равномерное и неравномерное кодирование 7 класс

Равномерные и неравномерные коды.

Дата добавления: 2015-08-14 ; просмотров: 32288 ; Нарушение авторских прав

Код называется равномерным (или кодом постоянной длины), если все его кодовые слова содержат одинаковое число букв (одинаковую длину слов). Соответственно, кодирование называется равномерным, если соответствующий ему код имеет постоянную длину. В настоящее время в информатике более употребительно равномерное кодирование, оно проще и более удобно. В компьютерах при кодировании информации в основном используются равномерные коды, соответствующие размерам компьютерных ячеек.

Другим интересным примером равномерного кода является код Трисиме, в котором знакам латинского алфавита ставятся в соответствие кодовые слова длины 3 над алфавитом из 3-х символов: <1, 2, 3>. Этот код представлен в следующей таблице :

Понятно, что код Трисиме не может кодировать более чем 3 3 =27 символов.

Число букв в алфавите кода называется основанием кода, а длина кодовых слов равномерного кода называется порядком кода. Коды с основанием 2, как уже говорилось, называются двоичными, а с основанием 3 – троичными, и так далее. Так код Бодо имеет основание 2, а порядок 5, а у кода Трисиме и основание, и порядок равны 3.

Код называется неравномерным (или кодом переменной длины), если его кодовые слова имеют разное число букв (неодинаковую длину слов). Соответственно, кодирование называется неравномерным, если соответствующий ему код неравномерный.

Типичным примером неравномерного кода является телеграфный код, который принято называть азбукой Морзе. На следующей таблице представлен код азбуки Морзе для русского алфавита:

Американский изобретатель телеграфа Сэмюель Морзе разработал этот код в 1838 году для передачи телеграфных сообщений в виде последовательности электрических сигналов, передаваемых от одного телеграфного аппарата по проводам к другому телеграфному аппарату. Этот код был придуман Морзе задолго до научных исследований

СэмюэлМорзе (1791-1872)

относительной частоты появления различных букв в текстах, но, тем не менее, Морзе при составлении кода использовал принцип частоты букв. Буквам, используемым чаще, им присвоены короткие кодовые комбинации, редко используемым буквам – длинные. Морзе оценил относительную частоту букв английского языка подсчетом литер в ячейках типографской наборной машины. Наиболее часто используемой букве «Е» (в английском языке) он присвоил наиболее короткий код «точка». Следующей по количеству литер букве он присвоил код несколько большей длительности и так далее.

При составлении азбуки Морзе для букв русского алфавита учет относительной частоты букв не производился, и это повысило его избыточность. Расчеты избыточности кода Морзе на основании проведенных исследований частоты появления букв показали, что для букв английского алфавита она составляет 19%, для букв русского алфавита 22%.

Преимущество у неравномерных кодов перед равномерными как раз и состоит в том, что сообщения можно передавать более экономным способом, так как часто передаваемые кодовые слова более короткие, а значит, кодовая последовательность может иметь меньшую длину, чем для равномерных кодов. Ниже это будет показано.

Но у неравномерных кодов есть серьезный недостаток по сравнению с равномерными кодами. У равномерных кодов кодовая последовательность всегда декодируется однозначно за счет того, что кодовые слова имеют одинаковую длину (кодовая последовательность легко делится на кодовые слова). Но не для всех неравномерных кодов достигается однозначность декодирования кодовых последовательностей. Мы уже видели это, пытаясь рассматривать азбуку Морзе как двоичный код.

Этот код неравномерный (кодовые слова разной длины).

Закодируем последовательность сообщений: s₇s₇. Имеем F(s₇s₇)=B=111111. Но эта последовательность может быть декодирована и по-другому, так как: B=F(s₃s₃s₃)= F(s₁s₃s₇)=F(s₃s₇s₁)=F(s₁s₁s₁s₁s₁s₁s₁s). Как видим, способов декодирования много (подсчитайте: сколько их?). Неоднозначно декодируется и следующая последовательность:

11011011 (а сколько здесь способов декодирования?). Очевидно, что такой код практически использовать нельзя. А если мы изменим код так, чтобы он стал равномерным, например, доопределим функцию F так:

то теперь никаких проблем с декодированием не будет.

Источник

Презентация по информатике «Двоичное кодлирование» (7 класс)

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Описание презентации по отдельным слайдам:

Ключевые слова дискретизация алфавит мощность алфавита двоичный алфавит двоичное кодирование разрядность двоичного кода

Барограф – прибор для автоматической непрерывной записи изменений атмосферного давления. Пример Барограмма Таблица, построенная по барограмме t 0 1 2 3 4 5 6 7 P P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7

Двоичное кодирование символов Символ Порядковый номер Двоичный код Схема перевода символа произвольного алфавита в двоичный код

Если мощность исходного алфавита больше двух, то для кодировки символа этого алфавита потребуется несколько двоичных символов. Схематическое представление получения двоичных кодов Двоичные символы (0, 1) берутся в заданном алфавитном порядке и размещаются слева направо. Двоичные коды читаются сверху вниз. Двоичное кодирование символов

Цепочки из двух двоичных символов  четыре различных символа произвольного алфавита: Порядковый номер символа 1 2 3 4 Двузначный двоичный код 00 01 10 11

Цепочки из трех двоичных символов  восемь различных символов произвольного алфавита. Порядковый номер символа 1 2 3 4 5 6 7 8 Трехзначный двоичный код 000 001 010 011 100 101 110 111

Разрядность двоичного кода – количество символов в двоичном коде (длина двоичной цепочки). Закономерность: 2=21, 4=22, 8=23, 16=24 и т.д. В общем виде: N = 2i, где N – количество кодовых комбинаций, i – разрядность двоичного кода Разрядность двоичного кода 1 2 3 4 5 6 7 8 Количество кодовых комбинаций 2 4 8 16 32 64 128 256

Универсальность двоичного кодирования С помощью двоичного кода может быть представлена любая информация. 0111101000101010010101111000000101001110100101010100 1000101010101010010001111101001010010100111010010100

Вопрос: Почему используются и равномерные, и неравномерные коды?

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс повышения квалификации

Применение облачных сервисов в педагогической практике учителя (практический курс)

Курс профессиональной переподготовки

Информатика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Номер материала: ДБ-128622

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Минобрнауки предлагает дифференцированный подход к аккредитации вузов

Время чтения: 1 минута

В пяти регионах России протестируют новую систему оплаты труда педагогов

Время чтения: 2 минуты

До конца года построят и отремонтируют более 780 школьных дорог

Время чтения: 1 минута

В России разработали программу содействия занятости молодежи до 2030 года

Время чтения: 1 минута

ЕГЭ в 2022 году может пройти в допандемийном формате

Время чтения: 1 минута

Школы организуют экскурсии и спортивные игры в день выборов

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

Конспект урока по информатике на тему: Двоичный код.Равномерные и неравномерные коды.

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Тема: Двоичный код. Равномерные и неравномерные коды.

Цель: формирование знаний о кодировании информации, двоичном коде.

● иметь представление о кодировании информации, о истории носителей информации, о способах записи информации на носители;

● знать основную формулу теории кодирования;

● уметь применять формулу при решении задач; Метапредметные:

● уметь организовывать свою деятельность, определять ее цели и задачи, выбирать средства реализации цели и применять их на практике, оценивать достигнутые результаты; ● уметь слушать и слышать, ясно и четко излагать свою точку зрения.

● формирование ответственного отношения к учению, готовности и способности обучающихся к саморазвитию и самообразованию на основе мотивации к обучению и познанию.

БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015

Программное обеспечение: презентация Организационные формы и методы: индивидуальная работа, фронтальная работа, работа в парах.

Содержание этапа (деятельность учителя)

Педагог ическая целесоо бразнос ть этапа

Организац ионный момент

Приветствие. Отметка отсутствующих. Проверка готовности к уроку.

Психологический настрой на урок.

— О чем сейчас думаешь? Готова, получать новые знания?

приветствую т учителя.

Эмоцио нальный настрой

Актуализа ция знаний

Учитель проводит опрос по предыдущему материалу.

— Что мы проходили на предыдущем уроке? (представление информации);

Я предлагаю игру «Домино» по основным терминам темы.

(Парам раздаются карточки с терминами и их характеристиками, карточки нужно соединить, чтобы

получилось определение) Проверка игры «Домино»

— Для сохранения и передачи информации человек пользуется разнообразными знаками. Какими?

— К какой разновидности языков (естественных или формальных) может быть отнесена таблица Менделеева?

Зачитай свой ответ: формальные языки …

-Естественные языки – это…(языки для общения)

Человек может представить информацию на естественных языках, на формальных языках, в различных образных формах. А образное представление информации дискретно или непрерывно? (непрерывно)

— В чем суть процесса дискретизации информации.

(Дети затрудняются ответить)

— Мы сегодня продолжим разговор о кодировании и хранении информации в компьютере и к этому вопросу вернемся в конце урока.

Обеспеч ение восприя

закрепле ния получен ных знаний, решение поставл енных

Постано вка цели урока

Открытие нового знания

Запишите тему урока «Двоичное кодирование»

Объяснение в форме беседы

— Если есть “дырочка”, то какое значение будет? (1)

— Если нет “дырочки”, то какое значение будет? (0)

— Магнитные носители хранили информацию по принципу намагниченный участок, не намагниченный участок.

условий для открыти я нового знания, обеспеч ение восприя

— Вы видели когда-нибудь дискету?

Учитель передает варианты дискет.

Внутри дискеты есть мягкий магнитный диск. Этот диск состоит дорожек, а дорожки разделены на участки.

Информация на магнитный диск записывается и считывается магнитными головками, которые двигаются вдоль этих дорожек.

— Если участок намагничен, то такое значение будет? (1)

— Оптические устройства хранения информации так же строятся на принципе двоичного кодирования. Информация с диска считывается с помощью лазерного луча и считывающего устройства. В ямке лазерный луч не отражается и поэтому информация не попадает на считывающее устройство. На бугорке лазерный луч отражается в считывающее устройство.

— Если есть прожиг (ямка), то какое значение будет? (0)

— Если нет прожига (бугорок), то какое значение будет? (1)

Учитель вместе с детьми проговаривает что они узнали.

-Какая самая маленькая единица измерения информации?

-Давай подумаем, что можно закодировать 1 битом информации?

РТ №38 заполняем схему

(2 буквы, 2 цвета и 2 ноты)

В тексте мы можем закодировать только 2 буквы, какие слова можно составить? (мама)

Что можно закодировать только 2 цветами? (например, чернобелую фотографию)

Учитель демонстрирует черно-белую картинку на слайде

— Если у нас есть 2 бита, сколько вариантов может быть? (4 варианта).

— Какие слова можно составить с помощью 4 букв? (ток, кот, сок, сто).

У нас есть 4 цвета, какая картинка может быть?

Учитель демонстрирует картинку на слайде

С помощью 4 нот, можно составить мелодию? Какую? (куплет песни “в траве сидел кузнечик”)

— Если у нас есть 3 бита, сколько вариантов может быть? (8 варианта)

У нас есть 8 цветов, какая картинка может быть?

Учитель демонстрирует картинку на слайде

— Ноты уже у нас все использованы, даже есть одно свободное место. Можем мы уже мелодию из этого сделать? Какую? (можно, но также ограниченное количество нот, например, распевки от “до” до “до”)

Учитель включает мелодию распевки в качестве примера.

— Какой вывод можно сделать? (с помощью 3 бит можно записать 8 вариантов)

— Что будет, если у нас будет 4 бита, 5 бит? (если будет 4 бита, то количество вариантов будет 16; если будет 5 бит, то количество вариантов будет 32)

— Мы выяснили, что если есть 1 бит, то будет 2 варианта; если есть 2 бита, то будет 4 варианта; если есть 3 бита, то будет 8 вариантов; если 4 бита, то сколько вариантов будет? (16 вариантов); если есть 5 бит, то сколько вариантов будет? (32 варианта).

— Какую формулу из этой закономерности можно вывести? (2 в степени i).

— В физике, математике сколько формул используется, например, при решении задач? (много формул)

— А вот в информатике есть только единственная формула, с помощью которой решаются многие задачи. Это формула

— В формуле что обозначается буквой “i” (количество бит информации)

— В формуле что обозначается буквой “N” (количество различных вариантов или мощность алфавита)

-Подумай, почему двоичное кодирование является универсальным? (может быть закодирован любая информация – символы, изображения, звук)

— Посмотрите на таблицу, что значит 256? (это 8-битная таблица кодировок).

— Какие числа вам еще знакомы? (1024) Что это за число? (Это количество байтов в Килобайте). Вклейте таблицу в тетрадь.

Карточка. (Приложение 2)

— Поработай вычислительной машиной. Перед тобой закодированное слово, используя таблицу кодов расшифруй закодированное слово (код)

Для каждого символа определена последовательность коротких и длинных сигналов.(точка, тире).

-Узнай самостоятельно как называются такие коды на стр учебника 43.(Равномерные и неравномерные)

— Сравни длину закодированного слова. (двоичный код длиннее)

Первичная проверка знаний (карточка) (Приложение3) Задание 1. Прочитай предложение и укажи, правильное оно или нет.

В двоичном кодировании для кодировки используют два значения: 1 и 2. _______

Фронтально, записывают в тетрадь формулу и пояснения к ней

Источник

Урок по теме «Кодирование информации», 7 класс

Новые аудиокурсы повышения квалификации для педагогов

Слушайте учебный материал в удобное для Вас время в любом месте

откроется в новом окне

Выдаем Удостоверение установленного образца:

Выбранный для просмотра документ Урок по информатике_Кодирование информации_7 класс.doc

Урок по информатике «Кодирование информации». 7 класс

Цель урока: дать представление о кодах и способах кодирования информации.

Задачи :
образовательная: познакомить учащихся с азбукой Морзе, научить кодировать и декодировать текстовую информацию;

развивающая: развить умения анализировать, обобщать знания, выделять главное; развить творческую активность учащихся;

воспитательная: способствовать формированию мотивации к изучению информатики.

Тип урока: комбинированный урок изучения и закрепления новых знаний.

Метод проведения: лекция, практические задания.

1. Организационный момент.

Что вы видите на следующем слайде? (слайд 4). Закодировано изображение звонка. Итак, сегодня мы будем изучение кодирования.

Тема нашего сегодняшнего урока — «Кодирование информации». Сегодня на уроке мы повторим, что такое информация, какие существуют виды информации и способы ее передачи, какие информационные процессы применяют в работе с информацией. Познакомимся с кодированием информации и научимся выполнять кодирование.

Запишем тему урока: Кодирование информации (см. Презентация)

2. Актуализация знаний.

Прежде чем приступить к изучению новой темы, мы с Вами повторим материал, изученный на прошлом уроке.

ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОВТОРЕНИЯ:

Какие действия человек совершает с информацией? /Человек постоянно совершает действия, связанные с получением и передачей, хранением и обработкой информации. /

3. Изучение новой темы.

История кодирования информации начинается в доисторической эпохе, когда первобытный человек выбивал в скале незамысловатые образы известных ему объектов окружающего мира.

Информация может поступать от передатчика к приёмнику с помощью условных знаков или сигналов самой разной физической природы. Сигнал может быть световым, звуковым, тепловым, электрическим, в виде жеста, слова, движения, другого условного знака.

Для правильного понятия разных сигналов требуется разработка кода или кодирование.

Ребята, давайте запишем определения, что такое код, кодирование.

Обратное преобразование называется декодированием.

Способ кодирования зависит от цели, ради которой осуществляется.

Существует три основных способа кодирования информации:

Множество кодов очень прочно вошло в нашу жизнь. Такчисловая информация кодируется арабскими, римскими цифрами. (часы в классе)

Характерной особенностью азбуки Морзе является переменная длина кода разных букв, поэтому код Морзе называют неравномерным кодом.

Буквы, которые встречаются в тексте чаще, имеют более короткий код, чем редкие буквы. Это сделано для того, чтобы сократить длину всего сообщения. Но из-за переменной длины кода букв возникает проблема отделения букв друг от друга в тексте. Поэтому для разделения приходится использовать паузу (пропуск). Следовательно, телеграфный алфавит Морзе является троичным, т.к. в нем используются три знака: точка, тире, пропуск.

4. Закрепление новой темы.

Ребята, сейчас мы с вами выполним практические задания для закрепления.
1. Вся группа (18-20 слайды)

Послушайте условия выполнения работы:

Вы разделитесь на две команды. (см. Презентация, слайд 21)

У вас на столах лежат карточки, которые помогут вам выполнить предложенные задания.

Задание №1 «Расшифровать следующие записи, используя таблицу азбуки Морзе»

(закодированное слово в столбик)

Задание №3 «Заменить буквы её порядковым номером в алфавите: Аa 1, Бб 2, Вв 3, :, Яя 33»

(см. Презентация, слайд 20-21)

Задание №4 «Закодировать текст используя код Цезаря (на 1 букву вперёд)»

3. Работа по группам (2 задания)

5. Работа за компьютером

Наш урок подходит к концу. Давайте проанализируем, что мы с вами сегодня успели сделать (ответы учеников)

повторили материал пройденный на прошлом уроке;

закрепили новый материал на практике.

За активную работу на уроке получают оценки: ___________

7. Домашнее задание

Придумать свой код и закодировать свое полное имя

(см. Презентация, слайд 26)

Сегодня у нас был не обычный урок. В конце занятия мы хотим предложить вам закодировать свое настроение

Рассмотрите внимательно картинку. Что видите? Выберите ту мордашку, которая соответствует вашему настроению в конце урока и сдайте.

Источник