Презентация, доклад по информатике на тему Измерение информации (10 класс)

которые являются объектом преобразования (включая хранение, передачу и т.д.) и используются для выработки поведения, для принятия решения, для управления или для обучения.
Информация – это отражение реального мира с помощью символов и сигналов.
Информация – это сведения и знания, которые получает человек из различных источников.

Определения

информации – тот элемент окружающего мира (объект, процесс, явление, событие), сведения о котором являются объектом преобразования. Так, источником информации, которую в данный момент получает читатель настоящего учебного пособия, является информатика как сфера человеческой деятельности;
потребитель информации – тот элемент окружающего мира, который использует информацию (для выработки поведения, для принятия решения, для управления или для обучения). Потребитель настоящей информации  – сам читатель;
сигнал – материальный носитель, который фиксирует информацию для переноса ее от источника к потребителю. В данном случае сигнал носит электронный характер. Если же студент возьмет данное пособие в библиотеке, то та же информация будет иметь бумажный носитель. Будучи прочитанной и запомненной студентом, информация приобретет еще один носитель – биологический, когда она “записывается” в память обучаемого.

схеме. Формы его представления,  а также количественные и качественные характеристики содержащейся в нем информации, важные для потребителя информации, рассматриваются далее в данном разделе учебника. Основные характеристики компьютера как основного инструмента, выполняющего отображение источника информации в сигнал (связь 1 на рисунке) и  “доведение” сигнала до потребителя информации (связь 2 на рисунке), приводятся в части Компьютер. Структура процедур, реализующих связи 1 и 2 и составляет информационный процесс.

проходит последовательно следующие фазы (говорят – фазы обращения), составляющие информационный процесс:

Восприятие (если фаза реализуется технической системой) или сбор (если фаза реализуется человеком) – осуществляет отображение источника информации в сигнал. Здесь определяются качественные и количественные характеристики источника, существенные для решения задач потребителя информации, для чего и собирается или воспринимается информация. Совокупность этих характеристик создает образ источника, который фиксируется в виде сигнала на носителе той или иной природы (бумажном, электронном и т.п.).
Передача – перенос информации в виде сигнала в пространстве посредством физических сред любой природы. Включается в информационный процесс, если места выполнения других фаз информационного процесса территориально разобщены.
Обработка – любое преобразование информации с целью решения определенных функциональных задач (они определяются потребителем информации). Данная фаза может включать хранение информации как перенос ее во времени.
Представление (если потребителем информации является человек) или воздействие (если потребителем является техническая система). В первом случае выполняется подготовка информации к виду, удобному для потребителя (графики, тексты, диаграммы, таблицы и т.д.). Во втором случае вырабатываются управляющие воздействия на технические средства.

визуальная (символы, рисунки, жесты, зрительные образы);
органолептическая;
вкусовая;
обонятельная (запахи);
тактильная (ощущения).
По общественному назначению:
массовая;
личная (хранится в памяти каждого человека);
общественно – политическая;
обыденная;
Эстетическая;
Специальная: научная; техническая; отраслевая; производственная.
По области возникновения:
элементарная (процессы явлений неодушевленной природы);
биологическая (процессы животного и растительного мира);
социальная (человеческое общество).

информации, отражающая степень ее полезности для пользователя.
Показатель качества - одно из важных положительных свойств информации (с позиции потребителя).
Чаще всего рассматривают показатели качества, которые можно выразить числом, и такие показатели являются количественными характеристиками положительных свойств информации.
Для того, чтобы определить набор важнейших показателей качества, необходимо информацию оценить с точки зрения ее потребителя.
Потребитель на практике сталкивается со следующими ситуациями:
часть информации соответствует запросу, а часть нет;
полученная информация несвоевременная;
часть информации недостоверна;
информация недоступна;
информация подвержена нежелательному использованию;
информация имеет неудобные для потребителя форму и объем.

Обзор приведенных ситуаций позволяет сформулировать свойства информации:

свойство информации исчерпывающе характеризовать отображаемый объект.
Своевременность (актуальность) - способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени.
Достоверность - свойство информации не иметь скрытых ошибок.
Доступность - свойство информации, характеризующее ее получения данным потребителем.
Защищенность - свойство, характеризующее невозможность несанкционированного доступа, использования или изменения.
Объективность – свойство информации не зависеть от чьего-либо мнения.
Эргономичность - свойство, характеризующее удобство формы или объема информации с точки зрения данного потребителя.
Адекватность - свойство информации однозначно соответствовать отображаемому объекту или явлению.
Уникальность - свойство информации хранится в единственном экземпляре.
Живучесть- способность информации сохранять свое качество с течением времени.

Сигналы можно разделить на несколько типов:
по физической природе (электромагнитный, световой, тепловой, звуковой, механический, биохимический);
по способу восприятия (зрительный, слуховой, осязательный, вкусовой, болевой, физиологический)
Знаками можно считать алфавит любого языка, знаки языка жестов, любые коды или шифры, ноты и т.д.
Передача информации происходит по следующей схеме:
Канал связи Информация Информация
Помехи
Области передачи и восприятия информации:
Визуальная – передаётся видимыми образами и символами
Аудильная – передаётся звуками
Тактильная – передаётся ощущениями
Органо-лептическая – передаётся запахами и вкусом
Машинная – выдаваемая и воспринимаемая средствами ВТ

выполнения некоторых действий.

Модель этого процесса:

Входная информация Выходная
(сведения, которые Обработка информация
получает человек или (преобразование) (новая)
устройство)+запас информации
имеющихся знаний и
опыта Помехи, шум

Обработка информации

Упражнение
Выполните обработку информации и нарисуйте схему к следующей задаче: «В древности люди решили, что каждой цифре от 1 до 9 соответствует Солнце или планета Солнечной системы:
1 — Солнце, 2 — Луна, 3 — Марс, 4 - Меркурий, 5 - Юпитер, 6 - Венера, 7 - Сатурн, 8 - Уран, 9 - Нептун. Последовательно складывая цифры даты своего рождения можно определить «свою» планету.
Например:
24.10.1989 = 2+4+1+0+1+9+8+9=34=3+4=7 – Сатурн
Определить «свою» планету, отметить входную, выходную информацию и процесс обработки.

байт=220 Кб =210 Мб
1Тб=240 байт=230 Кб=220Мб=210Гб
Перевод информации из одних единиц измерения в другие


: 8 :1024 :1024 :1024
БИТ БАЙТ КБАЙТ МБАЙТ ГБАЙТ
*8 *1024 *1024 *1024

Количество информации можно определить.
Единица измерения количества информации - бит.
Сообщение, уменьшающее неопределенность знаний человека в два раза, несет 1 бит информации.

Измерение информации

количество информации в сообщении (бит)
N- число равновероятных событий 2i =N

Задачи:
В барабане для розыгрыша лотереи находится 32 шара. Сколько информации содержит сообщение о первом выпавшем номере?
Дано: Решение:
N=32 2i =N
2i =32 i =5
i=? Ответ: 5 бит.

Какой объем информации содержит сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в 4 раза.
Была получена телеграмма: «Встречайте, вагон 7!». Известно, что в составе поезда 16 вагонов. Какое количество информации было получено?
Вы подошли к светофору, когда загорелся красный свет. После этого загорелся желтый свет. Сколько информации вы при этом получили?

тексте.
Алфавитный подход является объективным, т.е. не зависит от субъекта, воспринимающего текст.
Множество символов, используемых при записи текста, называется алфавитом.
Полное количество символов в алфавите называется мощностью алфавита.
i - количество бит на 1 символ в тексте (информационный вес одного символа)
N- мощность алфавита (количество символов в алфавите) 2i = N
I - количество информации во всем тексте
k - количество символов в тексте I=i*k

Пример задачи:
Книга, набранная с помощью компьютера, содержит 150 страниц; на каждой странице – 40 строк, в каждой строке – 60 символов. Каков объем информации в книге?
Дано: Решение:
К1=150 I=i*k
К2=40 2i = N; 2i=256; i=8
К3=60 k=к1*к2*к3; k=150*40*60; k=360000(сим)
N=256 I=8*360000=2880000(бит)=360000(б)=351,56(Кб)
I=? Ответ:351,56 Кб.

из 128-символьного алфавита, содержит 30 символов. Какой объем информации оно несет?
2. Для записи текста использовался 256-символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк по 70 символов в строке. Какой объем информации содержат 5 страниц текста?
3. Ученик 7 класса читает текст со скоростью 250 символов в минуту. При записи текста использовался алфавит, содержащий 64 символа. Какой объем информации получит ученик, если будет непрерывно читать 20 минут?
4. Сообщение занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке записано по 60 символов. Сколько символов в использованном алфавите, если всё сообщение содержит 1125 байтов?
Племя Мульти имеет 32-х символьный алфавит. Племя Пульти использует 64-х символьный алфавит. Вожди племён обменялись письмами. Письмо племени Мульти содержало 80 символов, а письмо племени Пульти - 70 символов. Сравните объёмы информации, содержащейся в письмах.
Считая, что каждый символ кодируется двумя байтами, оцените информационный объем следующего предложения в кодировке Unicode:
Один пуд – около 16,4 килограмм.
7. 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.»

равновероятных событий Р=K/N
К - сколько раз произошло некоторое событие р1+р2+.....рn=1
i- количество информации (бит) о некотором событии
Задачи:
В корзине лежат 8 черных шаров и 24 белых. Сколько информации несет сообщение о том, что достали чёрный шар?
В корзине лежат 32 клубка шерсти. Среди них — 4 красных. Сколько информации несет сообщение о том, что достали клубок красной шерсти.
В коробке лежат 64 цветных карандаша. Сообщение о том, что достали белый карандаш, несет 4 бита информации. Сколько белых карандашей было в корзине?
В ящике лежат перчатки (белые и черные). Среди них — 2 пары черных. Сообщение о том, что из ящика достали пару черных перчаток, несет 4 бита информации. Сколько всего пар перчаток было в ящике?
В классе 30 человек. За контрольную работу по математике получено 6 пятерок, 8 троек, 1 двойка, остальные четвёрки Какое количество информации в сообщении о том, что Иванов получил четверку?

лежат 20 шаров. Из них 10 — черных, 5 — белых, 4 — желтых и 1 — красный. Какое количество ин­ формации несут сообщения о том, что из ящика случайным образом достали черный шар, белый шар, желтый шар, красный шар.
За четверть ученик получил 100 оценок. Сообщение о том, что он получил четверку, несет 2 бита информации. Сколько четверок ученик получил за четверть?
Для ремонта школы использовали белую, синюю и коричневую краски. Израсходовали одинаковое количество банок белой и синей краски. Сообщение о том, что закончилась банка белой краски, несет 2 бита информации. Синей краски израсходовали 8 банок. Сколько банок коричневой краски израсходовали на ремонт школы?
В корзине лежат белые и черные шары. Среди них 18 черных шаров. Сообщение о том, что из корзины достали белый шар, несет 2 бита информации. Сколько всего в корзине шаров?
На остановке останавливаются автобусы с разными номерами. Сообщение о том, что к остановке подошел автобус с номером N1 несет 4 бита информации. Вероятность появления на остановке автобуса с номером N2 в два раза меньше, чем вероятность появления автобуса с номером N1. Сколько информации несет сообщение о появлении на остановке автобуса с номером N2?

1 вариант

Сообщение занимает 3 страницы по 25 строк. В каждой строке по 60 символов. Сколько символов используется в алфавите, если сообщение содержит 1125 байтов?
В классе 30 человек. За К/р получено 6 пятёрок, 15 четвёрок, 8 троек и 1 двойка. Какое количество информации в сообщении о том, что Иванов получил «4»?
В коробке 4 шара разного цвета. Сколько информации несёт сообщение о том, что достали синий шар?
Объем сообщения, содержащего 2048 символов, составил 1/512 часть Мбайта. Каков размер алфавита, с помощью которого записано сообщение?
Азбука Морзе позволяет кодировать символы для радиосвязи, задавая комбинацию точек и тире. Сколько различных символов (цифр, букв, знаков пунктуации и т.д.) можно закодировать, используя код Морзе длиной не менее пяти и не более шести сигналов (точек и тире)?

2 вариант

В коробке 32 разного вида лекарств. Сколько информации несёт сообщение о том, что достали анальгин?
Для записи сообщения используется 64 символьный алфавит. Каждая страница содержит 30 строк. Всё сообщение содержит 8775 байтов и занимает 6 страниц. Сколько символов в строке?
В ящике 20 шаров. 10 чёрных, 5 белых, 4 жёлтых и 1 красный. Какое количество информации в сообщении о том, что достали чёрный шар, белый шар?
Сколько символов содержит сообщение, записанное с помощью 16-ти символьного алфавита, если объем его составил 1/16 часть Мбайта?
Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в двух состояниях («включено» или «выключено»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 50 различных сигналов?

работа на компьютере с графическими изображениями (рисунками, чертежами, фотографиями, видеокадрами и пр.).
Пиксель — наименьший элемент изображения на экране (точка на экране).
Растр — прямоугольная сетка пикселей на экране.
Разрешающая способность экрана — размер сетки растра, задаваемого в виде произведения М х N, где М — число точек по горизонтали, N — число точек по вертикали.
Видеоинформация — информация об изображении, воспроизводимом на экране компьютера, хранящаяся в компьютерной памяти.
Видеопамять — оперативная память, хранящая видеоинформацию во время ее воспроизведения в изображение на экране.
Графический файл — файл, хранящий информацию о графическом изображении.
Страница — раздел видеопамяти, вмещающий информацию об одном образе экрана (одной «картинке»на экране). В видеопамяти могут размещаться одновременно несколько страниц.

К - количество цветов, воспроизводимых на экране 2N=K
Vв – объём видеопамяти
Mx, My – количество точек по осям ОХ и ОУ Vв=Mx*My*N*n
n – число страниц
Задачи:
Сколько бит видеопамяти занимает информация об одном пикселе на черно-белом экране (без полутонов)?
На экране с разрешающей способностью 640 х 200 высвечиваются только двухцветные изображения. Какой минимальный объем видеопамяти необходим для хранения изображения?
Какой объем видеопамяти необходим для хранения двух страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640 х 350 пикселей, а количество используемых цветов — 16?
Объём видеопамяти равен 2 Мб, битовая глубина –24, разрешающая способность дисплея - 640 х 480. Какое максимальное количество страниц можно использовать при этих условиях?

частот, передаваемые звуковой волной через воздух (или другую упругую среду). Процесс преобразования звуковых волн в двоичный код в памяти компьютера и процесс воспроизведения звуковой информации, сохранённой в памяти ЭВМ, представлен на схеме:

Аудиоадаптер (звуковая плата) — специальное устройство, подключаемое к компьютеру, предназначенное для преобразования электрических колебаний звуковой частоты в числовой двоичный код при вводе звука и для обратного преобразования при воспроизведении звука. Качество компьютерного звука определяется характеристиками аудиоадаптера: частотой дискретизации и разрядностью.
Частота дискретизации — это количество измерений входного сигнала за 1 секунду. Частота измеряется в герцах (Гц). Одно измерение за одну секунду соответствует частоте 1 Гц. 1000 измерений за 1 секунду —
1 килогерц (кГц). Характерные частоты дискретизации аудиоадаптеров:11 кГц, 22 кГц, 44,1 кГц и др.
Разрядность регистра — число бит в регистре аудиоадаптера. Разрядность определяет точность измерения входного сигнала. Чем больше разрядность, тем меньше погрешность каждого отдельного преобразования величины электрического сигнала в число и обратно. Если разрядность равна 8 (16), то при измерении входного сигнала может быть получено 28 = 256 (216 = 65536) различных значений. Очевидно, 16-разрядный аудиоадаптер точнее кодирует и воспроизводит звук, чем 8-разрядный.
Звуковой файл — файл, хранящий звуковую информацию в числовой двоичной форме. Как правило, информация в звуковых файлах подвергается сжатию.

частоте дискретизации 22,05 кГц и разрешении 8 бит. Файл сжатию не подвержен.
Определить объем памяти для хранения цифрового аудиофайла, время звучания которого составляет две минуты при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрешении 16 бит.
В распоряжении пользователя имеется память объемом 2,6 Мб. Необходимо записать цифровой аудиофайл с длительностью звучания 1 минута. Какой должна быть частота дискретизации и разрядность?
Объем свободной памяти на диске — 5,25 Мб, разрядность звуковой платы — 16. Какова длительность звучания цифрового аудиофайла, записанного с частотой дискретизации 22,05 кГц?
Одна минута записи цифрового аудиофайла занимает на диске 1,3 Мб, разрядность звуковой платы - 8. С какой частотой дискретизации записан звук?
Какой объем памяти требуется для хранения цифрового аудиофайла с записью звука высокого качества при условии, что время звучания составляет 3 минуты?
Две минуты записи цифрового аудиофайла занимают на диске 5,1 Мб. Частота дискретизации — 22050 Гц. Какова разрядность аудиоадаптера?

к (44,10)
Линия к (42,14)
Линия к (32,14)
Линия к (30,10)
Установить (31,10)
Линия к (34,2)
Линия к (40,10)
Линия к (31,10)
Линия (34,2,34,10)
Окружность (33,12,1)
Окружность (36,12,1)
Окружность (41,12,1)
Цвет закраски голубой
Закрасить (31,11),черный
Цвет закраски розовый
Закрасить (33,9),черный

(32,14) (36,12) (42,14)

(30,10)

(34,2)

(34,10)

(44,10)

(40,10)

(33,12)

простых элементов: прямых линий, дуг, окружностей. Эти элементы называются графическими примитивами.
Положение и форма графических примитивов задаются в системе координат, связанных с экраном. Обычно начало координат расположено в верхнем левом углу экрана. Сетка пикселей совпадает с координатной сеткой. Горизонтальная ось X направлена слева направо,
вертикальная ось Y – сверху – вниз.

С помощью векторных команд, описать объекты.
Разрешающую способность дисплея выбрать самостоятельно.

100 оценок. Сообщение о том, что он получил «4» несёт 2 бита информации. Сколько четверок он получил в течение четверти?
2. Какой объем видеопамяти необходим для хранения 8 страниц изображения, если битовая глубина равна 24, а разрешающая способность дисплея - 800×600 пикселей.
3. Две минуты цифрового аудиофайла занимают на диске 5,1 Мб. Частота дискретизации – 22050 Гц. Какова разрядность аудиоадаптера?
4. В корзине лежат 8 шаров. Все шары разного цвета. Сколько информации несет сообщение «Из корзины достали красный шар»? (Решить двумя способами)
II Вариант
1. Какое количество информации несет сообщение «Встреча назначена на декабрь»? (Решить двумя способами)
2. В ящике лежат перчатки (белые и черные). Среди них – 2 пары черных. Сообщение о том, что из ящика достали пару черных перчаток, несет 4 бита информации. Сколько всего перчаток было в ящике?
3. Битовая глубина равна 32, видеопамять делится на две страницы, разрешающая способность дисплея 800×600. Вычислить объем видеопамяти.
4. Одна минута записи аудиофайла занимает на диске 1,3 Мб, разрядность звуковой платы – 8 бит. С какой частотой дискретизации записан звук?