Автоматизированный тестовый контроль знаний. Обучающие программы. Компьютерный учебник
| Вид материала | Учебник |
- Компьютерный контроль знаний по лучевой диагностике, 831.66kb.
- Тема урока: ″ Углерод″. Учитель химии: Егорова О. А. Тип урока, 153.66kb.
- Учебно-методический комплекс учебной дисциплины дпп. В. 02. Тестовый контроль знаний, 122.75kb.
- Учебная программа курса повышения квалификации дыхательная недостаточность и ее интенсивная, 169.64kb.
- Район Магжана Жумабаева. Научно-практическая конференция: «Информатизация важнейший, 128.71kb.
- Об особенностях проверки знаний студентов по общеинженерным дисциплинам с помощью тестов, 183.87kb.
- Системы контроля и оценки знаний обучающихся Контроль знаний, 327.5kb.
- Крылов Психология «Психология: учебник (2 е издание)», 11832.62kb.
- Обучающие программы, электронный учебник «Трубное производство». Лаборатория металлургии, 24.63kb.
- Положение о рейтинговой системе оценке и знаний студента по дисциплине Автоматизированный, 39.26kb.
ЛИНИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Роль и место понятия языка в информатике
Изучаемые вопросы:
- Символьная и образная информация, воспринимаемая человеком.
- Язык как способ представления символьной информации.
- Естественные и формальные языки.
- Формальный язык и предметная область.
Тема представления информации является сквозной в курсе информатики. Ключевым понятием этой темы выступает понятие языка. Здесь, как и в предыдущей теме, разговор о языках можно вести применительно к человеку, а также рассматривать языки представления информации, используемые в компьютерах.
Описание информационной функции человека (впрочем, как и любой другой) — очень сложная задача. Сделать это исчерпывающим образом невозможно, поскольку человек — это бесконечномерная система. Поэтому наши представления в этой области могут носить только модельный, т. е. приближенный характер.
Обсуждая проблему восприятия человеком информации из внешнего мира, нужно обратить внимание учеников на то, что человек обладает множеством каналов, по которым в его мозг
(память) поступает информация. Эти каналы — наши органы чувств. Их пяты зрение, слух, вкус, обоняние, осязание. Если роль первых двух для восприятия информации очевидна, то понимание того, что вкусовые и осязательные ощущения, запахи также являются источниками информации, требуют пояснения. Объяснение этому следующее: мы помним запахи знакомых предметов, вкус знакомой пищи, на ощупь узнаем некоторые вещи. Но то, что мы помним, — хранится в нашей памяти. Значит, это тоже наши знания, а стало быть, информация.
Примем следующее модельное предположение относительно информационной функции человека: информацию, с которой имеет дело человек можно разделить на два вида: на символьную и образную. К символьной относится информация, воспринимаемая человеком в речевой или письменной (знаковой) форме. Все остальное, не относящееся к этому, будем называть образной информацией. К последней относятся воспринимаемые человеком вкусовые ощущения, запахи, тактильные ощущения. Образную информацию человек воспринимает также через зрение и слух. Например, картины природы, пение птиц, шум ветра. С образной информацией имеет дело искусство.
Образная информация — это сохраненные в памяти ощущения человека от контакта с источником; она воспринимается всеми органами чувств человека.
Далее речь будет идти лишь о символьной информации. Понятие языка применимо только к этому виду информации и вводится следующим определением: язык — это определенная система символьного представления информации. В энциклопедическом словаре по школьной информатике, составленном А. П. Ершовым, дано такое определение: «Язык — множество символов и совокупность правил, определяющих способы составления из этих символов осмысленных сообщений». Поскольку под осмысленным сообщением понимается информация, то данное определение по сути своей совпадает с первым.
Языки делятся на две группы: естественные и формальные. Естественные языки — это исторически сложившиеся языки национальной речи. Для большинства современных языков характерно наличие устной и письменной речи. Анализ естественных языков в большей степени является предметом филологических наук, в частности, лингвистики. В информатике анализом естественных языков занимаются специалисты в области Искусственного интеллекта. Одна из целей разработки проекта ЭВМ пятого поколения — научить компьютер понимать естественные языки.
Формальные языки — это искусственно созданные языки для Профессионального применения. Они, как правило, носят международный характер и имеют письменную форму. Примерами таких языков являются язык математики, язык химических формул, нотная грамота — язык музыки и др.
С любым языком связаны следующие понятия: алфавит — множество используемых символов; синтаксис — правила записи языковых конструкций (текста на языке); семантика — смысловая сторона языковых конструкций; прагматика — практические последствия применения текста на данном языке.
Для формальных языков характерна принадлежность к ограниченной предметной области (математика, химия, музыка и пр.). Назначение формального языка — адекватное описание системы понятий и отношений, свойственных для данной предметной области. Поэтому все названные выше компоненты языка (алфавит, синтаксис и др.) ориентированы на специфику предметной области. Язык может развиваться, изменяться, дополняться вместе с развитием своей предметной области.
Естественные языки не ограничены в своем применении, в этом смысле их можно назвать универсальными. Однако не всегда бывает удобным использовать только естественный язык в узкопрофессиональных областях. В таких случаях люди прибегают к помощи формальных языков.
Известны примеры языков, находящихся в промежуточном состоянии между естественными и формальными. Язык эсперанто был создан искусственно для общения людей разных национальностей. А латынь, на которой в древности говорили жители Римской империи, в наше время стала формальным языком медицины и фармакологии, утратив функцию разговорного языка.
Приведенный выше разговор о языках имеет важное значение для общеобразовательного содержания базового курса информатики. Знакомый ученикам термин «язык» приобретает новый смысл в их сознании. Вокруг этого термина строится целая система научных понятий. Понятие языка является одним из важнейших системообразующих понятий курса информатики.
Формальные языки в курсе информатики
Изучаемые вопросы:
- Внутренние и внешние языки.
- Языки представления данных.
- Языки представления действий над данными.
В данном разделе речь пойдет о языках, используемых при работе ЭВМ, в компьютерных информационных технологиях.
Информацию, циркулирующую в компьютере, можно разделить на два вида: обрабатываемая информация (данные) и информация, управляющая работой компьютера (команды, программы, операторы).
Информацию, представленную в форме, пригодной для хранения, передачи и обработки компьютером принято называть данными. Примеры данных: числа при решении математической задачи; символьные последовательности при обработке текстов; изображение, введенное в компьютер путем сканирования, предназначенное для обработки. Способ представления данных в компьютере называется языком представления данных.
Для каждого типа данных различается внешнее и внутреннее представление данных. Внешнее представление ориентировано на человека, определяет вид данных на устройствах вывода: на экране, на распечатке. Внутреннее представление — это представление на носителях информации в компьютере, т.е. в памяти, в линиях передачи информации. Компьютер непосредственно оперирует с информацией во внутреннем представлении, а внешнее представление используется для связи с человеком.
В самом общем смысле можно сказать, что языком представления данных ЭВМ является язык двоичных кодов. Однако с точки зрения приведенных выше свойств, которыми должен обладать всякий язык: алфавита, синтаксиса, семантики, прагматики, нельзя говорить об одном общем языке двоичных кодов. Общим в нем является лишь двоичный алфавит: 0 и 1. Но для различных типов данных различаются правила синтаксиса и семантики языка внутреннего представления. Одна и та же последовательность двоичных цифр для разных типов данных имеет совсем разный смысл. Например, двоичный код «0100000100101011» на языке представления целых чисел обозначает десятичное число 16683, а на языке представления символьных данных обозначает два символа «А+». Таким образом, для разных типов данных используются розные языки внутреннего представления. Все они имеют двоичный алфавит, но различаются интерпретацией символьных последовательностей.
Языки внешнего представления данных обычно приближены к привычной для человека форме: числа представляются в десятичной системе, при записи текстов используются алфавиты естественных языков, традиционная математическая символика и пр. В представлении структур данных используется удобная табличная форма (реляционные базы данных). Но и в этом случае всегда существуют определенные правила синтаксиса и семантики языка, применяется ограниченное множество допустимых символов.
Внутренним языком представления действий над данными (языком управления работой компьютера) является командный язык процессора ЭВМ. К внешним языкам представления действий над данными относятся языки программирования высокого уровня, входные языки пакетов прикладных программ, командные языки операционных систем, языки манипулирования данными в СУБД и пр.
Следует иметь в виду, что любой язык программирования высокого уровня включает в себя как средства представления данных (раздел данных), так и средства представления действий над данными (раздел операторов). То же самое относится и к другим перечисленным выше типам компьютерных языков.
14. Методика изучения понятия информации и информационных процессов. Информация как фундаментальное понятие в науке. Роль понятия в формировании научной картины мира. Информационные процессы в управлении. Информационная деятельность человека. Методика построения уроков по изучению темы информация и информационные процессы.
При изучении линии «Информация и инф. процессы» следует обращать внимание на формирование понимания и умения приводить примеры разных предметных областей, иллюстрирующих протекание инф. процессов в живой природе, в обществе или в технических системах. Смысл линии «Представление информации» заключается в том, что информация всегда связана с каким-либо носителем: материальным (каменные дощечки, береста, бумага, магнитный диск и пр.) и нематериальным (родной язык, звук, мелодия, танец, та или иная знаковая система и пр.). Необходимо сформировать представление о естественных и искусственных языках, о двоичной форме представления информации, о достоинствах и недостатках разных форм и видов представления информации.
| Содержательная линия “Информация и информационные процессы” | ||||||||||||||||||
| Уровень предъявления материала обеспечивает учащимся возможность: получить представление
познакомиться
научиться использовать
самостоятельно осуществлять
| ||||||||||||||||||
| Содержание учебного материала Понятие информации. Информация в нашей жизни. Многообразие форм информации (рисунки, тексты, звуки, запахи и др.) и способов ее обработки. Осознание человека в окружающем мире через органы чувств (зрение, слух, осязание, обоняние, вкусовые ощущения). Сигналы и их воздействия на органы чувств. Хранение информации человеком. Анализ информации. Способы передачи информации человеком. Общение как информационный процесс. Понятие о кодировании информации. Способы кодирования: знаки, буквы, графические обозначения. Компьютер как универсальное средство работы с информацией. Назначение и взаимосвязь его частей. Программный принцип управления компьютером. |
1. ЛИНИЯ ИНФОРМАЦИИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
Система знаний содержательной линии «Информация и информационные процессы»
представлена в виде графа на схеме 1.
Данная схема объединяет в себе структуру двух содержательных линий: «Информация
и информационные лроцессы» и «Представление информации». Их можно рассматривать в
качестве интегрированной линии с названием «Информация». Линия информации
охватывает содержание всего базового курса, поскольку понятие информации является в нем
центральным. В любой теме курса речь идет о различных вариантах представления
информации и информационных процессов. Поэтому схема 1 представляет собой структуру
наиболее общих понятий предмета.
Каждое из понятий данной системы рассматривается в базовом курсе в двух аспектах:
«компьютерным» и «бескомпьютерным». Под бескомпьютерным аспектом понимается
рассмотрение информации без привязки к компьютеру, с общих позиций, по отношению к
человеку, обществу, природе. В этом аспекте изучаются такие вопросы, как: определение и
измерение информации, информационные модели, информационные процессы и процессы
управления в природе и обществе. Под компьютерным аспектом понимается изучение
информационной стороны функционирования самого компьютера в рамках архитектуры
ЭВМ, а также изучение компьютерных технологий работы с информацией,
программирования.
Ключевыми вопросами данной содержательной линии являются:
• определение информации;
• измерение информации;
• хранение информации;
• передача информации;
• обработка информации.
1.1 Методические проблемы определения информации
1.1.1Подходы к раскрытию темы в учебной литературе
То, что понятие «информация» является центральным в курсе информатики, кажется
очевидным уже хотя бы потому, что с этим термином связано название предмета. Однако
если проанализировать существующие учебники и учебные пособия, то возникает вывод, что
далеко не в каждом из них это обстоятельство находит отражение. Тому есть две причины.
Первая заключается в том, что в авторских концепциях ряда учебников на первое место
ставится отнюдь не информация. В большей степени это относится к учебникам первого
[Ершов] и второго [Гейн, Кушниренко, Каймин] поколения. В них главными понятиями и
объектами изучения выступают «алгоритм» и «компьютер». Информация упоминается лишь
вскользь и в основном определяется на интуитивном уровне.
Вторая причина — в объективной сложности самого понятия «информация». Это
понятие относится к числу фундаментальных в науке, носит философский характер и
является предметом постоянных научных дискуссий.
{Анализ учебников 1 и 2 поколения}
Для истории литературы по школьной информатике значительным событием стал
выход в 1994 г. книги «Информатика. Энциклопедический словарь для начинающих». В ней
впервые было отражено все разнообразие предметной области информатики, ее научное
содержание. В статье «Информация» дано следующее определение: «Информация — это
содержание сообщения, сигнала, памяти, а также сведения, содержащиеся в сообщении,
сигнале или памяти». В этом определении делается попытка объединить «человеческую» и
«техническую» позиции по отношению к информации.
В учебниках третьего поколения следующая ситуация. В учебнике А. Г. Гейна и др. на
протяжении четырех глав (из шести) вообще обходятся без какого-либо определения
информации. В 5-й главе практически повторяется определение из книги второго поколения.
Базовый курс информатики. Линия 1
Храмова М.В.
В учебнике И.Г. Семакина и др. раскрываются два подхода к понятию информации.
Первый можно назвать субъективным подходом, при котором информация рассматривается
с точки зрения ее роли в жизни и деятельности человека. С этой позиции информация — это
знания, сведения, которыми обладает человек, которые он получает из окружающего мира.
Второй подход можно назвать кибернетическим, поскольку развитие он получил в
кибернетике. Именно этот подход позволяет создавать машины, работающие с информацией.
С этой точки зрения информация — это содержание последовательностей символов
(сигналов) из некоторого алфавита. В таком случае все виды информационных процессов
(хранение, передача, обработка) сводятся к действиям над символами, что и происходит в
технических информационных системах.
1.1.2. Методические рекомендации по изучению темы
Изучаемые вопросы:
• Чем является информация для человека.
• Декларативные и процедурные знания (информация).
• Кибернетический подход к информации.
• Роль органов чувств человека в процессе восприятия им информации.
Субъективный подход. При раскрытии понятия «информация», с точки зрения
субъективного (бытового, человеческого) подхода следует отталкиваться от интуитивных
представлений об информации, имеющихся у детей. Целесообразно вести беседу в форме
Диалога, задавая ученикам вопросы, на которые они в состоянии ответить.
Таким образом, учитель вместе с учениками приходит к определению: информация для
человека — это знания, которые он получает из различных источников. Далее на
многочисленных известных детям примерах следует закрепить это определение.
Вопрос о классификации знаний (а стало быть, информации) очень сложный. В науке
существуют различные подходы к нему. Особенно много занимаются этим вопросом
специалисты в области искусственного интеллекта. В рамках базового курса достаточно
ограничиться делением знаний на декларативные и процедурные. Описание декларативных
знаний можно начинать со слов: «Я знаю, что...». Описание процедурных знаний — со слов:
«Я знаю, как...». Нетрудно дать примеры на оба типа знаний и предложить детям придумать
свои примеры.
Учитель должен хорошо понимать пропедевтическое значение обсуждения данных
вопросов для будущего знакомства учеников с устройством и работой компьютера.
Кибернетический подход. Между информатикой и кибернетикой существует тесная
связь. Основал кибернетику в конце 1940-х гг. американский ученый Норберт Винер. Можно
сказать, что кибернетика породила современную информатику, выполнила роль одного из ее
источников. Сейчас кибернетика входит в информатику как составная часть.
Кибернетику определяют как науку об общих свойствах процессов управления в живых
и неживых системах.
Для описания сложных систем в кибернетике используется модель «черного ящика».
Термины «черный ящик» и «кибернетическая система» можно использовать как синонимы.
Главные характеристики «черного ящика» — это входная и выходная информация. И если
два таких черных ящика взаимодействуют между собой, то делают они это только путем
обмена информацией.
Информация между кибернетическими системами передается в виде некоторых
последовательностей сигналов. Выходные сигналы одних участников обмена являются
входными для других.
С точки зрения кибернетики, информацией является содержание передаваемых
сигнальных последовательностей.
{привести примеры}
Базовый курс информатики. Линия 1
Храмова М.В.
1.2. Подходы к измерению информации
1.2..1 Подходы к раскрытию темы в учебной литературе
Проблема измерения информации напрямую связана с проблемой определения
информации, поскольку сначала надо уяснить, ЧТО собираемся измерять, а потом уже —
КАК это делать какие единицы использовать.
{ОБзор учебников, акцент на “ количество информации равно количеству двоичных
цифр (битов) в таком коде ”}
??????? студентам рассмотреть разные подходы. Результаты – в таблицу
1.2.2 Методические рекомендации по изучению темы
Содержательный подход к измерению информации
Изучаемые вопросы:
. От чего зависит информативность сообщения, принимаемого человеком.
. Единица измерения информации.
. Количество информации в сообщении об одном из N равновероятных событий.
С позиции содержательного подхода просматривается следующая цепочка понятий:
информация — сообщение — информативность сообщения — единица измерения
информации — информационный объем сообщения.
Исходная посылка: информация — это знания людей. Следующий вопрос: что такое
сообщение? Сообщение — это информационный поток, который в процессе передачи
информации поступает к принимающему его субъекту. Сообщение — это и речь, которую
мы слушаем (радиосообщение, объяснение учителя), и воспринимаемые нами зрительные
образы (фильм по телевизору, сигнал светофора), и текст книги, которую мы читаем и т.д.
Вопрос об информативности сообщения обсуждается на примерах, предлагаемых
учителем и учениками. Правило: информативным назовем сообщение, которое пополняет
знания человека, т.е. несет для него информацию...
Нельзя отождествлять понятия «информация» и «информативность сообщения».
При объяснении этой темы можно предложить ученикам поиграть в своеобразную
викторину. Например, учитель предлагает детям перечень вопросов, на которые они молча
записывают ответы щ бумагу. Если ученик не знает ответа, он ставит знак вопроса. После
этого учитель дает правильные ответы на свои вопросы, а ученики записав ответы учителя,
отмечают, какие из них оказались для них информативными (+), какие — нет (—). При этом
для сообщений отмеченных минусом, нужно указать причину отсутствия информации: не
новое (это я знаю), непонятное.
Введение понятия «информативность сообщения» является первым подходом к
изучению вопроса об измерении информации в рамках содержательной концепции. Если
сообщение неинформативно для человека, то количество информации в нем, с точки зрения
этого человека, равно нулю. Количество информации в информативном сообщении больше
нуля.
Для определения количества информации нужно ввести единицу измерения
информации. В рамках содержательного подхода такая единица должна быть мерой
пополнения знаний субъекта; иначе можно еще сказать так: мерой уменьшения степени его
незнания.
Определение бита — единицы измерения информации может оказаться сложным для
понимания учениками. В этом определении содержится незнакомое детям понятие
«неопределенность наний». Прежде всего нужно раскрыть его. Учитель должен хорошо
понимать, что речь идет об очень частном случае: о сообщении которое содержит сведения о
том, что произошло одно из конечного множества (N) возможных событий.
Еще одной сложностью является понятие равновероятности. Здесь следует
воспользоваться интуитивным представлением детей, подкрепив его примерами. События
Базовый курс информатики. Линия 1
Храмова М.В.
равновероятны, если ни одно из них не имеет преимущества перед другими. С этой точки
зрения выпадения орла и решки — равновероятны; выпадения каждой из шести граней
кубика — равновероятны. Полезно привести примеры и неравновероятных событий.
Например, в сообщении о погоде в зависимости от сезона сведения о том, что будет дождь
или снег могут иметь разную вероятность. Летом наиболее вероятно сообщение о дожде,
зимой — о снеге, а в переходный период (в марте или ноябре) они могут оказаться
равновероятными. Понятие «более вероятное событие» можно пояснить через родственные
понятия: более ожидаемое, происходящее чаще в данных условиях. В рамках базового курса
не ставится задача понимания учениками строгого определения вероятности, умения
вычислять вероятность. Но представление о равновероятных и неравновероятных событиях
должно быть ими получено. Ученики должны научиться приводить примеры
равновероятных и неравновероятных событий.
{Интуитивный вывод формулы подсчета количества информации «+» и «-» моменты
этого подхода}
Кибернетический (алфавитный) подход к измерению информации
Изучаемые вопросы:
. Что такое алфавит, мощность алфавита.
. Что такое информационный вес символа в алфавите.
. Как измерить информационный объем текста с алфавитной точки зрения.
. Что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт.
. Скорость информационного потока и пропускная способность канала.
Рассматриваемый в этой теме подход к измерению информации является
альтернативным к содержательному подходу, обсуждавшемуся ранее. Здесь речь идет об
измерении количества информации в тексте (символьном сообщении), составленном из
символов некоторого алфавита. К содержанию текста такая мера информации
отношения не имеет. Поэтому такой подход можно назвать объективным, т. е. не зависящим
от воспринимающего его субъекта.
Алфавитный подход — это единственный способ измерения информации, который
может применяться по отношению к информации, циркулирующей в информационной
технике, в компьютерах.
Опорным в этой теме является понятие алфавита. Алфавит — это конечное
множество символов, используемых для представления информации. Число символов в
алфавите называется мощностью олфавита (термин взят из математической теории
множеств). В °сновном содержании базового курса алфавитный подход рассматривается
лишь с позиции равновероятного приближения. Это значит, что допускается предположение
о том, что вероятности появления всех символов алфавита в любой позиции в тексте
одинаковы. Разумеется, это не соответствует реальности и является упрощающим
предположением.
{Формула Хартли Объемный подход}
Минимальная мощность алфавита, пригодного для передачи информации, равна 2.
Такой алфавит называется двоичным алфавитом. Информационный вес символа в двоичном
алфавите легко определить. Поскольку 2i = 2, то i = 1 бит. Итак, один символ двоичного
алфавита несет 1 бит информации. С этим обстоятельством ученики снова встретятся,
когда будут знакомиться с алфавитом внутреннего языка компьютера — языка двоичного
кодирования.
Бит — основная единица измерения информации. Кроме нее используются и другие
единицы. Следует обратить внимание учеников на то, что в любой метрической системе
существуют единицы основные (эталонные) и производные от них. Например, основная
физическая единица длины — метр. Но существуют миллиметр, сантиметр, километр.
Расстояния разного размера удобно выражать через разные единицы. Так же обстоит дело и
Базовый курс информатики. Линия 1
Храмова М.В.
с измерением информации. 1 бит — это исходная единица. Следующая по величине единица
— байт. Байт вводится как информационный вес символа из алфавита мощностью 256.
Поскольку 256 = 28, т0 1 байт = 8 бит.
Компьтер для внешнего представления текстов и другой символьной информации
использует алфавит мощностью 256 (во внутреннем предъявлении любая информация в
компьютере кодируется в двоичном алфавите).
Представляя ученикам более крупные единицы: килобайт, мегабайт, гигабайт — нужно
обратить их внимание на то, что мы привыкли приставку «кило» воспринимать, как
увеличение в 1000 раз. В информатике это не так. Килобайт больше байта в 1024 раза, а
число 1024 = 210. Так же относится и «мега» по отношению к «кило» и т.д. Тем не менее
часто при приближенных вычислениях используют коэффициент 1000.
?????????? Задачи
1.3. Процесс хранения информации
Изучаемые вопросы:
. Носители информации.
. Виды памяти.
. Хранилища информации.
. Основные свойства хранилищ информации.
Понятие «информационные процессы», так же как и понятие «информация», является
базовым в курсе информатики. Под информационными процессами понимаются любые
действия, выполняемые с информацией. Примеры информационных процессов, с которыми
нам приходится постоянно иметь дело: получение информации из средств СМИ, обучение,
принятие управляющих решений, разработка технического проекта, документооборот на
предприятии, сдача экзаменов и многие другие. Согласно схеме 1 существуют три основных
типа информационных процессов, которые как составляющие присутствуют в любых других
более сложных процессах. Это хранение информации, передача информации и обработка
информации. Первоначально следует рассмотреть эти процессы без привязки к компьютеру,
т. е. применительно к человеку. Затем, при изучении архитектуры ЭВМ, компьютерных
информационных технологий речь пойдет о реализации тех же самых информационных
процессов с помощью ЭВМ.
С хранением информации связаны следующие понятия: носитель информации
(память), внутренняя память, внешняя память, хранилище информации.
Носитель информации — это физическая среда, непосредственно хранящая
информацию. Основным носителем информации для человека является его собственная
биологическая память (мозг человека). Собственную память человека можно назвать
оперативной памятью. Здесь слово «оперативный» является синонимом слова «быстрый».
Заученные знания воспроизводятся человеком мгновенно. Собственную память мы еще
можем назвать внутренней памятью, поскольку ее носитель — мозг — находится внутри
нас.
Все прочие виды носителей информации можно назвать внешними (по отношению к
человеку). Виды этих носителей менялись со временем: в древности были камень, дерево,
папирус, кожа и пр. Во II в. нашей эры в Китае была изобретена бумага. Однако до Европы
она дошла лишь в XI в. С тех пор бумага является основным внешним носителем
информации. Развитие информационной техники привело к созданию магнитных,
оптических и других современных видов носителей информации
Хранилище информации — это определенным образом организованная информация на
внешних носителях, предназначенная для длительного хранения и постоянного
использования. Примерами хранилищ являются архивы документов, библиотеки,
справочники, картотеки. Основной информационной единицей хранилища является
определенный физический документ: анкета, книга, дело, досье, отчет и пр. Под
Базовый курс информатики. Линия 1
Храмова М.В.
организацией хранилища понимается наличие определенной структуры, т.е.
упорядоченность, классификация хранимых документов. Такая организация необходима для
удобства ведения хранилища: пополнения новыми документами, удаления ненужных, поиска
информации и пр.
Знания, сохраненные в памяти человека, можно рассматривать как внутреннее
хранилище информации, однако его организацию нам понять трудно. Основное свойство
человеческой памяти — быстрота, оперативность воспроизведения хранящейся в ней
информации. Но, по сравнению с внешними хранилищами, человеческая память менее
надежна. Человеку свойственно забывать информацию. Хотя психологи утверждают, что из
памяти человека ничего не исчезает, тем не менее способность к воспроизведению
некоторых знаний довольно часто теряется человеком. Именно для более надежного
хранения человек использует внешние носители, организует хранилища. Впрочем, известен
исторический феномен в этом отношении: у народа древних инков не было письменности.
Все свои знания они хранили в собственной памяти. С нашей точки зрения в этом случае
трудно объяснить возможность достижения высокого уровня цивилизации инков.
Основные свойства хранилища информации: объем хранимой информации, надежность
хранения, время доступа (т.е. время поиска нужных сведений), наличие защиты информации.
Информацию, хранимую на устройствах компьютерной памяти, принято называть
данными. Для описания хранения данных в компьютере используются те же понятия:
носитель, хранилище данных, организация данных, время доступа, защита данных.
Организованные хранилища данных на устройствах внешней памяти компьютера принято
называть базами и банками данных.
1.4. Процесс обработки информации
Изучаемые вопросы:
. Общая схема процесса обработки информации.
. Постановка задачи обработки.
. Исполнитель обработки.
. Алгоритм обработки.
. Типовые задачи обработки информации.
Любой вариант процесса обработки информации происходит по следующей схеме
????????? Сделать обзор.
1.5. Процесс передачи информации
. Изучаемые вопросы:
. Источник и приемник информации.
. Информационные каналы.
. Роль органов чувств в процессе восприятия информации человеком.
. Структура технических систем связи.
. Что такое кодирование и декодирование.
. Понятие шума; приемы защиты от шума.
. Скорость передачи информации и пропускная способность канала.
Ключевыми понятиями в описании процесса передачи информации являются источник
Исходная
информация
Исполнитель
обработки Итоговая
информация
Исходная
Итоговая
информация
Базовый курс информатики. Линия 1
Храмова М.В.
информации, приемник информации, информационный канал. Схематично этот процесс
можно изобразить так
Понятия сообщение, канал передачи информации (информационный канал. Примеры
При углубленном изучении базового курса информатики следует познакомить
учеников с основными понятиями технической теории связи. Американским ученым Клодом
Шенноном, одним из основателей теории информации, была предложена схема процесса
передачи информации по техническим каналам связи.
??????? сам-но: кодирование, декодирование, шумы, К.Шеннон и т.д
1.6. Требования к знаниям и умениям учащихся по линии информации и
информационных процессов
Пункты, отмеченные звездочкой относятся к углубленному уровню изучения курса.
Учащиеся должны знать:
. определение информации в соответствии с содержательным подходом и
кибернетическим (алфавитным) подходом;
. что такое информационные процессы;
. какие существуют носители информации;
. как определяется единица измерения информации — бит;
. что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт;
. в каких единицах измеряется скорость передачи информации;
. *связь между количеством информации в сообщении о некотором событии и
вероятностью этого события (в приближении равной вероятности и в общем случае);
. *схему К. Шеннона процесса передачи информации по техническим каналам
связи; смысл и назначение ее отдельных элементов.
Учащиеся должны уметь:
. приводить примеры информации и информационных про. цессов из области
человеческой деятельности, живой природы ц техники;
. определять в конкретном процессе передачи информации источник, приемник,
канал;
. приводить примеры информативных и неинформативных сообщений;
. приводить примеры сообщений, несущих 1 бит информации-
. измерять информационный объем текста в байтах (при использовании
компьютерного алфавита);
. пересчитывать количество информации в различных единицах (битах, байтах,
Кбайтах, Мбайтах, Гбайтах);
. рассчитывать скорость передачи информации по объему и времени передачи, а
также решать обратные задачи;
. *вычислять количество информации в сообщении о событии с известной
вероятностью (в приближении равной вероятности и в общем случае).
Варианты учебно-методических проектов для студентов'
1. Предложить варианты опорных листов по усвоению базовых понятий учебного
раздела базового курса информатики.
2. Описать требования к программному средству учебного назначения — демонстрации
Источник
информации
Приемник
информации
Информационный канал
Базовый курс информатики. Линия 1
Храмова М.В.
закономерностей информационных процессов в системах различной природы.
3. Разработать на основе теоретического материала учебного раздела базового курса
информатики варианты тестовых заданий для организации текущего и итогового контроля, а
также самоконтроля.
4. Предложить формы организации внеучебных занятий по ключевым вопросам
учебного раздела базового курса информатики.
5. Разработать виды и содержание учебной деятельности учащихся на уроках
информатики при организации обучения в группах (на учебном материале конкретного
раздела).
6. Разработать занимательные задачи по теме учебного раздела базового курса
информатики.
7. Разработать развивающие задачи по теме учебного раздела базового курса
информатики.
8. Разработать задачи творческой направленности по теме учебного раздела базового
курса информатики.
9. Разработать на основе разнотипных задач, используемых в процессе изучения
конкретного раздела базового курса информатики, тестовые задания практико-
ориентированного характера.
10. Разработать компьютерные варианты учебных заданий для организации
программированного обучения конкретному разделу базового курса информатики.
11. Анализ роли стиля мышления в процессе изучения базового курса информатики (на
примере конкретного учебного раздела).
7.6. Требования к знаниям и умениям учащихся по линии информации и информационных процессов*
Учащиеся должны знать:
• определение информации в соответствии с содержательным подходом и кибернетическим (алфавитным) подходом;
что такое информационные процессы; какие существуют носители информации; как определяется единица измерения информации — бит; что такое байт, килобайт, мегабайт, гигабайт; в каких единицах измеряется скорость передачи информации;
• *связь между количеством информации в сообщении о некотором событии и вероятностью этого события (в приближении равной вероятности и в общем случае);
• *схему К. Шеннона процесса передачи информации по техническим каналам связи; смысл и назначение ее отдельных элементов.
учащиеся должны уметь:
• приводить примеры информации и информационных процессов из области человеческой деятельности, живой природы и техники;
• определять в конкретном процессе передачи информации источник, приемник, канал;
• приводить примеры информативных и неинформативных сообщений;
• приводить примеры сообщений, несущих 1 бит информации;
• измерять информационный объем текста в байтах (при использовании компьютерного алфавита);
• пересчитывать количество информации в различных единицах (битах, байтах, Кбайтах, Мбайтах, Гбайтах);
• рассчитывать скорость передачи информации по объему и времени передачи, а также решать обратные задачи;
• *вычислять количество информации в сообщении о событии с известной вероятностью (в приближении равной вероятности и в общем случае).
*Пункты, отмеченные звездочкой (гл. 7—12), относятся к углубленному уровню изучения курса.
15. Кабинет информатики общеобразовательной школы. Оборудование кабинета и требования к нему. Функциональное назначение кабинета вычислительной техники средней школы. Оборудование кабинета. Обязанности учителя по заведованию кабинетом. Виды занятий, проводимых в кабинете и их организация. Требования к помещению, к оборудованию, к размещению оборудования.