資源簡介

(共32張PPT)
活動2
設計編碼方案
（黔科版）四年級
01
教學目標
02
課堂導入
03
學習目標
04
明確編碼需求
05
設計編碼規(guī)則
06
評價與優(yōu)化編碼方案
07
拓展延伸
08
課堂小結(jié)
09
板書設計
01
教學目標
1、信息意識：能夠了解編碼的多樣性及其來源的可靠性。能夠評估編碼的準確性和可信度。
2、計算思維：能夠?qū)W會將編碼過程中復雜問題分解為可管理的小部分，掌握基本的編碼技巧。
3、數(shù)字化學習與創(chuàng)新：能夠能夠設計和實現(xiàn)小型編碼項目或生活中的實際運用，可以通過編碼解決實際問題。
4、信息社會責任：能夠理解信息技術(shù)對社會的潛在影響，包括積極和消極的方面。
金秋九月，學校即將召開秋季運動會(圖2-2-1)。學校面向全體同學征集運動員號碼的編碼方案，你能提出自己的方案嗎
04
課堂導入
圖2-2-1
04
課堂導入
你將學到
★如何根據(jù)需求設計編碼方案
★編碼長度與所包含信息量之間有什么關(guān)系
★好的編碼應具備哪些特點
1.明確編碼需求
2.設計編碼規(guī)則
活動向?qū)?br/>3.評價與優(yōu)化編碼方案
知識拓展
04
課堂導入
05
明確編碼需求
設計編碼方案的第一步是明確編碼需求。假定某小學有6個年級，每個年級有8個班，每個班大約有20個學生參加比賽。
運動會中，以下幾個方面涉及編碼的使用:
05
明確編碼需求
① 運動員要根據(jù)年級劃分參賽組。
②)運動會結(jié)束后，要以班級為單位統(tǒng)計獲獎人數(shù)。
③ 運動員要有全校唯一的標識，便于賽前檢錄和成績記錄。
05
明確編碼需求
想一想
還可以提出哪些編碼需求
一、項目編排法：使用百位和千位上的數(shù)字代表運動員所參加的項目類別。
二、年級班級編排法：通過萬位和十萬位上的數(shù)字快速識別運動員的年級和班級。
三、六位數(shù)字編排法：結(jié)合上述方法，使用六位數(shù)字全面標識運動員的信息，如性別、參賽人數(shù)、項目類別及年級班級
05
明確編碼需求
知識拓展
如何根據(jù)需求設計編碼方案
一、識別目標:確定編碼的主要目的是什么？是為了管理數(shù)據(jù)、提高效率、增強安全性還是其他？
二、了解用戶和應用場景:誰是主要用戶？他們的技術(shù)水平如何？
編碼將用于哪些具體場景（例如，運動會中的運動員編號、賽事管理等）？
三、收集需求細節(jié):需要編碼的具體內(nèi)容有哪些？（例如，運動員信息、比賽項目、成績等）
06
設計編碼規(guī)則
根據(jù)需求，編碼應能表示運動員的年級、班級，為了形成唯一標識，還要給定每個人在班級內(nèi)的序號。圖2-2-2是一種簡單的編碼形式。
圖2-2-2
06
設計編碼規(guī)則
想一想
運動員編碼的三個部分一定要按圖 2-2-2的順序排列嗎 你認為怎樣的順序最直觀、易懂!
是的，圖示是比較完美的編碼形式。
1、年級編碼用于標識運動員所在的年級。這有助于快速識別運動員的年齡段，便于組織和管理。
2、班級編碼用于標識運動員所在的班級。這有助于進一步細分運動員的歸屬，便于班級之間的比較和競爭。
3、班內(nèi)序號用于標識運動員在班級中的順序。這有助于區(qū)分同班同學中的不同個體，便于管理和識別。
06
設計編碼規(guī)則
針對每一部分，需要確定編碼所用的符號，并規(guī)定符號與信息的對應關(guān)系。下列方案使用的是比較直觀的數(shù)字編碼：
①學校有6個年級，使用數(shù)字 1~6對應一年級到六年級。
②每個年級有8個班，使用數(shù)字 1~8 對應一班到八班，
③ 每班約 20 人參賽，班內(nèi)序號用兩位數(shù)字 00~99 表示。
06
設計編碼規(guī)則
根據(jù)上述方案，圖 2-2-3 所示的編碼表示四年級一班班內(nèi)序號為5 的運動員。
圖 2-2-3
06
設計編碼規(guī)則
編碼長度與信息量
編碼位數(shù)越多，可以表示的信息量就越大。1位數(shù)字( 0~9)能表示 10種可能性,2位數(shù)字(00~99)能表示100種可能性。為方便管理，編碼在使用過程中一般不能改變位數(shù)(例如，表示 100種可能時，用00，01，02，…，99，而不用0，1，2.…，99)。設計編碼方案時，既要充分滿足信息量的需求又要避免編碼冗長、不便使用。
科學園地
06
設計編碼規(guī)則
1、如果需要通過編碼區(qū)分男女運動員，試修改上述編碼規(guī)則，并畫出運動員編碼示意圖。
規(guī)則修改如下，在上面的條件下后面再加一位數(shù)字
1：表示男生 0：表示女生
示意圖如下：
做一做
06
設計編碼規(guī)則
2、針對同樣的需求，可以有很多種不同的編碼方案。嘗試使用與上文不同的符號和編碼規(guī)則，畫出自己的運動員編碼示意圖，
可以把性別區(qū)分放在最前面
示意圖如下：
做一做
06
設計編碼規(guī)則
知識拓展
編碼長度與所包含信息量之間有什么關(guān)系
一、基本定義：編碼長度是指用來表示一段信息所需要的最短編碼長度。在信息科技領域中，編碼長度與信息量是息息相關(guān)的。
二、實際應用：例如，某城市的15路公交車，如果要區(qū)分是否有空調(diào)，需要增加一位編碼，如15（普通15路）與K15（空調(diào)15路）。第一代身份證號碼編碼長度是15位，第二代是18位，編碼長度的增加避免了公民身份的混淆。
07
評價與優(yōu)化編碼方案
初步完成編碼方案設計后，要進行評價，分析該方案是否需要改進。例如，上文中的運動員編碼僅能滿足當前需求，沒有考慮學校未來的發(fā)展，缺乏擴展性。表2-2-1針對這一問題提出了優(yōu)化方案。
編碼的缺點 可能導致的問題 優(yōu)化方案
缺乏擴展性 若學校的招生數(shù)每個年量增加，級的班級數(shù)量超過10個，則1位數(shù)字的班級編碼無法應對這種情況。 方案1:將班級編碼改為2位數(shù)字。
方案2:若班級數(shù)量不超過26個可以將班級編碼改為1位英文字母的編碼(A~Z)。
07
評價與優(yōu)化編碼方案
1、小組內(nèi)討論好的編碼方案應具備怎樣的特點，在下列說法的基礎上提出自己的見解。針對自己設計的運動員編碼，提出改進方案。
編碼是否清晰直觀、不易混淆
編碼是否可以唯一標識人或物
編碼長度是否合理
做一做
不易混淆
可以標識唯一人物
長度不長很合理
修改：
1、把性別提前，這樣的修改有助于更好的區(qū)分性別，保證比賽的公平性。
07
評價與優(yōu)化編碼方案
2、如果要為市級小學生運動會設計運動員編碼，編碼需求有何改變 編碼規(guī)則該如何設計 試著完成表2-2-2。
做一做
編碼需求 編碼規(guī)則
表2-2-2
應該在編碼的最前面添加學生所在學校的編碼
修改之后的編碼應該為：學生所在學校編碼 → 性別 → 年級 → 班級 → 班內(nèi)序號
07
評價與優(yōu)化編碼方案
莫爾斯碼在早期無線電通信領域的地位舉足輕重，它由點(·)和劃(-)兩種符號組成，能夠通過點和劃的不同排列來表示不同的英文字母、數(shù)字和標點符號。莫爾斯碼簡單清晰，使用方便，是編碼規(guī)則設計的典范(圖2-2-4)。
你知道嗎？
圖2-2-4
07
評價與優(yōu)化編碼方案
為了安全、隱秘地傳遞情報，情報人員會對情報進行加密處理，加密的過程其實就是編碼。例如，事先選定一本書作為密碼本，用某個字在這本書中的位置(第幾頁第幾行、第幾個字)來表示這個字。
以小組為單位，設計一個情報傳遞方案，畫一畫編碼規(guī)則。
挑戰(zhàn)時刻
07
評價與優(yōu)化編碼方案
知識拓展
好的編碼應具備哪些特點
一、唯一性：每個編碼必須是唯一標識，不能有重復。這是編碼的基本要求，確保每個實體或?qū)ο竽軌虮粶蚀_無誤地識別和區(qū)分。例如，身份證號碼就是每個人唯一的標識符，避免了身份混淆的問題。
二、穩(wěn)定性：編碼一旦確定，應盡量保持不變，避免頻繁更改。穩(wěn)定的編碼有助于維護數(shù)據(jù)的一致性和連續(xù)性，減少因編碼變更引起的混亂和錯誤。例如，產(chǎn)品型號在確定后通常不會隨意更改，以保持市場和供應鏈的穩(wěn)定。
07
拓展延伸
1、莫爾斯密碼由來
07
拓展延伸
2、莫爾斯密碼常用于哪些場景？
(1)軍事通信:
應用場景: 在戰(zhàn)場上，士兵們使用摩斯密碼來傳遞情報、命令和其他關(guān)鍵信息，以避免被敵方截獲。
（2）無線電通信:
實際應用: 業(yè)余無線電愛好者（HAM）經(jīng)常使用摩斯密碼進行遠距離通信和緊急情況下的信息傳遞。
07
拓展延伸
3、生活中編碼給我們帶來哪些優(yōu)勢？
(1)提高效率:
自動化處理: 編碼使得許多日常任務可以通過計算機程序自動完成，從而節(jié)省了大量的人力和時間。
快速傳輸: 通過編碼技術(shù)，如壓縮算法，可以加快數(shù)據(jù)的傳輸速度，提高整體效率。
（2）安全性增強:數(shù)據(jù)保護: 編碼技術(shù)是現(xiàn)代加密方法的基礎，能夠保護個人隱私和敏感信息不被未經(jīng)授權(quán)的人訪問。
07
拓展延伸
4、我們?nèi)绾胃玫厥褂蒙钪械木幋a？
(1）學習基礎知識:
掌握原理: 了解基本的編碼原理和技術(shù)是更好地使用它們的前提。
實踐應用: 通過實際操作來加深對編碼技術(shù)的理解和應用能力。
（2）關(guān)注安全:
保護隱私:
在使用編碼技術(shù)時，要特別注意保護自己的隱私和個人信息的安全。
防范風險: 了解潛在的安全風險，并采取相應的措施來防范。
選擇合適的工具: 根據(jù)具體需求選擇合適的編碼工具和軟件。
08
課堂小結(jié)
《設計編碼方案》課程小結(jié)： 本課程中，我們不僅提升了對編碼方案設計的理解，還增強了我們作為編碼世界建設者的責任感。我們期待看到他們將今天的學習成果轉(zhuǎn)化為實際行動，創(chuàng)造出有意義的數(shù)字產(chǎn)品和解決方案。我們還體驗了如何將復雜問題簡化，并通過編碼來解決這些問題。我們深入探討了如何設計有效的編碼方案。
09
板書設計
設計編碼方案
一、 明確編碼需求
二、設計編碼規(guī)則
三、評價與優(yōu)化編碼方案
課后作業(yè)
1、在生活中尋找可以用于編碼的案例，在父母的幫助下完成對于這個事物的編碼，最后在班級分享自己的編碼。
https：//www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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