Разработка программно-методического обеспечения темы "Информация и её представление"

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«БИРСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СОЦИАЛЬНО-ПЕДАГОГИЧЕСКАЯ АКАДЕМИЯ»

Физико-математический факультет

Кафедра информатики и информационных технологий в образовании

Курсовая работа

Разработка программно-методического обеспечения темы «Информация и её представление»

Выполнила: студентка 4 курса 4 группы

Факультета физики и математики

Валиева Л.К.

Научный руководитель: доцент Волкова Т.И.

Бирск 2011 г.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1 Научно-методические основы изучения темы «Информация и её представление»

1.1 Понятие информации

1.2 Информация и информационные процессы

1.3 Отражение темы «Информация и её представление» в школьном курсе информатики

2 Понятие программно-методического обеспечения

ВВЕДЕНИЕ

В основе современной естественнонаучной картины мира лежит понятие материи. Для человека материя является предметом изучения и преобразования. В соответствии с современным научным мировоззрением материя обладает энергетическими и семантическими (смысловыми) свойствами. В философском плане семантическое свойство материи отождествляется с информацией. Это означает, что, будучи свойством материи, информация присуща каждому материальному объекту. Понятие информации - одно из фундаментальных в современной науке. Наряду с такими понятиями, как вещество, пространство, энергия и время, оно составляет основу современной картины мира.

Понятие «информация» является ключевым в изучении курса информатики и находит своё отражение практически во всех темах изучаемых линий. Несмотря на это для данной темы создано недостаточно программно-методического обеспечения. В связи с этим и проявляется актуальность выбранной темы.

Цель курсовой работы: разработка программно-методического обеспечения темы «Информация и её представление». Задачи курсовой работы:

- изучить основные понятия темы «Информация и её представление»;

- разработать программно-методическое обеспечение по теме «Информация и её представление» для изучения нового материала, закрепления знаний и контроля знаний.

1 НАУЧНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗУЧЕНИЯ ТЕМЫ «ИНФОРМАЦИЯ И ЕЁ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ»

1.1 Понятие информации

Информация является одним из основных определений в информатике.

Информатика - это наука, находящаяся в процессе становления. В любой науке, в информатике тоже, основные понятия определить достаточно сложно. Именно потому, что они основные. Нельзя однозначно определить точку в геометрии, материю в физике, информацию в информатике. Существуют и другие трудности. Понятие «информация» является одним из основных во многих других науках: в журналистике и философии, в экономике и физике, в математике и психологии. Социологи дают свое толкование информации, физики - свое и т. д.

Для большинства из нас слово «информация» - нечто само собой разумеющееся. Но попробуйте сформулировать, что такое информация.

В зависимости от области знания существуют различные подходы к определению информации.

В неживой природе понятие информации связывают с понятием отражения, отображения. В быту под информацией понимают сведения, которые нас интересуют.

Если вы хотите учитывать смысл сообщения, то вам придется обратиться к лингвистике. Там под информацией понимают не любые сообщения, а только те из них, которые обладают новизной или полезностью.

В теории связи под информацией принято понимать любую последовательность символов, не учитывая их смысл. В кибернетике под информацией понимается только та часть сообщения, которая участвует в управлении.

Иногда говорят, что информация - это отраженное многообразие. Чтобы лучше понять, о чем идет речь, представьте себе, что вас поместили в темную комнату, стены, пол и потолок которой сделаны из одинакового материала, внутри не слышно ни одного звука, температура постоянна. Вокруг вас всё неизменно… Установлено, что если человека полностью лишить информации об окружающем мире, а также всякого восприятия, то очень скоро у него возникнут резкие нарушения в психике. После нескольких дней лишения всех ощущений он не сможет выполнять самые простые движения, например, взять какой - либо предмет в руку.

Мы привыкли к тому, что мир вокруг нас изменчив, и замечаем его именно в процессе изменения, т. е. информация возникает тогда, когда нарушается однообразие и это нарушение каким - то образом проявляется, отображается.

Информация - от латинского informatio - сведения, разъяснения, изложение.

Наиболее общим будет следующее определение: информация - это сведения об окружающем нас мире.

Что является носителем информации? Любой сигнал, будь то свет костра, телеграмма, код Морзе, написанный текст, несет какое - либо сведение или сообщение, т. е. информацию. Таким образом, сигнал есть способ передачи информации.

Любой переданный сигнал переносится либо энергией, либо веществом. Иначе и быть не может, ведь наш мир материален. Это либо акустическая волна (звук), либо электромагнитное излучение (свет, радиоволна), либо лист бумаги (написанный текст). Материальным носителем наследственности являются гены. Но ни переданная энергия, ни посланное вещество, ни гены сами по себе никакого значения не имеют. Они служат лишь носителями информации.

Само слово «сигнал» имеет общий корень с английским sign, что можно перевести как знак, символ. Написанное слово обозначает некоторое понятие и, таким образом, тоже является сигналом.

Информация всегда связана с материальным носителем.

Носитель информации - среда для записи и хранения информации. Носителем информации может быть:

- любой материальный предмет (бумага, камень, дерево, стол, классная доска, звездная пыль, мусор на полу и т. д.);

- волны различной природы: акустическая (звук), электромагнитная (свет, радиоволна), гравитационная (давление, притяжение) и т. д.;

- вещество в различном состоянии: концентрация молекул в жидком растворе, температура и давление газа и т. д.

Сигнал - физический процесс, имеющий информационное значение Он может быть непрерывным (аналоговым) и дискретным.

Аналоговый сигнал - сигнал, непрерывно изменяющийся по амплитуде и во времени (плавно меняющееся напряжение, ток или температура).

Аналоговые сигналы используются, например, в телефонной связи, радиовещании, телевидении.

Сигнал называется дискретным, если он может принимать, лишь конечное число значений в конечном числе моментов времени (дискретный - не непрерывный).

Сигналы, несущие текстовую, символическую информацию, дискретны.

Виды информации. Какие типы или виды информации можно выделить?

Во-первых, по способу восприятия информации. У человека пять органов чувств:

- зрение; с помощью глаз люди различают цвета, воспринимают зрительную информацию, к которой относится и текстовая, и числовая, и графическая;

- слух; уши помогают воспринимать звуковую информацию - речь, музыку, звуковые сигналы, шум;

- обоняние; с помощью носа люди получают информацию о запахах окружающего мира;

- вкус; вкусовые рецепторы языка дают возможность получать информацию о том, каков предмет на вкус - горький, кислый, сладкий, соленый;

- осязание; кончиками пальцев (или просто кожей), наощупь можно получать 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.

Во-вторых, по форме представления информации. Рассмотрим только те виды информации, которые «понимают» технические устройства (в частности, компьютер).

Текстовая информация, например текст в учебнике, сочинение в тетради, реплика актера в спектакле, прогноз погоды, переданный по радио. Заметим, что 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 всего используется комбинированная форма представления информации.

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

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

В-третьих, по общественному значению информации.

Информация может быть:

- 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.

Свойства информации. Информация нам нужна для того, чтобы принимать правильные решения.

Рассмотрим свойства информации, т. е. ее качественные признаки:

Объективность информации. Информация - это отражение внешнего мира, а он существует независимо от нашего сознания и желаний. Поэтому в качестве свойства информации можно выделить её объективность. Информация объективна, если она, не зависит, от чьего-либо мнения, суждения.

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

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

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 принять нам правильное решение.

Недостоверной информация может быть по следующим причинам:

- преднамеренное искажение (дезинформация);

- искажение в результате воздействия помех («испорченный телефон»);

- когда значение реального факта преуменьшается или преувеличивается (слухи, рыбацкие истории).

Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решения.

Например, мечта 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. Даже события, происходившие на наших глазах, не полностью документируются, многое забывается, и воспоминания подвергаются искажению.

Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению. Не зря русская пословица гласит: «Недоученный хуже неученого».

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 снижены цены на 5%).

Полезность или бесполезность (ценность) информации. Так как границы между этими понятиями нет, то следует говорить о степени полезности применительно к нуждам конкретных людей. Полезность информации оценивается по тем задачам, которые мы можем решить с ее помощью.

Самая ценная для нас информация - достаточно полезная, полная, объективная, достоверная и новая. При этом примем во внимание, что небольшой процент бесполезной информации даже помогает, позволяя отдохнуть на неинформативных участках текста. А самая полная, 'самая достоверная информация не может быть новой.

С точки зрения техники свойство полезности рассматривать бессмысленно, так как задачи машине ставит человек.

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

Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел.

Информация полна, если ее достаточно для понимания и принятия решения.

Информация актуальна (своевременна), если она важна, существенна для настоящего времени.

Полезность информации оценивается по тем задачам, которые мы можем решить с ее помощью.

Информация понятна, если она выражена языке, доступном для получателя.

1.2 Информация и информационные процессы

Кодирование информации. Одну и ту же информацию мы можем выразить разными способами. Например, каким образом вы можете сообщить об опасности?

Если на вас напали, вы можете просто крикнуть: «Караул!!» (англичанин крикнет «Неlр me!»).

Если прибор находится под высоким напряжением, то требуется оставить предупреждающий знак (рисунок).

На оживленном перекрестке регулировщик помогает избежать аварии с помощью жестов.

В театре пантомимы вся информация передается зрителю исключительно с помощью мимики и жестов.

Если ваш корабль тонет, то вы передадите сигнал «SОS» (...- - -...).

В каждом из этих примеров мы должны знать правила, по которым можно отобразить информацию об опасности тем или иным способом. Такое правило назовем кодом.

Кодом называется правило для преобразования одного набора знаков в другой набор знаков.

Обычно каждый образ при кодировании (иногда говорят - шифровке) представлен отдельным знаком.

Знак - это элемент конечного множества отличных друг от друга элементов. Знак вместе с его смыслом называют символом.

Набор знаков, в котором определен их порядок, называется алфавитом.

Существует множество алфавитов.

- алфавит кириллических букв (А, Б, В, Г, Д, Е, ...)

- алфавит латинских букв (А, В, С, D, Е, F, ...)

- алфавит десятичных цифр(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9)

- алфавит знаков зодиака (^ , _ , ` , a , b , c , d , e , f , g , h , i ) и др.

Имеются, однако, наборы знаков, для которых нет какого-то общепринятого порядка:

- набор знаков азбуки Брайля (для слепых);

- набор китайских идеограмм;

- набор знаков планет;

- набор знаков генетического кода (А, Ц, Г, Т).

Особенно важное значение имеют наборы, состоящие всего из двух знаков:

- пара знаков (+, - );

- пара знаков «точка», «тире» (., - )

- пара цифр (0, 1).

- пара ответов (да, нет);

Как бы вы назвали такие наборы знаков?

Правильно вы подумали: их называют двоичными. Рассмотрим более подробно двоичный алфавит (0, 1). Чтобы отличить входящие в его состав знаки от привычных (десятичных) нуля и единицы, про каждый знак мы должны сказать: знак «0» из двоичного набора знаков; знак «1» из двоичного набора знаков. Удобнее было бы сказать: двоичный знак, но тогда нам безразлично - «0» это или «1», главное, что это какой-то один из двух знаков двоичного алфавита. Двоичный знак (англ. binary digit) получил название «бит».

Важнейшие технические коды возникли с появлением электрического телеграфа, например

- азбука Морзе;

- набор знаков второго международного телеграфного кода (телекс).

Код используется для представления информации в виде, удобном для хранения и передачи.

Кодированием называется процесс преобразования одного набора знаков в другой набор знаков.

Измерение информации.

Подходы к измерению информации. Как измерить информацию? Часто мы говорим, что, прочитав статью в журнале или просмотрев новости, не получили никакой информации, или наоборот, краткое сообщение может оказаться для нас информативным. В то же время для другого человека та же самая статья может оказаться чрезвычайно информативной, а сообщение - нет. Информативными сообщения являются тогда, когда они новы, понятны, своевременны, полезны. Но то, что для одного понятно, для другого - нет. То, что для одного полезно, ново, для другого - нет. В этом проблема определения и измерения информации.

При всем многообразии подходов к определению понятия информации, с позиции измерения информации нас будут интересовать два из них: определение К. Шеннона, применяемое в математической теории информации (содержательный подход), и определение А.Н. Колмогорова, применяемое в отраслях информатики, связанных с использованием компьютеров (алфавитный подход).

Содержательный подход. Согласно Шеннону, информативность сообщения характеризуется содержащейся в нем полезной информацией - той частью сообщения, которая снимает полностью или уменьшает неопределенность какой-либо ситуации.

По Шеннону, информация - уменьшение неопределенности наших знаний.

Неопределенность некоторого события - это количество возможных исходов данного события. Так, например, если из колоды карт наугад выбирают карту, то неопределенность равна количеству карт в колоде. При бросании монеты неопределенность равна 2.

Содержательный подход часто называют субъективным, так как разные люди (субъекты) информацию об одном и том же предмете оценивают по-разному.

Но если число исходов не зависит от суждений людей (случай бросания кубика или монеты), то информация о наступлении одного из возможных исходов является объективной.

Если сообщение уменьшило неопределенность знаний ровно в два раза, то говорят, что сообщение несет 1 бит информации.

1 бит - объем информации такого сообщения, которое уменьшает неопределенность знания в два раза.

Рассмотрим, как можно подсчитать количество информации в сообщении, используя содержательный подход.

Алфавитный подход. Алфавитный подход основан на том, что всякое сообщение можно закодировать с помощью конечной последовательности символов некоторого алфавита.

Алфавит - упорядоченный набор символов, используемый для кодирования сообщений на некотором языке.

Мощность алфавита - количество символов алфавита. Двоичный алфавит содержит 2 символа, его мощность равна двум. Сообщения, записанные с помощью символов ASCII, используют алфавит из 256 символов. Сообщения, записанные по системе UNICODE, используют алфавит из 65 536 символов.

С позиций использования компьютеров носителями информации являются любые последовательности символов, которые хранятся, передаются и обрабатываются с помощью компьютера. Согласно Колмогорову, информативность последовательности символов не зависит от содержания сообщения, алфавитный подход является объективным, т.е. он не зависит от субъекта, воспринимающего сообщение. Чтобы определить объем информации в сообщении при алфавитном подходе, нужно последовательно решить задачи:

- определить количество информации (i) в одном символе по формуле

2i = N,

где N - мощность алфавита%

- определить количество символов в сообщении (m);

- вычислить объем информации по формуле:

V = i * m.

Например, если текстовое сообщение, закодированное по системе ASCII, содержит 100 символов, то его информационный объем составляет 800 бит. Для двоичного сообщения той же длины информационный объем составляет 100 бит. В компьютерной технике бит соответствует физическому состоянию носителя информации: намагничено - не намагничено, есть отверстие - нет отверстия. При этом одно состояние принято обозначать цифрой 0, а другое - цифрой 1.

Единицы измерения информации. Как уже было сказано, основная единица измерения информации - бит. 8 бит составляют 1 байт. Наряду с байтами для измерения количества информации используются более крупные единицы:

1 Кбайт (один килобайт) = 210 байт = 1024 байта;

1 Мбайт (один мегабайт) = 210 Кбайт = 1024 Кбайта;

1 Гбайт (один гигабайт) = 210 Мбайт = 1024 Мбайта.

В последнее время в связи с увеличением объемов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

1 Терабайт (Тб) = 1024 Гбайта = 240 байта,

1 Петабайт (Пб) = 1024 Тбайта = 250 байта.

Информационные процессы. Информация не существует сама по себе. Она проявляется в информационных процессах.

Если обратиться в далекое прошлое, то жалобы на обилие информации мы сможем найти тысячелетия назад. На глиняной дощечке (шумерское письмо IV тысячелетия до нашей эры) начертано: «Настали тяжелые времена. Дети перестали слушаться родителей, и каждый норовит написать книгу». Особенно модным стало жаловаться на непереносимость информационного бремени с XVII в. В ХХ в. заговорили об информационной катастрофе. Информационный кризис - это возрастающее противоречие между объемами накапливаемой информации и ограниченными возможностями ее переработки, отдельно взятой личностью. Количество информации, циркулирующей в обществе, удваивается примерно каждые 8 - 12 лет. Появилась уверенность в том, что справиться с такой лавиной информации человек не сможет. Для этого нужны специальные средства и методы обработки информации, ее хранения и использования. Сформировалась новая научная дисциплина - информатика, поставившая своей целью изучение закономерностей информационных процессов. Основными информационными процессами являются: поиск - сбор - хранение - передача - обработка - использование - защита. Познакомимся теперь с каждым из этих процессов в отдельности.

Поиск информации. «Все, иду сегодня в театр, - твердо решили вы в одно прекрасное воскресное утро. - Узнать бы, какой сегодня спектакль!»

Итак, цель определена: выяснить автора и название пьесы. Как будет решаться поставленная задача? Ваши возможные действия:

- поискали газету, где, кажется, был еженедельный репертуар;

- вспомнили, что в 7.40 по радио обычно передают театральную афишу;

- позвонили по телефону другу-театралу, который уж точно в курсе;

- «Ну, уж справочная-то все знает!», - считаете вы, набирая на телефоне номер 09.

Вполне возможные результаты:

- не нашли;

- ваши часы показывают уже 8. 10;

- друга не оказалось дома;

- «Таких справок не даем», - огорченно слышите в ответ.

Успех вашего выбора в большой степени будет зависеть от того, как вы организовали поиск информации.

Методы поиска информации:

- непосредственное наблюдение;

- общение со специалистами по интересующему вас вопросу;

- чтение соответствующей литературы;

- просмотр видео, телепрограмм;

- прослушивание радиопередач и аудиокассет;

- работа в библиотеках, архивах;

- запрос к информационным системам, базам и банкам компьютерных данных;

- другие методы.

Хранение информации. Хранение информации - процесс такой же древний, как и жизнь человеческой цивилизации. Уже в древности человек столкнулся с необходимостью хранения информации: зарубки на деревьях, чтобы не заблудиться во время охоты; счет предметов с помощью камешков, узелков; изображение животных и эпизодов охоты на стенах пещер.

С рождением письменности возникло специальное средство фиксирования и распространения мысли в пространстве и во времени. Родилась документированная информация - рукописи и рукописные книги, появились своеобразные информационно-накопительные центры - древние библиотеки и архивы. Постепенно письменный документ стал и орудием управления (указы, приказы, законы).

Вторым информационным скачком явилось книгопечатание. С его возникновением наибольший объем информации стал храниться в различных печатных изданиях, и для ее получения человек обращается в места их хранения (библиотеки, архивы и т.д.).

В жизни человека процесс длительного хранения информации играет большую роль и подвергается постоянному совершенствованию.

Когда объем накапливаемой информации возрастает настолько, что ее становится просто невозможно хранить в памяти, человек начинает прибегать к помощи различного рода записных книжек, указателей и т.д.

Различная информация требует разного времени хранения:

- проездной билет надо хранить только в течение поездки;

- программу телевидения - текущую неделю;

- школьный дневник - учебный год;

- аттестат зрелости - до конца жизни;

- исторические документы - несколько столетий.

ЭВМ предназначена для компактного хранения информации с возможностью быстрого доступа к ней.

Хранение информации - это способ распространения информации в пространстве и времени.

Способ хранения информации зависит от ее носителя (книга - библиотека, картина - музей, фотография - альбом).

Передача информации. В процессе передачи информации обязательно участвуют источник и приемник информации: первый передает информацию, второй ее получает. Между ними действует канал передачи информации - канал связи.

Канал связи - совокупность технических устройств, обеспечивающих передачу сигнала от источника к получателю.

Кодирующее устройство - устройство, предназначенное для преобразования исходного сообщения источника информации к виду, удобному для передачи.

Декодирующее устройство - устройство для преобразования кодированного сообщения в исходное.

Рассмотрим в качестве примера телефонный разговор:

- источник сообщения - человек говорящий;

- кодирующее устройство - микрофон - преобразует звуки в электрические импульсы;

- канал связи - телефонная сеть (провод);

- декодирующее устройство - та часть трубки, которую мы подносим к уху, здесь электрические сигналы снова преобразуются в звуки;

Деятельность людей всегда связана с передачей информации, но информацию могут передавать друг другу не только люди, но и животные и растения.

В процессе передачи информация может теряться и искажаться: искажение звука в телефоне, атмосферные помехи в радио. Эти помехи, или, как их называют специалисты, шумы, искажают информацию. К счастью, существует наука, разрабатывающая способы защиты информации, - криптология.

Обработка информации. На уроке информатики.

Вовочка (думает: «Очень хочется пить!») говорит: «Вера Ивановна, можно выйти?»

Вера Ивановна (думает: «Наверное, он не знает урока и надеется, что за оставшиеся 5 минут до конца урока я не успею его спросить.») говорит: «Вовочка, к доске!»

Источником информации здесь являются мысли Вовочки. Он закодировал их словами по своему правилу. Если бы Вера Ивановна знала это правило, то она, конечно же, дала ему возможность «не умереть» от жажды. Но Вера Ивановна «обработала» слова Вовочки совсем по другому правилу. В этом-то все дело.

Очень часто в жизни нам приходится находить (угадывать, вычислять) правило, по которому происходит обработка информации.

Обработка информации - преобразование информации из одного вида в другой, осуществляемое по строгим формальным правилам.

Обработка информации по принципу «черного ящика» - процесс, в котором пользователю важна и необходима лишь входная и выходная информация, но правила, по которым происходит преобразование, его не интересуют и не принимаются во внимание.

«Черный ящик» - это система, в которой внешнему наблюдателю доступна лишь информация на входе и на выходе этой системы, а строение и внутренние процессы неизвестны.

Возможность автоматизированной обработки информации основывается на том, что обработка информации не подразумевает ее осмысления.

Защита информации. Человеку свойственно ошибаться. Ошибка может произойти при выполнении любого информационного процесса: при кодировании информации, при ее обработке или передаче. Чем больше информации вы обрабатываете, тем труднее избежать ошибок.

Компьютеры - это технические устройства для быстрой обработки больших объемов информации самого разного вида. Несмотря на постоянное повышение надежности их работы, они могут выходить из строя, ломаться, как и любые другие устройства, созданные человеком. Программное обеспечение также создается людьми, способными ошибаться.

Компьютерная система ПВО Североамериканского континента однажды объявила ложную ядерную тревогу, приведя в боевую готовность вооруженные силы. А причиной послужил неисправный чип стоимостью 46 центов - маленький, размером с монету, кремниевый элемент.

В 1983 г. произошло наводнение в юго-западной части США. Причиной стал компьютер, в который были введены неверные данные о погоде, в результате чего он дал ошибочный сигнал шлюзам, перекрывающим реку Колорадо.

Современный мир очень хрупок, взаимосвязан и взаимозависим. Информация, циркулирующая в системах управления и связи, способна вызвать крупномасштабные аварии, военные конфликты, дезорганизацию деятельности научных центров и лабораторий, разорение банков и коммерческих организаций. Поэтому информацию нужно уметь защищать от утечки, искажения, потери.

Информация давно уже стала продуктом и товаром, который можно купить, продать, обменять на что-то другое.

Защитой информации называется предотвращение:

- доступа к информации лицам, не имеющим соответствующего разрешения (несанкционированный, нелегальный доступ);

- непредумышленного или недозволенного использования, изменения или разрушения информации.

1.3 Отражение темы «Информация и её представление» в школьном курсе информатики

Согласно обязательному минимуму содержания основных образовательных программ раздел «Информация и её представление» планируются на изучение следующего материала:

Информация и информационные процессы (4 час). Информация. Информационные объекты различных видов.

Основные информационные процессы: хранение, передача и обработка информации.

Восприятие, запоминание и преобразование сигналов живыми организмами.

Роль информации в жизни людей.

Понятие количества информации: различные подходы. Единицы измерения количества информации.

Анализ раскрытия темы в школьных учебниках различных авторских коллективов:

1. Учебное пособие под редакцией Макаровой Н.В. - это пособие по информатике для 7-9 классов. Здесь тема «количество информации» особо не выделяется. Вводятся понятие информации, ее свойства, способы восприятия информации, форма и язык представления информации.

При изучении темы 2. «Представление информации», которая раскрывается в следующих двух пунктах

2.1. Форма и язык представления информации

2.2. Кодирование информации выясняются: что является основой представления информации, какие бывают формы представления информации, что такое код и кодирование информации, какие единицы измерения используются для определения объема информации.

Так независимо от формы представления и способа передачи, информация передается с помощью какого-либо языка. Языки делятся на естественные (разговорные) и формальные. Основу любого языка составляет алфавит - набор однозначно определенных знаков (символов), из которых формируется сообщение.

Понятия кода и кодирования вводятся следующим образом: код - набор символов (условных обозначений) для представления информации; кодирование - процесс представления информации в виде кода. На примерах приводятся различные способы кодирования информации, один из них - способ представления информации с помощью языка, содержащего два символа алфавита - 0 и 1. «Эти два символа 0 и 1 принято называть двоичными цифрами или битами (от англ. binary digit ?двоичный знак)». Дается определение бита: бит - наименьшая единица измерения объема информации, а также приводится таблица более крупных единиц измерения информации.

2. Учебное пособие под редакцией Семакина И.Г. - это пособие по информатике для 7-9 классов. В этом пособии тема измерения количества информации рассмотрена в разделе «Человек и информация» в параграфе «Количество информации».

В учебнике материал дается в двух частях:

Часть I. Базовый курс информатики. Основная часть.

Часть II. Материал для углубленного изучения базового курса.

В обеих частях присутствует тема «Количество информации»

В первой части количество информации определяется с точки зрения алфавитного подхода. «Алфавитный подход позволяет измерять информацию, заключенную в тексте на некотором языке (естественном или формальном)». Вводятся понятия «мощность алфавита» (это полное число символов в алфавите), «информационный вес», «двоичный алфавит», и говорится о том, что информационный вес символа двоичного алфавита принят за единицу информации и называется 1 бит. Вводится формула: , где - информационный вес каждого символа, а - мощность алфавита, причем объяснен каждый шаг того, каким образом появляется данная формула. Приводится таблица перевода одних единиц измерения информации в другие.

Во второй части данная тема раскрывается в трех пунктах:

1.1. Неопределенность знаний и единица информации

1.2. Вероятность и информация

1.3. Алфавитный подход и вероятность

Здесь обсуждаются два подхода к измерению информации: содержательный и алфавитный.

При изучении содержательного подхода дается определение единицы измерения информации (сообщение, уменьшающее неопределенность знаний в два раза, несет 1 бит информации), достаточно подробно, с примерами объясняется, что такое неопределенность знаний события (это количество возможных результатов события), что такое равновероятные события. Пошагово объясняется, как выводится формула для определения количества информации для равновероятных событий.

Рассматривается случай и неравновероятных событий. Приводятся примеры таких событий, объясняется, как подсчитывается количество информации в таких случаях.

В изучении алфавитного подхода отличительной особенностью является рассмотрение формулы Клода Шеннона для оценки средней информативности символов алфавита с учетом разной вероятности их встречаемости.

3. Учебное пособие под редакцией Н.Д. Угриновича ? это пособие по информатике для 8 класса. Тема измерения количества информации здесь рассматривается в главе «Информация и информационные процессы» в пункте

1.3. Количество информации разделяется на следующие подпункты:

1.3.1.Количество информации как мера уменьшения неопределенности знания

1.3.2. Определение количества информации

1.3.3. Алфавитный подход к определению информации

В этом учебном пособии последовательно прослеживаются два подхода к измерению информации: с точки зрения содержательной и кибернетической (алфавитной) концепций.

«Количество информации можно рассматривать как меру уменьшения неопределенности знания при получении информационных сообщений. Рассмотренный выше подход к информации как мере уменьшения неопределенности знания позволяет количественно измерять информацию. Существует формула, которая связывает между собой количество возможных информационных сообщений и количество информации, которое несет полученное сообщение: «За единицу количества информации принимается такое количество информации, которое содержится в информационном сообщении, уменьшающем неопределенность знания в два раза. Такая единица называется битом».

Далее рассматриваются более крупные единицы измерения количества информации, и приводится таблица перевода одних единиц измерения в другие.

При алфавитном подходе к определению количества информации отвлекаются от содержания информации и рассматривают информационное сообщение как последовательность знаков определенной знаковой системы. «Информационная емкость знака двоичной знаковой системы составляет 1 бит. Чем большее количество знаков содержит алфавит знаковой системы, тем большее количество информации несет один знак».

информация носитель измерение

2 ПОНЯТИЕ ПРОГРАММНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

В настоящее время значение предмета информатики возрастает. Информатика является научной дисциплиной, имеющей исключительно важное практическое значение для дальнейшего развития общества.

Однако в соответствии с учебным планированием, объём информации большой, а времени на изучение очень мало. Поэтому так необходимы средства, повышающие эффективность учебного процесса. Одним из таких средств является программно-методическое обеспечение.

Программно-методическое обеспечение - это набор средств, необходимых для обучения в некоторой области. Применительно к информатике это различные цифровые образовательные ресурсы. Сюда же могут входить набор задач (например, в нашей курсовой работе, для обучения и закрепления темы «Измерение информации»), урок-игра, различные карточки и т.д. В общем - все то, что требует понимания предмета, либо выбранной темы.

Размещено на Allbest.ru