Undervisningsopplegg

Økt 3: Kva er koden?

kodelås

I denne økta snakkar de først om basestasjonane som elevane har sett ute og går djupare inn i kva dekning betyr. Elevane får vidare eit innblikk i korleis vi kan sende informasjon ved hjelp av binære kodar. Dei skal få erfaring med å sende ord med binær kode med og utan kryptering.

Læringsmål

Elevane skal kunne

  • bruke ein enkel binær kode og lage ein enkel krypteringsnøkkel

Tidsbruk

3A. Trådlaus kommunikasjon  10–15 minutt
3B. Send ord med binær kode  30–45 minutt
3C. Krypter koden  20–30 minutt
TOTALT  60–90 minutt
Naturfaglig språk

Fagspesifikke begrep

  • adresse
    unik identifikasjonsopplysning for ein geografisk stad eller ein eining
  • basestasjon
    sendar- og mottakarstasjon i mobilnettet
  • binære tal
    tal i totalssystemet som blir uttrykt med symbola 0 og 1
  • binær kode
    informasjon omsett til teikna 0 og 1 som datamaskinar kan lagre og overføre
  • dekning
    geografisk rekkevidde av eit trådlaust nett
    For eksempel mobilnett eller wifi.
  • funksjon
    kva noko gjer, eller kva det brukast til
  • grensesnitt
    kopling mellom to delar av eit kommunikasjonssystem
  • informasjon
    opplysningar som blir sende mellom delane i eit kommunikasjonssystem
  • internett
    globalt elektronisk kommunikasjonssystem som du kan koble deg til trådlaust eller med kabel
  • kryptering
    omforming av data slik at informasjonen dei inneheld ikkje kan lesast av uvedkommande
  • mottakar
    endepunkt for ei informasjonsoverføring
  • sampling
    avlesing av et signals nivå ved faste tidsintervaller og omforming av nivået til en digital tallverdi
  • sendar
    startpunkt for ei informasjonsoverføring
  • system
    noko som består av fleire delar som verkar saman

Forskerspirebegrep

  • kravspesifikasjon
    skildring av eigenskapar og funksjonar som eit produkt skal ha
  • modell
    forenkla framstilling, for eksempel ein gjenstand eller ein figur, som hjelper oss å forstå noko
Forsøk og praktisk arbeid

Førebuing og utstyr

1. Gjer deg kjent med læringsmåla (sjå førre side) og omgrepa som er sentrale i denne økta (markert med utheva skrift).

2. Gjer deg kjent med / tilpass PowerPoint-presentasjonen dersom du vil bruke han.

3. Skriv ut elevark til kvar elev.

4. Lag to lappar der du skriv 1 på den eine og 2 på den andre. 

Forsøk og praktisk arbeid

3A. Trådlaus kommunikasjon

Oppfrisking frå forrige økt. Hugsar de kva vi snakka om i forrige økt? Gi elevane litt tid til å tenke sjølve og la så nokre få svare. [funksjonen til internett, ruter, server, flytskjema, dekning, adresse, basestasjon]

Ark 1 i PowerPoint. Sei: I forrige økt snakka vi blant anna om korleis mobiltelefonar kommuniserer via basestasjonar.

Ark 2 i PowerPoint. Spør: De brukte finnsenderen.no til å finne basestasjonar i nærleiken. Var det nokon som fann dei og fikk teke bilde?

La elevane få vise bilda dei har teke.

Ark 3 i PowerPoint. Repeter kva dekning er. Denne gangen er det basestasjonen som sender bølger som må treffe telefonen. Sei: På engelsk heiter basestasjon «cell tower». Kan de tenke dykk kvifor dei bruker ordet «cell»? [basestasjonen har ei avgrensa rekkevidde utover i landskapet som vi kan teikne som ei celle, slik som fengselscelle, blodcelle osv. er avgrensa rom ...] Sei: På grunn av denne cella, kallar dei mobiltelefon for «cell phone».

Spør: Kor lang rekkevidde trur de wifi har? Bruk tenk-par-del  Be elevane slå opp i elevheftet på side 6: Fire kategoriar av trådlaus kommunikasjon. Be dei to og to prøve å fylle ut rekkevidde og eksempel på bruk. Dei kan gjerne bruke internett for å leite etter svar. Fordel da kategoriane slik at kvart elevpar berre leiter etter svar på ein av kategoriane. 

Fagleg bakgrunn

 

Ark 4 i PowerPoint. Gå gjennom dei fire kategoriane trådlaus kommunikasjon vi har:

  • direkte kommunikasjon (bluetooth, NFC (Near Field Communication))
  • småcelle (wifi)
  • storcelle (4G)
  • satellitt

Eksempel på bruk: 

  • NFC: mobilbetaling
  • bluetooth: kople hodetelefon til telefon
  • wifi: kople telefon til internett heime
  • 4G: tilgang til internett på gata
  • satellitt: tilgang til internett frå ein fiskebåt

Be elevane notere ned på elevarket det dei manglar og sei at dette arket blir eit verktøy når dei skal jobbe med oppdraget.

Ark 5 i PowerPoint. Be elevane notere nøkkelsetning om korleis vi får kontakt med internett.

Du kan kople deg til internett trådlaust dersom du har dekning eller med kabel.



Forsøk og praktisk arbeid

3B. Send ord med binær kode

Sei: Nå har vi snakka om kva dekning er og at det er fire ulike kategoriar for trådlaus kommunikasjon. Men korleis blir informasjon send frå telefon til telefon? Vi kan sende bilde, tekst, tal, lyd eller video, men det er ikkje sjølve bildet eller teksten som blir send trådlaust. Informasjonen må bli omsett til ein binær kode før han kan bli send trådlaust eller i kabel eller bli lagra på ein datamaskin. Informasjon frå det smarte plagget må også kunne bli omsett til binær kode for at plagget skal kunne kommunisere med internett. 

Ark 6 i PowerPoint. Sei: All informasjon som datamaskinar handterer er bygd opp av to tal, 0 og 1. Vi kan ikkje overføre papir i ledningar eller trådlaust. Men vi har funne måtar å overføre 0-ere og 1-ere på.

Ark 7 i PowerPoint. Del ut elevarka med ASCII-kodeark til kvar elev. Dei skal ha side A oppe og ha blyant/penn klar.

Hald eit talkort med 0 i den eine handa og eit med éin i den andre. Send eit ord på fire bokstavar som elevane skal avkode ved å løfte talkorta, f.eks. HAV:

01001000 01000001 01010110

Elevane skal notere fortløpande i skjemaet. Deretter skal dei avkode talstrengen til bokstavar ved å bruke ASCII-tabellen.

Be kvart elevpar lage to lappar med 0 og 1 slik du sjølv har gjort. Kvar elevpar skal så sende eit ord til kvarandre. 

Fagleg bakgrunn

 

Sei: No har vi sendt eit ord, som alle dei med ein tabell med ASCII-koden kan lese. Kva er fordelar og ulemper med det? [alle får tilgang, ikkje hemmeleg] Kor brukar vi ein slik måte å sende informasjon på? [radio, TV]

Spør: Kjenner de til andre kodar vi bruker eller har brukt for å sende informasjon? [Vardebrenning, morse, noter, bokstaver, QR-kode...]

Sei: I digitale system snakkar vi ofte om bit. Er det nokon som veit kva det betyr? [grunnleggende enhet for digital informasjon, har én av to mulige verdier; 0 eller 1]

Ark 8 i PowerPoint.  Sei: Den binære koden vi sende nå hadde kanskje ein fart på 1 bit i sekundet.

Ark 9 i PowerPoint.  Sei: I dag er det mange som har 100 Mbit/s hjemme. Det er 100 000 000 bits i sekundet. 

Fagleg bakgrunn

 

Ark 10 i PowerPoint.  Repeter raskt oppdraget.

Ark 11 i PowerPoint.  Fortel elevane dei snart skal få nokre minutt til å tenke vidare på plagget sitt. Men først skal dei få nokre fleire innspel.

Ark 12 i PowerPoint. Sei: Hugsar de vi snakka om dei fire kategoriane trådlaus kommunikasjon tidlegare i økta? Kva kommunikasjon treng plagget dykkar? Skal det ha tilgang på internett? Er det noko de må ta hensyn til?

Ark 13 i PowerPoint. Sei: Skal det f.eks. ha satelittkommunikasjon krev det meir energi, altså større batteri.

Ark 14 i PowerPoint. Vis innslaget frå Schrödingers katt. Det er innslag 5, frå 18m29s til 22m59s.

Ark 15 i PowerPoint.  Gi elevane fem minutt til å diskutere idear.

 

Forsøk og praktisk arbeid

3C. Krypter koden

Ark 16 i PowerPoint. Sei: I filmen såg vi at eit elektronisk plagg blei brukt for å behandle sykdomsplager. Helseopplysningar er sensitiv informasjon som ikkje framande skal kunne få tak i. Og kva om nokre framande tok over og styrte behandlinga?

Ark 17 i PowerPoint. Sei: Slik informasjon må derfor bli kryptert. Nå skal vi prøve oss på litt kryptering.

Be elevane ha side B på elevarket oppe og ha blyant/penn klar.

Hald eit talkort med 0 i den eine handa og eit med 1 i den andre. Send eit ord på fire bokstavar der to og to tal i ASCII-koden byttar plass. Elevane skal først notere ned bokstavane du sender ved å løfte talkorta, f.eks. LUS:

10001100 10101010 10100011

Når elevane har notert den krypterte meldinga i skjemaet, kan du be dei raskt sjekke om dei ser kva som er sendt. Sei: Om de hadde fått meir tid er det kanskje nokon som hadde funne ut av krypteringa, men no skal de få sjå krypteringsnøkkelen slik at de kan dekryptere.

Ark 18 i PowerPoint. Vis krypteringsnøkkelen og be elevene dekryptere og deretter finne ut kva for ord du sende.

Etterpå ber du kvart elevpar om å lage sin eigen krypteringsnøkkel. Dei skal så kryptere eit ord som dei skal sende til eit annet elevpar. Nøkkelen skal dei gi til det andre paret som skal bruke han til å dekryptere ord elevparet sendte.

Ark 19 i PowerPoint. Be elevane notere omgrepa binær kode og kryptere på omgrepsarket.

binær kode: informasjon omsett til teikna 0 og 1 som datamaskinar kan lagre og overføre

kryptere: forme om data på ein avtalt måte slik at informasjonen ikkje kan bli lest av uvedkomande