Конспект уроку: "Двійкове кодування. Одиниці вимірювання двійкового коду. Кодова таблиця символів"

Урок №2.

Тема:  Двійкове кодування. Одиниці вимірювання двійкового коду. Кодова таблиця символів

Цілі: познайомити учнів з системою кодування повідомлень на комп’ютері, двійковим кодування та одиницями розмірності інформації; навчити розв’язувати задачі на визначення довжини двійкового коду;   розвивати логічне мислення; формувати вміння діяти за інструкцією, планувати свою діяльність, аналізувати i робити висновки; виховувати інформаційну культуру учнів, уважність, акуратність, дисциплінованість.

Тип уроку:

•                 засвоєння нових знань; формування вмінь і навичок;

Хід уроку

І. Організаційний етап

•                 Привітання з класом

Доброго дня, діти! Сьогодні ми будемо розширювати рамки наших знань про кодування та декодування.

•                 Повідомлення теми і мети уроку

Більш конкретно сьогодні ми будемо говорити про кодування, яке використовується комп’ютер – двійкове кодування й познайомимось з одиницями вимірювання цифрової інформації

ІІ. Мотивація навчальної діяльності

Сьогодні ми з вами пограємо в гру, в яку можно зіграти лише «один раз в житті»
На парті розкладається декілька карандаців та формується деякий вільний малюнок, запитується: Скільки тут гаражів? Учні гадають, висувають гепотези, (один учень, з яким вчитель домовився заздалегіть знає правила гри) після декількох спроб відкривається таємниця кількості, що потрібно було спостерігати не за олівцями, а за польцями вчителя, котрий показував кількість. – це є прикладом кодування інформації. Зрозумівши ази роботи комп’ютера ми зможемо на трошки більше зрозуміти логіку роботи комп’ютера, що дасть нам більш продуктивніше працювати з ним.

ІІІ. Актуалізація опорних знань

•                 Повторення раніше вивченого матеріалу

І так давайте разом пригадаємо ключові фрагменти минулого уроку:

1.               Що таке кодування повідомлень? З якою метою кодують повідомлення?
2.               Наведіть приклади кодування повідомлень.
3.               Що таке декодування повідомлень?

4.      Що таке опрацювання данних?

5.      Що таке кодування та декодування інформації?

IV. Вивчення нового матеріалу

Якщо не вдаватись в безліч деталей та звести все до елементарних речей то комп’ютер – це лампочка (схожі обчислювальні машини на основі ламп існували в 60 роках минулого століття). Як працює наша лампочка? Вона або світиться або ні, бо до неї або біжить струм або ні. Так само і комп’ютер – або до нього поступає струм або ні. І для загального позначення наявність струму позначили як 1, а його відсутність 0. Саме через це кодування на комп’ютері відбувається за двійковою системою (бо 2 символи 0 та 1).

 Ідея кодувати повідомлення двома символами прийшла до Самюеля Морзе, який і є творцем азбуки Морзе. В нього використовується лише крапочка та тире. Так і на комп’ютері 0 та 1, але поєднання цих 0 та 1 дає змогу закодувати не лише якихось 2 поняття а на багато більше. Погляньте на закодоване повідомлення Морзе. Не досить зрозуміле бо ми не знаємо «морзянки», але якщо побачити яким чином позначається кожна з літер можна зрозуміти повідомлення.

І так кодування повідомлень з використанням сигналів лише двох видів називають двійковим кодуванням. Повідомлення, отримане в результаті двійкового кодування повідомлення, називають двійковим кодом повідомлення.

В інформатиці символ 0 або 1 називають бітом. Біт – це найменша частинка інформації.

І що ж ми можемо закодувати цим бітом? Або одну літеру, цифру, символ, або якесь поняття. Наприклад 0 – твердження хибне, 1 – твердження істинне, або стать (бо їх лише дві) 0 – чоловіча та 1 жіноча. Правда тут виникає питання: «Понять, символів, букв, цифр є набагато більше, що ж робити?»

Для цього потрібно всього на всього більше бітів. Взявши три біти ми можемо закодувати набагато більше інформації – це 000, 001, 010, 100, 011, 110, 101, 111. Ось така трьох бітна система де поєднується 3 символи дає змогу закодувати вже аж 8 понять, літер, цифр або інших символів. І підраховувати потрібну кількість можливих варіантів яка нам потрібна дуже легко. Ось наприклад дізнаємось по інакшому, не переписуючи всі можливі варіації, скільки тверджень ми можемо закодувати за допомогою 3 бітів. І так скажіть яка в комп’ютері система кодування? (Двійкова). Берем цю саму 2 та підносимо до степеню бітів. Це скільки? (Три). Отже 2 в 3 степені буде 8. Ось і дізнались.

 Коли ж кодується інформація і кількість бітів налічується 8, тоді таку розмірність називають Байтом.

 Отже, ми познайомились з найменшими розмірами інформації, але існують і більші:

• 1 Біт – найменша частинка інформації
• 8 Біт = 1 Байт
• 1024 Байти = 1 КілоБайт
• 1024 КБ = 1 МегаБайт
• 1024 МБ = 1 ГігаБайт
• 1024 ГБ = 1 ТераБайт

Тепер уявіть, скільки ж бітів використовуєть для того, щоб закодувати простеньку пісню тривалість 3 хвилини та яка займає всього на всього 8 МегаБайт. Пізніше ми спробуємо подібну інформації підрахувати.

. Сьогодні ми маємо навчитись дізнаватись довжину двійкового повідомлення - це кількість байтів у двійковому коді цього повідомлення

. Перед вами повідомлення «Інформатика – цікавий предмет!» В даному повідомлення налічується 30 символів разом з пробілами, тире та знаком оклику. Яка довжина коду, якщо кожен символ кодується за допомогою 1 байта в кодуванні widows-1251 ? (30 байт). Тобто довжина цього двійкового повідомлення складає 30 байт.

. Спробуємо виконати задачу на визначення довжини двійкового коду повідомлення разом.

Задача 1. Довжина двійкового коду повідомлення складає 4,5 Мбайта. Виразити це значення в байтах.

Розв’язання. Для переходу від мегабайтів до байтів спочатку виразимо довжину двійкового коду цього повідомлення в кілобайтах.

Враховуємо, що 1 Мбайт = 1024 кбайт.

4,5 МБ * 1024 = 4608 КілоБайти

Переведемо кілобайти в байти, враховуючи, що 1 кбайт = 1024 байти.

4608 КБ* 1024 = 4 718 592  Байти

Відповідь: 4,5 Мбайта = 4 718 592 байти.

 

 . Розв’яжіть задачу самостійно:

Задача 1.1 . Довжина двійкового коду зображення складає 9 МегаБайт. Виразити це значення в Бітах. (Можете використовувати калькулятори)

(75 497 472 біт)

 

Задача 2. Двійковий код повідомлення складається з 4 194 304 000 бітів. Виразити довжину двійкового коду цього повідомлення цілим числом у найбільших можливих одиницях.

Розв’язання. Переведемо біти в байти, враховуючи, що 1 байт = 8 бітів.

4194304000 бітів : 8 = 524 288000 байтів. Отримане число більше за множник 1024, який використовується для переходу від байтів до кілобайтів у визначенні довжини двійкового коду. Тому переведемо байти в кілобайти. 524288000 байт : 1024 = 512000 кбайт. Аналогічно міркуючи, переведемо кілобайти в мегабайти. 512 000 кбайт : 1024 = 500 Мбайт. Отримане значення менше ніж 1024, тому перейти до більшої одиниці зі збереженням цілого результату неможливо.

Відповідь: 4194304000 бітів = 500 Мбайт.

Розв’яжіть задачу самостійно:

Задача 2.1. Двійковий код фільма складається з 1 073 741 824 байт. Виразити довжину двійкового коду цього повідомлення цілим числом у найбільших можливих одиницях.

(1 ГігаБайт)

Додаткове завдання: Як перевести звичне нам число у двійковий код и навпаки?

Демонстрація табличного методу:

20	21	22	23	24	25	26	27	…
1	2	4	8	16	32	64	128	…
0	0	1	0	0	0	1	1		196

 

196=11000100

Демонстрація методу додавання чисел у двійковій системі

11010110     =   214                                        0=0, 1=1,  2=10, 3=11

  1001011     =   75

100100001     =   289

V. Усвідомлення набутих знань й формування вмінь та навичок

Яка кількість бітів необхідна для 256 кольорів    (256 = 2⁸)

VI. Підбиття підсумків уроку

• Бесіда за питаннями

1. У чому полягає двійкове кодування повідомлень?

2. Що таке 1 біт?

3. Чому дорівнює 1 байт?

4. Що розуміють під довжиною двійкового коду повідомлення?

5. Якою є довжина двійкового коду кожного символу в таблиці кодів символів Windows-1251?

VIІ. Домашнє завдання

Опрацювати п 1.2,  № 1,3,5 виконати письмово с.13. Знайти інші методи переходу між числовими системами.

Додаток: Робоча картка із завданням:

«Інформатика – цікавий предмет!»

Задача 1. Довжина двійкового коду повідомлення складає 4,5 Мбайта. Виразити це значення в байтах.

Задача 1.1 . Довжина двійкового коду зображення складає 9 Мбайт. Виразити це значення в Бітах.

Задача 2. Двійковий код повідомлення складається з 4 194 304 000 бітів. Виразити довжину двійкового коду цього повідомлення цілим числом у найбільших можливих одиницях.

Задача 2.1. Двійковий код фільма складається з 1 073 741 824 байт. Виразити довжину двійкового коду цього повідомлення цілим числом у найбільших можливих одиницях.

Перевести в двійкове число:

12869;  856; 3564; 124; 3569

Перевести число з двійкового у десяткове:

1100101001; 1000101101110;101101110

Перевести із 10-кового в двійковий та додати: 2372+567=