4. Типовой школьный кабинет вычислительной техники (назначение, оборудование, организация работы, санитарно – гигиенические нормы и техника безопасности).

Занятия в КВТ способствует: 1) формированию знаний об устройстве и функциях ВТ, оз­накомлению уч-ся с применением ВТ; 2) форми­рованию УН решения задач с помощью ЭВМ и т.д.

КВТ может использоваться для: 1) занятий по информатике и др. предметам с использованием средств новых информационных технологий; 2) составления учащимися прикладных программ; 3) вне­классных занятий.

Оборудование КВТ: средства ВТ, печатные пособия, диапозитивы, кинофильмы, оргтехника, кроме того: 1) про­граммные средства учебного назначения; 2) задания для индивидуальной работы; 3) научно-популярная и справочная литература; 4) жур­нал по ТБ; 5) аптечка; 6) средства пожаротушения.

Количество машин: 1 машина на 2-х учащихся с учетом деления класса на 2 подгруппы. В КВТ входит 1 машина для учите­ля. Рабочее место учителя оборудуется сто­лом, оснащенный аппаратурой и 2-мя тумбами для принтера и графопроектора. Рабочее места учащегося оснащены ПЭВМ, должны состоять из 1-2 местного стола и 1-2 стульев. На столе устанавливается ПЭВМ с периферийными устройствами, к сто­лам подводится электрическое питание и кабель локаль­ной сети. Подключение электрического питания к столам учащихся и включение его производит учитель. Рас­становка рабочих мест: по периметру, рядами, центральная. Передняя стена оснащена дос­кой, шкафом для пособий, телевизора. Под дос­кой ящики для таблиц. На стенах - щиты со справочными таблицами, картотека имеющегося оборудования.

При знакомстве учащихся с КВТ учитель должен:

1) распределить учащихся и закре­пить их по рабочим местам с учетом роста, состояния здоровья и слуха;

2) ознакомить с прави­лами ТБ.

Длительность ра­боты - 20-25 минут, отдых - 1 ч., расстояние от глаз до экрана 60-70 см. Проветривать 10 мин. КВТ должен быть оборудован умывальником с подвод­ной горячей и холодной водой. КВТ следует ориентировать на северную сторону.

Санитарные нормы:

1) КВТ должны иметь естественное и искусственное освещение.

2) Поток естественного света должен быть слева. Ориентация оконных проемов должна быть на север или на северо-восток.

3) В осветительных установках кабинета ИВТ должна быть использована система общего освещения.

4) Освещенность поверхности ученических столов при искусственном освещении должна быть в пределах 300-500 лк.

5) В качестве источников света рекомендуется использовать люминесцентные лампы мощностью 40Вт, 58Вт или энергоэкономичные мощностью 36Вт.

6) Рекомендуется иметь приточно-вытяжную вентиляцию, обеспечивающую оптимальный температурно-влажностный режим для всех климатических зон.

7) При отсутствии приточно-вытяжной вентиляции можно организовать кондиционирование воздуха с помощью бытовых кондиционеров.

8) КВТ должен быть оборудован умывальником с подводкой горячей и холодной воды.

9) Электроснабжение кабинета должно быть выполнено в соответствии с требованиями ГОСТ.

10) Подводка электрического напряжения к столам обучающихся и учителя должна быть стационарной и скрытой.

11) Расположение электрощита и Устройства защитного отключения должно давать учителю возможность мгновенного отключения системы электроснабжения. Рекомендуемое размещение - слева или справа от классной доски.

12) В КВТ должны быть 2 углекислотных огнетушителя.

13) Для окраски стен и панелей должны быть использованы светлые тона красок.

14) Поверхности ограждающих конструкций кабинета, классной доски, рабочих столов должны быть матовыми.

15) Поверхность пола должна быть ровной, без выбоин, нескользкой, удобной для очистки и влажной уборки, обладать антистатическими свойствами.

16) Содержание вредных химических веществ в воздухе помещений не должно превышать среднесуточных концентраций для атмосферного воздуха.

17) Для внутренней отделки интерьера помещений не разрешается применять синтетические материалы.

18) Уровень шума на рабочем месте во всех учебных помещениях не должен превышать 50 дБА.

5. Методика изложения раздела «Информация и информационные процессы» в школьном курсе. Информация. Основные информационные процессы. Понятие количества информации: различные подходы. Единицы измерения количества информации.

Существует несколько подходов к определению информации в зависимости от области знаний. Рассмотрим лишь три.

Определение 1. В быту, под информацией понимают сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специальными устройствами.

Определение 2. В теории информации, под информацией понимают не любые сведения об объектах и явлениях окружающей среды, а лишь те, которые снимают полностью или уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Определение 3. В технике, под информацией понимают сообщения, передаваемые в форме знаков или сигналов.

В связи с разными подходами к определению информации выделяют два подхода к измерению информации.

Субъективный (содержательный) подход

При данном подходе информация – это сведения, знания, которые человек получает из различных источников. Таким образом, сообщение информативно (содержит ненулевую информацию), если оно пополняет знания человека.

При субъективном подходе информативность сообщения определяется наличием в нем новых знаний и понятностью для данного человека (определение 1). Разные люди, получившие одно и тоже сообщение, по-разному оценивают количество информации, содержащееся в нем. Это происходит оттого, что знания людей об этих событиях, явлениях до получения сообщения были различными. Сообщение информативно для человека, если оно содержит новые сведения, и неинформативно, если сведения старые, известные. Таким образом, количество информации в сообщении зависит от того, насколько ново это сообщение для получателя и определяется объемом знаний, который несет это сообщение получающему его человеку.

При содержательном подходе возможна качественная оценка информации: достоверность, актуальность, точность, своевременность, полезность, важность, вредность…

С точки зрения информации как новизны мы не можем оценить количество информации, содержащейся в новом открытии, музыкальном стиле, новой теории развития.

Субъективный подход основывается на том, что получение информации, ее увеличение, означает уменьшение незнания или информационной неопределенности (определение 2).

Единица измерения количества информации называется бит ( bit – binary digit), что означает двоичный разряд.

Количество информации – это количество бит в сообщении.

Сообщение, уменьшающее информационную неопределенность (неопределенность знаний) в два раза, несет для него 1 бит информации.

Что же такое «информационная неопределенность»?

Информационная неопределенность о некотором событии – это количество возможных результатов события.

Объективный (алфавитный) подход к измерению информации

Теперь познакомимся с другим способом измерения информации. Этот способ не связывает количество информации с содержанием сообщения, и называется объективный или алфавитный подход.

При объективном подходе к измерению информации мы отказываемся от содержания информации, от человеческой важности для кого-то.

Информация рассматривается как последовательность символов, знаков (определение3).

Количество символов в сообщении называется длиной сообщения.

Основой любого языка является алфавит.

Алфавит – это набор знаков (символов), в котором определен их порядок.

Полное число символов алфавита принято называть мощностью алфавита. Обозначим эту величину буквой M.

Например, мощность алфавита из русских букв равна 33:

мощность алфавита из английских букв равна 26.

При алфавитном подходе к измерению информации количество информации от содержания не зависит. Количество информации зависит от объема текста (т.е. от числа знаков в тексте) и от мощности алфавита. Тогда информацию можно обрабатывать, передавать, хранить.

Каждый символ несет x бит информации. Количество информации x, которое несет один символ в тексте, зависит от мощности алфавита M, которые связаны формулой 2^x = M. Следовательно x = log₂M бит.

Количество информации в тексте, состоящем из K символов, равно K*x или

K* log₂M, где x – информационный вес одного символа алфавита.

Удобнее измерять информацию, когда мощность алфавита M равна целой степени числа 2. Для вычислительной системы, работающей с двоичными числами, также более удобно представление чисел в виде степени двойки.

Угринович 7-11 класс-17 часов.

Семакин 7-11 класс-15.

6. Методика изложения раздела «Представление информации в компьютере». Язык как способ представления информации: естественные и формальные языки. Компьютерное представление текстовой информации. Кодирование графической информации. Кодирование звуковой информации.

Язык – это знаковая система, используемая для целей коммуникации и познания. Основой большинства языков является алфавит – набор символов, из которых можно составлять слова и фразы данного языка.

Язык характеризуется: 1) набором используемых знаков; 2) правилами образования из этих знаков таких языковых конструкций, как “слова”, “фразы” и “тексты”; 3) набором синтаксических, семантических и прагматических правил использования этих языковых конструкций.

Все языки можно разделить на: естественные и формальные.

Естественными называются “обычные”, “разговорные” языки, которые складываются стихийно и в течение долгого времени. Основными функциями естественного языка являются: 1) коммуникативная; 2) когнитивная; 3) эмоциональная; 4) директивная.

Формализованный язык – язык, характеризующийся точными правилами построения выражений и их понимания.

В отличие от естественных языков формальным языкам присущи четко сформулированные правила семантической интерпретации и синтаксического преобразования используемых знаков, а также то, что смысл и значение знаков не изменяется в зависимости от каких-либо прагматических обстоятельств.

Текстовая информация.

Настоящая тема является первой в базовом курсе, относящейся к содержательной линии «Информационные технологии».

Начать объяснение следует с напоминания того факта, что компьютер может работать с четырьмя видами информации: текстовой, графической, числовой и звуковой. Одним из самых массовых приложений компьютера является работа с текстами. Термины «текстовая информация» и «символьная информация» используются как синонимы. С точки зрения компьютера, текст — это любая последовательность символов из компьютерного алфавита.

Первая задача — познакомить учеников с символьным алфавитом компьютера.

Далее следует ввести понятие о таблице кодировки. Таблица кодировки — стандарт, ставящий в соответствие каждому символу алфавита свой порядковый номер.

Графическая информация.

Главным теоретическим вопросом данного раздела информатики является вопрос о представлении изображения в памяти компьютера. Существуют два подхода к проблеме представления изображения: растровый и векторный.

Графическая информация на экране монитора представляется в виде растрового изображения, которое формируется из определенного количества строк, которые, в свою очередь, содержат определенное количество точек.

Из трех цветов можно получить восемь комбинаций.

Для получения богатой палитры цветов базовым цветам могут быть заданы различные интенсивности, тогда количество различных вариантов их сочетаний, дающих разные краски и оттенки, увеличивается.

Шестнадцатицветная палитра получается при использовании 4-разрядной кодировки пикселя: к трем битам базовых цветов добавляется один бит интенсивности. Этот бит управляет яркостью всех трех цветов одновременно.

Число цветов, воспроизводимых на экране монитора (N), и число бит, отводимых в видеопамяти на каждый пиксель (I), связаны формулой: N=2^I

Величину I называют битовой глубиной или глубиной цвета.

Чем больше битов используется, тем больше оттенков цветов можно получить.

Итак, любое графическое изображение на экране можно закодировать c помощью чисел, сообщив, сколько в каждом пикселе долей красного, сколько - зеленого, а сколько - синего цветов.

Также графическая информация может быть представлена в виде векторного изображения.

Векторное изображение представляет собой графический объект, состоящий из элементарных отрезков и дуг.

Положение этих элементарных объектов определяется координатами точек и длиной радиуса.

Для каждой линии указывается ее тип (сплошная, пунктирная, штрих-пунктирная), толщина и цвет.

Информация о векторном изображении кодируется как обычная буквенно-цифровая и обрабатывается специальными программами.

Качество изображения определяется разрешающей способностью монитора, т.е. количеством точек, из которых оно складывается.

Чем больше разрешающая способность, т.е. чем больше количество строк растра и точек в строке, тем выше качество изображение.

Звуковая информация.

Звуковая информация. Звук представляет собой распространяющуюся в воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно меняющейся интенсивностью и частотой.

Временная дискретизация звука. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую дискретную форму с помощью временной дискретизации. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука.

Частота дискретизации. Для записи аналогового звука и г го преобразования в цифровую форму используется микрофон, подключенный к звуковой плате. Качество полученного цифрового звука зависит от количества измерений уровня громкости звука в единицу времени, т. е. частоты дискретизации. Чем большее количество измерений производится за I секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее "лесенка" цифрового звукового сигнала повторяет кривую диалогового сигнала.

Частота дискретизации звука - это количество измерений громкости звука за одну секунду.

Частота дискретизации звука может лежать в диапазоне от 8000 до 48 000 измерений громкости звука за одну секунду.

Глубина кодирования звука. Каждой "ступеньке" присваивается определенное значение уровня громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N, для кодирования которых необходимо определенное количество информации I, которое называется глубиной кодирования звука.

Глубина кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитать по формуле N = 2^I. Пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, тогда количество уровней громкости звука равно:

N = 2^I = 2¹⁶ = 65 536.

В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается свой 16-битовый двоичный код, наименьшему уровню звука будет соответствовать код 0000000000000000, а наибольшему - 1111111111111111.

Качество оцифрованного звука. Чем больше частота и глубина дискретизации звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука. Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, получается при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим "моно"). Самое высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD, достигается при частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим "стерео").

Необходимо помнить, что чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объем звукового файла. Можно оценить информационный объем цифрового стереозвукового файла длительностью звучания 1 секунда при среднем качестве звука (16 битов, 24 000 измерений в секунду). Для этого глубину кодирования необходимо умножить на количество измерений в 1 секунду й умножить на 2 (стереозвук):

16 бит × 24 000 × 2 = 768 000 бит = 96 000 байт = 93,75 Кбайт.

Угринович 7-11 класс-32 часов.

Семакин 7-11 класс-35.