Реклама












Приклади та завдання до теми «Інформація та інформаційні процеси»


Приклади та завдання до теми «Інформація та інформаційні процеси» в умовах професійного ліцею

Автор: Меркулова Тетяна Дмитрівна, викладач інформатики та ІКТ ОГБОУ НВО Професійний ліцей №3 р. Іваново

Опис роботи: Даний матеріал буде корисним для вчителів інформатики, які викладають даний предмет в системі НПЗ і/або ВПЗ, а також у профільних класах шкіл. Головна специфіка матеріалу - це його професійна спрямованість. Вік учнів - 1 курс профліцею, що відповідає 10 класу школи. Представлені завдання можуть застосовуватися на уроках інформатики при вивченні теми «Інформація та інформаційні процеси».

Приклади та завдання до теми «Інформація та інформаційні процеси»

Інформатика - одна з фундаментальних галузей наукового знання, що відображає системно - інформаційний підхід до аналізу навколишнього світу, вивчає інформаційні процеси, методи і засоби одержання, перетворення, передачі, зберігання і використання інформації. Інформатика - науково-практична дисципліна з широким діапазоном застосування.

Пізнаючи навколишній світ, людина постійно має справу з інформацією. Вона допомагає людині правильно оцінити події, що відбуваються, прийняти обдумане рішення, знайти найбільш вдалий варіант дій. Будь-яка діяльність людини являє собою процес збору і переробки інформації, прийняття на її основі рішень та їх виконання. У виробничій діяльності інформація передається у вигляді текстів і креслень, довідок, звітів, таблиць та інших документів, інформацією є і свідчення різних приладів, датчиків, виконавчих механізмів.

Тому важливо навчитися використовувати можливості інформатики та ІКТ у вирішенні професійних завдань. Саме для цього я проводжу розгляд основних понять даної теми на прикладах з практичним професійним змістом.

Методична задача тут - навчити виявляти властивості інформації, класифікувати інформацію за видами. Учні повинні вміти наводити приклади інформаційних процесів у природі, суспільстві та техніці, навчитися вибирати найбільш вдалу форму подання інформації.

Наприклад, для введення понять «система», «системний ефект» використовуються такі приклади, відповідні професіями:

· окремі заготовки не утворюють систему, але якщо їх поєднати зварювальним швом, то можна виготовити, наприклад, металеві двері, мангал, і т. д.

· окремі продукти також не утворюють систему, але якщо їх використовувати для приготування хліба за певною рецептурою, то ми отримуємо хлібобулочний виріб як систему вхідних в нього компонентів.

Дані об'єкти вже є системами, що володіють новими, не властивими їх складовим частинам властивостями.

У темі «Дискретні та неперервні сигнали» розглядаємо приклади обладнання або матеріалів з професії. Дискретними є свідчення цифрових вимірювальних приладів, які використовуються при проведенні зварювальних робіт. Перемикач діапазонів температурного режиму в сучасних печах сконструйований так, щоб він приймав тільки фіксовані положення.

Наприклад, цукровий пісок дискретний, оскільки він складається з окремих піщинок. А вода або масло безперервні (у рамках наших відчуттів, оскільки окремі молекули ми все одно відчути не можемо). Аналогове пристрій - газова пальник з ручним регулюванням, дискретне - обладнання для точкового зварювання.

У темах, пов'язаних з підходами до визначення кількості інформації вирішуємо наступні завдання, що містять елементи професійної спрямованості.

1) Якщо відомо, що на складі є 32 сорти хлібобулочних виробів (або електродів різного діаметру), то інформаційний обсяг повідомлення про те, що зі складу відвантажена партія батонів нарізних (або діаметра електродів
4 мм), знаходиться з рівняння:

32 = 2I , I = 5 біт, т. к. 25 = 32.

2) На складі підприємства зберігається деяка кількість різних сортів борошна (видів заготовок для зварних конструкцій). Повідомлення про те, що для випічки була використана пшеничне борошно 1 сорту (заготівля № 7) містить 5 бітів інформації. Скільки сортів борошна (видів заготовок) зберігається на складі?

3) Для приготування салату необхідно скористатися 8 інгредієнтами. Кухар вирішив заощадити продукти і скористався лише 4. Скільки біт інформації міститься у повідомленні, що салат складається з 4 складових?

4) Датчик температури (тиску) розташований в печі (підключений до зварювального полуавтомату або газового балону). Він передає повідомлення про температуру в приміщенні (тиск усередині балона) і може приймати цілі значення в проміжку від 220 до 280, яке записується за допомогою мінімально можливої кількості біт. Датчик видав 80 вимірювань. Визначити інформаційний обсяг результатів спостережень.

а) 60 байт б) 70 біт в) 80 байт г) 480 байт.

4) На складі 2 приміщення. Одне складається з 10 стелажів по 5 полиць кожен, друге - з 8 стелажів по 4 полиці. Яку мінімальну кількість біт потрібно для кодування кожної полиці в автоматизованій системі?

5) У непрозорій упаковці у випадковому порядку зберігаються електродів діаметром 10 3 мм, 20 електродів діаметром 4 мм, електродів діаметром 30 5 мм і електродів діаметром 40 6 мм. Яку кількість інформації буде містити зорове повідомлення про діаметрі вийнятого з упаковки електрода?

Рішення: Так як кількість електродів різних діаметрів неоднаково, то зорові повідомлення про діаметрі вийнятого з упаковки електрода також розрізняються і дорівнюють кількості електродів даного діаметра поділеній на загальну кількість електродів:

10 + 20 + 30 + 40 = 100 - електродів всього,

P3мм = 10/100; P 4мм = 20/100; P 5мм =30/100; P 6мм = 40/100, отже:

P 3мм = 0,1; P 4мм = 0,2; P 5мм = 0,3; P 6мм = 0,4.

Події неравновероятны, тому для визначення кількості інформації, що міститься в повідомленні про діаметрі електрода, скористаємося формулою Шеннона:

I = - (0,1·log20,1+ 0,2·log20,2 + 0,3·log20,3 + 0,4·log20,4) = 1,85 біт.

Аналогічно складається завдання і для інших професій. Досить замінити, наприклад, упаковку електродів на коробку цукерок «Асорті» (для професії «Кондитер цукристих виробів»).

У темі «Класифікація інформаційних процесів» проводжу розгляд інформаційних процесів у професійній діяльності людини.

Наприклад, у темі «Мови кодування. Формалізовані та неформалізовані мови» в процесі обговорення доходимо висновку про те, що будь-яка професія вимагає свого спеціального формального мови, своїх особливих термінів - професійних слів, які притаманні тільки їй. Наприклад, у зварюванні є електродотримачі, а у пекарів під печі.

Приклад виробничого інформаційного процесу:

Рис 1. Як створюється новий виріб

Людина створила прилади - мікроскоп і телескоп, термометри та тахометри та ін, що дозволяють отримувати ту інформацію, яка недоступна йому в безпосередніх відчуттях. Отримання інформації технічними системами називається введенням інформації, який може здійснюватися або людиною, або за допомогою спеціальних вимірювальних пристроїв - датчиків. Дані пристрої необхідні для збору інформації та автоматизації будь-якого технологічного процесу на виробництві.

Пошук інформації завжди супроводжується її відбором. Відбір може становити частину інформаційного пошуку або виконуватися як самостійна операція. У процесі відбору інформації вона може проходити процедури порівняння, реєстрації, вимірювання величин і їх подання, оцінки властивостей у відповідності з заданими критеріями та ін.

Проект «Новини професії»

Тип проекту: інформаційний, загальний.

Планований результат: створення учням добірки повідомлень, ілюстрацій, нотаток з періодичної преси та інших джерел інформації) про свою професію з метою їх подальшого застосування на уроках інформатики та спецтехнології.

Цілі: закріпити навички учнів пов'язані з інформаційними процесами, а саме, обміном, зберіганням та обробкою інформації. Формування навички самостійного виконання завдання, а також потреби до розширення свого кругозору. Крім цього йде паралельна підготовка до вивчення наступних тем.

Навчально-педагогічна завдання: використовуючи матеріали періодичної преси, (Інтернету) здійснити пошук і відбір матеріалів по своїй професії. Проаналізувати поданий матеріал і забезпечити його власними коментарями. Представити свою роботу, обґрунтувавши критерії відбору матеріалу.

Тривалість: 2-3 тижні.

В ході виконання проекту учні втягуються в процес пошуку та систематизації інформації, отриманої із зовнішніх джерел. У них формується потреба до самоосвіти, актуалізується їх творче начало.

Інформація, призначена для зберігання і передачі, як правило, представлена у формі документа. При проходженні цієї теми розглядаємо деякі види документів необхідних для організації технологічних процесів і виробництва в цілому.

Обробка (перетворення) інформації - це процес, в ході якого змінюється зміст або форма подання інформації. Обробляти можна інформацію будь-якого виду, і правила обробки можуть бути найрізноманітнішими.

Наприклад, працівник складу складає картотеку матеріальних цінностей. На кожен предмет заповнюється запис, на якій вказуються всі його параметри: найменування, рік випуску, вартість та ін. З них створюється база даних, де ці записи розташовуються в певному порядку.

Розглянемо ще приклади обробки інформації (таблиця 1):

Таблиця 1. Приклади обробки інформації

Приклад обробки інформації

Вхідні інформація

Правило перетворення

Вихідна інформація

Приготування страви з ...

Набір вихідних продуктів.

Рецепт приготування.

Готовий виріб.

Визначення часу приготування ...

Час початку робіт і час їх завершення.

Математична формула.

Час, що витрачається на приготування ...

Отримання інструктажу перед роботою

Наряд - завдання на роботу.

Читання тексту або схеми завдання та пояснення до них.

Засвоєна (зрозуміла) інформація робітникам, готовим до виконання завдання.

Ремонт будь-якої системи, усунення несправності.

Ознаки пошкодження та результати тестування.

Знання і досвід майстра по ремонту.

Алгоритм або спосіб усунення несправності.

Інформація передається у формі повідомлень від деякого джерела інформації до її приймача за допомогою каналу зв'язку між ними. Джерело посилає передане повідомлення, яке кодується в передаваний сигнал. Цей сигнал посилається в канал зв'язку. В результаті в приймачі з'являється приймається сигнал, який декодується і стає прийнятим повідомленням.

Роботу такої схеми можна пояснити на прикладах передачі інформації в соціальних і технічних системах (таблиця 2).

Таблиця 2. Приклади передачі інформації

Процес

джерело

приймач

носій

канал зв'язку

перешкоди

Майстер - робочий

майстер

робочий

звукова хвиля

повітря

шум, в побутовому сенсі цього слова

Введення даних про роботу цеху за тиждень для нарахування зарплати

чоловік

комп'ютер

електрика

дроти

перепад напруги в мережі

Датчик - людина

датчик

чоловік

шкала приладу

зір людини

несправності приладу

Пошук інформації за фахом в комп'ютерній мережі

комп'ютер

комп'ютер

електрика

комп'ютерні мережі

збій в мережі

Опалювальна система (піч) - людина (без безпосереднього контакту

опалювальна система

чоловік

повітря з параметром - температура

повітря

відкрите вікно або двері) в холодну пору року

Збірка вироби з готових деталей

деталь 1

деталь 2

форма деталей

сила тертя

сміття у місці з'єднання

Таким чином, відбувається розгляд основних понять даних тем на прикладах з елементами практичного професійного змісту.

Література

1. Гейн А.Г., Сіножатей А.І. Довідник з інформатики для школярів. -Єкатеринбург: «У-Факторія», 2003. -192 с.

2. Горячев А., Шафрин Ю. Практикум з інформаційних технологій-М.: Лабораторія базових знань, 2000. -205 с.

3. Дж. Дьюї. Демократія і освіта: Пров. з англ. -М: Педагогіка-Прес, 2000. - 384 с.

4. Макарова Н.В. Інформатика. Практикум з інформаційних технологій. - СПБ.: Пітер, 2001. -180 с.

5. Полат О.С. Типологія телекомунікаційних проектів. //Наука і школа. -№ 4, 1997.- с.30-34.

6. Шелепаева А.Х. «Поурочні розробки з інформатики. Посібник для 8-9 кл. середньої школи» -М.: «Вако», 2007. -327 с.