Что такое образное кодирование
Что такое образное кодирование
Информатика – учебная дисциплина, которая дает базовые знания по работе за компьютером. Без этих знаний очень сложно найти высокооплачиваемую работу. А чтобы в будущем хорошо зарабатывать, нужно хорошо учиться. Поговорим о том, как подготовиться к контрольной работе, чтобы освоить весь материал и получить хорошую оценку.
Информатика – учебная дисциплина, которая дает базовые знания по работе за компьютером. Без этих знаний очень сложно найти высокооплачиваемую работу. А чтобы в будущем хорошо зарабатывать, нужно хорошо учиться. Поговорим о том, как подготовиться к контрольной работе, чтобы освоить весь материал и получить хорошую оценку.
Сейчас форекс обретает большую популярность, данный международный валютный рынок известен среди разных категорий населения. А совсем недавно, доступ к нему могли получить исключительно финансисты либо люди, имеющие экономическое образование.
Важный этап в жизни любых семей – приобретение собственного жилья. Квартира покупается тогда, когда семья имеет достаточное финансовое обеспечение, позволяющее вкладывать средства на приобретение жилища.
Я долго рассуждал, читал и изучал современную систему образования. Что тут изучать, я сам 3 года назад учился в школе, находясь в которой всё чаще и чаще замечал изъяны начального образования, которое получали все мы и получает сейчас новое поколение.
Чешский рынок недвижимости сегодня пользуется спросом не только у отечественных инвесторов, но также у немцев и азиатов.
Детским креслом является особый тип автомобильного кресла, которым обязательно нужно пользоваться, перевозя детей в машине. На данный момент, на рынке продается огромное количество различных видов и моделей.
Цель
Создание положительной эмоциональной обстановки, отработка умения согласовывать свои движения с движениями других детей и с ритмом музыки и текста.
Что такое образное кодирование
Применение новых информационных технологий в педагогическом процессе вуза и школы способствовало появлению специфических методов и приемов обучения и расширению средств воздействия на психическую сферу обучающихся. Важное место среди них занимают мультимедийные технологии, поэтому считаем необходимым представить анализ психолого-педагогической литературы, в которой выделены особенности их применения в процессе обучения.
Первоначально, проблема целенаправленного развития систем обучения на базе ЭВМ определили объективную необходимость разработки теории информатизации всех уровней образования, над которыми работали многие ученые (Ж.А. Караев, Е.Д. Маргулис, Е.И. Машбиц, В.М. Монахов, В.А. Петровский, М.В. Роберт), анализ исследований которых показал, что в них одной из главных проходит мысль о том, что компьютерную технику следует рассматривать и как средство психического развития человека 2.
Следующий этап был закономерно связан с исследованием проблемы психологической целесообразности применения компьютерной техники в обучении, которая выдвинула на передний план необходимость учета возрастных, индивидуально-психологических и социально-психологических аспектов.
В дальнейшем названные проблемы решаются в исследованиях М.В. Вязниковой, С.М. Моисеева, в которых обосновывается особое значение учета индивидуально-психологических особенностей личности обучаемого, так как в условиях диалога «человек-компьютер» нельзя составлять программу «в расчете на безликого пользователя» [6].
Необходимо отметить, что эти и другие проблемы послужили основой развития нового направления психологии: «психология информационных образовательных систем» которое, продолжая лучшие традиции психологической теории и практики, представленные исследованиями и научными открытиями Л.С. Выготского, А.В. Петровского, С.Л. Рубинштейна, А.Н.Леонтьева и других, опирается на личностно-ориентированный подход в обучении [7;8].
В работах многих исследователей отмечается, что компьютеры не должны и не могут полностью заменить человека, автоматизировать целиком ни труд учителя, ни учебную деятельность обучаемого. Отсюда появляется проблема, состоящая в конкретизации психологической целесообразности, в определении возможностей и требований к применению компьютеров и другой электронной аппаратуры в сфере обучения 2.
Психологи, занимающиеся разработкой этой проблемы, отмечают, что одной из главных проблем компьютерного обучения является развитие преимущественно вербально-логического, аналитического или, традиционно называемого в психологии левополушарного мышления, которому способствует, по мнению вышеназванных ученых, изучение алгоритмизации и языков программирования [7;8].
Вместе с тем, другие ученые-психологи А.В. Антонов, Б.М. Величковский, А.А. Гостев доказали, что человек способен решать задачи не только словесно-логическим, но и наглядно-интуитивным способом [9, с. 58].
В первом случае, имеет место словесно-логическое мышление, осуществляемое с помощью логических операций с понятиями, которое «перестраивает и упорядочивает мир образных представлений и практических действий» [9.с.59]. Во втором случае представлено наглядно-интуитивное мышление, которое характеризуется формированием в сознании человека образов и представлений предметов и объектов, которые сравниваются со всеми остальными. При этом левое полушарие специализируется на обработке вербальной информации, а правое – имеет дело преимущественно с образной информацией.
Общепринято в психологии, что личность с гуманитарной направленностью развития относится к типу «правополушарной». Таких людей характеризует непосредственность чувственных восприятий, повышенная эмоциональность, интуиция, подсознательной мотивации.
Результаты данных научных работ позволили психологам обосновать необходимость исследований возможностей мультимедиа технологий в развитии правополушарного мышления. Дело в том, именно от этого типа мышления в значительной степени зависит формирование и воспитание творческой личности, поскольку психологами доказано, что подсознание, интуитивно-образное мышление, эмоциональный опыт, личная значимость, психологическая защита, операции в пространстве и времени, эмпатия, представления объективного мира связаны с правым полушарием головного мозга человека. Тогда как вербальное, абстрактное и логическое мышление преимущественно осуществляется работой левого полушария [7. с.49].
Ю.М. Лотман, занимающийся проблемами коммуникационного подхода к определению культуры, подчеркивает обязательное присутствие минимум двух семиотических систем в коммуникационном канале. Данный вывод ученого о необходимости объединения «знаково-символьной» (логической) и «чувственно-образной» (этической и эстетической) компонентов является очень важным, потому что он:
• обосновывает ориентирующие свойства наглядности в когнитивной деятельности;
• объясняет создание ситуации единства всех уровней мышления;
• способствует формированию логико-эвристического стиля мышления [10].
Наряду с этим, ученым удалось доказать, что наличие двух или нескольких семиотических систем способствует предъявлению (деятельность преподавателя) и восприятию и усвоению (деятельность обучающегося) информации при кооперативной работе обоих полушарий мозга, что возможно при использовании интерактивных мультимедийных средств в процессе обучения [11;12].
Проблемой увеличения потенциала познавательного процесса за счет активизации обоих полушарий мозга активно занимается и американский ученый А. Павио, им разработана теория двух уровней познания, реализованная в теории «двойного кодирования», суть которой заключается в том, что память имеет два способа представления информации: «вербального символьного процесса» и «невербального образного процесса». Автор данной теории экспериментально доказал, что при обработке информации они могут перекрываться, при чем «образный код» подходит более для конкретной информации, а «вербальный» – для абстрактной. Тем не менее, для представления вербальной информации могут быть использованы и образные коды и наоборот. Опыты, проведенные и подробно описанные исследователем, показывают, что для кодирования изображения используется преобладающее образное и, в меньшей степени, вербальное кодирование, для кодирования конкретного слова используется в основном вербальное кодирование, но может присутствовать и образное, а вот при кодировании абстрактной информации используется только вербальная информация. При этом, различие вербального и образного кодирования определяется способом обработки информации [11]. Кроме этого, результаты, проведенных А.Павио исследований показали, что вербальная информация обрабатывается последовательно, образная – параллельно. Для перепроверки этих выводов ученые исследовали неврологические процессы в коре обоих полушарий мозга человека, которые подтвердили обоснованность теории «двойного кодирования» тем, что повреждения левого полушария нарушали вербальную память, а повреждения правого приводили к нарушению зрительного восприятия [11].
Использование теории «двойного кодирования» в мультимедийных обучающих средах ориентирует на представление информации в разных кодах на экране компьютера – как в графических образах, так и в вербальном коде, ориентируясь на разные группы обучаемых, дифференцируя их врожденные способности по обработке информации, реализуя свойства адаптивности.
Эти же проблемы являются предметом исследования А.А. Зенкина и Д.А. Поспелова, специалистов в области компьютерной графики. Они считают, что использование компьютеров в образовании, способствует развитию «вербального мышления», которое, по их мнению, может привести к «перекосу» протекания общих психических процессов познания. Изучая эти процессы, они доказывают, что для алгоритмического мышления характерной операцией является разложение объектов, декомпозиция, при которых образное творческое мышление бездействует. Однако на современном этапе развития новых информационных технологий появилась возможность при использовании интерактивных мультимедийных средств воздействовать на оба полушария головного мозга, включая дополнительный источник повышения оптимизации и интенсификации обучения, связанный с образным мышлением [12, с.112].
Как утверждают психологи, развитое образное мышление является невербальным, оно «оперирует целостными паттернами» (в русском языке паттерн соответствует словам изображение, картина, структура; в психологии под паттерном понимается комплексное объединение сенсорных стимулов), выстраивая отношения между ними одновременно и непрерывно, интуитивно и в иррациональной манере, в свободной, беспрепятственной неограниченной комбинации объектов мышления. И это, по мнению большинства психологов, и способствует решению творческих, нестандартных и «неалгоритмизуемых» проблем, что является необходимым условием успешной профессиональной деятельности человека в быстро развивающихся отношениях современного века. Яркая и эффектная визуализация может заменить сложное, порой и неоднозначное текстовое описание объектов, понятий, образов, что также подчеркивает достоинство визуального восприятия окружающего мира человеком, заключающееся в высокой скорости распознавания образов и заключенной в них информации. Кроме этого, ассоциативность визуального восприятия позволяет легче переводить учебную информацию в долговременную память, способствуя прочному ее усвоению, особенно в случаях плохо формализуемых знаний [7;9;12].
Исследуя познавательные процессы, присущие современному человеку, Н.П. Петрова акцентирует внимание на неоспоримом факте о том, что его (человека) уже не может удовлетворить «гипертрофия разума в его деятельности», так как «чрезмерное развитие любой одной функции приводит к ее истощению и тупику в развитии», преодолеть которые, по ее мнению, можно через совершенствование познавательных процессов и поиск путей универсального развития, равновесия и гармонии между интеллектом и чувственностью. Поддерживая позицию исследователя, и развивая ее, добавим, что для педагогической науки и практики этот вывод означает поиск «золотой середины», т.е. путей оптимального соотношения между традиционными и инновационными формами, методами и средствами обучения, способствующими интеллектуально-эмоциональному, нравственно-эстетическому восприятию учебного материала, среди которых мультимедийным технологиям мы отводим особую роль. Кроме этого, использование новых информационных технологий положительно влияет на эффективность учебного процесса, поскольку они:
• стимулируют когнитивные процессы обучения такие, как восприятие и осознание информации и повышают мотивацию учащихся;
• способствуют развитию навыков совместной работы и коллективного познания;
• развивают у обучающихся сознательный подход к собственной учебной деятельности и способствуют более прочному усвоению учебного материала;
• помогают улучшению качества обучения как в конкретных предметных областях, так и в дисциплинах, находящихся на стыке нескольких предметов.
Применение мультимедийных технологий в процессе обучения позволяет использовать все виды представления информации, при этом каждый из них будет воздействовать на свои сенсорные каналы, а затем суммироваться в едином образе. И здесь у педагогов есть резерв: то, что не может быть услышано, может быть увидено и может оставить свой сенсорный след в памяти обучаемого.
И, наконец, самый важный вывод, который получили ученые в результате многочисленных исследований, заключается в следующем: использование мультимедийных технологий позволяет управлять на научной психологической основе представлением учебной информации на экране, воздействуя на внутренние процессы обработки информации человеческим мозгом.
Кодирование для чайников, ч.1
Не являясь специалистом в обозначенной области я, тем не менее, прочитал много специализированной литературы для знакомства с предметом и прорываясь через тернии к звёздам набил, на начальных этапах, немало шишек. При всём изобилии информации мне не удалось найти простые статьи о кодировании как таковом, вне рамок специальной литературы (так сказать без формул и с картинками).
Статья, в первой части, является ликбезом по кодированию как таковому с примерами манипуляций с битовыми кодами, а во второй я бы хотел затронуть простейшие способы кодирования изображений.
0. Начало
Давайте рассмотрим некоторые более подробно.
1.1 Речь, мимика, жесты
1.2 Чередующиеся сигналы
В примитивном виде кодирование чередующимися сигналами используется человечеством очень давно. В предыдущем разделе мы сказали про дым и огонь. Если между наблюдателем и источником огня ставить и убирать препятствие, то наблюдателю будет казаться, что он видит чередующиеся сигналы «включено/выключено». Меняя частоту таких включений мы можем выработать последовательность кодов, которая будет однозначно трактоваться принимающей стороной.
1.3 Контекст
2. Кодирование текста
Текст в компьютере является частью 256 символов, для каждого отводится один байт и в качестве кода могут быть использованы значения от 0 до 255. Так как данные в ПК представлены в двоичной системе счисления, то один байт (в значении ноль) равен записи 00000000, а 255 как 11111111. Чтение такого представления числа происходит справа налево, то есть один будет записано как 00000001.
Итак, символов английского алфавита 26 для верхнего и 26 для нижнего регистра, 10 цифр. Так же есть знаки препинания и другие символы, но для экспериментов мы будем использовать только прописные буквы (верхний регистр) и пробел.
Тестовая фраза «ЕХАЛ ГРЕКА ЧЕРЕЗ РЕКУ ВИДИТ ГРЕКА В РЕЧКЕ РАК СУНУЛ ГРЕКА РУКУ В РЕКУ РАК ЗА РУКУ ГРЕКУ ЦАП».
2.1 Блочное кодирование
Информация в ПК уже представлена в виде блоков по 8 бит, но мы, зная контекст, попробуем представить её в виде блоков меньшего размера. Для этого нам нужно собрать информацию о представленных символах и, на будущее, сразу подсчитаем частоту использования каждого символа:
Информатика. 7 класс
Конспект урока
Кодирование информации. Двоичный код
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:
Дискретизация информации – процесс преобразования информации из непрерывной формы представления в дискретную. Чтобы представить информацию в дискретной форме, её следует выразить с помощью символов какого-нибудь естественного или формального языка.
Алфавит языка – конечный набор отличных друг от друга символов, используемых для представления информации. Мощность алфавита – это количество входящих в него символов.
Алфавит, содержащий два символа, называется двоичным алфавитом. Представление информации с помощью двоичного алфавита называют двоичным кодированием. Двоичное кодирование универсально, так как с его помощью может быть представлена любая информация.
1. Босова Л. Л. Информатика: 7 класс. // Босова Л. Л., Босова А. Ю. – М.: БИНОМ, 2017. – 226 с.
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Для решения своих задач человеку часто приходится преобразовывать имеющуюся информацию из одной формы представления в другую. Например, при чтении вслух происходит преобразование информации из дискретной (текстовой) формы в непрерывную (звук). Во время диктанта на уроке русского языка, наоборот, происходит преобразование информации из непрерывной формы (голос учителя) в дискретную (записи учеников).
Информация, представленная в дискретной форме, значительно проще для передачи, хранения или автоматической обработки. Поэтому в компьютерной технике большое внимание уделяется методам преобразования информации из непрерывной формы в дискретную.
Дискретизация информации – процесс преобразования информации из непрерывной формы представления в дискретную.
Рассмотрим суть процесса дискретизации информации на примере.
На метеорологических станциях имеются самопишущие приборы для непрерывной записи атмосферного давления. Результатом их работы являются барограммы – кривые, показывающие, как изменялось давление в течение длительных промежутков времени. Одна из таких кривых, вычерченная прибором в течение семи часов проведения наблюдений, показана на рисунке 1.
На основании полученной информации можно построить таблицу, содержащую показания прибора в начале измерений и на конец каждого часа наблюдений.
Полученная таблица даёт не совсем полную картину того, как изменялось давление за время наблюдений: например, не указано самое большое значение давления, имевшее место в течение четвёртого часа наблюдений. Но если занести в таблицу значения давления, наблюдаемые каждые полчаса или 15 минут, то новая таблица будет давать более полное представление о том, как изменялось давление.
Таким образом, информацию, представленную в непрерывной форме (барограмму, кривую), мы с некоторой потерей точности преобразовали в дискретную форму (таблицу).
В дальнейшем вы познакомитесь со способами дискретного представления звуковой и графической информации.
В общем случае, чтобы представить информацию в дискретной форме, её следует выразить с помощью символов какого-нибудь естественного или формального языка. Таких языков тысячи. Каждый язык имеет свой алфавит.
Алфавит – конечный набор отличных друг от друга символов (знаков), используемых для представления информации. Мощность алфавита – это количество входящих в него символов (знаков).
Алфавит, содержащий два символа, называется двоичным алфавитом (рис. 3). Представление информации с помощью двоичного алфавита называют двоичным кодированием. Закодировав таким способом информацию, мы получим её двоичный код.
Рассмотрим в качестве символов двоичного алфавита цифры 0 и 1. Покажем, что любой алфавит можно заменить двоичным алфавитом. Прежде всего, присвоим каждому символу рассматриваемого алфавита порядковый номер. Номер представим с помощью двоичного алфавита. Полученный двоичный код будем считать кодом исходного символа.
Если мощность исходного алфавита больше двух, то для кодирования символа этого алфавита потребуется не один, а несколько двоичных символов. Другими словами, порядковому номеру каждого символа исходного алфавита будет поставлена в соответствие цепочка (последовательность) из нескольких двоичных символов. Правило получения двоичных кодов для символов алфавита мощностью больше двух можно представить схемой на рисунке.
Двоичные символы (0,1) здесь берутся в заданном алфавитном порядке и размещаются слева направо. Двоичные коды (цепочки символов) читаются сверху вниз. Все цепочки (кодовые комбинации) из двух двоичных символов позволяют представить четыре различных символа произвольного алфавита:
Цепочки из трёх двоичных символов получаются дополнением двухразрядных двоичных кодов справа символом 0 или 1. В итоге кодовых комбинаций из трёх двоичных символов получается 8 – вдвое больше, чем из двух двоичных символов:
Соответственно, четырёхразрядный двоичный код позволяет получить 16 кодовых комбинаций, пятиразрядный – 32, шестиразрядный – 64 и т. д.
Длину двоичной цепочки – количество символов в двоичном коде – называют разрядностью двоичного кода.
Обратите внимание, что:
32 = 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 2 ∙ 2 и т. д.
Здесь количество кодовых комбинаций представляет собой произведение некоторого количества одинаковых множителей, равного разрядности двоичного кода.
Если количество кодовых комбинаций обозначить буквой N, а разрядность двоичного кода – буквой i, то выявленная закономерность в общем виде будет записана так:
В математике такие произведения записывают в виде:
Запись 2 i читают так: «2 в i-й степени».
Задача. Вождь племени Мульти поручил своему министру разработать двоичный код и перевести в него всю важную информацию. Двоичный код какой разрядности потребуется, если алфавит, используемый племенем Мульти, содержит 16 символов? Выпишите все кодовые комбинации.
Чтобы выписать все кодовые комбинации из четырёх 0 и 1, воспользуемся схемой на рис. 1.13: 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111.
Универсальность двоичного кодирования
В начале нашей беседы вы узнали, что информация, представленная в непрерывной форме, может быть выражена с помощью символов некоторого естественного или формального языка. В свою очередь, символы произвольного алфавита могут быть преобразованы в двоичный код. Таким образом, с помощью двоичного кода может быть представлена любая информация на естественных и формальных языках, а также изображения и звуки (рис. 6). Это и означает универсальность двоичного кодирования.
Двоичные коды широко используются в компьютерной технике, требуя только двух состояний электронной схемы – «включено» (это соответствует цифре 1) и «выключено» (это соответствует цифре 0).
Простота технической реализации – главное достоинство двоичного кодирования. Недостаток двоичного кодирования – большая длина получаемого кода.
Равномерные и неравномерные коды
Различают равномерные и неравномерные коды. Равномерные коды в кодовых комбинациях содержат одинаковое число символов, неравномерные – разное.
Выше мы рассмотрели равномерные двоичные коды.
Примером неравномерного кода может служить азбука Морзе, в которой для каждой буквы и цифры определена последовательность коротких и длинных сигналов. Так, букве Е соответствует короткий сигнал («точка»), а букве Ш – четыре длинных сигнала (четыре «тире»). Неравномерное кодирование позволяет повысить скорость передачи сообщений за счёт того, что наиболее часто встречающиеся в передаваемой информации символы имеют самые короткие кодовые комбинации.
Разбор решения заданий тренировочного модуля
№1.Тип задания: ввод с клавиатуры пропущенных элементов в тексте
Переведите десятичное число 273 в двоичную систему счисления.
Воспользуемся алгоритмом перевода целых чисел из системы с основанием p в систему с основанием q:
1. Основание новой системы счисления выразить цифрами исходной системы счисления и все последующие действия производить в исходной системе счисления.
2. Последовательно выполнять деление данного числа и получаемых целых частных на основание новой системы счисления до тех пор, пока не получим частное, меньшее делителя.
3. Полученные остатки, являющиеся цифрами числа в новой системе счисления, привести в соответствие с алфавитом новой системы счисления.
4. Составить число в новой системе счисления, записывая его, начиная с последнего остатка.
Ответ: 27310= 100010001.
№2. Тип задания: единичный / множественный выбор.
Четыре буквы латинского алфавита закодированы кодами различной длины: