Методика преподавания темы "Информация. Информационные процессы и системы" в 9 классе общеобразовательной школы. Проблемный метод обучения

осязание; кончиками пальцев (или просто кожей), на ощупь можно получить информацию о температуре предмета - горячий он или холодный, о качестве его поверхности - гладкий или шершавый.

Человек получает информацию о внешнем мире с помощью своих органов чувств (слайд 13). Практически около 90% информации человек получает при помощи органов зрения (визуальный), примерно 9% - при помощи органов слуха (аудиальный) и только 1% при помощи остальных органов чувств.

Следует отметить, что органы чувств человека получили названия анализаторов, поскольку именно через эти органы информация попадает в головной мозг.

Для животных значимость того или иного органа чувств различна (слайд 14). Например, для собаки, лисы и других животных основная информация та, которая попадает через нос. У них хорошо развито обоняние. Для летучих мышей главная информация - звуковая, они воспринимают ее своими большими, чуткими ушами. Для волка (слайд 15) ведущую роль играет обоняние, именно оно позволяет ему найти след жертвы. А крот без тонкого осязания вряд ли смог бы жить под землей. Орлу без острого зрения нельзя - умрет с голоду. Одним словом, у каждого вида животных сильнее развит какой-то орган чувств, тот, который отвечает его образу жизни.

Компьютер, помогающий человеку хранить и обрабатывать информацию, приспособлен в первую очередь для обработки текстовой, числовой, графической информации.

Во-вторых, по форме представления (слайд 16) .

Текстовая информация, например, текст в учебнике, сочинение в тетради, реплика актера в спектакле, прогноз погоды, переданный по радио. В устном общении (личная беседа, разговор по телефону, радиопостановка спектакля) информация может быть представлена только в словесной, текстовой форме.

Числовая информация, например, таблица умножения, арифметический пример, счет в хоккейном матче, время прибытия поезда и др. В чистом виде числовая информация встречается редко, разве что на контрольных по математике. Чаще используется комбинированная форма представления информации.

Рассмотрим пример. Вы получили телеграмму: «Встречайте двенадцатого. Поезд прибывает в восемь вечера». В данном тексте слова «двенадцатого» и «восемь» мы понимаем как числа, хотя они выражены словами.

Графическая информация: рисунки, схемы, чертежи, фотографии. Такая форма представления информации наиболее доступна, так как сразу передает необходимый образ (модель), а числовая и текстовая требуют мысленного воссоздания образа. В то же время графическая форма представления не дает исчерпывающих разъяснений о передаваемой информации. Поэтому наиболее эффективно сочетание текста, числа и графики.

Например, при решении задач по геометрии мы используем чертеж (графика) + пояснительный текст (текст) + числовые расчеты (числа).

Музыкальная (звуковая) информация.

В настоящее время мультимедийная (многосредовая, комбинированная) форма представления информации в вычислительной технике становится основной. Цветная графика сочетается в этих системах со звуком и текстом, с движущимися видеоизображениями и трехмерными образами.

В-третьих, по общественному значению информации информация может быть (слайд 17) :

личной - это знания, опыт, интуиция, умения, эмоции, наследственность конкретного человека;

общественной - общественно-политическая, научно-популярная, т.е. то, что мы получаем из средств массовой информации. Кроме того, это опыт всего человечества, исторические, культурные и национальные традиции и др.;

обыденная - та, которой мы обмениваемся в процессе общения;

эстетическая - изобразительное искусство, музыка, театр и др.;

специальная - научная, производственная, техническая, управленческая.

Возможна также классификация информации и по другим признакам, например:

по отношению к территории (слайд 18) - федеральная, региональная, местная, относящаяся к юридическому, физическому лицу, смешанная;

по предметной области, по характеру использования (слайд 19) - статистическая, коммерческая, нормативная, справочная, научная, учебная и т. д.

Свойства информации

Учитель: Информация нам нужна для того, чтобы принимать правильные решения. Рассмотрим свойства информации, т.е. ее качественные признаки (слайд 20):

1. Объективность информации. Информация объективна, если она не зависит от чьего-либо мнения, суждения.

Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Но, отражаясь в сознании конкретного человека, информация перестает быть объективной, так как преобразовывается в зависимости от мнения, суждения, опыта или знания конкретного субъекта.

Например, сообщение «На улице тепло» несет субъективную информацию, а сообщение «На улице 22°С» - объективную (если термометр исправен).

Субъективная информация, напротив, зависит от мнения высказывающего ее человека (слайд 21).

2. Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел.

Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной.

Достоверная информация помогает принимать правильные решения.

Недостоверной информация может быть по следующим причинам:

преднамеренное искажение (дезинформация);

искажение в результате воздействия помех;

когда значение реального факта преуменьшается или преувеличивается.

3. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решения (слайд 22).

Например, мечта любого историка - иметь полную информацию о минувших эпохах. Но историческая информация никогда не бывает полной, и полнота информации уменьшается по мере удаленности от нас исторической эпохи.

Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.

4. Актуальность (своевременность) информации - важность, существенность для настоящего времени. Только вовремя полученная информация может принести необходимую пользу. Неактуальной информация может быть по двум причинам: она может быть устаревшей (прошлогодняя газета) либо незначимой, ненужной (например, сообщение о том, что в Италии цены снижены на 50%) (слайд 23).

5. Полезность (ценность) или бесполезность информации оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью.

Старение информации заключается в уменьшении ее ценности с течением времени. Старит информацию не время, а появление новой информации, которая уточняет, дополняет или опровергает частично или полностью более раннюю. Научно-техническая информация стареет быстрее, эстетическая (произведения искусства) - медленнее.

6. Понятность (ясность) информации. Информация понятна, если она выражена на языке, доступном для получателя (слайд 24).

Приложение 2

Вся информация, обрабатываемая компьютерами, хранится в них в двоичном виде.

- Каким же образом осуществляется это хранение?

Информация, вводимая в компьютер и возникающая в ходе его работы, хранится в его памяти. Память компьютера можно представить как длинную страницу, состоящую из отдельных строк. Каждая такая строка называется ячейкой памяти.

Ячейка - это часть памяти компьютера, вмещающая в себя информацию, доступную для обработки отдельной командой процессора. Содержимое ячейки памяти называется машинным словом. Ячейка памяти состоит из некоторого числа однородных элементов. Каждый элемент способен находиться в одном из двух состояний и служит для изображения одного из разрядов числа. Именно поэтому каждый элемент ячейки называют разрядом.

Нумерацию разрядов в ячейке принято вести справа налево, самый правый разряд имеет порядковый номер 0. Это младший разряд ячейки памяти, старший разряд имеет порядковый номер (n-1) в n-разрядной ячейке памяти. Содержимым любого разряда может быть либо 0, либо 1.

Основная причина - простота и надежность двухпозиционных элементов в плане их технической реализации. Наиболее надежным и дешевым является устройство, каждый разряд которого может принимать два состояния: намагничено -- не намагничено, высокое напряжение -- низкое напряжение и т.д.

Следовательно, использование двоичной системы счисления в качестве внутренней системы представления информации вызвано конструктивными особенностями элементов вычислительных машин.

Машинное слово для конкретной ЭВМ - это всегда фиксированное число разрядов. Данное число является одной из важнейших характеристик любой ЭВМ и называется разрядностью машины.

Например, самые современные персональные компьютеры являются 64-разрядным, то есть машинное слово и соответственно, ячейка памяти, состоит из 64 разрядов или битов.

Бит -- минимальная единица измерения информации.

Каждый бит может принимать значение 0 или 1. Битом также называют разряд ячейки памяти ЭВМ. Стандартный размер наименьшей ячейки памяти равен восьми битам, то есть восьми двоичным разрядам. Совокупность из 8 битов является основной единицей представления данных - байт.

Байт (от английского byte - слог) - часть машинного слова, состоящая из 8 бит, обрабатываемая в ЭВМ как одно целое. На экране - ячейка памяти, состоящая из 8 разрядов - это байт. Младший разряд имеет порядковый номер 0, старший разряд - порядковый номер 7.

Для записи чисел также используют 32-разрядный формат (машинное слово), 16-разрядный формат (полуслово) и 64-разрядный формат (двойное слово).

Для измерения объема хранимой информации используются более крупные единицы объема памяти:

1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210 байт;

1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220 байт;

1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230 байт;

1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240 байт;

1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250 байт.

Число 1024 как множитель при переходе к более высшей единице измерения информации имеет своим происхождением двоичную систему счисления (1024 -- это десятая степень двойки).

Общие сведения о системах счисления

Система счисления - это совокупность правил записи чисел с помощью определенного набора символов.

Для записи чисел могут использоваться не только цифры, но и буквы (запись римскими цифрами).

В зависимости от способа изображения чисел системы счисления делятся на позиционные и непозиционные.

В позиционной системе счисления значение каждой цифры зависит от того, в каком месте она записана.

В непозиционной системе счисления цифры не изменяют своего значения при изменении их расположения в числе. * Римская система счисления I(1), V(5), X(10), L(50), C(100), D(500), M(1000).

Величина числа в римской системе счисления определяется как сумма или разность цифр в числе. Если меньшая цифра стоит слева от большей, то она вычитается, если справа - прибавляется.

Пример:CCXXXII=232 или IX =9

Основание системы счисления - количество различных символов, используемых для изображения числа в позиционной системе счисления. (Р).

Максимальное число, записанное в восьми разрядах ячейки соответствует восьми единицам и равно:

111111112 = 1*27 + 1*26 + 1*25 + 1*24 + 1*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20 = 255.

Знаковые положительные числа в байте можно представить только

от 0 до 127.

Старший (левый) разряд отводится под знак числа, остальные

7 разрядов под само число. Максимальное число в знаковом представлении соответствует семи единицам и равно:

11111112 = 1*26 + 1*25 + 1*24 + 1*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20 = 127.

Поэтому, если известно, что некоторая числовая величина является неотрицательной, то лучше рассматривать ее как беззнаковую.

Правило перевода целой части числа:

· Число N делится на основание p;

· Полученный остаток запоминается или записывается;

· Целая часть полученного частного снова делится на р;

· И так до тех пор пока полученное частное не будет меньше основания - р.

Результат - полученные цифры в обратном порядке их получения.

* 5410 =…2

6710=…8

Правило перевода дробной части числа:

· Дробная часть числа умножается на основание р;

· Запоминается или записывается цифра результата, переносимая в целую часть;

· Оставшаяся дробная часть числа умножается на основание р;

· И так до тех пор, пока в дробной части не будет получен ноль или достигнута требуемая точность.

***13,125 и 10,8 в двоичную систему счисления:

13/2=6(1)

6/2=3(0)

3/2=1(1)

11002- это целая часть

0,125*2=(0),250(перенос 0)

0,250*2=(0),500(0)

0,500*2=(1)

0,0012 - дробная часть

Результат - 1101,0012

Соотношение систем счисления

Наряду с двоичной системой счисления в компьютере используются еще две - восьмеричная и шестнадцатеричная система счисления.

Системы счисления 2,8, 16 - являются родственными, так как их основания являются степенями числа 2.

Для перевода восьмеричного числа в двоичное, достаточно каждую цифру этого числа заменить двоичной триадой.

*** 734, 468=111 011 100, 100 1102

Для перевода двоичного числа в восьмеричное:

· Разделить целую часть на триады от младших разрядов к старшим (влево от запятой);

· Разделить дробную часть на триады в обратном направлении (вправо от запятой);

· Заменить каждую триаду;

· Недостающие до триады позиции заполнить незначащими нулями.

*** 1010,111112 = 001 010, 111 1102 = 12,768

Форматы представления чисел в компьютере

Для хранения чисел в памяти компьютера используется два формата: целочисленный и с плавающей точкой. (схема в учебнике на стр. 45)

Целочисленный формат используется для представления в компьютере целых положительных и отрицательных чисел.

Формат с плавающей точкой используется для предоставления в компьютере действительных чисел.

Представление целого положительного числа в компьютере

· Число переводится в двоичную систему счисления;

· Результат дополняется нулями в пределах выбранного формата;

· Последний разряд слева является знаковым, в положительном числе он равен 0.

*** +13510

Для формата 1 байта = 10000111

Представление целого отрицательного числа в компьютере

Для представления целого отрицательного числа в компьютере используется дополнительный код. Знаковый разряд целых отрицательных чисел всегда равен 1.

· Число без знака переводится в двоичную систему счисления;

· Результат дополняется нулями слева в пределах выбранного формата;

· Полученное число переводится в обратный код (нулями заменяются единицы, а единицы - нулями);

· К полученному коду прибавляется 1.

Отрицательное число может быть представлено в виде 2 или 4 байт

*** 1 135 10 в 2-байтовом формате:

· 13510 = 10000111 (перевод десятичного без знака в двоичный код);

· 0 0000000 10000111 (дополнение двоичного числа нулями слева в пределах формата);

· 0 0000000 10000111 = 1 1111111 01111000 (перевод в обратный код);

1 1111111 01111000 = 1 1111111 01111001 (перевод в дополнительный код).

Размещено на Allbest.ru