Наглядные способы представления информации это

Учитель информатики

Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.

§ 10. Наглядные формы представления информации

Информатика. 5 класса. Босова Л.Л. Оглавление

Ключевые слова:

«Лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать», — гласит народная мудрость. Действительно, рисунки, схемы, чертежи и графики способны заменить нам долгие разъяснения.

Человек лучше понимает и запоминает ту информацию, которая представлена наглядно — с помощью рисунков, фотографий, схем, диаграмм.

И дети, и взрослые любят иллюстрированные книги, потому что рисунки позволяют очень быстро понять, о чём идёт речь. Так, чтобы понять, о чём написано в выделенном ниже фрагменте текста, вам потребуется приблизительно полминуты; чтобы воспринять смысл рисунка, будет достаточно нескольких секунд. Проверьте.

В современных супермаркетах каждый товар имеет на упаковке штрих-код — метку, состоящую из чёрных линий. Для чтения штрих-кодов применяют специальные штрих-сканеры. С их помощью в компьютер вводят данные о стоимости покупки.

Для того чтобы показать, как устроены окружающие нас объекты (предметы, процессы, явления) и как они связаны друг с другом, используют схемы.

Ученики 5 класса знают схематичное изображение приставки, корня, суффикса и окончания слова. Поэтому вы сразу поймёте, о чём идёт речь, если учитель русского языка попросит подобрать слова, соответствующие следующей схеме: .

От текста к рисунку, от рисунка к схеме

Переход от одной формы представления информации к другой часто помогает решать трудные задачи.

Внимательно прочитайте текст — условие задачи.

Задача. По одноколейной железной дороге идут навстречу друг ДРУГУ 2 товарных поезда. В каждом из них по 8 вагонов. На станции, где они встретились, от главного пути отходит боковая ветка (тупик), которая может вместить только 4 вагона и тепловоз. Как должны действовать машинисты, чтобы составы смогли разъехаться и продолжить путь в нужных направлениях?

Решение. Чтобы вы могли лучше понять условие задачи, художник представил её содержание наглядно, в виде рисунка (рис. 27).

Рис. 27

Теперь вы хорошо представили условие задачи, и рисунок вам больше не нужен. Наоборот, на этапе решения рисунок будет вам мешать, так как он содержит много лишних, отвлекающих ваше внимание деталей. Для того чтобы, сохранив наглядность, избавиться от второстепенных деталей, перейдём к схеме. На ней тепловоз будем изображать с помощью стрелки, указывающей направление движения.

Схематически решение задачи можно изобразить так (рис. 28).

Рис. 28

Внимательно рассмотрите схему. Проговорите словами все этапы маневрирования составами.

Диаграммы

Для наглядного представления разных числовых данных используют диаграммы.

Рассмотрим следующий пример. Средние продолжительности жизни слона, крокодила, верблюда, лошади и шимпанзе равны 60, 40, 30, 25 и 60 годам соответственно. Представим эти данные на линейной диаграмме. Возьмём для изображения одного года жизни отрезок длиной 1 миллиметр. С помощью линейки начертим 5 горизонтальных отрезков, длины которых будут равны 60, 40, 30, 25 и 60 миллиметрам соответственно (рис. 29).

Рис. 29

Вместо отрезков можно нарисовать прямоугольники, у которых одинаковые длины основания, а высоты соответствуют числам 60, 40, 30, 25 и 60. Получим более наглядную столбчатую диаграмму (рис. 30).

Рис. 30

Рисунки животных рядом с диаграммами наверняка будут способствовать тому, чтобы полученные сведения остались в вашей памяти надолго.

Самое главное

Наглядные формы представления информации — это рисунки, схемы, диаграммы и т. д.

Иллюстрации помогают читателю очень быстро понять, о чём идёт речь, и создать в его представлении определённые образы.

Для того чтобы показать, как устроены окружающие нас объекты (предметы, процессы, явления) и как они связаны друг с другом, используют схемы.

Для наглядного представления разных числовых данных используют диаграммы.

Вопросы и задания

Дополнительную информацию для ответа на этот вопрос вы сможете найти в презентации «Наглядные формы представления информации», входящей в состав электронного приложения к учебнику.

Источник

Информатика

Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов

Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы

План урока:

Переход от одной формы представления к другой (что лучше понимает и запоминает человек?)

В первоначальном варианте термин «информатика» не ассоциировался с теми или иными техническими средствами. И только с развитием ЭВМ он превратился в аналог понятия «computer science», то есть науки об использовании для обработки и представления информации компьютеров. Однако разделение это носит условный характер, так как все задачи, решаемые в информатике вообще, могут быть совершенно аналогично решены при помощи вычислительной техники. Понимание этого пришло с развитием мощных средств отображения данных на цветных мониторах, принтерах и прочих подобных устройствах. Чтобы убедиться в этом посмотрите эти простые рисунки:

Простая гистограмма (столбчатая диаграмма) распределения холестерина.

Диаграмма рассеяния «рост-вес», полученная на основе статистического анализа данных параметров.

График концентрации неорганического фосфора.

Как видим, даже на начальном этапе развития вычислительной техники формы представления информации существенно разнились друг от друга. Уже с помощью средств примитивной печати можно было добиться очень убедительной и наглядной интерпретации больших массивов чисел. В то время в ходу были так называемые алфавитно-цифровые мониторы, не приспособленные к отображению графики, а также простейшие матричные принтеры. Но даже они позволяли визуализировать график зависимости одной величины от другой и создавать различные виды чертежей.

У описанной технологии наглядного представления информации было три существенных недостатка:

• Плохое качество изображения.
• Необходимость вручную программировать каждый рисунок или диаграмму.
• Отсутствие единого подхода и стандартов в области представления данных.

Преодолеть эти недостатки удалось сравнительно быстро. Первый из них был устранен входе усовершенствования мониторов и принтеров, а именно в результате появления устройств, способных к отображению цвета в высоком разрешении. От второго и третьего избавились, разработав мощные математические пакеты универсального назначения. Наверняка вы уже знакомы с одним из таких инструментов – это табличный процессор Excel.

Выше мы привели конкретные примеры представления информации: в виде графика функции, в виде столбчатой диаграммы и в виде некоего рисунка «набитого» на бумаге при помощи букв и цифр. Сколько существует способов представления вообще? Давайте посчитаем:

• Представление данных в виде текста.
• Представление в форме чертежа (например, чертежа дома).
• Представление в формате произвольного изображения (фото объектов, картинки и так далее).
• Табличное представление информации.
• Диаграммы разных видов.
• Схемы, составленные по определенным правилам (обычно из стандартных элементов).
• Графики функций.

Каждая из разновидностей представления имеет большую или меньшую степень наглядности и каждая находит себе применение. Текст нельзя заменить на рисунок, хотя сегодня и текст стал более наглядным, чем раньше. Отдельные его блоки могут быть выделены разным цветом, по-разному отформатированы абзацы и параграфы, строка может быть превращена в гиперссылку, ведущую к другому документу, в текст могут быть вставлены рисунки.

Без чертежей не обойдешься в инженерной сфере. В этой области деятельности чертеж был и остается не просто приемлемым и общепринятым способом демонстрации объектов, но и несет в себе массу полезной информации о размерах, характеристиках материалов (вспомните об обозначениях на чертежах). Чертеж, как и прочие графические формы — есть частный случай произвольного изображения. Произвольное изображение (картинка) дает хотя и весьма общее, но очень наглядное представление об изображенном предмете. Рисунок как вид информации имеет длинную историю еще с древних времен, когда первобытные люди передавали с его помощью сведения другим людям (а чаще всего божествам).

Таблицы также претерпели изменения со временем. Если раньше таблица была просто статическим, специально отформатированным текстом, то нынче это, по сути, графический объект, с элементами динамики. Столбцы и строки могут менять свой размер, содержать не только числа и текст, но и картинки. Ячейки таблиц имеют разный цвет и шрифт. Понятно, что речь идет об общей тенденции взаимопроникновения разных форм представления информации.

Диаграммы бывают разных видов: столбчатые, круговые и линейные. Диаграмма позволяет быстро, не отвлекаясь на самостоятельный анализ большого объема чисел, получить впечатление об их сравнительной величине. Отсюда следует, что числа, на основе которых строится диаграмма, не могут быть произвольной природы. Иначе диаграмма теряет всякий смысл. Эти числа должны быть выражены в одной и той же единице измерения и относится к одному предмету изучения.

Схема во многих отношениях напоминает чертеж. Она обычно составлена по определенным правилам (такова например, блок-схема в программировании), но отображает, как правило, не объекты, а процессы. Отображение последовательности действий в виде схемы – это лучший способ сделать алгоритм понятным. Не обязательно составлять схему по четким правилам, простые схемы можно составлять и «на коленке». К схеме обычно прилагают описание схемы в текстовом виде – ее назначение и какие-то ее особенности (например, перечень задействованных в ней обозначений).

Наконец, графики функций — наглядная форма информации, знакомая нам по урокам математики. Наглядность информации в них обеспечивается благодаря тому, что мы можем непосредственно проследить характер зависимости одной величины от другой (или сразу от нескольких).

Большинство описанных форм можно рассматривать как рисунок содержащий информацию. То есть отображающий некие исходные данные в доступном и легко воспринимаемом виде. Иногда по определенным правилам, а иногда без них. Итак, машинная графика – это вид информации,воспринимаемый зрением и несущий некие полезные сведения об исходных данных. В 99% случаев — источник информации рисунок. Так происходит потому, что зрение – основной способ контакта человека с внешним миром. На него приходится что-то около 70% от общего объема восприятия.

Важно понять следующее: что одни и те же данные (например, набор чисел) могут быть представлены совершенно по-разному. Эти числа могут быть перечислены в тексте. Могут быть занесены в таблицу. На их основе можно построить график или диаграмму. Та же числовая информация может быть представлена в чертеже. А при желании их можно превратить в цветное изображение или наглядную модель некоего процесса, в форме схемы. Об этом мы поговорим чуть дальше.

Что такое условие задачи, ее схематическое решение и ее математическая запись

Теперь вы готовы к тому, чтобы применить полученные теоретические знания на практике. Но сначала мы опишем общую схему решения всех задач визуализации данных. Выглядит она так:

• На первом этапе осуществляется формулировка задачи.
• На втором описывается схематическое решение задачи.
• На третьем схематическое решение переводится в математическую запись.
• На четвертом в полученные формулы подставляются исходные данные и вычисляются результаты.
• На пятом выбирается форма наглядного представления.
• И лишь на шестом это наглядное представление визуализируется при помощи того или иного инструмента.

Понятно, что условие задачи – итог ее правильной формулировки. Оно может содержать различное количество подробностей. Например, краткое условие задачи включает минимум таких подробностей. Минимум, необходимый для перевода этого условия на язык математических формул. Условие задачи опирается на модель объекта или процесса, модель – это такое описание объекта или процесса, в котором отбрасываются несущественные подробности. К примеру, при построении траектории полета снаряда мы можем учитывать, или не учитывать сопротивление воздуха, наличие ветра или изменение силы тяжести с высотой. Но есть некоторый минимум исходных данных, без которого решить задачу нельзя вовсе. Нам обязательно понадобится величина угла наклона пушки к горизонту и скорость, с которой снаряд вылетает из жерла.

Итак, краткая формулировка задачи расчета траектории снаряда будет выглядеть так: найти высоту снаряда над землей в каждый момент времени, зная угол наклона и начальную скорость полета. Если вы не изучали соответствующий раздел физики, то поверьте нам на слово в том, что формула для высоты снаряда выглядит так:

где v₀ – начальная скорость снаряда, α – угол наклона пушки, t–время, а g – ускорение свободного падения. Пусть вас не пугают эти термины и запись «sin» — это всего лишь синус угла α (обозначаемый «sinα»). У каждого угла есть синус и его можно отыскать в специальной таблице. Все остальное в этой формуле простые арифметические действия умножения, возведения в квадрат и вычитания. Хотя запись математических выражений может содержать в себе и совсем непонятные знаки и символы. Чем больше таких символов вы знаете и понимаете – тем больше подобных задач способны решить.

Итак, используя условие задачи и зная как записать условие задачи (сначала в виде текста, а потом и в виде формулы), мы подготовили почву для вычисления траектории. Как это можно проделать? Можно просто подставить v₀ и α в нашу формулу, а, затем, подставляя в нее же различные значения времени (t) получить различные высоты траектории в эти моменты времени. Например, высоту через полсекунды после вылета, через секунду после вылета и так далее. Затем вычисленные высоты свести в таблицу или нанести на график. А можно поступить иначе – поручить расчет высот и печать таблицы (графика) машине. Например, написать такую программу на Бейсике:

Программа на smallbasic.

Которая напечатает нам таблицу высот в различные моменты времени (это будет длинная таблица, мы покажем лишь ее кусок):

Итог работы программы на Бейсике.

При расчете мы положили, что пушка наклонена под углом 45 градусов к горизонту, а снаряд вылетает со скоростью 100 м/c. Языка математической записи довольно просто трансформировался в простую программу, из результата которой мы извлекли массу полезных сведений. Например, мы узнали, что полет снаряда занял 14.44 секунды. Также мы можем определить максимальную высоту снаряда, просто разглядывая выведенную программой таблицу. Подставляя в программу иные начальные данные мы получим другие результаты, не затратив никаких усилий.

Трудно ли нанести полученные точки на график и нарисовать траекторию? Конечно, нет, и это тоже можно поручить машине! Имейте в виду, что запись математических формул должна быть полной и точной. Не содержать в себе никакой двусмысленности и отвечать условию поставленной задачи. Машина думать не умеет (думаем за нее мы), и если мы подсунем ей неправильные формулы, то и посчитает она, бог знает что. Математические записи всегда прилагают к схеме решения задачи, чтобы было понятно, откуда они взялись.

Представление числовых данных на диаграммах(линейная диаграмма, столбчатая диаграмма и другие)

Диаграммы лучше всего строить в Excel. Этот инструмент как будто специально создан для построения диаграммы. Рисунок ниже даст представление о том, какие диаграммы можно построить в Excel-e (линейна я диаграмма, круговая диаграмма, столбчатая диаграмма и другие):

Подсказка к типам диаграмм Excel.

На любой диаграмме представлены некоторые числовые данные (не числовые типы данных в них не используются). Перед построением диаграммы нужно найти числовые данные любым способом (например, так, как мы искали высоты снаряда), и произвести обработку числовых данных, чтобы на их основе составить диаграмму. Это можно сделать или в самой программе Excel,или заранее. А затем выбрать нужный тип представления и автоматически сформировать диаграмму. Например, линейную диаграмму Excel, наподобие графика функции.

Итак, на диаграмме показано представление числовых данных в удобной для восприятия форме.

Источник