Учебник для 5 класса

ИНФОРМАТИКА

       

§ 12. Обработка информации

      Ключевые слова:
      • типы обработки информации
      • систематизация
      • поиск
      • преобразование формы представления информации
      • преобразование информации по заданным правилам
      • план действий
      • анимация

Разнообразие задач обработки информации

Обработка информации — это решение некоторой информационной задачи.

Вы хорошо знакомы с задачами по математике. Рассмотрим одну из них: ученики 5А класса посадили 21 дерево, а ученики 5Б класса посадили на 5 деревьев меньше. Сколько деревьев посадили оба класса вместе?

В этой задаче имеется набор исходных данных. Требуется получить результат. Процесс перехода от исходных данных к результату и есть обработка информации. Решая задачу, вы обрабатываете информацию, другими словами, вы являетесь исполнителем, обрабатывающим информацию. Исполнителем может быть не только человек, но и специальное техническое устройство, например компьютер.

В результате решения математических задач вы получаете новую информацию, ранее не существовавшую или не значившуюся в исходных данных. Это происходит за счёт их преобразования по некоторым правилам.

При переходе через дорогу мы получаем зрительную информацию о том, что на светофоре горит красный свет, мозг обрабатывает полученную информацию и выдаёт нам преобразованную: «Стоять!». Здесь входной информацией был красный свет светофора, выходной — решение человека стоять, не переходить дорогу. Аналогичное преобразование информации происходит при совершении покупок (информация о стоимости покупки и наличии денег в кармане преобразуется в решение покупать или не покупать), при планировании отдыха и во многих других случаях.

В рассмотренных выше случаях в результате обработки имеющейся, входной информации мы получаем новую, выходную информацию.

При решении некоторых информационных задач вы будете заниматься обработкой, направленной на изменение формы исходных данных. Это происходит, например, при систематизации исходной информации, поиске нужной информации в хранилище информации, кодировании информации.

Систематизация информации

Представьте себе большую кучу беспорядочно сложенных книг, журналов, фотографий, дисков. Ясно, что очень много самых разнообразных сведений. Но как в них разобраться?

В первую очередь все эти вещи могут быть разделены по определённым признакам на группы. Например, фотографии — отдельно, книги — отдельно, диски — тоже отдельно. Это деление по признаку «тип носителя информации».

В свою очередь, каждая группа может быть разбита на более мелкие части по какому-нибудь другому признаку. Например, по году издания: старые (изданные и созданные, например, до 2010 года) и новые (изданные в 2010 году и позднее).

Такое деление называют систематизацией (информации, данных, предметов и т. д.). Систематизированы по темам экспонаты в залах музея, книги по алфавиту в библиотеке, товары в магазине, поезда в расписании и т. д.

Пример. Окружающие нас объекты (предметы, явления, живые существа и пр.) можно систематизировать различными способами. Например, их можно разделить на техногенные (созданные человеком) объекты и природные объекты. Последние, в свою очередь, можно разделить на неживые и живые объекты и т. д.

Для облегчения поиска внутри каждого блока информация сортируется, т. е. размещается в определённом порядке (упорядочивается).

Чаще всего используются следующие виды сортировки:

  • по алфавиту (в порядке следования букв в алфавите);
  • по номерам (в порядке возрастания или убывания чисел);
  • в хронологической последовательности (по дате и времени).

Например, в алфавитном порядке составляется список учащихся в классном журнале. В порядке убывания роста строятся школьники на уроке физкультуры. В хронологической последовательности изучаются события на уроках истории.

Поиск информации

Ещё один важный вид обработки информации — поиск. Вы осуществляете поиск информации, когда ищете нужное слово в словаре или читаете книгу с целью что-то узнать. Поиск информации — это и обращение в справочную службу (09) для того, чтобы узнать номер нужного вам телефона. Если вы заглянули с той же целью в свою записную книжку — это тоже поиск информации.

Существуют целые организации и службы, созданные с целью поиска информации. Так, космические спутники постоянно снимают данные о различных явлениях, происходящих на поверхности Земли, и посылают их в специальные учреждения. Там данные обрабатывают и получают информацию о лесных пожарах, наводнениях и других стихийных бедствиях, чтобы вовремя оказать необходимую помощь пострадавшим.

Поиск информации обычно производится в некотором хранилище информации — телефонном справочнике, словаре, энциклопедии, сети Интернет. Из всего множества представленной там информации вам необходимо выбрать нужную, удовлетворяющую некоторым требованиям, — телефон одноклассника, перевод слова «открытие» на английский язык, годы жизни полководца Суворова, стоимость нужной вам модели роликовых коньков.

Если информация в хранилище систематизирована, то её поиск осуществляется достаточно быстро.

Изменение формы представления информации

Важным видом обработки информации является изменение формы её представления. Мы изменяем форму представления информации, когда занимаемся её кодированием. На уроках математики, отмечая на координатном луче точки, вы изменяете форму представления информации с числовой на графическую. Осуществляя на уроках иностранного языка перевод слов, предложений и текстов, вы также изменяете форму представления информации. С текстовой на графическую изменяется форма представления информации, когда вы рисуете иллюстрации к произведениям, изучаемым на уроках литературы.

Следует понимать, что выбор формы представления информации зависит от цели, ради которой это представление осуществляется.

Если идёт ремонт дороги, и проезд по ней временно закрыт, то можно сообщать об этом водителям словами «Проезд запрещён», а можно поставить дорожный знак, имеющий такой же смысл. В первом случае на месте ремонтных работ должны день и ночь дежурить люди, а во втором достаточно поставить дорожный знак. Это гораздо удобнее.

Изменение формы представления информации — это переход от одной формы представления информации к другой, более удобной для восприятия, обработки, хранения или передачи.

Преобразование информации по заданным правилам

Во многих задачах бывает заранее известно правило, по которому следует осуществлять преобразование входной информации в выходную. Это правило может быть представлено в виде формулы или подробного плана действий.

Рассмотрим математическую задачу.

Задача 1. В треугольнике ABC АВ = 18 см, ВС на 3 см меньше АВ, АС в 3 раза меньше АВ. Чему равен периметр треугольника АБС?

Решение. Периметр треугольника равен сумме длин всех образующих его отрезков: Р = АВ + ВС + АС. Найдём ВС = 18 - 3 = 15 (см), АС = 18 : 3 = 6 (см) и вычислим периметр: 18 + 15 + 6 = 39 (см).

Таким образом, в результате преобразования исходных данных по известным нам правилам (изученным ранее) мы получили новую информацию о том, чему равен периметр треугольника.

В следующем примере показано, как преобразование информации может осуществляться по подробному плану, заданному с помощью схемы.

Пример. Дана схема, задающая план выполнения действий (рис. 35).

Рис. 35

Что получится в результате?

Решение. Представим этот же процесс преобразования информации по шагам:

  1. Ввод числа 47;
  2. 47 + 17 = 64;
  3. 64 + 36 = 100;
  4. число 100 — трёхзначное? (да);
  5. 100 + 284 = 384;
  6. 384 + 166 = 550;
  7. число 550 — трёхзначное? (да);
  8. 550 + 284 = 834;
  9. 834 + 166 = 1000;
  10. число 1000 — трёхзначное? (нет);
  11. 1000 + 2587 = 3587;
  12. Ответ: 3587.

Самостоятельно выясните, каким будет результат вычислений, если исходное число уменьшить на 24.

Преобразование информации путём рассуждений

Решение задач, т. е. преобразование входной информации в выходную, может проходить путём логических рассуждений.

Вначале вы анализируете имеющуюся информацию — выделяете значимые объекты и устанавливаете между ними связи. Затем, рассуждая, вы взвешиваете различные варианты и делаете некоторый выбор. При этом вы задействуете не только знания, полученные в школе, но и свой жизненный опыт.

В качестве примера рассмотрим следующую задачу.

Задача 2. На столе поставлены в ряд бутылка минеральной воды, кружка, чашка, стакан и кувшин, причём точно в таком порядке, в каком они перечислены. В них находятся различные напитки: кофе, чай, молоко, квас и минеральная вода, но неизвестно, какой напиток в каком сосуде (кроме, разумеется, минеральной воды). Если стакан поставить между чаем и молоком (в данный момент он не стоит между ними), то по соседству с молоком будет квас, а кофе будет точно в середине. Определите, в какую посуду что налито.

Решение. Для удобства рассуждений пронумеруем места всех сосудов:

Чтобы стакан мог оказаться между сосудами с чаем и молоком, он должен переместиться на место 3 (а чашка, соответственно, — на место 4), так как на месте 2 он будет между минеральной водой и ещё чем-нибудь.

Таким образом, он встанет точно в середине. Из этого можно сделать вывод, что в стакане находится кофе. Из условия задачи следует, что сосуд с молоком находится, во-первых, рядом со стаканом, во-вторых, рядом с сосудом с квасом. Значит, в кружке находится чай, в чашке — молоко, в кувшине — квас. Задача решена.

Презентация «Задача о напитках», содержащаяся в электронном приложении к учебнику, позволит вам получить более наглядное представление о решении этой задачи.

В некоторых информационных задачах требуется установить правило преобразования входных данных в выходные (входные и выходные данные известны).

Задача 3. Петя и Коля играют в следующую игру: Петя задумывает правило преобразования текстовой информации, Коля может сообщать Пете любые тексты и узнавать результаты преобразования. Вопросы Коли и ответы Пети в этой игре:

а → б; мама → нбнб; весна → гётоб.

Отгадайте, какое правило задумал Петя.

Решение. Анализ первой пары «а → б» позволяет предположить, что Петя каждую букву в исходном тексте заменяет на следующую по алфавиту. Проверим наше предположение на второй и третьей парах. Теперь можно сформулировать правило преобразования информации: каждая буква в исходном тексте заменяется на следующую по алфавиту.

В результате решения этой задачи мы установили правило преобразования входной информации в выходную.

Разработка плана действий и его запись

Во многих информационных задачах требуется разработать план действий, обеспечивающих нужный результат. Рассмотрим пример.

Задача 1. Два солдата подошли к реке, по которой на лодке катаются двое мальчиков. Как солдатам переправиться на другой беpeг, если лодка вмещает только одного солдата либо двух мальчиков, а солдата и мальчика уже не вмещает?

Решение. Введём обозначения: пусть Ml и М2 — мальчики, а С1 и С2 — солдаты; стрелкой обозначим направление переправы. Запишем план переправы по шагам:

  1. Ml и М2 → ;
  2. Ml ←;
  3. Cl → ;
  4. М2 ←;
  5. Ml и М2 → ;
  6. Ml ←;
  7. С2 → ;
  8. М2 ←.

А теперь представим решение в более наглядной форме — в виде таблицы:

Есть много задач, решение которых удобно представлять в табличной форме.

Рассмотрим ещё одну задачу такого типа.

Задача 2. Некто имеет 12 пинт1 мёда и хочет отлить из этого количества половину, но у него нет сосуда вместимостью в б пинт. Он имеет два сосуда: один вместимостью в 8 пинт, а другой вместимостью в 5 пинт. Каким образом налить 6 пинт мёда в сосуд на 8 пинт? Какое наименьшее число переливаний необходимо при этом сделать?

    1 Пинта — единица объёма и ёмкости (вместимости) в США, Великобритании и ряде других стран; равна примерно половине литра.

Решение. Проговорите словами всю последовательность операций по переливанию жидкости из сосуда в сосуд. Попытайтесь оформить решение этой задачи в виде схемы.

В Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (sc.edu.ru) размещено интерактивное задание «Задачи на переливание». Рекомендуем ознакомиться с этим ресурсом и применить рассмотренный на уроке способ для решения новых задач.

Навыки разработки плана действий нужны человеку в самых разных жизненных ситуациях и сферах профессиональной деятельности.

Создание движущихся изображений

И дети, и взрослые любят смотреть мультипликационные фильмы. Для их создания авторы придумывают героев и сюжет, делают эскизы, разрабатывают сценарий, где детально отражают все события и выстраивают их в определённой последовательности.

Мало кто знает, что для того, чтобы его любимый мультипликационный герой «жил» на экране в течение одной минуты, требуется около 1500 рисунков. Раньше каждый из них приходилось рисовать вручную на листе прозрачной пленки, чтобы его можно было наложить на фон. Нетрудно подсчитать, что 10-минутный мультфильм состоит из 15 000 рисунков. Если предположить, что художник сможет выполнять в день по 50 рисунков, то и тогда на производство всего мультфильма уйдёт около года.

Компьютер существенно облегчает труд художника.

Введённое в компьютер изображение можно увеличивать, уменьшать, размножать.

Существуют специальные программы раскадровки, которые по введённым в компьютер ключевым фазам движения дорисовывают все промежуточные кадры.

Для того чтобы раскрасить рисунок, художнику достаточно ввести в компьютер нужный цвет и указать раскрашиваемый участок. Если цвет не понравился, его можно тут же заменить.

Компьютер настолько облегчает работу мультипликаторов, что 10-минутный фильм они могут закончить за одну-две недели.

Мы с вами также попробуем себя в роли мультипликаторов. Самое главное — придумать для своего мультфильма героев, сюжет, а также хорошо продумать последовательность событий, которые будут происходить в мультфильме.

Самое главное

Обработка информации — это решение информационной задачи, или процесс перехода от исходных данных к результату.

Обработка информации бывает двух типов:

  1. обработка, связанная с получением нового содержания, новой информации;
  2. обработка, связанная с изменением формы представления информации, но не изменяющая её содержания.

Обработка информации, связанная с изменением её формы, но не изменяющая содержания, происходит при систематизации информации, поиске информации, кодировании информации.

При решении математических или логических задач осуществляется обработка информации, ведущая к получению новой информации.

Во многих информационных задачах требуется разгадать правило преобразования входных данных в выходные, разработать план действий, обеспечивающий нужный результат.

План действий может быть записан по пунктам, представлен в виде таблицы или схемы.

Вопросы и задания

  1. Что такое обработка информации? Приходилось ли вам обрабатывать информацию? Приведите примеры.
  2. Приведите примеры исходных данных и требуемого результата в условии математической задачи (по вашему учебнику математики). К какому типу информационных задач относятся эти математические задачи?
  3. В чём различие между первым и вторым типами обработки информации?
  4. Что вы понимаете под систематизацией? Сталкивались ли вы с систематизированной информацией? Приведите примеры.
  5. Приведите примеры информации, отсортированной: а) по алфавиту; б) в порядке убывания; в) в хронологической последовательности.
  6. Как связаны систематизация и поиск информации в хранилище? Приведите пример.
  7. Почему приходится переходить от одной формы представления информации к другой? Приведите пример.
  8. В каждом из следующих пунктов перечислены объекты, сгруппированные по некоторому признаку. Определите эти признаки:
      а) приставка, корень, суффикс, окончание;
      б) подлежащее, сказуемое, определение, дополнение;
      в) глагол, существительное, прилагательное, местоимение;
      г) отрезок, круг, квадрат, треугольник;
      д) сканер, клавиатура, мышь, джойстик;
      е) хранение, передача, обработка.
  9. Внимательно рассмотрите числа, расположенные в каждом из рядов, и определите, какое число является «лишним». Будьте готовы обосновать свой выбор.
      а) 2, 3, 6, 7,11;
      б) 18, 12, 3, 29, 45, 28;
      в) 10, 20, 30, 36, 40, 50;
      г) 72, 62, 52, 45, 32, 82
      д) 24, 29, 22, 37, 25, 28
      е) 1, 2, 3, 5, 6, 7.
  10. Можно ли утверждать, что для успешного решения математических задач достаточно знать все изученные формулы, а рассуждать логически не обязательно? Приведите пример.
  11. Используете ли вы планы действий при обработке информации на уроках русского языка? Приведите примеры.
  12. От чего зависит выбор формы представления плана действий?
  13. Какие математические формулы должен знать человек, занимающийся ремонтом квартиры?
  14. 14. Нужны ли при решении житейских задач знания, получаемые вами в школе? Приведите примеры.
  15. Возле школы растут шесть деревьев: сосна, берёза, липа, тополь, ель и клён. Какое из этих деревьев самое высокое и какое самое низкое, если известно, что берёза ниже тополя, липа выше клёна, сосна ниже ели, липа ниже берёзы, сосна выше тополя?
  16. Пятеро одноклассников — Аня, Саша, Лена, Вася и Миша — стали победителями школьных олимпиад по истории, математике, информатике, литературе и географии. Известно, что:
    1. победитель олимпиады по информатике учит Аню и Сашу работе на компьютере;
    2. Лена и Вася тоже заинтересовались информатикой;
    3. Саша всегда побаивался истории;
    4. Лена, Саша и победитель олимпиады по литературе занимаются плаванием;
    5. Саша и Лена поздравили победителя олимпиады по математике;
    6. Аня сожалеет о том, что у нее остаётся мало времени на литературу.

    Победителем какой олимпиады стал каждый из этих ребят?

  17. Некое устройство (назовём его «чёрный ящик») настраивается на одну из восьми программ преобразования числовой или текстовой информации. Проанализировав приведённые ниже протоколы испытаний, определите для каждой из 8 программ вид информации и правило её преобразования. Что следует записать в протоколе вместо знака «?»?

  18. На берегу реки стоит крестьянин с лодкой, а рядом с ним — волк, коза и капуста. Крестьянин должен переправиться сам и перевезти волка, козу и капусту на другой берег. Однако в лодку кроме крестьянина помещается либо только волк, либо только коза, либо только капуста. Оставлять волка с козой или козу с капустой без присмотра нельзя — волк может съесть козу, а коза — капусту. Как должен вести себя крестьянин?

    Оформите план переправы любым подходящим способом.

    В Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (sc.edu.ru) размещено интерактивное задание «Задачи о переправах». Рекомендуем ознакомиться с этим ресурсом и воспользоваться им для решения задачи.

  19. Ознакомьтесь с логической игрой «Переливашки», входящей в состав электронного приложения к учебнику. Изучите алгоритмы решения задач 1—3, имеющихся в этой игре.
  20. Продумайте и оформите любым удобным для вас способом решение следующей задачи.

    Две хозяйки купили 8 литров молока. У одной 5 литров в 6-литровом бидоне, у другой 3 литра в 5-литровом бидоне. Они решили разделить всё молоко поровну, по 4 литра, пользуясь ещё одним, 2-литровым бидоном. Как это сделать?

  21. Что необходимо придумать для создания мультфильма? Предложите свой сценарий для небольшого мультфильма.

Компьютерный практикум

Работа 14 «Создаём списки»
Работа 15 «Ищем информацию в сети Интернет»
Работа 16 «Выполняем вычисления с помощью программы Калькулятор»
Работа 17 «Создаём анимацию»
Работа 18 «Создаём слайд-шоу»

 

 

 

Top.Mail.Ru
Top.Mail.Ru