Конспект урока «Кодирование звуковой информации» по информатике

Урок на тему:

Кодирование звуковой информации

Образовательные цели:

• знать о способе кодирования звуковой информации

• знать понятия глубина кодирования, частота дискретизации

• уметь решать задачи на нахождение объема звукового файла

• повторить кодирование текстовой и графической информации

Развивающие цели:

• развить интерес к предмету

• развить межпредметные связи: информатика – математика и информатика – физика.

• развитие культуры речи

Воспитывающие цели:

• развитие эстетики, аккуратности

Тип урока:

Урок ознакомления с новым материалом

Оборудование:

• Карточки с индивидуальными заданиями

• Презентация «Звуковая информация»

План урока:

№

Ход урока:

1. Организационный момент:

• Сообщение темы урока

Учитель: Здравствуйте, мы с вами уже изучили представление текстовой, числовой и графической информации в компьютере. А какие еще виды информации вы знаете?

Ученик: Кроме графической, текстовой и числовой информации существуют еще аудио и видео информация.

Учитель: Сегодня мы с вами выясним, как же в компьютере представляется аудио или звуковая информация.

• Постановка задач урока

Учитель: Итак, основной целью нашего урока является изучение представления звуковой информации в компьютере.

• Проверка дом. задания

Учитель: А сейчас, откройте свои тетради на домашнем задании. За доской написаны решения домашних задач¹. У всех ли получились такие же ответы? Поднимите руки у кого ответы получились такие же ответы в обеих задачах как на доске… Хорошо. У кого получился только один правильный ответ? У кого ни один ответ не сошелся? После урока покажете мне тетради со своим домашним заданием.

2. Повторение.

Четырем учащимся раздаются карточки с заданиями, на повторение².

Остальные решают задачи, показанные на экране:

1. Определите количество цветов в палитре при глубине цвета 8 бит

1) 8 2) 256 3) 2 4) 16

Задача решается устно.

Ученик: Воспользуемся формулой , где i – это глубина цвета, а N – количество цветов в палитре, по условию задачи i=8 бит, тогда Правильный ответ второй, 256 цветов.

2. Световое табло состоит из лампочек, каждая из которых может находиться в двух состояниях («включено» или «выключено»). Какое наименьшее количество лампочек должно находиться на табло, чтобы с его помощью можно было передать 50 различных сигналов?

1) 5 2) 6 3) 25 4) 50

Задача решается устно или, если встретятся затруднения, разбирается у доски.

Ученик: Лампочки могут находиться всего в двух состояниях, поэтому можно воспользоваться формулой , где i – это количество лампочек, а N – количество всех возможных сигналов, по условию задачи N =50, тогда Так как количество лампочек может быть только целым числом, то i=6 лапочек. Правильный ответ второй.

3. Для хранения растрового изображения размером 64х64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково 3. Для хранения растрового изображения размером 64´64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

1) 16 2) 2 3) 256 4) 1024

?

1) 16 2) 2 3) 256 4) 1024

Задача решается у доски. Учитель обращает внимание учеников на возможность работать со степенями двойки, если сами они это не заметили.

Ученик: Для того чтобы найти максимально возможное число цветов в палитре изображения, надо воспользоваться формулой , где i – это глубина цвета, а N – количество цветов в палитре, то есть необходимо знать глубину цвета. Глубину цвета можно найти из условия, что на изображение размером 64х64 пикселя отвели 512 байтов памяти. Это значит, что на каждый пиксель приходится:

Тогда,

цвета.

Собираются карточки, учитель проверяет правильные ответы во время решения у доски третьей задачи.

3. Ознакомление с новым материалом:

Учитель: Мы повторили еще раз тему кодирование информации. А сейчас, прежде чем перейти к изучению кодирования звуковой информации в компьютере, необходимо выяснить физическую природу звука – звуковой волны.

• Доклад «Звук»³

• Изучение новой темы

Учитель: Звуковая волна непрерывна, компьютер же может представлять только дискретный сигнал – сигнал, состоящий из последовательности электрических импульсов (двоичных нулей и единиц). Для того чтобы превратить непрерывную, плавную волну в такую последовательность, надо взять временной интервал, то есть 1 секунду, и разбить его на равные отрезки времени. На каждом таком отрезке амплитуда звуковой волны будет считаться константой. Вместо непрерывной волны мы получаем как бы лесенку⁴.

Такой процесс называется временной дискретизацией. Обратите внимание на ударение в слове «временной». Запишите у себя в тетради «временная дискретизация» и схематически нарисуйте график, изображенный на доске.

Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени, превращается в дискретную последовательность уровней громкости.

Каждая ступенька нашей лесенки имеет свое значение уровня громкости.

Рассмотрим уровни громкости как набор возможных состояний N, для кодирования которых необходимо определенное количество информации. I – глубина кодирования.

Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука.

Значит, современные звуковые карты обеспечивают кодирование 65536 различных уровней сигнала.

Качество двоичного кодирования звука определяется:

1) глубиной кодирования,

2) частотой дискретизации (количеством измерений громкости звука за одну секунду).

4. Закрепление:

Учитель: А теперь, вспомним, какие устройства вывода существуют для передачи звуковой информации?

Ученик: Для передачи звуковой информации существуют колонки и наушники.

Учитель: Скажите, например, у нас стоят две колонки, всегда ли они передают одинаковые звуки? Если нет, то как вы думаете, почему?

Ученик: Иногда, на одной колонке выводится музыка, а на другой слова песни. Это происходит, если выводится стереофайл.

Учитель: Как вы думаете, для стереофайла идет одна или две звуковые дорожки?

То есть стереофайл, имеет не один график зависимости уровня громкости от времени, а два.

А теперь решим задачу:

4. Оцените информационный объем стереоаудиофайла длительностью звучания 32с при высоком качестве звучания (16 битов, 48 кГц).

Учитель: Давайте еще раз вспомним, что означает, частота кодирования?

Ученик: Частота кодирования – это количество измерений громкости звука за одну секунду?

Учитель: Правильно. То есть за одну секунду мы произвели 48000 измерений. Так как 48кГц=48000Гц. Причем каждое измерение заняло 16 бит памяти. Как найти, сколько бит памяти займет одна секунда?

Ученик: Чтобы найти, сколько бит памяти займет одна секунда, надо умножить количество измерений – частоту кодирования – на глубину кодирования.

Учитель: Хорошо, а теперь учтем, что файл звучал 32 секунды, а также то, что это был стереофайл, файл с двумя звуковыми дорожками и получим:

5. Постановка задания на дом:

Запишите себе в тетрадь краткую запись к домашней задаче, обратите внимание на то, какой здесь аудиофайл. Сколько в нем звуковых дорожек?

Не забудьте, что частота дискретизации – это количество измерений за секунду, можно ли использовать минуты, в какие единицы измерения их надо перевести.

Откройте дневники, запишите домашнее задание: задача в тетради, читать параграф из учебника, ответить устно на вопросы после параграфа.

6. Подведение итогов урока:

Вопрос о достижении цели урока, выставление оценок.

Методика определения эффективности учебного занятия

ТДЦ (триединая дидактическая цель) урока.

Приложение 1

Карточки дифференцированные: первая и вторая – базовый уровень, третья – нормальный уровень сложности, четвертая – для слабых учащихся, содержит деформированный текст, максимальная оценка за нее «3».

____________________________________________________

Карточка 1

Сколько мегабайтов информации содержит сообщение объемом 2²³ бит?

1) 1 2) 8 3) 3 4) 32

____________________________________________________

Карточка 2

Считая, что каждый символ кодируется 16-ю битами, оцените информационный объем следующей фразы в кодировке Unicode:

Римские цифры – пример непозиционной системы счисления

1) 84 бита 2) 864 бит 3)864 байта 4)84 байта

____________________________________________________

Карточка 3

Специальные датчики отслеживают качество продукции. Результатом одного измерения является целое число от 0 до 100 процентов, которое записывается при помощи минимально возможного количества бит. Было сделано 80 измерений. Определите информационный объем результатов измерений.

1) 80 бит 2) 70 байт 3) 80 байт 4) 560 байт

______________________________________________________________

Карточка 4

В зрительном зале две группы мест: первая группа 20 рядов по 15 кресел, а вторая группа – 10 рядов по 12 кресел. Какое наименьшее число бит потребуется для кодирования номера одного места, если на каждый код одинаковое число бит?

1) 1 байт 2) 9 бит 3) 9 байт 4) 1 бит

Решение

1. В первой группе ____________=______кресел.

2. Во второй группе ___________= _____ кресел.

3. Всего кресел в зале _________________.

4. Воспользуемся формулой N=______.

5. Может ли количество бит быть нецелым числом?

6. Между какими степенями двойки лежит число ____?

7. i =___

Ответ:___________бит.

Приложение 2

Временная дискретизация