Что такое двоичный алфавит в информатике 7 класс
Учитель информатики
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
§ 1.5. Двоичное кодирование
Информатика. 7 класса. Босова Л.Л. Оглавление
1.5.1. Преобразование информации из непрерывной формы в дискретную
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 рис. 1.9.
На основании полученной информации можно построить таблицу, содержащую показания прибора в начале измерений и на конец каждого часа наблюдений (рис. 1.10).
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.
1.5.2. Двоичное кодирование
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. 1.11). 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 (рис. 1.12).
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 рис. 1.13.
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:
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.
На сайте http://sc.edu.ru/ размещена виртуальная лаборатория «Цифровые весы» (135009). С её помощью вы можете самостоятельно открыть метод разностей — ещё один способ получения двоичного кода целых десятичных чисел.
1.5.3. Универсальность двоичного кодирования
В начале этого параграфа 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. 1.14). 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.
1.5.4. 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.
Самое главное.
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.
Вопросы и задания.
1.Ознакомьтесь с материалом презентации к параграфу, содержащейся в электронном приложении к учебнику. Что вы можете сказать о формах представления информации в презентации и в учебнике? Какими слайдами вы могли бы дополнить презентацию?
Информатика. 7 класс
Кодирование информации. Двоичный код
Двоичный код
Код слова
Двоичный код
Произведение
Числа
Необходимо запомнить
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.
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.
Длину двоичной цепочки – количество символов в двоичном коде – называют разрядностью двоичного кода.
Алгоритм перевода целых чисел из системы с основанием p в систему с основанием q:
Перевод чисел из двоичной системы в десятичную
Для перевода двоичного числа в десятичное необходимо его записать в виде многочлена, состоящего из произведений цифр числа и соответствующей степени числа 2, и вычислить по правилам десятичной арифметики:
При переводе удобно пользоваться таблицей степеней двойки:
$11101001_ <2>= 1 \cdot 2^ <7>+ 1 \cdot 2^ <6>+ 1 \cdot 2^ <5>+ 0 \cdot 2^ <4>+1 \cdot 2^ <3>+ 0 \cdot 2^ <2>+ 0 \cdot 2^ <1>+ 1 \cdot 2^ <0>=$
Презентация по информатике «Двоичное кодлирование» (7 класс)
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
Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДБ-128622
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
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
В Хабаровске родители смогут заходить в школы и детсады только по QR-коду
Время чтения: 1 минута
В Минпросвещения рассказали о формате обучения школьников после праздников
Время чтения: 1 минута
Поставщики интернета для школ будут работать с российским оборудованием
Время чтения: 1 минута
Учительница из Киргизии победила в конкурсе Минпросвещения РФ «Учитель-международник»
Время чтения: 2 минуты
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.
ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ 7 кл
Описание презентации по отдельным слайдам:
ДВОИЧНОЕ КОДИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИЯ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Пример Барограф – прибор для автоматической непрерывной записи изменений атмосферного давления. Барограмма Таблица, построенная по барограмме P 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 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0
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
Вопрос: Почему используются и равномерные, и неравномерные коды?
Вопросы и задания Какой из непрерывных сигналов 1) – 3) более всего соответствует данному дискретному сигналу Какой из имеющихся непрерывных сигналов 1) – 3) может быть представлен таблицей Слово АРКА закодировано числовой последовательностью 0100100010, причем код согласных и гласных букв имеет различную длину. Какое слово по этому коду соответствует последовательности 0001001? 1) КАРА 2) РАК 3) АКР 4) КАР Подсказка! Сначала заполните таблицу: 1) 2) 3) t 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 F 0 2 4 3 2 2 3 5 4 3 А Р К
Презентация на тему «Двоичное кодирование» 7 класс
Описание презентации по отдельным слайдам:
Набор отличных друг от друг от друга символов(знаков),используемых для представления информации. алфавит
Двоичный алфавит Да/нет А/Б истина/ложь 1/0 +/- хорошо/плохо
Любая информация внутри компьютера хранится и обрабатывается в виде длинного кода, состоящего всего из двух символов. Этот код называется двоичным или бинарным. По своей сути он очень похож на всем известный код Морзе, в котором двумя символами (длинный и короткий импульс) шифруются буквы для передачи текстовой информации по проводам или другим способом. Компьютеры же пошли значительно дальше. В них в форме бинарного кода хранятся не только текстовые данные, но и программы, музыка, изображения и даже видео высокой четкости. Двоичное кодирование
Со временем человечество осознавало, что существующих кодировок недостаточно. Что бы делала программа, если бы вы писали текст на нескольких языках, даже страшно себе представить труд программистов, как бы им приходилось извращаться, чтобы сделать программу, которая воспринимала бы текст в нескольких кодировках. Также существовал ещё такой веселый китайский язык, символы которого не умещались в стандартную 8 битовую кодировку — решено было сделать Unicode. Символы Unicode использует 16 бит, следовательно мы можем в таблицу разместить 65536 символов. Сейчас в Unicode используется всего порядка 49 тысяч символов — следовательно запас ещё имеется.
Последнее значимое изменение в кодировке Unicode – введение символа Евро в 1998 году.
Интересные факты-http://computerstory.ru Двоичное кодирование-http://gdz.ru/book/class-7/informatika/uchebnik-bosova-l/ Список сайтов
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс повышения квалификации
Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДБ-1547036
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
В Минпросвещения рассказали о формате обучения школьников после праздников
Время чтения: 1 минута
В Липецкой области начинающие педагоги получат 120 тысяч рублей
Время чтения: 0 минут
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Ученые изучили проблемы родителей, чьи дети учатся в госпитальных школах
Время чтения: 5 минут
В Хабаровске родители смогут заходить в школы и детсады только по QR-коду
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.