Урок по информатике Тема: «Кодирование числовой, текстовой и графической информации»

Тема: «Кодирование числовой, текстовой и графической информации»
Цели урока:- помочь учащимся усвоить понятие информации и способы кодирования информации в компьютере, помочь учащимся усвоить понятие системы отсчета, познакомить с двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системами отсчета, дать первые основные понятия, необходимые для начала работы на компьютере, дать понятия мышки, указателя, кнопки, главного меню, первичное понятие окна, научить пользоваться мышью и визуальными средствами управления, освоить три основных действия мышкой – щелчок, двойной щелчок, взять и растянуть.- воспитание информационной культуры учащихся, внимательности, аккуратности, дисциплинированности, усидчивости.- развитие мышления, познавательных интересов, навыков работы с мышью и клавиатурой, самоконтроля, умения конспектировать.
Оборудование:доска, компьютер, компьютерная презентация.
Ход урока:I. Орг. момент.Приветствие, проверка присутствующих. Объяснение хода урока.
II. Актуализация знаний.Вся информация, которою обработает компьютер, должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр – 0 и 1.Эти два символа 0 и 1 принято называть битами (от англ. binary digit – двоичный знак).
III. Теоретическая часть.С помощью двух цифр 0 и 1 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организованно два важных процесса:Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, т.е. двоичный код.Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.
С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления для кодирования информации оказалось намного более простым, чем применение других способов. Действительно, удобно кодировать информацию в виде проследовательность нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:0 – отсутствие электрического сигнала;1 – наличие электрического сигнала.
Эти состояния легко различать. Недостаток двоичного кодирования – длинные коды. Но в технике легче иметь дело с большим количеством простых элементов, чем с небольшим числом сложных.Вам приходится постоянно сталкиваться с устройством, которое может находится только в двух устойчивых состояниях: включено/выключено. Конечно же, это хорошо знакомый всем выключатель. А вот придумать выключатель, который мог бы устойчиво и быстро переключаться в любое из 10 состояний, оказалось невозможным. В результате после ряда неудачных попыток разработчики пришли к выводу о невозможности построения компьютера на основе десятичной системы счисления. И в основу представления чисел в компьютере была положена именно двоичная система счисления.
Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические изображения или звук.
Рассмотрим основные способы двоичного кодирования информации в компьютере.
Представление чиселДля записи информации о количестве объектов используются числа. Числа записываются с использование особых знаковых систем, которые называют системами счисления.Система счисления – совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов.Все системы счисления делятся на две большие группы: ПОЗИЦИОННЫЕ иНЕПОЗИЦИОННЫЕ.Позиционные - количественное значение каждой цифры числа зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.Непозиционные - количественное значение цифры числа не зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра.
Самой распространенной из непозиционных систем счисления является римская. В качестве цифр используются: I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500), M(1000).Величина числа определяется как сумма или разность цифр в числе.MCMXCVIII = 1000+(1000-100)+(100-10)+5+1+1+1 = 1998 Первая позиционная система счисления была придумана еще в Древнем Вавилоне, причем вавилонская нумерация была шестидесятеричная, т.е. в ней использовалось шестьдесят цифр!В XIX веке довольно широкое распространение получила двенадцатеричная система счисления.В настоящее время наиболее распространены десятичная, двоичная, восьмеричная ишестнадцатеричная системы счисления.Количество различных символов, используемых для изображения числа в позиционных системах счисления, называется основанием системы счисления.

Двоичное кодирование текстовой информации
Начиная с 60-х годов, компьютеры все больше стали использовать для обработки текстовой информации и в настоящее время большая часть ПК в мире занято обработкой именно текстовой информации.
Традиционно для кодирования одного символа используется количество информации = 1 байту (1 байт = 8 битов).Для кодирования одного символа требуется один байт информации.
Учитывая, что каждый бит принимает значение 1 или 0, получаем, что с помощью 1 байта можно закодировать 256 различных символов. (28=256)
Кодирование заключается в том, что каждому символу ставиться в соответствие уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (или десятичный код от 0 до 255).
Важно, что присвоение символу конкретного кода – это вопрос соглашения, которое фиксируется кодовой таблицей.
Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера (коды), называется таблицей кодировки.
Для разных типов ЭВМ используются различные кодировки. С распространением IBM PC международным стандартом стала таблица кодировки ASCII (American Standard Code for Information Interchange) – Американский стандартный код для информационного обмена.Стандартной в этой таблице является только первая половина, т.е. символы с номерами от 0 (00000000) до 127 (0111111). Сюда входят буква латинского алфавита, цифры, знаки препинания, скобки и некоторые другие символы.
Остальные 128 кодов используются в разных вариантах. В русских кодировках размещаются символы русского алфавита.В настоящее время существует 5 разных кодовых таблиц для русских букв (КОИ8, СР1251, СР866, Mac, ISO).
В настоящее время получил широкое распространение новый международный стандарт Unicode, который отводит на каждый символ два байта. С его помощью можно закодировать 65536 (216= 65536 ) различных символов.
Таблица стандартной части ASCII
Обратите внимание! Цифры кодируются по стандарту ASCII в двух случаях – при вводе-выводе и когда они встречаются в тексте. Если цифры участвуют в вычислениях, то осуществляется их преобразование в другой двоичных код. Возьмем число 57.
При использовании в тексте каждая цифра будет представлена своим кодом в соответствии с таблицей ASCII. В двоичной системе это – 00110101 00110111.
При использовании в вычислениях код этого числа будет получен по правилам перевода в двоичную систему и получим – 00111001.
Кодирование графической информации
Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно двумя способами – как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображений используется свой способ кодирования.
Кодирование растровых изображений
Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей) разных цветов.Для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен одному биту (либо черная, либо белая – либо 1, либо 0).Для четырех цветного – 2 бита.Для 8 цветов необходимо – 3 бита.Для 16 цветов – 4 бита.Для 256 цветов – 8 бит (1 байт).
Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов: красного, зеленого, синего. Т.н. модель RGB.Для получения богатой палитры базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности.4 294 967 296 цветов (True Color) – 32 бита (4 байта).
Кодирование векторных изображений.
Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов (точка, отрезок, эллипс…). Каждый примитив описывается математическими формулами. Кодирование зависти от прикладной среды.
Двоичное кодирование звука
Звук – волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон.В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация – непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки.Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования ичастотой дискретизации.
Вопросы и задания для закрепления· Закодируйте с помощью ASCII-кода свою фамилию, имя, номер класса.· В чем достоинство и недостаток кодирования, применяемого в компьютерах?· Чем отличаются растровые и векторные изображения?· В чем суть кодирования графической информации?· На листе в клеточку нарисуйте рисунок. Закодируйте ваш рисунок двоичным кодом.· Зачись количества предметов в разных системах счисления. см. презентацию к уроку.
III. Практическая часть.
Теперь запустите программу Калькулятор. Данная программа предназначена для выполнения тех же действий, что и обычный калькулятор. Она выполняет основные арифметические действия, такие, как сложение и вычитание, а также функции инженерного калькулятора, например нахождение логарифмов и факториалов.
Чтобы преобразовать число в другую систему счисления1. В меню Вид выберите команду Инженерный. 2. Введите число для преобразования. 3. Выберите систему счисления, в которую его требуется преобразовать. 4. Выберите необходимую разрядность результата. Теперь используя эту программу преобразуйте числа из одной системы счисления в другую.
310=?   21010=?  222610=?   2100012 =?  10248=?   16FF16==?      2= ?     8 = ?10
IV. Д/зЗнать, что такое информация, способы кодирования информации, системы счисления. Составить таблицу для преобразования чисел из десятичную в троичную и четверичную системы счисления (от 010 до 1510).V. Вопросы учеников.           Ответы на вопросы учащихся.
VI. Итог урока.
Подведение итога урока. Выставление оценок.На уроке мы узнали, что же такое информация, обсудили свойства и формы представления информации, познакомились с двоичным кодом и узнали в каких единицах измеряется информация. Так же мы научились устанавливать кодировку в программе Internet Explorer для корректного отображения web-страниц, а с помощью программы Калькулятор преобразовывать числа из одной системы счисления в другую.