Конспект урока «Как устроен компьютер. Кодирование Информации». (5 класс)

Вид материала

Содержание

Практическая работа.
Компьютер изнутри
Устройства вводаКлавиатура и мышь
Английские эквиваленты
Постоянная память, ПЗУ
Артур Конан Дойл. "Пляшущие человечки"
Выделите две строчки ниже мышкой, чтобы узнать ответ
Одни и те же слова могут быть записаны разными символами (буквами, знаками).
Примеры разных знаков и закодированных сообщений

Подобный материал:

План- конспект урока

«Как устроен компьютер. Кодирование Информации».

(5 класс)

Учитель:

Набокова Олеся

Андреевна

с. Красногвардейское

2007-2008 учебный год

Цели урока:

Познакомить учащихся с устройством компьютера;
Сформировать представление о требованиях безопасности и гигиены при работе с компьютером;
Воспитать бережное отношение к технике; воспитание толерантности и терпимости.

Основные понятия:

Процессор;
Память;
Оперативная память;
Жёсткий диск;
Монитор;
Клавиатура;
Аппаратное обеспечение.

Ход урока:

Проверка домашнего задания.

Визуальная проверка выполнения заданий №1 и № 2 на стр. 3 РТ (ученики раскрывают РТ на соответствующей странице, а учитель их бегло просматривает);
Учитель предлагает отдельным ученикам зачитывать свои варианты этих заданий;
Учитель предлагает ответить на вопросы 1-3 на с. 11 учебника.

Изучение нового материала.

Достаточно подробно рассматриваются основные устройства компьютера стр. 63

Память, процессор внутри системного блока

(Приложение 1)

Закрепить полученные знания лучше всего при выполнении задания №2 стр. 55 РТ.

После выполнения задания повторяется знание правил техники безопасности и организации рабочего места за компьютером. Стр. 67 § 2.2

Практическая работа.

Практическая часть занятия – работа с клавиатурным тренажёром «Baby type». «Клавиатор». После выполнения задания предложенного на экране появится итоговое табло, на котором учащиеся смогут увидеть количество напечатанных ими символов, скорость набора, точность , а также ошибочно нажатые клавиши.

Загрузка программы, регистрация учеников и выбор соответствующего режима

осуществляется учителем перед началом урока.

Современный компьютер – это универсальная машина для обработки информации. Любая информация внутри компьютера представлена в цифровом виде, и все действия над ней сводятся к простым арифметическим и логическим операциям. Поэтому компьютер еще называют электронно-вычислительной машиной (ЭВМ); в переводе с английского слово «computer» означает «вычислитель».

Ц

ЕНТРАЛЬНЫМ устройством любого компьютера является процессор. Именно он преобразует информацию по заданной программе. Процессор содержит арифметико-логическое устройство (АЛУ), устройства управления (УУ) и некоторые другие компоненты. Устройство управления выбирает из оперативной памяти команды и данные; данные обрабатываются в АЛУ в соответствии с командами. В современных компьютерах процессор выполнен в виде одной микросхемы и потому называется еще микропроцессором.
В оперативной памяти (ее еще называют ОЗУ – оперативное запоминающее устройство) хранится программа, которую компьютер выполняет в данный момент, и данные, которые в настоящий момент обрабатываются. Модуль оперативной памяти ПК представляет собой несколько микросхем, размещенных на небольшой плате.
Данные в оперативной памяти могут храниться только тогда, когда компьютер работает. Если питание выключить, данные стираются. Для долговременного хранения данных и программ используются накопители: жесткие магнитные диски («винчестеры»), гибкие магнитные диски (дискеты), компакт-диски и др. Сразу после включения питания в ОЗУ нет никакой программы. Однако без программы процессор работать не может. Поэтому каждый компьютер содержит постоянное запоминающее устройство – ПЗУ. Данные в ПЗУ сохраняются и тогда, когда компьютер выключен. После включения процессор сразу начинает выполнять размещенную в ПЗУ программу. А она уже обеспечивает загрузку в ОЗУ других программ с дисков или прочих накопителей.
В некоторых простых компьютерах, например карманных, накопители не предусмотрены, и компьютер постоянно работает под управлением программ, размещенных в ПЗУ.
Кроме процессора, запоминающих устройств и накопителей, компьютер содержит также устройства ввода и вывода информации. Основное устройство вывода – монитор: на нем отображается процесс и результаты работы программ. Для ручного ввода команд и данных используются клавиатура и мышь.
У большинства настольных компьютеров процессор, запоминающие устройства и накопители объединены в одном корпусе, называемом системным блоком. К системному блоку с помощью разъемов, размещенных на его задней стенке, подключаются все остальные устройства.

Компьютер изнутри
Большинство современных ПК основаны на архитектуре, унаследованной от компьютеров IBM PC (персональный компьютер фирмы IBM), выпускавшихся в первой половине 1980-х годов. Их по традиции называют IBM-совместимыми, или просто PC. Основная особенность компьютеров PC в том, что владелец компьютера может сам покупать различные новые компоненты и модернизировать свой ПК или дооснащать его устройствами, производимыми разными фирмами. Благодаря этой особенности, называемой открытостью архитектуры, IBM-совместимые компьютеры и получили такое широкое распространение.
Рассмотрим устройство такого компьютера.
Системный блок содержит, во-первых, системную плату (ее еще называют материнской платой, так как по-английски она обозначается чаще motherboard, чем system board). На системной плате размещены процессор, микросхема ПЗУ, содержащая программу начальной инициализации компьютера, модули оперативной памяти, интерфейсы к накопителям и другим внешним устройствам. Все эти элементы связаны между собой посредством так называемого чипсета (англ. chip set – набор микросхем). Чипсет представляет собой несколько впаянных в плату микросхем и выполняет функции соединителя всех остальных компонентов компьютера. Процессор обычно вставлен в разъем; его можно легко вынуть и заменить другой, более совершенной моделью.
На системной плате также имеется несколько разъемов (слотов) расширения. В них можно вставлять новые компоненты: видеоплаты, звуковые платы, внутренние модемы, адаптеры сети и многое другое.
В корпусе системного блока также размещен блок питания, который преобразует переменное напряжение электрической сети в набор постоянных напряжений, необходимых для питания различных элементов компьютера. В корпусе предусмотрены отсеки для накопителей: жесткого диска (как правило, несъемного), дисководов для дискет и оптических дисков.

Устройства ввода
Клавиатура и мышь – это основные устройства ввода. С помощью клавиатуры в компьютер вводятся команды, тексты (в том числе тексты программ), числовые данные и др. Мышь используется для указания элементов на экране, для рисования и др. Курсор – это графический элемент, показывающий, в каком месте на экране будут вводиться данные. В современных операционных системах используется несколько видов курсора, например текстовый курсор и курсор мыши. Текстовый курсор обычно выглядит как мигающая черта и показывает, в каком месте экрана появится символ, если он будет введен с клавиатуры. Курсор мыши выглядит как наклонная стрелка; его можно перемещать по всему экрану, передвигая мышь. Нарисованный на экране объект можно активировать, если навести на него курсор и нажать кнопку мыши.
Сканер относится к периферийным устройствам ввода. С его помощью в компьютер вводится напечатанный на бумаге текст, картинки, фотографии.
Джойстик – это специализированное устройство ввода, предназначенное в основном для управления компьютерными играми. Джойстики бывают в виде рычагов с кнопками, руля и педалей, штурвала самолета. Джойстик подключается к специальному игровому порту.
Кроме того, большие массивы информации и программы в компьютер можно вводить со съемных накопителей, по сети и другими способами.

Устройства
вывода
Видеоплата относится к устройствам вывода и формирует изображение на экране монитора. Графическая видеоплата (все современные видеоплаты графические, так как отображают на экране монитора не только текст, но и графику) содержит собственную оперативную память (где каждый маленький участок памяти соответствует точке на экране монитора), собственный процессор для выполнения сложных графических вычислений и преобразователь содержимого видеопамяти в видеосигнал. Видеоплата может быть выполнена как отдельное устройство, вставляемое в разъем расширения, или интегрирована в системную плату.
Видеоплата работает в паре с монитором. На экране монитора отображаются процесс и результаты работы программ. Мониторы бывают электронно-лучевые и жидкокристаллические. Мониторы с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) отличаются крупными габаритами, но зато они дешевы и точнее передают цвета. Черно-белые ЭЛТ-мониторы меньше утомляют глаза и применяются там, где оператор должен весь день провести за компьютером, например в банках и магазинах. Жидкокристаллические мониторы – компактные, дают четкую картинку без геометрических искажений, однако они дороги и имеют некоторые ограничения по выводу изображения. ЖК-мониторы более безопасны для здоровья, чем ЭЛТ-мониторы.
Принтер – печатающее устройство. Позволяет печатать графику и тексты (некоторые принтеры могут печатать на конвертах, самоклеящейся или прозрачной пленке, бумажной ленте, компакт-дисках и др.) Принтеры бывают цветные и черно-белые. Самые простые и дешевые цветные принтеры – струйные: в них чернила разбрызгиваются на бумагу мелкими капельками, сочетание нескольких цветов позволяет получить нужный оттенок.
Лазерный принтер «рисует» изображение лазерным лучом на светочувствительном барабане, который теряет в этих местах электрический заряд и притягивает к себе красящий порошок – тонер. Затем тонер переносится на бумагу, подогревается и расплавляется для закрепления. Лазерные принтеры дороги, но печатают с высокой скоростью. Самые дорогие лазерные принтеры – цветные.
Если требуется печать больших объемов данных с невысоким качеством (например, финансовая информация), используются матричные принтеры, в которых ряд иголочек ударяет по листку бумаги через красящую ленту. В кассовых аппаратах часто используются термопринтеры с бумагой, которая меняет свой цвет при нагревании.
Принтеры подключаются к компьютеру через параллельный порт или USB.

Устройства
связи
Аппаратный интерфейс – это технические и программные средства, обеспечивающие связь между разными устройствами компьютера. Параллельный интерфейс позволяет передавать за один раз целый байт или «слово» информации (каждый бит по своему проводу); он применяется для быстрой связи на небольших расстояниях. Последовательный интерфейс за одну посылку передает один бит и в общем случае работает медленнее, но позволяет передавать данные на большие расстояния; кроме того, кабель последовательного интерфейса содержит меньше проводов и потому надежнее. Современные последовательные интерфейсы, такие как USB и IEEE1394, уже превосходят по скорости параллельные, и поэтому вытесняют последние.
В IBM-совместимых компьютерах применяются параллельные интерфейсы IDE (для подключения жестких дисков, приводов компакт-дисков), LPT (принтер, сканер), PCI (шина для подключения плат расширения), AGP (шина для подключения быстродействующих видеоплат); последовательные интерфейсы COM (модем, мышь), USB (мышь, принтер, сканер, web-камера и др.), специальные интерфейсы (клавиатура).
Модем обеспечивает связь двух компьютеров по телефонной линии, преобразуя цифровые данные в аналоговый (звуковой) сигнал и наоборот. Внутренний модем представляет собой плату, вставляемую в разъем расширения на системной плате, внешний модем выполняется как отдельное устройство и подключается к компьютеру через последовательный интерфейс. Чаще всего модемы используются для подключения к Интернету.
Сетевая плата обеспечивает связь компьютеров по локальной сети и включается в разъем расширения на системной плате. Если сервер локальной сети подключен к Интернету, то компьютеры связываются с глобальной сетью через сетевую плату.

Накопители
Жесткий диск (винчестер) – основной вид накопителя, которым оснащаются почти все настольные компьютеры. Способ хранения данных – магнитная запись на твердых дисках, изготавливаемых из металла или стекла и покрытых сверху магнитным слоем. Винчестер обычно состоит из 2-4 дисков, собранных в пакет. Для считывания (записи) с каждой поверхности каждого диска используется собственная магнитная головка. Жесткий диск – наиболее чувствительное к механическим воздействиям устройство. Если работающий компьютер резко ударить или сдвинуть, то можно повредить жесткий диск. Жесткий диск подключается к системной плате по интерфейсам IDE или SCSI.
Дисковод для гибкого диска – накопитель для съемных 3,5-дюймовых дискет. Дискета представляет собой гибкий магнитный диск, заключенный в пластмассовый конверт. Ее емкость – 1,44 Мбайт – уже недостаточна для большинства современных приложений.
Накопитель на оптическом диске – привод компьютерного компакт-диска (CD-ROM) или диска DVD. Обычные приводы только считывают информацию с дисков, но существуют диски и приводы, которые однократно или многократно позволяют записывать информацию. Считывает и записывает информацию лазерный луч. Благодаря приводам CD-ROM слушают звуковые компакт-диски и смотрят записанные на CD фильмы, с помощью приводов DVD смотрят видеофильмы.

Словарик
Байт — основная единица хранения информации, состоящая из восьми бит и используемая как одно целое при передаче, хранении и переработке информации в ЭВМ. Так как каждый бит может принимать два значения (0 и 1), то байт может принимать 28=256 различных значений (например, целые числа от 0 до 255 или –128 до +127). Байтами или парами байтов можно кодировать буквы алфавита, цифры, специальные символы и др.
Бит (от англ. binary digit — двоичная цифра, двоичный разряд) — элементарная единица хранения информации. Принимает значения 0 или 1. Двоичная система была выбрана потому, что устройства, принимающие одно из двух устойчивых состояний, построить проще всего и они будут надежнее всего функционировать.
Слово — количество информации, обрабатываемой процессором за один прием. Для 16-разрядной (обрабатывающей 16 бит за один раз) ЭВМ слово состоит из двух байтов; для 32-разрядной из четырех и т. д.
Английские эквиваленты
Процессор, ЦП — CPU (central processing unit, центральное обрабатывающее устройство).
Оперативная память, ОЗУ — RAM (random access memory, память, допускающая любой вид доступа)
Постоянная память, ПЗУ — ROM (read-only memory, память, допускающая только чтение)
Жесткий диск — HDD (hard disk drive, дисковод для жесткого диска)
Компакт-диск — CD-ROM (compact disk read-only memory, «ПЗУ на компакт-диске»)

История первая,
в которой великий сыщик разгадывает тайну забавных рисунков,
а мы узнаем, что такое таблица соответствий

Давайте представим себе летний день, Лондон, Бейкер-стрит, знаменитый сыщик Шерлок Холмс только что предложил своему верному помощнику доктору Уотсону новую загадку. Это листочек с какими-то "бессмысленными иероглифами". Что все это значит?

- Позвольте, Холмс, да ведь это рисовал ребенок! - воскликнул я.
- Вот каково ваше мнение!
- Что же это, в таком случае?
- Мистер Хилтон Кьюбит из Ридлинг-Торп-мэнор в Норфолке как раз и хотел бы знать, что это такое. Этот маленький ребус он послал нам с первой почтой, а сам выехал сюда ближайшим поездом. Слышите звонок, Уотсон? Это, вероятно, он.
На лестнице раздались тяжелые шаги, и через минуту к нам вошел высокий, румяный, чисто выбритый джентльмен. По его ясным глазам и цветущим щекам сразу было видно, что жизнь его протекала вдали от туманов Бейкер-стрит. Казалось, он принес с собой дуновение крепкого свежего ветра с восточного берега. Пожав нам руки, он уже собирался усесться, как вдруг взор его упал на листок с забавными значками, который я только что рассматривал и оставил на столе.
- Что вы об этом думаете, мистер Холмс? - воскликнул он. - Мне рассказывали, что вы большой любитель всяких таинственных случаев, и я решил, что уж страннее этого вам ничего не найти. Я вам заранее выслал эту бумажку, чтобы у вас было время изучить ее до моего приезда.
- Это действительно в высшей степени любопытный рисунок, - сказал Холмс. - С первого взгляда его можно принять за детскую шалость. Кто, казалось бы, кроме детей, мог нарисовать этих крошечных танцующих человечков? Почему вы придали столь важное значение такому причудливому пустяку?
- Да я не придал бы ему никакого значения, если бы не жена. Она смертельно перепугалась. Она ничего не говорит мне, но я вижу в глазах у нее ужас. Вот почему я принял это так близко к сердцу.
Холмс приподнял бумажку, и лучи солнца озарили ее. Это был листок, вырванный из записной книжки. На нем были начерчены карандашом вот такие фигурки:

Артур Конан Дойл. "Пляшущие человечки"

      Что же случилось дальше? Почему смертельно испугалась жена Хилтона Кьюбита Илси? Кто и зачем нарисовал пляшущих человечков? Что они означали - бессмыслицу или что-то важное? Гениальный сыщик Шерлок Холмс сумел разгадать эту загадку. И главное предположение, предопределившее ход расследования: эти рисунки не детская шалость, а тайнопись. Каждый человечек соответствует какой-то букве, и если мы узнаем, что есть что, мы сумеем прочитать послание.
      Конечно, первой записки оказалось недостаточно, чтобы сделать расшифровку. Но и по ней кое-что уже можно предположить. Как вы думаете, что означают флажки в руках человечков?
      Выделите две строчки ниже мышкой, чтобы узнать ответ:

Это последние буквы слов. Если бы слова разделялись пробелами, как при обычном письме, все сразу бы догадались, что перед ними зашифрованный текст.

     Две следующие записки дали больше информации. Сравните их:

Видите, четыре первых знака совпадают! Что это может означать? Счастливая догадка приходит в голову Холмсу - это имя того, к кому обращена записка. Жену Хилтона Кьюбита зовут Илси - по-английски ILSI. Проверим:

I
L
S
I (конец слова, нужен флажок)

Три буквы уже известны.
Если вы хотите узнать, чем же закончилась эта трагическая история, вы найдете ссылку на рассказ А. Конан Дойля в конце урока, пока же давайте сделаем первый вывод:

Одни и те же слова могут быть записаны разными символами (буквами, знаками).
a

Более широко и научно это звучит так:

Одна и та же информация (сведения, сообщение, данные) может быть представлена в разных формах (в виде записанного текста, в виде звуков, которые мы слышим, в виде изображений и т.д.) с помощью различных знаковых систем.
a

Кодирование - это процесс представления информации в определенной форме (например, запись букв, произнесение слов, рисование).

     Самый опасный бандит Чикаго Аб Слени, посылавший записки с пляшущими человечками, кодировал информацию.
     В более узком смысле термином "кодирование" часто обозначают переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для хранения, передачи или обработки.

     Зачем люди кодируют информацию? Например:

Чтобы скрыть ее от других (все случаи шифров и тайнописи)
Чтобы записать информацию короче. Самый простой пример - аббревиатуры. Что такое ООН? Организация Объединенных Наций. А что такое ВКСШ?
Чтобы ее удобнее было обрабатывать и передавать. Например, как передать информацию по телеграфу? Букву в электрический провод никак не запихнешь, значит, надо представить эту букву так, чтобы ее удобно было передать с помощью электрического тока.

Знаете ли вы, как работает телеграф? Если нет, не расстраивайтесь, мы обсудим это в одном из следующих уроков.

Рисуя человечков и составляя аббревиатуры, человек должен руководствоваться специальными правилами отображения информации - правилами кодирования.

Знаки, используемые для кодирования (например, все те же человечки), называются алфавитом. Знаки, входящие в алфавит могут, быть знакомыми нам буквами, цифрами, символами (например, нотами), более сложными изображениями (дорожными знаками) и т.д.

Процесс кодирования мы можем определить и как процесс преобразования одного алфавита (набора знаков) в другой.

Чтобы правильно закодировать информацию, нам необходимо составить таблицу соответствий. В ней каждому знаку одной знаковой системы (например, русского алфавита) сопоставляется знак какой-то другой знаковой системы (например, алфавита пляшущих человечков).

Таблица с именем "Илси" - часть таблицы соответствий.

Итак, давайте повторим:

Любая информация может быть представлена в разных формах с помощью разных знаковых систем.
Процесс представления информации в определенной форме называется кодированием. В более узком смысле кодирование - процесс преобразования одного набора знаков в другой набор знаков.
Код - это специальное правило отображения информации, которым руководствуются при кодировании.
Алфавит - это знаки, используемые для кодирования.
Таблица соответствий - таблица, в которой каждому знаку одной знаковой системы сопоставляется знак какой-то другой знаковой системы.
Декодирование - процесс обратный кодированию.

Задания

В редакторе MS Word составьте отчет по выполнению работы.

Сколько строк должно оказаться в таблице соответствия кода "пляшущих человечков"?
Сколько строк было бы в таблице соответствия, если бы эта история произошла в России?
Какой "спрятанный" текст вы нашли под словами "Выделите две строчки ниже мышкой, чтобы узнать ответ"?
Ответьте на вопрос: в каких формах может быть представлена информация?
Приведите свои примеры кодирования и декодирования информации.
Приведите как минимум 5 разных примеров алфавитов. Из них только один может содержать знаки-буквы какой-нибудь известной письменности.
Найдите или придумайте сами алфавит для кодирования различных погодных явлений (дождь, ясно, туман и т.д.) Для создания изображений можно использовать векторный графредактор, встроенный в MS Word.
Составьте свой собственный код и пришлите его таблицу соответствий.

Примеры разных знаков и закодированных сообщений

	"Легенда" плана города
Китайские иероглифы
	Ноты
Алфавит гоблинов, придуманный Д.Р.Р. Толкином

Домашнее задание.

§2.1, §2.2, РТ:№1 – стр. 54.

Blog

Конспект урока «Как устроен компьютер. Кодирование Информации». (5 класс)

Содержание