Десятичная система счисления имеет алфавит цифр, который состоит из десяти всем известных, так называемых арабских цифр.
Алфавит двоичной системы – две цифры.
Система счисления
| Основание
| Алфавит цифр
| Десятичная
| 10
| 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9
| Двоичная
| 2
| 0, 1
|
Любое число, записанное в позиционной системе счисления с произвольным основанием, можно записать в развернутой форме.
Пример записи чисел в развернутой форме. В развернутой форме записи числа умножение цифр числа на основание производится в явной форме. Так, в развернутой форме запись числа 555 в десятичной системе будет выглядеть следующим образом:
55510 = 5*102 + 5*101 + 5*10°.
Человек использует десятичную систему счисления, а компьютер – двоичную. Поэтому часто возникает необходимость перевода чисел из десятичной системы счисления в двоичную и наоборот. Перевод чисел в позиционных системах счисления
Человек использует десятичную систему счисления, а компьютер - двоичную систему счисления. Поэтому часто возникает необходимость перевода чисел из десятичной системы в двоичную и наоборот.
Перевод чисел из двоичной системы счисления в десятичную систему счисления. Преобразование чисел из двоичной системы счисления в десятичную выполнить довольно легко. Для этого необходимо записать двоичное число в развернутой форме и вычислить его значение.
Возьмем любое двоичное число, например 10,112. Запишем его в развернутой форме и произведем вычисления:
10,112 = 1 21 + 0 20 + 1 2-1 + 1 2-2 = 1 2 + 0 1 + 1 1/2 + 1 1/4 = 2,7510.
Перевод целых чисел из десятичной системы счисления в двоичную систему счисления. Алгоритм перевода целого десятичного числа в двоичное следующий:
1) последовательно выполнять деление исходного целого десятичного числа и получаемых целых частных на основание системы счисления (на 2) до тех пор, пока частное от деления не окажется равным нулю;
2) получить искомое двоичное число, для чего записать полученные остатки в обратной последовательности.
В качестве примера рассмотрим перевод десятичного числа 1910 в двоичную систему счисления, записывая результаты в таблицу (табл. 4.2). Таблица 4.2. Перевод целого числа из десятичной системы счисления в двоичную
|
|
В результате получаем двоичное число:
А2 = 100112.
Перевод десятичных дробей в двоичную систему счисления. Алгоритм перевода десятичной дроби в двоичную следующий:
1) последовательно выполнять умножение исходной десятичной дроби и получаемых дробей на основание системы (на 2) до тех пор, пока не получим нулевую дробную часть или не будет достигнута требуемая точность вычислений;
2) получить искомую двоичную дробь, записав полученные целые части произведений в прямой последовательности.
В качестве примера рассмотрим перевод десятичной дроби 0,7510 в двоичную систему, записывая результаты в таблицу (табл. 4.3). Таблица 4.3. Перевод дробного числа из десятичной системы счисления в двоичную
|
|
В результате получаем двоичную дробь:
А2 = 0,112.
Перевод чисел, содержащих и целую, и дробную часть, производится в два этапа. Отдельно переводится по соответствующему алгоритму целая часть и отдельно - дробная. В итоговой записи полученного числа целая часть от дробной отделяется запятой.
Задания для самостоятельного выполнения
4.6. Задание с развернутым ответом. Переведите в десятичную систему двоичные числа: 1012, 1102, 1112
4.7. Задание с развернутым ответом. Переведите целое десятичное число 102 в двоичную систему счисления.
4.8. Задание с развернутым ответом. Переведите десятичную дробь 0,252 в двоичную систему счисления.
4.9. Задание с развернутым ответом. Переведите десятичное число 10,252 в двоичную систему счисления.
Арифметические операции в позиционных системах счисления
Арифметические операции во всех позиционных системах счисления выполняются по одним и тем же хорошо известным вам правилам.
Сложение. Рассмотрим сложение чисел в двоичной системе счисления. В его основе лежит таблица сложения одноразрядных двоичных чисел:
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1,
1 + 0 = 1,
1 + 1 = 10.
Важно обратить внимание на то, что при сложении двух единиц происходит переполнение разряда и производится перенос в старший разряд. Переполнение разряда наступает тогда, когда величина числа в нем становится равной или большей основания системы счисления, для двоичной системы счисления - большей или равной 2.
Сложение многоразрядных двоичных чисел происходит в соответствии с вышеприведенной таблицей сложения с учетом возможных переносов из младших разрядов в старшие. В качестве примера сложим в столбик двоичные числа 1102 и 112.
Проверим правильность вычислений сложением в десятичной системе счисления. Переведем двоичные числа в десятичную систему счисления и затем их сложим.
1102 = 1 22 + 1 21 + 0 20 = 610
112 = 1 21 + 1 20 = 310
610 + 310 = 910
Теперь переведем результат двоичного сложения в десятичное число.
10012 = 1 23 + 0 22 + 0 21 + 1 20 = 910
Сравнение результатов показывает, что сложение выполнено правильно.
Вычитание. Рассмотрим вычитание двоичных чисел. В его основе лежит таблица вычитания одноразрядных двоичных чисел. При вычитании из меньшего числа (0) большего (1) производится заем из старшего разряда. В таблице заем обозначен 1 с чертой.
Вычитание многоразрядных двоичных чисел происходит в соответствии с вышеприведенной таблицей вычитания с учетом возможных заемов из старших разрядов. В качестве примера произведем вычитание двоичных чисел 1102 и 112.
Умножение. В основе умножения лежит таблица умножения одноразрядных двоичных чисел:
Умножение многоразрядных двоичных чисел происходит в соответствии с вышеприведенной таблицей умножения по обычной схеме, применяемой в десятичной системе счисления с последовательным умножением множимого на очередную цифру множителя. В качестве примера произведем умножение двоичных чисел 1102 и 112.
Деление. Операция деления выполняется по алгоритму, подобному алгоритму выполнения операции деления в десятичной системе счисления. В качестве примера произведем деление двоичного числа 1102 на 112.
Для проведения арифметических операций над числами, выраженными в различных системах счисления, необходимо предварительно перевести их в одну и ту же систему.
Контрольные вопросы
1. Чем отличаются позиционные системы счисления от непозиционных?
2. Каково основание десятичной системы счисления? Двоичной системы счисления?
3. Какие цифры входят в алфавит десятичной системы счисления? Двоичной системы счисления?
4. На какую величину в позиционных системах счисления различаются одинаковые цифры, стоящие в соседних разрядах числа?
5. Может ли в качестве цифры использоваться символ буквы?
Задания для самостоятельного выполнения для группы
4.1. Задание с кратким ответом. Запишите числа 3,1410 и 10,12 в развернутой форме.
4.2. Задание с кратким ответом. Во сколько раз увеличатся числа 10,110 и 10,12 при переносе запятой на один знак вправо?
4.3. Задание с кратким ответом. При переносе запятой на два знака вправо число 11,11x увеличилось в 4 раза. Чему равно основание системы счисления x?
4.4. Задание с кратким ответом. Какое минимальное основание может иметь система счисления, если в ней записано число 11? Число 99?
4.5. Задание с кратким ответом. Запишите год, месяц и число своего рождения с помощью римских цифр. Задание для группы
1 группа: Иформация.
2 группа: Кодирование.
3 группа: Числовые информации
| 1 0 мин.
| IV. Итог урока
Цель этапа: самооценка учащимися результатов своей учебной деятельности. Организует систематизацию и обобщение совместных достижений. Организует индивидуальную работу по личным достижениям. По методу «Ассоциативная карта» проводит закрепление урока.
Кодирование числовой информации
Закрепление нового материала.
А для того, чтобы проверить и закрепить изученный материал, выполним тестовую работу. 1 группа
1. Верно ли, что число 1001101 может быть записано в двоичной системе счисления?
2. Верно ли, что римская система счисления непозиционная?
3. Верно ли, что в компьютерах используется римская система счисления?
4. Верно ли, что для сложных арифметических вычислений удобно пользоваться римской системой счисления?
5. Верно ли, что в двоичной системе счисления существует цифра 2?
2 группа.
1. Верно ли, что число 23222112 может быть записано в четырехричной системе счисления?
2. Верно ли, что арабские цифры удобны для сложных арифметических вычислений?
3. Верно ли, что в памяти компьютера используется десятичная система счисления?
4. Верно ли, что все системы счисления делятся на две большие группы?
5. Верно ли, что десятичная система счисления позиционная?
| Выявление границ применимости нового знания и выполнение заданий, в которых новый способ действий предусматривается как промежуточный шаг.
| Карточки
фишки
| 2 мин.
| V. Домашняя работа. Объясняет выполнение домашней работы.
| Ученики записывают в дневниках (Упражнение 3)
|
|
Итог урока:_________________________________________________________________
Положительные стороны урока:________________________________________________
__________________________________________________________________________ Отрицательные стороны урока:________________________________________________
Дата: Класс: 7 урок 3
| Тема:
| Кодирование текстовой информации
| Цель урока:
| познакомить учащихся с различными формами представления информации и операцией перекодирования как способом перехода от одной формы к другой.
Задачи
произвести контроль знаний учащихся по пройденной теме;
обобщить знания по формам представления информации;
сформировать у учащихся представление о процессе кодирования информации;
сформировать у учащихся представление об операции перекодирования как способе перехода от одной формы представления информации к другой;
закрепить на практике правила набора текста и навыки выполнения операций с фрагментами текста.
| Ожидаемый результат
| Развивается способности к анализу и обобщению, самоконтролю и самооценке и познавательного интереса;развитие информационной культуры
|
| Деятельность учителя
| Деятельность обучающихся
| Наглядности
| 3 мин.
| I. Организационный момент. Приветствует учеников. Для создания психологической атмосферы проводит игру «Рисунока на спине».
| Ученики делятся на группы. Осмысливают поставленную цель.
| Бумага А4
Маркер
| 10 мин.
| II. Проверка пройденного материала. С помощью ромашки Блума проверить знания учащихся
К какой знаковой системе относится русский язык? Что такое алфавит знаковой системы? Почему в компьютерах используется двоичная знаковая система? В чем состоит различие между
естественными и формальными
языками?
Приведите пример
формального языка.
| Демонстрируют свои знания, умения.
| Ромашка Блума
| 20 мин.
| III. Актуализация знаний
Постановка цели урока. Мотивация изучения материала. По методу «ДЖИГСО» осуществляет усвоение нового материала. 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 последовательности 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.
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.
Кодирование числовой информации
Числа записываются с использованием особых знаковых систем, которые называются системами счисления. Системы счисления мы очень подробно рассмотрели на предыдущих уроках.
Кодирование текстовой информации
При вводе в компьютер текстовой информации происходит ее двоичное кодирование, изображение символа преобразуется в его двоичный код. Пользователь нажимает на клавиатуре клавишу с символом, и в компьютер поступает определенная последовательность из электрических импульсов. Код символа хранится в оперативной памяти компьютера.
В процессе вывода символа на экран компьютера производится обратный процесс — декодирование, то есть преобразование кода символа в его изображение.
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.
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.
Рассмотрим кодировку ASCII. Если в задачах ГИА и ЕГЭ не указана кодировка, то считается, что это кодировка ASCII.
Символ текста в кодировке ASCII кодируется 8-мью битами.
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 для кодирования национальных алфавитов. В русских кодировках размещаются символы русского алфавита.
.
Таблица стандартной части ASCII
(символ – десятичный код – двоичный код)
Таблица стандартной части ASCII
(символ – шестнадцатеричный код)
Информационный объем текста
Если не указано иначе, то считаем, это кодировка ASCII, т.е. 1 символ алфавита несет 1 байт информации, то надо просто сосчитать количество символов, полученное число даст информационный объем текста в байтах.
Если указана кодировка Unicode, то на каждый символ отводится два байта.
Если указана кодировка КОИ-8, то на каждый символ отводится два байта.
1 группа
Код1.Закодировать слово ИНФОРМАЦИЯ с помощью Азбуки Морзе.
2 группа
Кодирование
2. Закодировать при помощи азбуки Флажковой свои ИМЯ
Саморегуляция, Лидерство
Эксперимент
Учащиеся выполняют кодирование слов помощью азбуки Морзе на ПК
Открываем документ MS Word Набирают следующий текст, после чего выполняют задание а) соловей, потолок; б) змея, рама; в) пуговица, молоток, лава; г) укор, бузина, тина; д)поворот, пороша, канава
| 10 мин.
| IV.Итог урока. Самооценка учащимися результатов своей учебной деятельности.
Организует систематизацию и обобщение совместных достижений. Организует индивидуальную работу по личным достижениям.
Практическая работа
Для копирования фрагмента текста необходимо выполнить следующие действия
Выделить фрагмент. Скопировать его в буфер обмена (кроме способа Drag-n-Droop). Установить курсор в место помещения копии фрагмента.
4 Выполнить вставку фрагмента из буфера обмена Проводит рефлексию.
- Понравился ли вам урок?
- Что было трудным для вас?
- Что вам больше понравилось?
| Оценивают работу своих одноклассников.
На стикерах записывают свое мнение по поводу урока.
Работа в группах (каждая группа получает карточку с заданием) Выступление от каждой группы 1 и 2 №, баллы заносятся в листы оценивания.
| Оценочные листы Стикеры
| 2 мин.
| Объясняет особенности выполнения домашней работы.
| Записывают домашнюю работу в дневниках.
|
|
Итог урока:________________________________________________________________________
Положительные стороны урока:_______________________________________________________
__________________________________________________________________________________ Отрицательные стороны урока:_______________________________________________________
__________________________________________________________________________
Дата: Класс: 7 урок 4
| Тема: Кодирование графической нформации
| Цель урока:
| закрепить вычисления информационный объем графического изображения.
Задачи закрепить знания о представлении графической информации на
компьютере; воспитывать самостоятельность учащихся
| Ожидаемый результат
| Знают
как кодируется цвет;
какие существуют модели и режимы цветов;
какими свойствами обладает цветовое изображение;
взаимосвязь между глубиной цвета и максимальным количеством цветов;
Умеют:
определять информационный объем изображения;
определять максимальное количество цветов для заданной глубины цвета;
определять необходимую глубину цвета для заданного
|
| Деятельность учителя
| Деятельность обучающихся
| Наглядности
| 3 мин.
| I. Организационный момент. Приветствует учеников. Для создания психологической атмосферы проводит игру «Рисунока на спине».
| Ученики делятся на группы. Осмысливают поставленную цель.
| Бумага А4
Маркер
| 10 мин.
| II. Проверка пройденного материала. С помощь метода «Поп-корн» проверить домашнюю работу.
| Демонстрируют свои знания, умения по домашней работе.
| Ламинированные листы
| 20 мин.
| III. Актуализация знаний
Постановка цели урока. Мотивация изучения материала. По методу «Аквариум» осуществляет усвоение нового материала.
Работая в группах, ученики самостоятельно изучают новый материал.
Кодирование графической информации. Важным этапом кодирования графического изображения является разбиение его на дискретные элементы (дискретизация).
Основными способами представления графики для ее хранения и обработки с помощью компьютера являются растровые и векторные изображения
Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из элементарных геометрических фигур (чаще всего отрезков и дуг). Положение этих элементарных отрезков определяется координатами точек и величиной радиуса. Для каждой линии указывается двоичные коды типа линии (сплошная, пунктирная, штрихпунктирная), толщины и цвета.
Растровое изображение представляет собой совокупность точек (пикселей), полученных в результате дискретизации изображения в соответствии с матричным принципом.
Матричный принцип кодирования графических изображений заключается в том, что изображение разбивается на заданное количество строк и столбцов. Затем каждый элемент полученной сетки кодируется по выбранному правилу.
Pixel (picture element - элемент рисунка) - минимальная единица изображения, цвет и яркость которой можно задать независимо от остального изображения.
В соответствии с матричным принципом строятся изображения, выводимые на принтер, отображаемые на экране дисплея, получаемые с помощью сканера.
Качество изображения будет тем выше, чем "плотнее" расположены пиксели, то есть чем больше разрешающая способность устройства, и чем точнее закодирован цвет каждого из них.
Для черно-белого изображения код цвета каждого пикселя задается одним битом.
Если рисунок цветной, то для каждой точки задается двоичный код ее цвета.
Поскольку и цвета кодируются в двоичном коде, то если, например, вы хотите использовать 16-цветный рисунок, то для кодирования каждого пикселя вам потребуется 4 бита (16=24), а если есть возможность использовать 16 бит (2 байта) для кодирования цвета одного пикселя, то вы можете передать тогда 216 = 65536 различных цветов. Использование трех байтов (24 битов) для кодирования цвета одной точки позволяет отразить 16777216 (или около 17 миллионов) различных оттенков цвета - так называемый режим “истинного цвета” (True Color). Заметим, что это используемые в настоящее время, но далеко не предельные возможности современных компьютеров.
Пиксель – это минимальный участок изображения, для которого независимым образом можно задать цвет. Важнейшей характеристикой качества растрового изображения является разрешающая
Глубиной цвета называется такое количество информации, которое необходимо для кодирования цвета точки изображения. Р астровое 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) и т.д.
.
Количество цветов в палитре (N) и количество информации, необходимое для кодирования каждой точки (I), связаны между собой и могут быть вычислены по формуле:
N=2I
Наиболее распространенными глубинами цвета являются 4,8,16, и 24 бита на точку. Зная глубину цвета, можно по формуле вычислить количество цветов в палитре (и наоборот). РАСЧЕТ ОБЪЕМА ВИДЕОПАМЯТИ
Информационный объем требуемой для хранения изображения видеопамяти можно рассчитать по формуле:
I памяти = I * X * Y
где I памяти – информационный объем видеопамяти в битах; X * Y – количество точек изображения (по горизонтали и по вертикали); I – глубина цвета в битах на точку.
ПРИМЕР.
Необходимый объем видеопамяти для графического режима с пространственным разрешением 800 х 600 точек и глубиной цвета 24 бита равен:
I памяти = 24 * 600 * 800 = 11 520 000 бит = 1 440 000 байт = 1 406, 25 Кбайт = 1, 37 Мбайт Палитры цветов в системах цветопередачи RGB, CMYK, HSB С экрана монитора человек воспринимает цвет как сумму излучения трех базовых цветов (red, green, blue). Цвет из палитры можно определить с помощью формулы:
Цвет = R + G + B
Где R, G, B принимают значения от 0 до max Так при глубине цвета в 24 бита на кодирование каждого из базовых цветов выделяется по 8 битов, тогда для каждого из цветов возможны N=2^8=256 уровней интенсивности. Формирование цветов в системе RGB
В системе RGB палитра цветов формируется путем сложения красного, зеленого и синего цветов.
Цвет
| Формирование цвета
| Черный
| = 0+0+0
| Белый
| =Rmax+Gmax+Bmax
| Красный
| = Rmax+0+0
| Зеленый
| = Gmax+0+0
| Синий
| = Bmax+0+0
| Голубой
| =0+ Gmax+Bmax
| Пурпурный
| = Rmax+0+Bmax
| Желтый
| = Rmax+Gmax+0
|
Палитра цветов в системе цветопередачи CMYK
При печати изображений на принтере используется палитра цветов CMYK. Основными красками в ней являются
Cyan – голубая,
Magenta – пурпурная
Yellow - желтая.
Система CMYK в отличие от RGB, основана на восприятии не излучаемого, а отражаемого света. Так, нанесенная на бумагу голубая краска поглощает красный цвет и отражает зеленый и синий цвета. Цвета палитры CMYK можно определить с помощью формулы: Цвет = C + M + Y, Где C, M и Y принимают значения от 0% до 100%
Формирование цветов в системе CMYK В системе цветопередачи CMYK палитра цветов формируется путем наложения голубой, пурпурной, желтой и черной красок. Цвет
| Формирование цвета
| Черный
| = С+M+Y= - G – B - R
| Белый
| C=0 M=0 Y=0
| Красный
| = Y+M= - G - B
| Зеленый
| = Y+C= - R - B
| Синий
| = M+C= - R -G
| Голубой
| = - R = G+B
| Пурпурный
| = - G = R+B
| Желтый
| = - B = R+G
|
Палитра цветов в системе цветопередачи HSB
Система цветопередачи HSB использует в качестве базовых параметров Оттенок цвета, Насыщенность, Яркость В системе цветопередачи HSB палитра цветов формируется путем установки значений оттенка цвета, насыщенности и яркости.
Создание презентации в группах о способах кодирования информации 4
1. Какой объем видеопамяти необходим для хранения трех страниц изображения при условии, что разрешающая способность дисплея равна 640 на 480 пикселей, а количество используемых цветов – 24?
2. Известно, что видеопамять компьютера имеет объем 512 Кбайт. Разрешающая способность экрана 640 на 480 пикселей. Сколько страниц экрана одновременно разместится в видеопамяти при палитре 256 цветов?
3. Растровый графический файл содержит черно-белое изображение (без градаций серого) размером 100 на100 точек. Какой объем памяти требуется для хранения этого файла?
4. Рисунок построен с использованием палитры 256 цветов на экране монитора с графическим разрешением 1024 на 768. Рассчитать объем памяти необходимый для хранения этого рисунка.
| 10 мин.
| IV.Итог урока. Самооценка учащимися результатов своей учебной деятельности.
Организует систематизацию и обобщение совместных достижений. Организует индивидуальную работу по личным достижениям.
Тест для закрепление урока:
ТЕСТ «Единицы измерения информации» Вопрос 1
1.Чему равен 1 байт?
10 бит 8 бит 100 бит
Вопрос 2
2. Во сколько раз 1 Мбайт больше 1 Кбайта?
1000 100 1024
Вопрос 3
3. Сколько байт в1 Кбайте?
1024 100 100
Вопрос 4
4. Расположите в порядке возрастания:
А) 1 Гбайт Б) 1 Кбайт В) 1000 байт Г) 10 Мбайт
БАГВ АГБВ ВБГА
Вопрос 5
. Сколько бит в10 байтах?
100 8000 80
Вопрос 6
6. Расположи в порядке убывания:
А.) 1 Гбайт Б) 1Кбайт В) 1 бит Г) 1 байт Д) 1 Мбайт
АБВГД ГВДАБ ВГБДА
Проводит рефлексию.
- Понравился ли вам урок?
- Что было трудным для вас?
- Что вам больше понравилось?
| Оценивают работу своих одноклассников.
На стикерах записывают свое мнение по поводу урока.
| Дерево Блоба Стикеры
| 2 мин.
| Объясняет особенности выполнения домашней работы.
| Записывают домашнюю работу в дневниках.
|
| |