Урок-игра по теме «Измерение информации» Методическая разработка урока по информационным технологиям Ветошкина Н.В., учитель информатики, МБОУ «Кезская СОШ №1» Аннотация: урок-повторение в игровой технологии по темам «Единицы измерения информации», «Алфавитный и содержательный подходы к измерению информации». Разработка рассчитана на учащихся 8-9 классов. Урок-повторение по темам «Единицы измерения информации», «Алфавитный и содержательный подходы к измерению информации». Игра «Экскурсия в страну Информандию» Раздел программы: «Измерение информации». Тема урока: Повторение темы «Единицы измерения информации», «Алфавитный и содержательный подходы к измерению информации». Тип урока: урок-повторение. Вид: урок-игра. Технология: игровая технология. Время проведения: 1 урок. Цели урока: - повторить и обобщить знания об единицах измерения информации, о двух способах измерения информации на основе самостоятельного поиска и осмысления дополнительного материала для игры; - развитие познавательного интереса, творческой активности учащихся; - развитие у школьников умения излагать мысли, моделировать ситуацию; - повторение и закрепление основного программного материала, выраженного в неординарных ситуациях; - связать информатику с другими предметами; - воспитать уважение к сопернику, умение достойно вести спор, стойкость, волю к победе, находчивость, умение работать в команде. Задачи урока: 1. Воспитательная – развитие познавательного интереса, логического мышления. 2. Учебная – совершенствование навыков выполнения расчётов. 3. Развивающая – развитие логического мышления, памяти, внимательности. Подготовительный этап Для проведения игры-экскурсии необходимо подготовить: - задания разного уровня сложности по каждой теме; - карту страны «Информандия» (красочно оформленная карта с маршрутом движения игроков, каждый шаг отмечается нумерованными разноцветными квадратиками-остановками, цвет квадратика определяет тему вопроса); - кубики с цифрами на гранях и разноцветные флажки; - подборку вопросов по теме; - разделение на 3 команды по 4 ученика в каждой, выбор капитана, названия команды и её девиза; - купюры достоинством: 1 бит, 2 бита, 3 бита, 4 бита, 5 битов, 6 битов. Вступление Учитель: Сегодня мы отправляемся на экскурсию по прекрасной и удивительной стране «Информандия». Страна очень большая, и в ней можно заблудиться. А для того, чтобы не заблудиться, у нас есть карта, на которую нанесён маршрут с остановками. Каждая остановка-станция имеет свой цвет, этот цвет определяет тему, по которой вы будете отвечать смотрителю. Смотритель (учитель) оценит ваш вопрос по количеству очков на кубике – если ответите правильно, эту сумму битов вы получите, нет – отдадите. Каждой команде выдаётся стартовая сумма в 100 битов. Выигрывает тот, у кого сумма в конце игры будет больше. Выигравшая команда получает «5», команда занявшая второе место – «4», третье место – «3». Ход игры С помощью жребия определяется очерёдность игроков. Затем первый игрок выбрасывает кубик и перемещает свою фишку на столько шагов, сколько выпало очков. В данной игре для каждой остановки по одной теме подготавливаются разноуровневые задания, задачи. Участник выбрасывает кубик, останавливается на станции какого-либо цвета и при правильном ответе на вопрос приносит команде столько очков (учителем выдаётся купюра определённого количества битов), сколько было выброшено на кубике. Если ученик команды даёт неверный ответ, то соответствующая сумма битов, забирается смотрителем. Красная станция – Единицы измерения информации, вычисление информационного объёма сообщения. Зелёная станция – Алфавитный подход к измерению информации. Синяя станция – Содержательный подход к измерению информации. Приложение 1. Карта страны Информандии. Приложение 2. Купюры 1 бит, 2 бита, 3 бита, 4 бита, 5 битов, 6 битов. Красная станция – Единицы измерения информации, вычисление информационного объёма сообщения. № Вопрос Ответ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Самая маленькая единица измерения информации? 1 байт = …битов 1 КБ = … байт В слове МЫШЬ - … битов. В слове ИНФОРМАТИКА - …байтов В слове БИТ - … битов. В словосочетании «Люблю информатику!» - … байтов В словосочетании «Экскурсия в Информандию.» - … байтов В словосочетании «Урок-игра» - … битов. Какое минимальное количество бит потребуется для кодирования положительных чисел, меньших 60? Сколько существует различных последовательностей из символов «плюс» и «минус», длиной ровно в 5 символов? Шахматная доска состоит из 8 столбцов и 8 строк. Какое минимальное количество бит потребуется для кодирования координат одного шахматного поля? Объём сообщения равен 11КБ. Сообщение содержит 1 бит 8 битов 1024 байт 32 бита 11 байтов 24 бита 18 байтов 23 байта Количество баллов 1 1 1 2 2 2 3 3 72 бита 6 битов 3 4 32 4 6 бит 4 8 битов 5 9. 10. 11. 12. 13. 11264 символа. Сколько битов приходится на 1 символ? 14. Сколько Кбайт памяти потребуется для сохранения 100 страниц текста, содержащего в среднем 180 символов в каждой строке, если на кодирование 1 символа приходится 4 бита? 15. Объём сообщения – 7,5 Кбайт. Известно, что данное сообщение содержит 7680 символов. Сколько битов приходится на 1 символ? 16. Метеорологическая станция ведёт наблюдение за влажностью воздуха. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100%, которое записывается при помощи минимально возможного количества бит. Станция сделала 80 измерений. Определите информационный объём результатов наблюдений. 17. В велокроссе участвуют 119 спортсменов. Специальное устройство реагирует прохождение каждым из участников промежуточного финиша, записывая его номер с использованием минимально возможного количества бит, одинакового для каждого спортсмена. Каков информационный объём сообщения (в битах), записанного устройством, после того как промежуточный финиш прошли 70 велосипедистов? 18. В некоторой стране автомобильный номер длиной 7 символов составляется из заглавных букв (всего используется 26 букв) и десятичных цифр в любом порядке. Каждый символ кодируется одинаковым и минимально возможным количеством бит, а каждый номер - одинаковым и минимально возможным количеством байт. Определите объём памяти (в байтах), необходимый для хранения 20 автомобильных номеров. ≈9 КБ 5 8 битов 5 70 байт 6 490 бит 6 120 байт 6 Зелёная станция – Алфавитный подход к измерению информации. № 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Вопрос Ответ Какая формула используется при алфавитном подходе N=2i измерения информации ? Что означает N в формуле N=2i при алфавитном N – мощность подходе? алфавита Что означает i в формуле N=2i при алфавитном под- I - информационходе? ный вес 1 символа Алфавит племени Каюмба - 8 символов. Сколько битов 3 бита «весит» один символ? Один символ племени Гаюмба «весит» - 4 бита. Какова 16 мощность алфавита? Какова мощность компьютерного алфавита? Сколько 256, 8 битов «весит» 1 символ в компьютерном алфавите? или 1 байт Племена Каюмба и Гаюмба обменялись сообщениями. У племени Каюмба мощность алфавита – 8, а у племени Гаюмба – 16. У обоих в сообщении было по 25 знаков. У какого племени сообщение «информативнее» и на сколько бит? Количество баллов 1 1 1 2 2 2 3 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. Племена Каюмба и Гаюмба обменялись сообщениями. У племени Каюмба мощность алфавита – 8, а у племени Гаюмба – 16. У обоих в сообщении было по 25 знаков. У какого племени сообщение «информативнее» и во сколько раз? Племена Каюмба и Гаюмба обменялись сообщениями. У племени Каюмба мощность алфавита – 8, а у племени Гаюмба – 16. У обоих в сообщении было по 25 знаков. Определите информационный объём сообщения (в байтах) каждого племени? Дан текст из 600 символов. Известно, что символы берутся из таблиц ыразмером 16 на 32. Определите информационный объём текста в битах. Мощность алфавита равна 256. Сколько Кбайт памяти потребуется для сохранения 160 страниц текста, содержащего в среднем 192 символа на каждой странице? Объём сообщения – 7,5 Кбайт. Известно, что данное сообщение содержит 7680 символов. Какова Мощность алфавита? Мощность алфавита равна 64. Сколько Кбайт памяти потребуется, чтобы сохранить 128 страниц текста, содержащего в среднем 256 символов на каждой странице? Объём сообщения, содержащего 4096 символов, равен 1/512 части Мбайта. Какова мощность алфавита, с помощью которого записано это сообщение? 3 3 4 4 4 5 15. 16. Какое наименьшее число символов должно быть в алфавите, чтобы при помощи всевозможных трёхбуквенных слов состоящих из символов данного алфавита, можно было передать не менее 9 различных сообщений? 17. Некоторый алфавит содержит 4 различных символа. Сколько трёхбуквенных слов можно составить из символов этого алфавита, если символы в слове могут повторяться? 18. Некоторый алфавит содержит четыре различных символа. Сколько слов длиной ровно в 4 символа можно составить из слов данного алфавита (символы в слове могут повторяться)? 16 5 3 5 6 6 6 Синяя станция – Содержательный подход к измерению информации. № Вопрос Ответ 1. Какая формула используется при содержательном подходе измерения информации ? Что означает N в формуле N=2i при содержательном подходе? N=2i 2. 3. Что означает i в формуле N=2i при содержательном подходе? N – количество возможных вариантов I - информационный вес 1 вариан- Количество баллов 1 1 1 4. Я подброшу монетку, и она упадет или «орлом», или «решкой». Неопределенность? Сколько информации содержит сообщение о том, какой стороной упала монетка? 5. Я не знаю, есть ли на улице дождь, неопределенность. Сколько информации содержит сообщение о том, что дождя на улице нет? Книга лежит на одной из двух полок — верхней или нижней (неопределенность). Во сколько раз уменьшится неопределенность после сообщения о том, что книга лежит на верхней полке? Если было загадано число от 1 до 16, сколько вопросов надо задать, чтобы его угадать? Если было загадано число от 1 до 16. Сколько информации будет получено? Проводится лотерея «5 из 64». Первым вытащили шар с номером 8. Сколько информации в этом сообщении? 6. 7. 8. 9. та Получение информации (ее увеличение) одновременно означает увеличение знания, что, в свою очередь, означает уменьшение незнания или информационней неопределенности. 1 бит 1 бит 2 2 В 2 раза 2 4 3 4 бита 3 6 бит 3 10. 11. Сообщение «Алиса живет в доме № 23 на улице Вишне32 вая» содержит 5 бит информации. Сколько всего домов на улице? 12. В корзине лежит 16 шаров разного цвета. Сколько ин4 бита формации несет сообщение, что достали белый шар? 13. Известно, что Иванов живет на улице Весенней, но не- Неопределенность известно, в каком доме, — неопределенность. На сколь- уменьшилась, но ко уменьшилась неопределенность при получении сообполностью не щения, что Иванов живет на четной стороне улицы? снялась. Нельзя сказать, что неопределенность уменьшилась вдвое, т. е. мы получили 1 бит информации. Например, на нечетной стороне улицы может быть пять домов, а на четной — всего один. 14. Объявляют оценки за контрольную работу. Сколько ин- Если возможных формации содержит сообщение об оценке? вариантов оценок — пять («5», «4», «3», «2», «1»), то 3 бита; если вари- 4 4 4 5 5 15. Сколько информации содержит сообщение о выпадении грани с числом 3 на шестигранном игральном кубике антов оценок — четыре («5», «4», «3», «2»), то 2 бита. N = 6. I - ? 5 2I = N 2I = 6 22 < 6 < 23 I = 2.58496 бит 16. Какое количество информации будет содержать зри- 1) всего шаров тельное сообщение о цвете вынутого шарика, если в не- 50+25+25=100 прозрачном мешочке находится 50 белых, 25красных, 25 синих шариков 6 2) вероятности шаров 50/100=1/2, 25/100=1/4, 25/100=1/4 3)I= -(1/2 log21/2 + 1/4 log21/4 + 1/4 log21/4) = -(1/2(01) +1/4(0-2) +1/4(0-2)) = 1,5 бит 17. Проводятся две лотереи — «4 из 32» и «5 из 64». Сообщение о результатах какой лотереи несет больше информации? 18. В гимназический класс школы было отобрано несколько учеников из 128 претендентов. Какое количество учеников было отобрано, если сообщение о том, кто был отобран, содержит 140 битов информации? «5 из 64» 6 20 учащихся 6 Учитель: Мы побывали с вами в удивительной стране Информандии, но это не последняя наша экскурсия. Нас ждут великие открытия и необычные приключения. Литература: 1. Молодцов В.А., Рыжикова Н.Б. Современные открытые уроки информатики. 8-11 классы. – Ростов н / Д: изд-во «Феникс», 2002. – 352 с.
