученье – комар”. Сколько в ней символов?
Ответ: 36
Учитель : Сохраните и закройте файл. Определите его объем в байтах. Каков он?
Ответ: 36 байт.
Учитель : Ваш вывод?
Ученики обсуждают и делают выводы.
Физкультминутка: Ребята, сейчас сделаем упражнения для улучшения мозгового кровообращения: 1) Сидя, руки на поясе. Раз - махом левую руку занести через правое плечо, голову повернуть налево. Два- исходное положение. Три, четыре – то же правой рукой. Повторим 5 раз. Темп замедленный.
2) Сидя на стулу. Раз – голову наклонить вправо. Два – исходное положение. Три – голову наклонить влево. Четыре – исходное положение Повторим 5 раз. Теми средний.
А теперь с новыми силами, отдохнувшие приступим ко второй части нашей темы: разбор и решение задач.
2. Разбор и решение задач
Переход с режима просмотра презентации на интерактивный режим доски.
Учитель (работа у доски): Рассмотрим пример кодировки текста в различных кодировочных таблицах. Откройте стр. 66 практикума по информатике и информационным технологиям. В качестве справочного материала будем использовать представленные на рис. 2.4 и 2.5 таблицы кодировок КОИ8-Р и CP1251. (На интерактивной доске размещаются при помощи галереи рисунков и фото изображения этих же таблиц кодировок). Закодируем слово “Рим” (Приложение 1 )
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. Проверьте и убедитесь в правильности решения. Понятия записывать заглавными буквами, кроме географических названий.
Карточка 1 . Каким понятиям соответствуют приведенные ниже комментарии?
1. И в дневнике ученика, и в таблице базы данных.
2. И медицинская, и в компьютерной программе.
Карточка 2 . 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”.
Карточка 3 . Термины, соответствующие определениям, употребляются также в контексте устройства и работы автомобиля.
1. Часть двигателя внутреннего сгорания
2. Устройство в автомобиле для очистки топлива
Ответы
2. процедура
3. Египет (египетский треугольник), Хорезм (алгоритм от фамилии среднеазиатского математика аль-Хорезми)
4. 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 СР1251: 197 227 232 239 229 242 C5 E3 E8 EF E5 F2
Цилиндр СР1251: 246 232 235 232 237 228240 F 6E 8EB E 8ED E 4F 0
Процедура КОИ8-Р:208 210 207 195 197 196 213 210 193
D0 D2 СF C3 C5 C4 D5 D2 C1
Хорезм КОИ8-Р:232 207 210 197 218 205 E8 CF D2 C5 DA CD
Фильтр КОИ8-Р: 198 201 204 216 212 210 C6 C9 CC D8 D4 D2
Учащиеся открывают карточки согласно номеру, названному учителем для каждой пары 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 условиезадачи № 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.” (Приложение 2 )
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?
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).
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.
(Приложение 3 )
Ваши вопросы.
Учащиеся задают вопросы, если они возникают.
Учитель сначала просит ответить на вопрос другого ученика, если ответа нет, то отвечает сам.
Учитель: Самостоятельно решим электронные задачи. Для этого откройте в папке «Информатика» папку «Задачи 8 класс» - «Кодирование» Компьютер оценит ваши ответы и даст правильный ответ.
Задача 1. Считая, что каждый символ кодируется двумя байтами, оцените информационный объем следующего предложения в кодировке Unicode:
Один пуд – около 16,4 килограмм
Впишите сюда ответ:_________
Задача 2. За 45 секунд был распечатан текст. Подсчитать количество страниц в тексте, если известно, что в среднем на странице 50 строк по 75 символов в каждой, скорость печати лазерного принтера 8 Кбит/сек., 1 символ - 1 байт. Ответ округлить до целой части.
Впишите сюда ответ:__________
Переход на презентацию.
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?
Ребята отвечают на поставленные вопросы.
IV. Домашнее задание
(Слайд 15) По учебнику Угриновича § 3.1, задания для самостоятельного выполнения 3.1, 3.2. Для желающих: Придумать свой шифр и закодировать любую фразу. Принести на следующий урок на отдельных листах.
Учитель подводит итог урока, выставляет оценки.
До свидания, спасибо за урок.
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Общий педагогический анализ учебного занятия по физике, данного в 8 классе
