Конспект урока кодирование текстовой информации. Разработка урока и презентация на тему "кодирование текстовой информации". Двоичное кодирование текстовой информации

Пияева Ольга Николаевна

Место работы: муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Тарасковская средняя общеобразовательная школа»

Должность: учитель информатики

Адрес школы : Московская область Каширский район деревня Тарасково улица Комсомольская д.22

Класс: 8

Тема урока: Кодирование текстовой информации. (первый урок по теме «Кодирование информации»)

Тип урока: изучение новых знаний

Вид урока: традиционный с использованием информационных технологий

Цели:

Обучающая:

познакомить учащихся со способами кодирования информации в компьютере;

рассмотреть примеры решения задач;

Развивающая:

способствовать развитию познавательных интересов учащихся.

Воспитательная:

воспитывать выдержку и терпение в работе, чувства товарищества и взаимопонимания.

Задачи:

Обучающая:

формировать знания учащихся по теме “Кодирование текстовой информации”;

Развивающая:

развить навыки анализа и самоанализа;

содействовать формированию у школьников образного мышления;

Воспитательная:

формировать умения планировать свою деятельность.

Оборудование:

рабочие места учеников (персональный компьютер),

рабочее место учителя,

мультимедийный проектор,

Программное обеспечение: ПК, программа PowerPoint , таблицы, схемы.

Информационная карта урока:

№ п/п

Этап урока

При-

мер-

ное время

Дидактичес

кая цель

Формы и методы работы

Виды деятельности учащихся

Организацион-

ный момент

2 мин

Включить учащихся в деловой ритм, подготовить класс к работе

Устное сообщение учителя

Настрой на продуктив-

ную деятель-

ность

Изучение

нового

материала

18 мин

Сформировать познавательные мотивы. Обеспечить принятие учащимися цели урока. Сформировать конкретные представления о кодировании текстовой информации.

Объяснение нового материала с использова-

нием презентации

Слушание и запоминание, ответы на вопросы учителя, выполнение задания на декодирова-

ние информации

Физкультминутка

2 мин.

Предупредить утомление детей

Выполнение упражнений

Закрепление полученных знаний

10 мин.

Организовать деятельность по применению новых знаний

Практическая работа

Выполнение практиче-

ской работы

Первичная проверка понимания

8 мин

Выявить уровень первичного усвоения нового материала

Фронтальный опрос

Дифференцированная самостоятельная работа

Отвечают на вопросы учителя

Выполняют самостоятельную работу

Домашнее задание

2 мин.

Дать информацию по домашнему заданию и инструкцию по его выполнению

Инструктаж по выполнению домашнего задания

Запись домашнего задания в дневники

Подведение итогов урока (рефлексия)

3 мин.

Самоанализ учащимися понимания темы

Прием незаконченного предложения

Обсуждение того, что узнали, и того, как работали

Ход урока.

Организационный момент.

Ребята, я рада видеть Вас в полном составе, в хорошем настроении и надеюсь на плодотворный урок.

Садитесь.

Сейчас мы с Вами проведем рейд готовности к уроку:

покажите дневники

покажите ручки

покажите учебники

покажите тетради

К уроку все готово, можем начинать.

Изучение нового материала

Сегодня мы приступаем к изучению большой темы «Кодирование и обработка текстовой информации», и первый наш урок называется «Кодирование текстовой информации»
На экране первый слайд мультимедийной презентации с темой урока.

На сегодняшнем уроке мы познакомимся с приемами кодирования текста, которые были изобретены людьми на различных этапах развития человеческой мысли, с двоичным кодированием информации в компьютере, научимся определять числовые коды символов, вводить символы с помощью числовых кодов и осуществлять перекодировку русскоязычного текста в текстовом редакторе.

Проблема защиты информации волнует людей несколько столетий.

Коды появились в глубокой древности в виде криптограмм (что в переводе с греческого означает «тайнопись»). Порой священные иудейские тексты шифровались методом замены. Вместо первой буквы алфавита писалась последняя буква, вместо второй – предпоследняя и т.д. этот древний шифр назывался атбаш.

Показ слайда №2

Перед вами несколько приёмов кодирования текста, которые были изобретены на различных этапах развития человеческой мысли.

- 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. ( шифр Вижинера, шифр замены)

Показ слайда №3

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. Так слово байт при смещении на три символа вправо кодируется словом дгмх . Обратный процесс расшифровки данного слова – необходимо заменять каждую зашифрованную букву, на третью слева от неё.

Показ слайда № 4

В Древней Греции (II в. До н.э.) был известен шифр, который создавался с помощью квадрата Полибия. Для шифрования использовалась таблица, представляющая собой квадрат с шестью столбцами и шестью строками, которые нумеровались цифрами от 1 до 6. В каждую клетку такой таблицы записывалась одна буква. В результате каждой букве соответствовала пара чисел, и шифрование сводилось к замене буквы парой цифр. Первая цифра указывает номер строки, вторая – номер столбца. Слово байт кодируется в этом случае так: 12 11 25 42

Показ слайда № 5.

Расшифруйте с помощью квадрата Полибия следующую фразу

«33 11 35 36 24 32 16 36 11 45 43 51 24 32 41 63»

Вопрос : Что у вас получилось?

Ответ учащихся : На примерах учимся

Ответ сравнивается с появившемся на слайде №5 правильным ответом.

Двоичное кодирование текстовой информации в компьютере

Учитель : Информация, выраженная с помощью естественных и формальных языков в письменной форме, обычно называют текстовой информацией.

Показ слайда № 6.

Для представления текстовой информации (прописные, строчные буквы русского и латинского алфавитов, цифры, знаки и математические символы) достаточно 256 различных знаков.

Если сложить все знаки:

33 строчные буквы русского алфавита + 33 прописные буквы = 66;

Для латинского алфавита 26 + 26 = 52;

Цифры от 0 до 9

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.)

Показ слайда № 7

По формуле N = 2 I можно вычислить, какое количество информации необходимо, чтобы закодировать каждый знак:

N = 2 I  256 = 2 I  2 8 = 2 I  I = 8 битов

Для обработки текстовой информации на компьютере необходимо представить ее в двоичной знаковой системе. Мы с Вами вычислили, что для кодирования каждого знака требуется 8 бит информации, т. е. длина двоичного кода знака составляет восемь двоичных знаков. Каждому знаку необходимо поставить в соответствие уникальный двоичный код из интервала от 00000000 до 11111111 (в десятичном коде от 0 до 255).

При вводе в компьютер текстовой информации происходит её двоичное кодирование. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу со знаком, и в компьютер поступает определенная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код знака). В процессе вывода на экран компьютера производится обратное перекодирование, т.е. преобразование двоичного кода в его изображение.

Показ слайда № 8

Присваивание знаку конкретного двоичного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется в кодовой таблице. Принято интернациональное соглашение о присвоении каждому символу своего уникального кода. В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange - американский стандартный код для обмена информацией)

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).

Показ слайда № 9.

Вот некоторые из них. Рассмотрим и запишем их названия:

КОИ - 8 , Windows, MS-DOS , Мас , ISO.

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).

Давайте, с Вами также определим количество символов, которые можно закодировать согласно этому стандарту:

N = 2 I = 2 16 = 65536

такого количества символов достаточно, чтобы закодировать не только русский и латинский алфавиты, но и греческий, арабский, иврит и другие алфавиты.

Физкультминутка

А сейчас проведем физкультминутку: сначала кончиком носа напишите образно на потолке «Мне нравится информатика».

Физкультминутка для глаз:

Быстро поморгать, закрыть глаза и посидеть спокойно, медленно считая до 5. Повторить 4-5 раз.

Вытянуть правую руку вперед. Следить глазами, не поворачивая головы, за медленными движениями указательного пальца вытянутой руки влево и вправо, вверх и вниз. Повторить 4-5 раз.

Посмотреть на указательный палец вытянутой руки на счет 1-4, потом перенести взор вдаль на счет 1-6. Повторить 4-5 раз.

В среднем темпе проделать 3-4 круговых движения глазами в правую сторону, столько же в левую сторону. Расслабив глазные мышцы, посмотреть вдаль на счет 1-6. Повторить 1-2 раза.

Закрепление полученных знаний.

Не зря римский баснописец Федр сказал: «Наука – капитан, а практика – солдаты». Поэтому сейчас перейдем от теории к практике.

Откройте учебник на странице 152, найдите практическую работу №8, прочитайте ее.

Запишите в тетрадь тему практической работы «Кодирование текстовой информации», цель работы: научиться определять числовые коды символов, вводить символы с помощью числовых кодов и осуществлять перекодировку русскоязычного текста в текстовом редакторе.

Включите компьютеры, и мы вместе выполним эту работу.

Задание №1. В текстовом редакторе Word определить числовые коды нескольких символов:

в кодировке Windows ;

в кодировке Unicode (Юникод)

Запустить текстовый редактор Word

ввести команду (Вставка – Символ…). На экране появится диалоговая панель Символ. Центральную часть диалоговой панели занимает таблица символов.

Для определения десятичного числового кода символа в кодировке Windows с помощью раскрывающегося списка из: выбрать тип кодировки кириллица (дес.).

В таблице символов выбрать символ. В текстовом поле Код знака: появится десятичный код символа.

Для определения шестнадцатеричного числового кода в кодировке Unicode с помощью раскрывающегося списка из: выбрать тип кодировки Юникод (шестн.).

В таблице символов выбрать символ. В текстовом поле Код знака: появится шестнадцатеричный числовой код символа.

С помощью электронного калькулятора перевести шестнадцатеричный числовой код в десятичную систему счисления:

0586 16 = Х 10 ; 1254 16 = Х 10 ; 8569 16 = Х 10 ;

Задание №2. В текстовом редакторе Блокнот ввести с помощью числовых кодов последовательность символов в кодировках Windows и MS – DOS .

Первичная проверка понимания

Вопросы учителя

1. Какой принцип кодирования текстовой информации используется в компьютере? (При вводе в компьютер текстовой информации происходит ее двоичное кодирование. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу со знаком, и в компьютер поступает определенная последовательность из восьми электрических импульсов (двоичный код знака). В процессе вывода на экран компьютера производится обратное перекодирование, т.е. преобразование двоичного кода в его изображение.)

2. Как называется международная таблица кодировки символов? ( ASCII (American Standard Code for Information Interchange – американский стандартный код для обмена информацией )

3. Перечислите названия таблиц кодировок для русскоязычных символов. (КОИ - 8 , MS - DOS , Мас , ISO , Windows )

Учитель раздает карточки с индивидуальными заданиями. (Петя и Коля пишут друг другу электронные письма в кодировке КОИ - 8. Однажды Петя ошибся и отправил письмо в кодировке Windows . Коля получил письмо и как всегда прочитал его в КОИ – 8. Получился бессмысленный текст, в котором часто повторялось слово ******. Какое слово было в исходном тексте письма?

1 вариант – УЛБОЕТ (сканер)

2 вариант - РБНСФШ (память)

3 вариант – РТЙОФЕТ (принтер)

4 вариант – ДЙУЛЕФБ (дискета)

5 вариант – ФТЕЛВПМ (трекбол)

6 вариант – НПОЙФПТ (монитор)

7 вариант – РТПГЕУУПТ (процессор)

8 вариант – ЛМБЧЙБФХТБ (клавиатура)

9 вариант – НБФЕТЙОУЛБС РМБФБ (материнская плата)

10 вариант – ФБЛФПЧБС ЮБУФПФБ РТПГЕУУПТБ (тактовая частота процессора)

Домашнее задание

По учебнику Н. Угриновича п.3.1. стр. 74 - 77

Закодируйте в коде КОИ – 8 свои имя и фамилию. Запишите результат в виде:

двоичного кода

десятичного кода

Дополнительное задание (на карточке) : расшифруйте текст с помощью кодировки КОИ -8:

254 212 207 194 205 213 196 210 207 214 201 218 206 216 208 210 207 214 201 212 216, 218 206 193 212 216 206 193 196 207 194 206 207 206 197 205 193 204 207,

228 215 193 215 193 214 206 217 200 208 215 193 215 201 204 193 218 193 208 207 205 206 201 196 204 209 206 193 222 193 204 193:

244 217 204 213 222 219 197 199 207 204 207 196 193 202, 222 197 205 222 212 207 208 207 208 193 204 207 197 211 212 216,

233 204 213 222 219 197 194 213 196 216 207 196 201 206, 222 197 205 215 205 197 211 212 197 21 203 197 205 208 207 208 193 204 207.

(Чтоб мудро жизнь прожить, знать надобно немало,

Два важных правила запомни для начала:

Ты лучше голодай, чем, что попало есть,

Информатика и информационные технологии. Учебник для 8 класса /Н.Д. Угринович. – М. БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. – 205 с.: ил.

Журнал «Информатика и образование», № 4,2003 год, №6,2006 год

Информатика 7 – 9 кл. / А.Г. Кушниренко, Г.В. Лебедев, Я.Н. Зайдельман, М.:Дрофа, 2001. – 336 с.: ил.

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.

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.

Текстовую информацию кодируют двоичным кодом через обозначение каждого символа алфавита определенным целым числом. С помощью восьми двоичных разрядов возможно закодировать 256 различных символов. Данного количества символов достаточно для выражения всех символов английского и русского алфавитов.

В первые годы развития компьютерной техники трудности кодирования текстовой информации были вызваны отсутствием необходимых стандартов кодирования. В настоящее время, напротив, существующие трудности связаны с множеством одновременно действующих и зачастую противоречивых стандартов.

Для английского языка, который является неофициальным международным средством общения, эти трудности были решены. Институт стандартизации США выработал и ввел в обращение систему кодирования ASCII (American Standard Code for Information Interchange – стандартный код информационного обмена США).

Для кодировки русского алфавита были разработаны несколько вариантов кодировок:

1) Windows-1251 – введена компанией Microsoft; с учетом широкого распространения операционных систем (ОС) и других программных продуктов этой компании в Российской Федерации она нашла широкое распространение;

2) КОИ-8 (Код Обмена Информацией, восьмизначный) – другая популярная кодировка российского алфавита, распространенная в компьютерных сетях на территории Российской Федерации и в российском секторе Интернет;

3) ISO (International Standard Organization – Международный институт стандартизации) – международный стандарт кодирования символов русского языка. На практике эта кодировка используется редко.

Ограниченный набор кодов (256) создает трудности для разработчиков единой системы кодирования текстовой информации. Вследствие этого было предложено кодировать символы не 8-разрядными двоичными числами, а числами с большим разрядом, что вызвало расширение диапазона возможных значений кодов. Система 16-разрядного кодирования символов называется универсальной – UNICODE. Шестнадцать разрядов позволяет обеспечить уникальные коды для 65 536 символов, что вполне достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков.

Несмотря на простоту предложенного подхода, практический переход на данную систему кодировки очень долго не мог осуществиться из-за недостатков ресурсов средств вычислительной техники, так как в системе кодирования UNICODE все текстовые документы становятся автоматически вдвое больше. В конце 1990-х гг. технические средства достигли необходимого уровня, начался постепенный перевод документов и программных средств на систему кодирования UNICODE.

План-конспект 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.

Объяснение нового материала проходит в форме эвристической беседы с одновременным показом мультимедийной презентации на интерактивной доске (Приложение 1).

Учитель: Кодирование какой информации мы изучали на предыдущих занятиях?

Ответ : Кодирование числовой информации и представление чисел в компьютере.

Учитель : Перейдём к изучению нового материала. Запишите тему урока “Кодирование текстовой информации” (слайд 1). Рассматриваемые вопросы (слайд 2):

Исторический экскурс;

Двоичное кодирование текстовой информации;

Расчет количества текстовой информации.

Исторический экскурс

Человечество использует шифрование (кодировку) текста с того самого момента, когда появилась первая секретная информация. Перед вами несколько приёмов кодирования текста, которые были изобретены на различных этапах развития человеческой мысли (слайд 3) :

- сурдожесты – язык жестов, используемый людьми с нарушениями слуха.

Вопрос : Какие примеры кодирования текстовой информации можно привести еще?

Учащиеся приводят примеры.

Традиционно для кодирования одного символа используется 1 байт информации.

Вопрос : Какое количество различных символов можно закодировать?

Ответ учащихся : N = 2 I = 2 8 = 256.

Учитель : Верно. Достаточно ли этого для представления текстовой информации, включая прописные и строчные буквы русского и латинского алфавита, цифры и другие символы?

Дети подсчитывают количество различных символов:

33 строчные буквы русского алфавита + 33 прописные буквы = 66;

Для английского алфавита 26 + 26 = 52;

Цифры от 0 до 9 и т.д.

Учитель : Ваш вывод?

Вывод учащихся : Получается, что нужно 127 символов. Остается еще 129 значений, которые можно использовать для обозначения знаков препинания, арифметических знаков, служебных операций (перевод строки, пробел и т.д.. Следовательно, одного байта вполне хватает, чтобы закодировать необходимые символы для кодирования текстовой информации.

Учитель : В компьютере каждый символ кодируется уникальным кодом.

Принято интернациональное соглашение о присвоении каждому символу своего уникального кода. В качестве международного стандарта принята кодовая таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange) (слайд 7).

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.

Текстовая информация состоит из символов: букв, цифр, знаков препинания и др. Одного байта достаточно для хранения 256 различных значений, что позволяет размещать в нем любой из алфавитно-цифровых символов. Первые 128 символов (занимающие семь младших бит) стандартизированы с помощью кодировки ASCII (American Standart Code for Information Interchange). Суть кодирования заключается в том, что каждому символу ставят в соответствие двоичный код от 00000000 до 11111111 или соответствующий ему десятичный код от 0 до 255. Для кодировки русских букв используют различные кодовые таблицы (КОI-8R, СР1251, CP10007, ISO-8859-5):

KOI8 R - восьмибитовый стандарт кодирования букв кириллических алфавитов (для операционной системы UNIX). Разработчики KOI8 R поместили символы русского алфавита в верхней части расширенной таблицы ASCII таким образом, что позиции кириллических символов соответствуют их фонетическим аналогам в английском алфавите в нижней части таблицы. Это означает, что из текста написанного в KOI8 R , получается текст, написанный латинскими символами. Например, слова «дом высокий» приобретают форму «dom vysokiy»;

СР1251 – восьмибитовый стандарт кодирования, используемый в OS Windows;

CP10007 - восьмибитовый стандарт кодирования, используемый в кириллице операционной системы Macintosh (компьютеров фирмы Apple);

ISO -8859-5 – восьмибитовый код, утвержденный в качестве стандарта для кодирования русского языка.

Кодирование графической информации

Графическую информацию можно представлять в двух формах: аналоговой и дискретной . Живописное полотно , созданное художником, - это пример аналогового представления , а изображение, напечатанное при помощи принтера , состоящее из отдельных (элементов) точек разного цвета, - это дискретное представление .

Путем разбиения графического изображения (дискретизации) происходит преобразование графической информации из аналоговой формы в дискретную. При этом производится кодирование - присвоение каждому элементу графического изображения конкретного значения в форме кода. Создание и хранение графических объектов возможно в нескольких видах - в виде векторного , фрактального или растрового изображения. Отдельным предметом считается 3D (трехмерная) графика , в которой сочетаются векторный и растровый способы формирования изображений.

Векторная графика используется для представления таких графических изображений как рисунки, чертежи, схемы.

Они формируются из объектов - набора геометрических примитивов (точки, линии, окружности, прямоугольники), которым присваиваются некоторые характеристики, например, толщина линий, цвет заполнения.

Изображение в векторном формате упрощает процесс редактирования, так как изображение может без потерь масштабироваться, поворачиваться, деформироваться. При этом каждое преобразование уничтожает старое изображение (или фрагмент), и вместо него строится новое. Такой способ представления хорош для схем и деловой графики. При кодировании векторного изображения хранится не само изображение объекта, а координаты точек, используя которые программа каждый раз воссоздает изображение заново.

Основным недостатком векторной графики является невозможность изображения фотографического качества . В векторном формате изображение всегда будет выглядеть, как рисунок.

Растровая графика. Любую картинку можно разбить на квадраты, получая, таким образом, растр - двумерный массив квадратов. Сами квадраты - элементы растра или пиксели (picture"s element) - элементы картинки. Цвет каждого пикселя кодируется числом, что позволяет для описания картинки задавать порядок номеров цветов (слева направо или сверху вниз). В память записывается номер каждой ячейки, в которой хранится пиксель.

Рисунок в растровом формате

Каждому пикселю сопоставляются значения яркости, цвета, и прозрачности или комбинация этих значений. Растровый образ имеет некоторое число строк и столбцов. Этот способ хранения имеет свои недостатки: больший объём памяти, необходимый для работы с изображениями.

Объем растрового изображения определяется умножением количества пикселей на информационный объем одной точки, который зависит от количества возможных цветов. В современных компьютерах в основном используют следующие разрешающие способности экрана: 640 на 480, 800 на 600, 1024 на 768 и 1280 на 1024 точки. Яркость каждой точки и ее координаты можно выразить с помощью целых чисел, что позволяет использовать двоичный код для того чтобы обрабатывать графические данные.

В простейшем случае (черно-белое изображение без градаций серого цвета) каждая точка экрана может иметь одно из двух состояний - «черная» или «белая», то есть для хранения ее состояния необходим 1 бит. Цветные изображения формируются в соответствии с двоичным кодом цвета каждой точки, хранящимся в видеопамяти. Цветные изображения могут иметь различную глубину цвета, которая задается количеством битов, используемым для кодирования цвета точки. Наиболее распространенными значениями глубины цвета являются 8, 16, 24, 32, 64 бита.

Для кодирования цветных графических изображений произвольный цвет делят на его составляющие. Используются следующие системы кодирования:

HSB (H - оттенок (hue), S - насыщенность (saturation), B - яркость (brightness)),

RGB (Red - красный , Green - зелёный , Blue - синий ) и

CMYK (C yan - голубой, Magenta – пурпурный, Yellow - желтый и Black – черный).

Первая система удобна для человека , вторая - для компьютерной обработки , а последняя - для типографий . Использование этих цветовых систем связано с тем, что световой поток может формироваться излучениями, представляющими собой комбинацию "чистых" спектральных цветов: красного, зеленого, синего или их производных.

Фрактал – это объект, отдельные элементы которого наследуют свойства родительских структур. Поскольку более детальное описание элементов меньшего масштаба происходит по простому алгоритму, описать такой объект можно всего лишь несколькими математическими уравнениями. Фракталы позволяют описывать изображения, для детального представления которых требуется относительно мало памяти.

Рисунок в фрактальном формате

Трёхмерная графика (3 D ) оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Трёхмерная компьютерная графика широко используется в кино, компьютерных играх, где все объекты представляются как набор поверхностей или частиц. Всеми визуальными преобразованиями в 3D-графике управляют с помощью операторов, имеющих матричное представление .

Кодирование звуковой информации

Музыка, как и любой звук, является не чем иным, как звуковыми колебаниями, зарегистрировав которые, её можно достаточно точно воспроизвести. Для представления звукового сигнала в памяти компьютера, необходимо поступившие акустические колебания представить в цифровом виде, то есть преобразовать в последовательность нулей и единиц. С помощью микрофона звук преобразуется в электрические колебания, после чего можно измерить амплитуду колебаний через равные промежутки времени (несколько десятков тысяч раз в секунду), используя специальное устройство - аналого-цифровой преобразователь (АЦП ). Для воспроизведения звука цифровой сигнал необходимо превратить в аналоговый с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП ). Оба эти устройства встроены в звуковую карту компьютера. Указанная последовательность превращений представлена на рис. 2.6..

Трансформация аналогового сигнала в цифровой и обратно

Каждое измерение звука записывается в двоичном коде. Этот процесс называется дискретизацией (семплированием), выполняемым с помощью АЦП.

Семпл (sample англ. образец) - это промежуток времени между двумя измерениями амплитуды аналогового сигнала. Кроме промежутка времени семплом называют также любую последовательность цифровых данных, которые получили путем аналого-цифрового преобразования. Важным параметром семплирования является частота - количество измерений амплитуды аналогового сигнала в секунду. Диапазон частоты дискретизации звука от 8000 до 48000 измерений за одну секунду.

Графическое представление процесса дискретизации

На качество воспроизведения влияют частота дискретизации и разрешение (размер ячейки, отведённой под запись значения амплитуды). Например, при записи музыки на компакт-диски используются 16-разрядные значения и частота дискретизации 44032 Гц.

На слух человек воспринимает звуковые волны, имеющие частоту в пределах от 16 Гц до 20 кГц (1 Гц - 1 колебание в секунду).

В формате компакт-дисков Audio DVD за одну секунду сигнал измеряется 96 000 раз, т.е. применяют частоту семплирования 96 кГц. Для экономии места на жестком диске в мультимедийных приложениях довольно часто применяют меньшие частоты: 11, 22, 32 кГц. Это приводит к уменьшению слышимого диапазона частот, а, значит, происходит искажение того, что слышно.

Главная > Игры

Кодирование графической информации

Рекомендуем также