Основы теории информации 8 класс (УМК Семакина И.Г.)

Основы теории
информации
8 класс
(УМК Семакина И.Г.)
Информация и знания
Информация для человека – это знания, которые он
получает из различных источников.
Информация и знания
Информация к человеку поступает в виде сообщения.
Но, все ли сообщения несут человеку знания?
Сообщение полученное человеком может пополнить его
знания, если содержащиеся в нем сведения являются
понятными для него и новыми.
Пример:
QVTW
понятно?
это сообщение Вам
Земля вращается вокруг Солнца.
А это сообщение Вам понятно?
А является ли оно для вас новым?
Классификация знаний
Знания
Факты
Факты - это знания об
определенных явлениях,
событиях, свойствах объектов
и зависимостях между
объектами.
Правила
Правила - это знания о
последовательностях
действий, направленных
на достижение некоторой
цели.
Факты отвечают на вопрос
Я знаю, что …
Пример:
Я знаю, что Земля круглая
Я знаю, что квадрат гипотенузы равен
сумме квадратов катетов
Такие знания принято называть декларативными
(от слова «декларация», что означает
«утверждение», «сообщение»)
Правила отвечают на вопрос
Я знаю, как …
Для того чтобы …
Пример:
Я знаю, как запустить программу MS Word
Для того чтобы сохранить файл нужно
выбрать команду СОХАНИТЬ
Такие знания принято называть процедурными.
Они определяют действия для достижения какойлибо цели.
Как человек воспринимает
информацию?
Органы чувств являются информационными
каналами между внешним миром и человеком.
Полученную информацию человек может запомнить или
записать, а также передать другому человеку.
Как, каким образом?
При помощи языка.
Такая информация называется символьной или знаковой.
Язык – это знаковый способ
представления информации.
Общение на языках – это процесс передачи
информации в знаковой форме.
Естественные языки – языки общения между людьми
(русский, английский, французский, немецкий …)
Формальные языки – языки какой-нибудь профессии
или области знаний (математический язык –
математические символы, язык музыки – ноты,
знаки дорожного движения - пиктограммы, …)
Формы представления
информации
• Текст на естественном языке в устной или
письменной форме;
• Графическая форма: рисунки, схемы, чертежи,
карты, графики, диаграммы;
• Символы формального языка: числа,
математические формулы, ноты, химические формулы,
дорожные знаки и пр.
Преобразование информации из одной формы в
другую называется кодированием информации.
Информационный процесс – это процесс, в ходе которого изменяется
содержание информации или форма ее представления.
Хранение
Обработка
Передача
Всегда осуществляется по некоторому каналу связи
от источника информации к ее приемнику.
помехи
Источник
информации
Приемник
информации
канал связи
(канал передачи информации)
Для передачи информации всегда используются физические
процессы различной природы, например, при разговоре —
колебательные процессы среды (звуковые волны).
Информация, полученная приемником
информации, должна быть так или иначе
сохранена.
Хранимую информацию обычно называют данными.
человек хранит информацию
в уме
на различны носителях
(внутренняя, оперативная
память)
(внешняя, долговременная
память)
Память человека можно назвать
оперативной памятью. Здесь слово
«оперативный» является синонимом
слова «быстрый». Заученные знания
воспроизводятся человеком
мгновенно.
Книги, записи, диски можно рассматривать
как расширение памяти, как нашу внешнюю
память. Они выполняют вспомогательную
роль для нашей памяти.
это получение новой информации или преобразование
информации из одного вида в другой, проводимое по
определённым правилам.
Обработка информации может
происходить двумя способами:
для обработки
информации
не требуется
жестких правил
Эвристически
(на естественном
языке)
Доказательство какой-либо теоремы или
обоснование какого-либо вывода (логические
рассуждения)
формально
(на формальном
языке)
обработка
информации
регламентируется
жесткими правилами
При переводе же текста мы ограничены
жесткими правилами грамматики тех
языков, с которыми имеем дело.
Складывая числа или кодируя
сообщение, мы уже не просто
руководствуемся правилами, а
исполняем тот или иной алгоритм.
Информационные процессы
Является ли информационным процессом поиск
информации? К какому виду он относится и как
осуществляется?
Информационные процессы связаны только с
человеком или могут протекать в живой природе?
А в неживой?
Вопросы для повторения
ДЗ
Информация и знания
(повторение)
1. Что означает для человека понятие информация?
2. Какие сообщения несут человеку информацию?
3. Какие знания являются декларативными?
4. Какие знания являются процедурными?
5. Назовите основные формы представления информации (приведите
примеры)
6. Что такое кодирование информации?
7. Каким способом люди обмениваются информацией друг с другом? Какую
роль в этом выполняют языки? Какие бывают языки?
8. Что такое информационный процесс?
9. Назовите основные виды информационных процессов.
Домашнее задание
Учебник
Задачник 1
§ 1, 2, 3
§ 1.1, 1.2
№ 6, 7, 8 стр. 8, № 10, 11 стр. 12,
№ 19, 23
стр. 14
Подготовиться к самостоятельной работе!
Дополнительно: № 15, 16, 17, 18 стр. 13, "В мир информатики" № 200
ЭОР
http://whiteschool.ru/
School11@mail.ru
Информатика и ИКТ
- Цифровые (электронные) образовательные ресурсы
ЦОР к курсу И.Г.Семакина «Информатика и ИКТ», 8 класс
§ 1. Человек и информация
Кроссворд, тренировочный тест
§ 2. Восприятие и представление информации
Домашнее задание N 2
§ 3. Информационные процессы
Домашнее задание N 3
Вопросы для повторения
Измерение информации
(содержательный подход)
Сообщение
Есть информация
Нет информации
Инф. > 0
Инф. = 0
Информативное сообщение уменьшает неопределенность
знания, т. е. незнание, которое было до сообщения.
Сообщение, уменьшающее неопределенность знания в два раза,
несет 1 бит информации
Пример с бросанием монеты
Имеется монета, которую бросают на ровную
поверхность. С равной вероятностью
произойдет одно из двух возможных событий
— монета окажется в одном из двух
положений: «орел» или «решка». Можно
говорить, что события равновероятны, если
при возрастающем числе опытов количество
выпадений «орла» и «решки» постепенно
сближается.
Перед броском существует неопределенность:
После броска наступает полная определенность, мы получаем зрительное
сообщение
Получив это сообщение, неопределенность
знаний уменьшилась в два раза, так как до броска
мы имели два вероятных события, а после броска
— только одно, то есть в два раза меньше.
Измерение информации
(содержательный подход)
Следовательно, можно сказать так: неопределенность знания о
некотором событии – это количество возможных результатов
события.
Вернемся к нашей задаче:
Узнав результат бросания монеты, мы получаем 1 бит информации,
т.к. неопределенность знания в этой задаче уменьшилась в два
раза.
Сообщение о том, что произошло одно событие из двух
равновероятных, несет 1 бит информации
Измерение информации
(содержательный подход)
Пусть N – количество возможных равновероятных событий
(неопределенность знаний),
i – количество информации в сообщении о том, что произошло
одно из N равновероятных событий.
i = 1 бит
N=2
N=4
4:2=2
2:2=1
1 бит
1 бит
N=8
8:2=4
4:2=2
2:2=1
1 бит
1 бит
1 бит
N = 16
i = 2 бита
i = 3 бита
i = 4 бита
Измерение информации
(содержательный подход)
N 2
Где:
i
N – количество возможных равновероятных событий
(неопределенность знаний),
i – количество информации в сообщении о том, что произошло
одно из N равновероятных событий.
Стр. 152
учебника
Содержательный подход к
измерению информации
(решение задач)
Задача 1. Игра в «Крестики-нолики». Поле 8 Х 8.
1. Какое количество информации получает второй игрок
после 1-ого хода первого игрока?
2. Какое количество информации получает игрок на
предпоследнем ходе?
3. Какое количество информации получает игрок на
последнем ходе?
Содержательный подход к
измерению информации
(решение задач)
Задача 2. Угадывают числа в диапазоне от 0 до 16.
Можно задавать вопросы, на которые дают
однозначные ответы «да» или «нет».
Сколько вопросов и какие необходимо задать, чтобы
угадать загаданное число и при этом задать
наименьшее количество вопросов?
Та же задача, но угадывают числа в диапазоне от 0 до N.
Содержательный подход к
измерению информации
(решение задач)
Задача 3. Сколько битов информации несет сообщение о
том, что из колоды в 32 карты достали даму пик?
А крестовую масть?
Задачник 1
стр. 16-18 № 7, 9, 11, 10
ДЗ
Домашнее задание
Учебник
§ 1.1
Задачник 1
§ 1.3
Дополнительно:
№ 5 стр. 153 Учебника
"В мир информатики" № 200
стр. 148-153,
№4
стр. 153
№ 1, 4, 8, 12, 14, 15
стр. 16-18
ЭОР Дополнение к главе 1.
Домашнее задание N 16
Подготовиться к самостоятельной работе!
Содержательный подход к
измерению информации
(повторение)
Задачник 1. стр. 17 № 4, 8, 12, 14, 15 (ДЗ),
10, 11, 12, 13, 16
Измерение информации
(алфавитный подход)
Информация передаётся и хранится в закодированном виде,
т. е. с использованием определённого языка.
Все множество используемых в языке символов называется алфавитом.
Полное число символов алфавита называется мощностью алфавита (N).
Допустим, в русском языке – 32 буквы.
N=32
Какое количество информации несет одна буква?
32  2i
i=5 битов
В текстовом редакторе компьютера используется алфавит
мощностью 256 символов, следовательно i = 8 битов.
Измерение информации
(алфавитный подход)
А какова минимальная мощность алфавита?
N=2
Это двоичный алфавит, состоящий из 0 и 1
Этот алфавит используется в компьютере.
Чему равен информационный вес символа двоичного алфавита?
22
i
i=1 бит
В текстовом редакторе компьютера используется алфавит
мощностью 256 символов, следовательно i = 8 битов.
А это означает, что один символ текстового редактора
кодируется 8-ю «нулями» и «единицами» (таблица ASCII)
Представление текста
в памяти компьютера
В настоящее время получили распространение
способы кодирования текстовой информации с
помощью таблиц кодировки:
• ASCII (American Standart Code for Information
Interchange) – восьмибитная кодировка
• Unicode – шестнадцатибитная кодировка
ASCII (американский стандартный код для
информационного обмена)
Мощность алфавита – 256 символов
Информационный вес символа – 8 бит (1 байт)
1
2
0
32
00000000
00100000
Управляющие символы
пробел
33
:
127
00100001
…………..
01111111
Стандартная часть
Цифры, латинские буквы (заглавные и
строчные), знаки препинания, знаки
арифметических операций, сравнения и др.
128
:
:
255
10000000
…………..
…………..
11111111
Альтернативная кодировка
Русские буквы (заглавные и строчные) и
другие символы, которые не вошли в
стандартную часть
Единицы измерения информации
Решение задач
(алфавитный подход к измерению информации)
Задачник ч. 1
стр. 20
№ 20
Сообщение, записанное буквами из 64-символьного алфавита,
содержит 20 символов. Какой объем информации оно несет?
Решение задач
(алфавитный подход к измерению информации)
Решение задач
(алфавитный подход к измерению информации)
Решение задач
(алфавитный подход к измерению информации)
Задачник ч. 1
№ 29
стр. 21
Сколько килобайт составляет сообщение, содержащее
12288 битов?
Решение задач
(алфавитный подход к измерению информации)
Решение задач
(алфавитный подход к измерению информации)
Задача. Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью
32-символьного алфавита, если объем его составил 2,5 Кбайт?
Решение задач
(алфавитный подход к измерению информации)
Задача. Информационное сообщение, объемом 1/256 часть мегабайта
содержит 4096 символов. Сколько символов содержит алфавит, при помощи
которого было записано это сообщение?
Домашнее задание
Учебник
§4
Задачник 1
§ 1.3
Дополнительно:
ЭОР
стр. 22-26
№6
стр. 18-19
стр. 26
21, 22, 35, 36 (стр. 20-21)
"В мир информатики" № 201
http://whiteschool.ru/
School11@mail.ru
Информатика и ИКТ
- Цифровые (электронные) образовательные ресурсы
ЦОР к курсу И.Г.Семакина «Информатика и ИКТ», 8 класс
§ 4. Измерение информации
Домашнее задание N 4
Кроссворд
тренировочный тест