Что такое дискретизация информации в информатике 7 класс

28.10.202316.04.2022 admin 0 Comments

Дискретизация

Что такое дискретизация в информатике

Для того чтобы решить определенные задачи, человек вынужден преобразовывать имеющуюся информацию из одной формы, в которой она представлена, в другую. Например, при чтении книги вслух мы преобразовываем информацию из текстовой (дискретной) формы в звуковую (непрерывную). Тот, кто занимается транскрибацией, преобразовывает звуковую форму в текстовую — совершает обратный процесс.

Для того чтобы передавать, хранить, автоматически обрабатывать данные, гораздо удобнее использовать дискретную форму представления информации. В этом и состоит ее основное преимущество. Именно поэтому информатика — наука, на которой основана работа всей компьютерной техники, — много внимания уделяет дискретизации.

Дискретизация — процесс, с помощью которого непрерывная форма представления информации преобразуется в дискретную.иеие

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

В информатике под понятием дискретности подразумевают алгоритм решения задачи, разбивающий весь процесс на определенное количество простых шагов (этапов), выполняемых поочередно.

Другими словами, дискретность — это набор действий, имеющих строго определенную, предписанную им алгоритмом последовательность. Каждое следующее действие может быть исполнено только при полном завершении предыдущего этапа.

Формы представления дискретной информации

Итак, существуют две формы представления информации:

Они принципиально отличаются в зависимости от своей природы.

Любой объект или явление, существующие в нашем мире, можно представить с помощью определенных физических величин и характеристик. Такое природное явление, как циклон, можно описать с помощью скорости ветра, температуры воздуха, количества выпавших осадков и другими характерными для циклона величинами.

Характерные физические величины для описания человека:

Все вышеуказанные физические величины имеют собственные определенные диапазоны. Количество значений, которые способна принимать та или иная величина, может быть бесконечным.

Подобные величины и ту информацию, которую они передают, принято называть непрерывными. Между значениями таких величин не бывает скачкообразных разрывов. Такая непрерывная величина, как масса тела, например, может принимать любые значения от нуля до бесконечности, включая дробные.

Кроме непрерывных величин, существуют и такие, которые обозначают целое, а не дробное количество: например, число музыкантов в оркестре или число атомов в молекуле вещества.

Если объект изучения обладает характерным свойством в какие-то моменты принимать строго конкретные значения (знаковые или числовые), то это свойство называют дискретной информацией об объекте.

Особенность дискретной информации — ее прерывистость, возможность пронумеровать и представить в цифровом виде с использованием логических нуля и единицы.

Дискретными значениями являются:

Для того чтобы обладать наиболее полными сведениями об объекте или явлении, чаще всего их описывают с помощью двух форм представления информации одновременно.

Геометрическую фигуру можно описать с помощью ее дискретного значения (квадрат) и непрерывного значения длины его стороны (15,25 см).

При использовании пружинных весов или весов со стрелкой измеряемая величина (масса) является сама по себе непрерывной. Но весы переводят этот показатель в дискретную форму в зависимости от того, к какому делению шкалы ближе окажется бегунок пружинных весов или стрелка.

В этом случае, чем более мелкие деления на шкале, тем более точной будет дискретное представление информации о массе взвешиваемого предмета.

Дискретную информацию принято представлять в символьном виде, с использованием знаков — натуральных чисел или букв. С помощью натуральных чисел можно представить деления на шкале измерительного прибора, нумерацию страниц книги или домов на улице города.

Цифровой вариант представления информации очень удобен для использования в ЭВМ.

В повседневной жизни для представления информации помимо цифр используют слова, составленные из букв какого-либо алфавита (русского, латинского, китайского и пр.). С помощью слов обозначают имена и свойства объектов, перечисляют действия.

Также широкое применение получили различные математические символы, знаки препинания.

Использование совокупности всех имеющихся символов, условно именуемой «алфавитом», дает возможность создания различных информационных объектов.

Такой вид представления информации называется символьным, так как она имеет дискретную природу, заключенную в использовании последовательности различных символов.

Существует большое количество «алфавитов» или систем письменности, с помощью которых можно передать (записать, сохранить) одну и ту же информацию различными символическими наборами.

В качестве примера поставим в соответствие каждой букве алфавита ее порядковый номер. В этом случае с помощью цифр от 0 до 9 можно записать текст целой книги.

Более того, ту же самую информацию можно закодировать с помощью двоичного кода, используя всего 2 символа — 0 и 1.

К дискретным формам представления информации относят также ее графическое изображение в виде различных чертежей, графиков, схем.

Информационные параметры сигнала

Дискретизация в системах обработки информации выглядит как обмен информацией, который происходит с помощью сигналов. Носителями таких сигналов выступают физические величины, которые могут быть представлены распределением сигналов в пространстве и времени.

Показатели соответствующих временных функций являются информационными параметрами сигнала. Среди таких показателей могут быть:

Как происходит дискретизация, основные этапы

По аналогии с видом представления информации сигналы классифицируют также на 2 типа:

В случае аналогового сигнала параметры внутри отдельных диапазонов могут принимать любые значения в любой момент времени.

В случае дискретного сигнала каждому установленному моменту времени соответствует определенное значение параметра. Дискретный сигнал описывает непрерывную информацию в виде точек графика, построенного в системе координат. В ней ось абсцисс представляет собой время сигнала в дискретном изображении, а ось ординат отражает дискретное представление уровня сигнала.

Преобразование аналогового сигнала в дискретный называется дискретизацией, которая происходит как по времени, так и по уровню сигнала.

Рассмотрим, как происходит дискретизация на примере самописцев атмосферного давления. Эти приборы работают на метеорологических станциях. Они в непрерывном режиме записывают изменение атмосферного давления на протяжении длительного времени в виде барограмм — кривых, вычерченных прибором в течение нескольких часов.

Одна из таких барограмм представлена ниже:

Взяв график за основу, можно снять с него необходимую нам информацию. Например, показания самописца в начале измерения атмосферного давления и каждый последующий час. Полученные данные заносятся в таблицу:

Таким образом, мы смогли преобразовать полученную в аналоговой (непрерывной) форме информацию в дискретный вид.

Если внимательно сравнить данные таблицы с данными графика, то можно заметить некоторую потерю точности. Так, самого большого значения давление достигло во время четвертого часа работы самописца, но в таблицу эта информация не попала.

Чтобы увеличить точность процесса дискретизации, следует брать меньшие временные интервалы. Например, снимать данные с барограммы не раз в час, а каждые полчаса или пятнадцать минут. В этом случае мы получим более точную картину изменения давления, представленную в дискретной форме.

Дискретные сигналы легче обрабатывать и хранить, чем аналоговые. Кроме того, на них практически не влияют помехи во время передачи на большие расстояния, что является их явным преимуществом. Поэтому использование дискретных сигналов получило более широкое распространение по сравнению с непрерывными.

Побочные эффекты дискретизации и квантования

Как мы уже выяснили, дискретизация происходит как по уровню (амплитуде) сигнала, так и по времени. При этом дискретизацию по уровню часто называют квантованием. В научной литературе могут встречаться оба термина, которые обозначают процесс оцифровки сигнала.

Поскольку все сигналы в природе имеют аналоговое происхождение, то для их хранения, обработки и передачи необходимо сначала оцифровывать сигналы — произвести с помощью аналого-цифровых приборов их дискретизацию и квантование по уровню.

После этого любой сигнал можно закодировать, провести его цифровую обработку, передать на расстоянии и хранить. При этом часто возникает необходимость преобразовать полученный цифровой сигнал обратно в аналоговый.

Подобным образом, например, происходит звуковое воспроизведение аудиозаписей с компакт-дисков. Цифровые сигналы, записанные в области высоких частот, преобразуются в низкочастотные звуковые.

Обратное преобразование сигнала происходит с определенной степенью точности, которая зависит от:

Следует учесть, что чем больше будет частота и число уровней, тем больше будет и цифровой информации, а значит, потребуется соответствующее количество ресурсов для ее передачи, хранения, обработки. Поэтому приходится соблюдать разумный компромисс между желаемой точностью воспроизведения сигнала и размерами обеспечивающих ее ресурсов.

Источник

Дискретность информации и понятие дискретизации: следование от бытовых примеров к информатике

Информация – понятие ёмкое, вмещающее весь мир, что окружает нас. Элементами ее выступают явления, вещи, искусство, история и пр.

Формы предоставления информации

Представляется информация в таких формах:

Явления и объекты обладают характерными физическими величинами. Человека, к примеру, могут характеризовать:

А в природе, в виде примера, можно обозначить циклон. Его характерные величины – количество выпадающих осадков, температура воздуха, скорость ветра и т. д.

То есть для физических величин характерен определённый диапазон. Характеризующие величины могут оказаться почти подобными. Однако они различаются, и количество значений, принимаемых определённой величиной, бесконечно в своём разнообразии.

Эти величины именуются непрерывными, как и та информация, что выражается с помощью подобных величин. Ее также называют непрерывной. Причём непрерывность – основное свойство таких величин. Другими словами, между значениями не может быть разрывов.

Примером может служить значение массы тела. Это величина непрерывная, так как показатель способен колебаться от величины, исходящей с начального значения 0, и до бесконечности.

Но существуют и другие величины, помимо непрерывных, обозначающие количество, к примеру, атомов в молекуле, спортсменов на стадионе и пр. Значения таких показателей – целые числа, а не дробные.

Определение понятия дискретности

Такие целые числа можно пронумеровать. Поэтому, пытаясь глубоко разобраться, что такое дискретная информация, следует учитывать ее прерывистость и цифровое обозначение признаков в виде логического нуля и такой же логической единицы.

Выходит, что две основные формы информации имеют принципиальные различия, заключающиеся в природе каждой величины. Но чтобы зафиксировать более объёмные сведения о явлении или объекте, часто используют эти информации единовременно.

Пример 1. Высота какого-то треугольника – 26, 04 см. Здесь дискретное представление информации заключается в обозначении понятия «треугольник» – конкретной геометрической фигуры. А вот значение 26,04 – это информация непрерывная, она передаёт сведения об одном из показателей этой фигуры.

Пример 2. Берутся пружинные весы. Измеряемая ими масса – величина непрерывная. Информация заключена в длине отрезка, по которому перемещается показатель весов, ведь на этот механизм непрерывно воздействует масса тела.

Некоторые механические ювелирные весы имеют шкалу в диапазоне от 0,1 г (полкарата) до 1000 г. Самоцвет будет обладать одним из конкретных показателей из этого набора значений – к примеру, 8,3. Значит этим однозначным показателем закладывается дискретная форма представления информации о массе.

Удаётся даже по дискретному представлению восстановить непрерывную величину. Но в результате дискретная форма выведенного образа может не совпадать с реальным подлинником.

Что такое дискретность в информатике

Другими словами, дискретность это в информатике возможность решить задачу путём распределения процесса на отдельные последовательные шаги. Каждая сформированная совокупность команд или предписаний выделена. Только исполнив одну команду, удаётся приступить к исполнению последующей.

В какой форме представляется дискретная информация

Есть конечное перечисление разнообразий, помогающих определить явление, объект. Выделяя из возможного конкретный вариант, его обозначают индивидуально – присваивают имя. Как раз конкретное наименование и несёт смысловую нагрузку информации, касающейся явления или объекта. Таким именем может стать натуральное число:

Всё на свете можно пронумеровать, указать числами. Когда требуется представить информацию в ЭВМ, используется именно цифровая форма обозначений.

А в повседневной жизни представлять информацию исключительно цифрами не практично, поэтому используются последовательно произносимые слова:

Слова составляются из букв, используется конкретный алфавит (русский, английский и пр.). Также применяются символы:

Символы образуют своеобразные алфавиты, используя которые, можно создавать различные объекты.

Природа такой информации дискретна, она заключена в последовательных символах. Поэтому данный вид информации именуют символьным.

Уже разработано огромное количество систем письменности, помогающих идентичную информацию передавать с помощью разных символических наборов, а также всевозможных правил применения этих символов, из которых составляются слова, отдельные фразы, целые тексты.

Выходит, что у разных алфавитов имеется одинаковая «изобразительная возможность». Ту информацию, что можно передать с одного алфавита, удаётся передавать и с других. Таким способом, используя в виде алфавита, к примеру, всего 10 цифр, можно составить текст книги без потери информации. В алфавите может даже быть всего два различных символа (0 и 1), при этом «изобразительная возможность» его будет аналогичной.

Кроме приведённых выше примеров, разрабатываются и другие форматы представления дискретной информации:

Дискретизация информации

В системе обработки информации дискретизация представляет собой ее обмен, осуществляемый с помощью сигналов. Их носителями способны выступать определённые физические величины, представленные пространственным распределением сигналов, функциями времени.

Информационными параметрами сигнала выступают показатели передаваемых временных функций:

Различие сигналов

При квантовании (дискретизации) по времени функция, также непрерывная по времени, обретает способность преобразования в функцию дискретного аргумента времени. Построение дискретизации непрерывных сигналов производится по принципу их представления в образе взвешенных сумм.

Человек обладает далеко не совершенными органами чувств, значит он воспринимает окружающий мир дискретно. Даже применение архисложных приборов, способствующих повышению чувствительности или разрешающей способности, принципиально положение изменить не может. При этом шаг дискретизации всё же меняется.

Источник

ФГОС_7 класс Урок 6. Дискретная форма представления информации

«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Выбранный для просмотра документ Урок 6. Дискретная форма представления информации+.docx

Урок 6. Дискретная форма представления информации.

П – иметь представление о преобразовании информации из непрерывной в дискретную; понимать сущность двоичного кодирования; уметь кодировать и декодировать сообщения по известным правилам; понимать роли дискретизации информации в развитии средств ИКТ.

МП – понимать универсальность двоичного кодирования; приобрести навыки представления информации в различных формах; приобрести навыки анализа информации; приобрести способность выявлять инвариантную сущность на первый взгляд различных процессов;

Л – иметь представление о языке, его роли в передаче собственных мыслей и общении с другими людьми, навыки концентрации внимания.

Решаемые учебные задачи:

рассмотрение сущности процесса дискретизации информации;

систематизация представлений о двоичном кодировании; рассмотрение общей схемы перевода символов произвольного алфавита в двоичный код;

выявление взаимосвязи между разрядностью двоичного кода и возможным количеством кодовых комбинаций;

обоснование универсальности двоичного кодирования;

знакомство с равномерными и неравномерными двоичными кодами.

Материал ведения урока

УУД на этапах урока

Учащиеся занимают свои места. Проверяют готовность к уроку

— уметь ставить учебную задачу, уметь называть цель, сформулировать тему

— с формировать навыки самоорганизации

— воспитать требования безопасности

— развить логическое мышление

— развить познавательную активности

— развить читательские навыки, уметь искать нужную информацию в тексте, выборочно передавать содержание текста;

— уметь кратко сформулировать мысль

— уметь обработать информацию и сделать вывод;

Запись домашнего задания.

§ 1.4, 1.5 читать и знать

Учащиеся записывают домашнее задание в дневник

Проверка домашней подготовки

§ 1.4, 1.5 читать и знать

Формулирование темы и целей урока

Нам предстоит познакомиться с одной из форм представления информации. Как назовем тему второй части урока?

Какие цели на этом уроке будем реализовывать?

— «Дискретная форма представления информации»

Узнаем, что такое дискретная форма, научимся ее применять для решения задач.

Давайте узнаем, что такое дискретная форма представления

Выполни вместе с учителем

сформировать владение монологической/диалогической формами речи.

Поз УУД : сформировать основные понятия

Развить умения применять знания на практике

Выполни самостоятельно, проверь, оцени.

Л.Л. Босова, А.Ю. Босова « Информатика 7 класс». Бином. 2015.

Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. Методическое пособие. 7 класс

Выбранный для просмотра документ Урок 6. Дискретная форма представления информации.pptx

Описание презентации по отдельным слайдам:

Домашнее задание: § 1.4, 1.5 читать и знать

Выполни вместе с учителем:

Л.Л. Босова, А.Ю. Босова « Информатика 6-7 класс». Бином. 2013. Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. Методическое пособие. 6-7 класс Л.Л.Босова, А.Ю. Босова. Электронное приложение. 7 класс Использованные материалы:

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС

Курс повышения квалификации

Авторская разработка онлайн-курса

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-149991

Не нашли то, что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки

Время чтения: 11 минут

Названы главные риски для детей на зимних каникулах

Время чтения: 3 минуты

В Минпросвещения рассказали о формате обучения школьников после праздников

Время чтения: 1 минута

В российских школах могут появиться «службы примирения»

Время чтения: 1 минута

Большинство родителей в России удовлетворены качеством образования в детсадах

Время чтения: 2 минуты

Все школы РФ с 2023 года подключат к государственной информационной системе «Моя школа»

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Урок информатики в 7 классе «Дискретное представление информации»

«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Технологическая карта урока 7 класс

ФИО педагога: Рудявко Ирина Валерьевна

Тема урока : Дискретное представление информации

Тип урока: урок «открытия» нового знания

Обучающая – обучить навыкам кодирования и декодирования информации..

Воспитательная – побудить интерес к изучению информатики, формирование творческого воображения и умения решать нестандартные задачи.

рассмотрение сущности процесса дискретизации информации;

систематизация представлений о двоичном кодировании;

рассмотрение схемы перевода символов произвольного алфавита в двоичный код;

выявление взаимосвязи между разрядностью двоичного кода и возможным количеством кодовых комбинаций;

обоснование универсальности двоичного кодирования;

знакомство с равномерными и неравномерными двоичными кодами.

Основные понятия, рассматриваемые на уроке:

разрядность двоичного кода.

Планируемые образовательные результаты:

представления о преобразовании информации из непрерывной формы в дискретную;

понимание сущности двоичного кодирования;

умение кодировать и декодировать сообщения по известным правилам кодирования;

понимание роли дискретизации информации в развитии средств ИКТ.

понимание универсальности двоичного кодирования;

навыки представления информации в разных формах;

навыки анализа информации;

готовность и способность к самостоятельной информационно-познавательной деятельности, включая умение ориентироваться в различных источниках информации, критически оценивать и интерпретировать информацию, получаемую из различных источников;

оценивание своих учебных достижений.

развитие навыков самостоятельной работы с учебным материалом с использованием информационных технологий;

умение хорошо говорить и легко выражать свои мысли;

развитие интеллектуальных способностей и познавательных интересов школьников, навыков межличностного взаимодействия и сотрудничества учащихся, коммуникативных умений;

формирование навыков здорового образа жизни.

Форма работы учащихся: фронтальный опрос, практическая работа, парная, индивидуальная, высказывание своих выводов, рефлексия – демонстрация полученных знаний

Техническое оснащение уроке: Средства ИКТ: ПК учителя, ПК учащихся, интерактивная доска, проектор.

Федеральный закон от 29 декабря 2012 г. N 273 «Об образовании».

Авторская мастерская Босовой Л.Л. http://metodist.lbz.ru/

СТРУКТУРА И ХОД УРОКА

Дидактическая структура урока

Задания для учеников, выполнение которых приведет к достижению планируемых результатов

Приветствие учителем учеников. Проверка выполнения домашнего задания.

Актуализация опорных знаний (5 мин.)

Скажите, пожалуйста, что такое информация?

Что человек может сделать с информацией?

В каком виде человек хранит информацию?

Как называется представление информации на каком-либо языке или в знаковой форме?

Информация – это знания об окружающем мире.

Получать, передавать, обрабатывать, хранить.

формы представления информации.

Познавательные: умение структурировать знания, поиск и отбор необходимой информации.

Регулятивные: оценка – выделение и осознание учащимися того, что уже усвоено и что еще подлежит усвоению, осознание качества и уровня усвоения.

Коммуникативные: умение слушать и вступать в диалог.

Мотивация учебной деятельности (4 мин.)

А теперь декодируйте сообщение.

Как вы думаете какова тема нашего урока и его цель?

Самостоятельное определение целей урока.

Сообщение зашифровали, заменив каждую

букву её порядковым номером в алфавите (к однозначным числам слева приписали 0). В результате полу-

чилась запись: 0503161025151606 12160518160301151006. Какое сообщение было зашифровано?

Осознать тему и цель урока

Познавательные: исследование, поиск и отбор необходимой информации, логические действия и операции.

Коммуникативные: умение слушать и вступать в диалог.

Личностные: действие смыслообразования.

Изучение нового материала

Сопровождает, комментируя просмотр слайдов учениками, акцентируя внимание на главном.

Записывают главные мысли в тетрадь

На рабочем месте каждый ученик запускает презентацию «Дискретное представление информации» ( http://metodist.lbz.ru/authors/informatika/3/files/eor7/presentations/7-1-5.ppt)

Познавательные: исследование, поиск и отбор необходимой информации, ее структурирование, логические действия и операции

Коммуникативные: умение слушать и вступать в диалог.

Личностные: действия смыслообразования

Регулятивные: прогнозирование, оценка, волевая саморегуляция.

А теперь немного отдохнем…

Мы все вместе улыбнемся,

Подмигнем слегка друг другу,

Вправо, влево повернемся

И кивнем затем по кругу.

Вверх взметнулись наши руки.

Груз забот с себя стряхнули

И продолжим путь науки.

Упражнения по тексту на фоне музыки:

подмигивание ) кто умеет обоими глазами);

повороты вправо, влево;

наклоны головы по сторонам;

потряхивание кистями рук.

Закрепление изученного материала

Составление ментальной карты(работа по парам), совместная проверка результата.

Расставьте следующие слова в схеме на свои места: дискретизация информации, равномерные и неравномерные коды, двоичный код, изображение, мощность алфавита, звук, формула, текст, двоичное кодирование, двоичный алфавит, универсальность двоичного кодирования.

Оценка информационного объема текста

Коммуникативные : вступать в диалог.

Личностные : осознавать причины успеха и неуспеха в учебной деятельности.

Регулятивные : прогнозирование, оценка, волевая саморегуляция.

Коллективный разбор задач из рабочей тетради.

Устное совместное решение задач

Парное решение задач и совместная проверка ответов.

№ 40, 42, 43 из рабочей тетради.

решение задач №45, 46, 48, 51

Коммуникативные: умение слушать и вступать в диалог.

Личностные: действия смыслообразования

Регулятивные: прогнозирование, оценка, волевая саморегуляция.

Выполнение теста «Кодирование информации»

тест по теме «Кодирование информации» ( http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/2a516acc-b067-4311-81c5-647593a89ae8/index_listing.html)

Подведение урока. Обобщение и выводы. (7 мин.)

Организует беседу, связывая результаты урока с его целями.

Совместное выставление оценок. Оценка эмоционального состояния.

Называют основные позиции нового материала и как они их усвоили.

Выбрать одного из трех смайлов, соответствующего состоянию:

Самооценка, анализ результатов.

Домашнее задание (1 мин.)

Предлагает на выбор домашнее задание.

Учащиеся выбирают домашнее задание и записывают в дневники.

Самоанализ результатов посредством выбора домашнего задания.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации