Выбранный для просмотра документ s_pismo.doc
Скачать материал "Интегрированный урок (Информатика и ИКТ + Физика). «Логические основы компьютера» 10 класс"
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ vorobeva_yrok.doc
Тема: «Логические основы компьютера».
Предмет: Информатика и ИКТ + Физика
Класс: 10 класс
Литература:
1. Фиошин М.Е., Ресин А.А., Юнусов С.М. под ред. Кузнецова А.А. Информатика и ИКТ (профильный уровень): учебник для 10 11 классов М. Дрофа 2008
2. Угринович Н.Д. Учебник для 10 класса, «Профильный уровень.» 3-е изд. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010.
Ключевые слова: информатика, физика, презентация, компьютер, устройства, логика, схема.
Задачи урока:
1. Образовательная.
Знать:
· сформировать восприятие компьютера, как инструмента, работающего по законам логики;
· основные базовые элементы логических схем;
· функциональное назначения электронных логических схем;
· повторить логические функции;
· повторить упрощение логических выражений;
Уметь:
· составлять и упрощать логические схемы;
2. Воспитательная:
· формирование информационной культуры и потребности приобретения знаний;
3. Развивающая:
o связь между темами курса предмета (история развития ПК- логика);
o связь между предметами (информатика-физика);
o практическое применение теоретического материала;
o постановка новых вопросов.
Оборудование:
План урока:
|
№ п/п |
Этап урока |
Приемы и методы |
Время, мин |
|
1 |
Организационная часть |
· проверка подготовки учащихся к уроку; · проверка отсутствующих; · объявление темы, целей и хода урока. |
2 мин |
|
2 |
Основная часть |
· Актуализация знаний; · Объяснение нового материала; · Практическая часть; |
10 мин 20 мин 10 мин |
|
3 |
Заключительная часть |
· подведение итогов; · домашнее задание. |
3 мин |
Ход урока:
1. Организационная часть
2. Основная часть
2.1. Актуализация знаний.
· На одном из предыдущих уроков я просила вас ответить на вопрос нужно ли изучать раздел «Логика» в курсе информатике? Все ответили положительно. Прошу вас обосновать ответы.
Основная задача этого урока узнать, что компьютер функционирует по законам логики.
· Устный опрос (слайд №1):
Делаем вывод (слайд №2-№4):
В логике и компьютере общее 1 и 0.
1 – истинность высказывания в логике, наличие напряжение в компьютере.
0 – ложность высказывания в логике, отсутствие напряжения в компьютере.
Математический аппарат алгебры логики очень удобен для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера.
· Одни и те же устройства могут применяться для обработки логических переменных, и обработки информации в компьютере.
· На этапе конструирования аппаратных средств алгебра логики позволяет значительно упростить логические функции, описывающие функционирование схем компьютера.
2.2. Объяснение нового материала.
1. Назовите логические функции – конъюнкция, дизъюнкция, инверсия. Подготовьте таблицу в тетради. (Приложение 1)
2. Какие значения принимают эти функции при различных исходных данных?
· Конъюнкция (И) принимает истинное значение только при всех истинных исходных данных, запишем таблицу истинности (слайд 5).
Рассмотрим электрическую контактную схему №1, 
реализующую эту операцию, лампочка горит только в том случае если оба контакта (ключа) находятся в положении «включено». В физике такое соединение называют последовательным. Заполните таблицу.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ 1: Конъюнктор – электронная логическая схема, которая реализует логическую функцию конъюнкцию.
·
Дизъюнкция (ИЛИ) принимает истинное значение, когда истинно
хотя бы одно из исходных данных. Запишите таблицу истинности для дизъюнкции.
Рассмотрим электрическую контактную схему №2, 
реализующую эту операцию, лампочка не горит только в одном случае, когда оба контакта (ключа) находятся в положении «выключено». В физике такое соединение называют параллельным. Заполните таблицу.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ 2: Дизъюнктор – электронная логическая схема, реализующая логическую функцию дизъюнкцию.
·
Инверсия (НЕ) принимает противоположное значение исходному
выражению. Запишем таблицу истинности для инверсии. Рассмотрим электрическую
контактную схему №3, 
реализующую эту операцию, лампочка не горит, хотя контакт находиться в положении «выключено». В качестве переключателя используется автоматический ключ. Когда тока на нем нет, пластина замыкает контакты и лампочка горит. Если на ключ подать напряжение, то вследствие явления электромагнитной индукции пластина прижимается и цепь размыкается. Лампочка не горит. Заполните таблицу.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ 3: Инвертор – электронная логическая схема, которая реализует логическую функцию инверсию.
· Импликация (следование) выражается через дизъюнкцию и отрицание.
· Эквиваленция (равносильно) выражается через отрицание, дизъюнкцию и конъюнкцию.
Таким образом операций отрицания, дизъюнкции и конъюнкции достаточно чтобы описать и обработать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера.
3. Недостатками базовых контактных схем являлись их низкая надежность и низкое быстродействие, большие размеры и потребление энергии. Поэтому попытка использовать такие схемы в ЭВМ не оправдала себя. Появление вакуумных и полупроводниковых приборов позволило создавать логические элементы с быстродействием от 1 миллиона переключений в секунду. Именно такие электронные схемы нашли своё применение в качестве элементарной базы ЭВМ. Вся теория, изложенная для контактных схем, была перенесена на электронные схемы.
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ 4: Вентиль (базовые логические элементы) – элементы, реализующие базовые логические операции. Их названия и условные обозначения являются стандартными и используются при составлении и описании логических схем компьютера. Из вентилей составляют более сложные схемы.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ 5: Триггер – электронная схема, применяемая для запоминания одного разряда двоичного кода, и имеет два устойчивых состояния.
Поскольку один триггер может запомнить только один разряд
двоичного кода, то для запоминания байта нужно 8 триггеров, для запоминания
килобайта, соответственно, 8х2
=8192 триггеров.
Современные микросхемы памяти содержат миллионы триггеров.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ 6: Сумматор – это электронная логическая схема, выполняющая суммирование двоичных чисел.
· Из вентилей составляют более сложные схемы. Причем схему, выполняющую определенные функции можно построить из различных по сочетанию и количеству вентилей. Поэтому значение формального представления логической схемы чрезвычайно велико. Алгебра логики дала в руки конструкторов мощное средство разработки, анализа и совершенствования логических схем. В самом деле, гораздо проще, быстрее и дешевле изучать свойства и доказывать правильность работы схемы с помощью выражающей ее формулы, чем создавать реальное техническое устройство.
Логические схемы необходимо строить из минимального возможного количества элементов, что в свою очередь обеспечивает большую скорость работы и увеличивает надежность устройства.
2.3. Практическая часть.
Задача: Дана логическая схема. Упростите её, используя минимальное количество вентилей. Нарисуйте новую схему.
Решение:
1. 
Построим логическое выражение к схеме
2. Упростим его
 |
3. Построим упрощенную схему.
4. Предложить построить контактную схему.
3. Заключительная часть
3.1. Подведение итогов
· Устройства ПК работают по законам логики.
· Основные логические схемы – вентиль, регистр, сумматор.
· Законы человеческого мышления и принципы построения логических элементов компьютера в своей основе имеют традиционную двузначную логику.
Но конечно, законы человеческого мышления не всегда подчиняются двузначной логике, поэтому сейчас и рассматривается множество различных логик: многозначные, паранепротиворечивые, интуиционистские, конструктивистские и пр.
3.2. Домашнее задание
Построить логические выражения к схеме, упростить, нарисовать новые схемы.
Дополнительно (по желанию):
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ vorobieva_pril1.doc
Приложение 1
(таблица в тетради)
|
|
||||||||||||||||||
|
Функция |
Таблица истинности |
Схема |
||||||||||||||||
|
Контактная |
Логическая |
|||||||||||||||||
|
Конъюнкция |
|
|
|
|||||||||||||||
|
Дизъюнкция |
|
|
|
|||||||||||||||
|
Инверсия |
|
|
|
|||||||||||||||
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ vorobieva_pril2.ppt
Скачать материал "Интегрированный урок (Информатика и ИКТ + Физика). «Логические основы компьютера» 10 класс"
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
1 слайд
ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ КОМПЬЮТЕРА
Автор: Воробьева Анжелика Анатольевна
Должность: преподаватель математики и информатики
Категория: высшая
Образовательное учреждение: ГОУ СПО СПбХУ им. Н.К. Рериха (техникум)
г. Санкт-Петербург
E-mail: ang.vorobyeva@gmail.com
2 слайд
Что такое логика?
Какие значения могут принимать логические функции?
Основной системой счисления в компьютере является?
Все виды информации в компьютере кодируются с использованием каких двоичных кодов?
Чем в компьютере реализуются эти значения 0 и 1.
1 и 0
3 слайд
4 слайд
Вывод:
1.Основной системой счисления в компьютере является двоичная (1 и 0)
2.Значений логических переменных тоже два (1 и 0)
Математический аппарат алгебры логики удобен для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера.
1.Одни и те же устройства могут применяться для обработки
и логических переменных
и информации, представленной в двоичной системе счисления в компьютере.
2. На этапе конструирования аппаратных средств алгебра логики позволяет значительно упростить логические функции, описывающие функционирование схем компьютера.
5 слайд
А
В
А
В
А
А
А
В
В
В
А
В
&
Конъюнкция
Конъюнктор
&
А
В
6 слайд
А
В
В
В
В
В
А
А
А
А
А
В
V
Дизъюнкция
А
В
Дизъюнктор
1
А
В
7 слайд
А
А
А
Инверсия
А
А
Инвертор
А
А
А
8 слайд
9 слайд
Таким образом операций отрицания, дизъюнкции и конъюнкции достаточно чтобы описать и обработать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера.
10 слайд
Конъюнкция
Дизъюнкция
Инверсия
11 слайд
Алгоритм построения логических схем:
Определить число логических переменных.
Определить количество базовых логических операций и их порядок.
Изобразить для каждой логической операции соответствующий ей вентиль и соединить вентили в порядке выполнения логических операций.
12 слайд
Построить логическую схему соответствующую логическому выражению:
F=AvB&A
1
2
А
В
&
1
1
0
0
1
1
F=1v0&1=
1
13 слайд
Построить логическую схему соответствующую логическому выражению:
F=A&Bv(BvA)
1
2
3
4
А
В
1
&
1
1
0
F=1&0v(0v1)=
0
1
0
1
0
0
0
14 слайд
F=A v B & C, если А=1, В=1, С=1.
Задание 1.
Постройте логические схемы, соответствующие логическим выражениям и найдите значения логических выражений:
15 слайд
&
1
С
А
В
1
1
1
0
0
1
F=1v1&1=1
F=AvB&C, если А=1, В=1, С=1
F=AvB&C, если А=1, В=1, С=1
16 слайд
F=(AvB&C),если А=0, В=1, С=1.
17 слайд
F=(AvB&C),если А=0, В=1, С=1.
1
&
1
В
С
А
0
1
1
1
0
F=(0v1&1)=0
18 слайд
Составить логическое выражение по соответствующей логической схеме
F = (А&В v В&C)
&
&
1
А
В
С
&
1
C
А
В
= В & (A v C)
19 слайд
Задание:
Дана логическая схема. Упростите её, используя минимальное
количество вентилей. Нарисуйте новую схему.
20 слайд
Решение:
Построим логическое выражение к схеме
2. Упростим выражение
3. Нарисуем схему
21 слайд
Вентиль (базовый логический элемент) – элемент, реализующий базовую логическую операцию.
Триггер –электронная схема, применяемая для запоминания одного разряда двоичного кода, имеет два устойчивых состояния.
Сумматор – это электронная логическая схема, выполняющая суммирование двоичных чисел.
22 слайд
Триггер
(rigger-защелка, спусковой крючок) - это устройство, позволяющее запоминать, хранить и считывать информацию.
S (set) - установочный вход
R (reset) -вход сброса
Q – выход
для записи 1 бита подается сигнал на вход S=1 Q=1
для сброса данных и подготовки к приему нового бита, подается сигнал на вход сброса R =1 Q=0
подача 1 на R и S запрещена
23 слайд
Триггер
R
1
1
S
Q
0
0
0
1
1
1
1
24 слайд
Триггер
R
1
1
S
Q
0
1
1
1
0
0
25 слайд
Полусумматор
Схема выполняет сложение двоичных одноразрядных чисел и называется полусумматором, так как не учитывает перенос из младшего разряда в старший (выход Р).
26 слайд
Полусумматор
&
1
&
А
В
Р
S
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
1
0
0
0
0
Суммирование одноразрядных двоичных чисел без учета переноса из младшего разряда
27 слайд
27
Логическое выражение, по которому можно определить сумму S, записывается следующим образом:
S = (A v B) & ¬ (A&B)
A
B
&
&
V
¬
S
28 слайд
Сумматор — это логическая электронная схемa, выполняющая сложение двоичных чисел. Сумматор является главной частью процессора.
∑
A
A
P0
P
S
29 слайд
Законы человеческого мышления не всегда подчиняются двузначной логике, поэтому сейчас и рассматривается множество различных логик:
многозначные,
паранепротиворечивые,
интуиционистские,
конструктивистские.
?
30 слайд
Домашняя работа
Построить логические выражения к схеме, упростить, нарисовать новые схемы.
Дополнительно:
Логические схемы триггера и сумматора;
Сообщение на тему «Виды логики».
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Выбранный для просмотра документ ‚ ¦®!.txt
Скачать материал "Интегрированный урок (Информатика и ИКТ + Физика). «Логические основы компьютера» 10 класс"
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Задачи урока: 1. Образовательная. Знать:сформировать восприятие компьютера, как инструмента, работающего по законам логики; основные базовые элементы логических схем; функциональное назначения электронных логических схем; повторить логические функции; повторить упрощение логических выражений. Уметь:составлять и упрощать логические схемы; 2. Воспитательная: развивать чувство коллективизма, умение выслушивать ответы товарищей; формирование информационной культуры и потребности приобретения знаний; прививать интерес к предмету. 3. Развивающая:развитие логического мышления, памяти, внимательности; развитие познавательного интереса:связь между темами курса предмета (история развития ПК- логика); связь между предметами (информатика-физика); практическое применение теоретического материала; постановка новых вопросов. Оборудование: презентация к уроку; раздаточный материал; компьютер; проектор; электрические контактные схемы. План урока: Организационная часть 2 мин. проверка подготовки учащихся к уроку; проверка отсутствующих; объявление темы, целей и хода урока. Основная часть Актуализация знаний; 10 мин. Объяснение нового материала; 20 мин. Практическая часть; 10 мин Заключительная часть 3 мин. подведение итогов; домашнее задание. Ход урока: 1. Организационная часть. 2. Основная часть. 2.1. Актуализация знаний. На одном из предыдущих уроков я просила вас ответить на вопрос нужно ли изучать раздел «Логика» в курсе информатике? Все ответили положительно. Прошу вас обосновать ответы. Основная задача этого урока узнать, что компьютер функционирует по законам логики. Устный опрос (слайд №1): Что такое логика? Ответ: Наука о законах и формах мышления Какие значения могут принимать логические функции.Ответ: 1 и 0 Основной системой счисления в компьютере является? Ответ: Двоичная Все виды информации в компьютере кодируются с использованием каких двоичных кодов? Ответ: 1 и 0 Чем в компьютере реализуются эти значения 0 и 1. Ответ: 1 кодируется более высоким уровнем напряжения, чем 0. Делаем вывод (слайд №2-№4): В логике и компьютере общее 1 и 0. 1 – истинность высказывания в логике, наличие напряжение в компьютере. 0 – ложность высказывания в логике, отсутствие напряжения в компьютере. Математический аппарат алгебры логики очень удобен для описания того, как функционируют аппаратные средства компьютера. Одни и те же устройства могут применяться для обработки логических переменных, и обработки информации в компьютере. На этапе конструирования аппаратных средств алгебра логики позволяет значительно упростить логические функции, описывающие функционирование схем компьютера. 2.2. Объяснение нового материала. Назовите логические функции – конъюнкция, дизъюнкция, инверсия. Подготовьте таблицу в тетради. (Приложение 1) Какие значения принимают эти функции при различных исходных данных? Конъюнкция (И) принимает истинное значение только при всех истинных исходных данных, запишем таблицу истинности (слайд 5). Рассмотрим электрическую контактную схему №1, реализующую эту операцию, лампочка горит только в том случае если оба контакта (ключа) находятся в положении «включено». В физике такое соединение называют последовательным. Заполните таблицу. ОПРЕДЕЛЕНИЕ 1: Конъюнктор – электронная логическая схема, которая реализует логическую функцию конъюнкцию. Дизъюнкция (ИЛИ) принимает истинное значение, когда истинно хотя бы одно из исходных данных. Запишите таблицу истинности для дизъюнкции. Рассмотрим электрическую контактную схему №2, реализующую эту операцию, лампочка не горит только в одном случае, когда оба контакта (ключа) находятся в положении «выключено». В физике такое соединение называют параллельным. Заполните таблицу. ОПРЕДЕЛЕНИЕ 2: Дизъюнктор – электронная логическая схема, реализующая логическую функцию дизъюнкцию. Инверсия (НЕ) принимает противоположное значение исходному выражению. Запишем таблицу истинности для инверсии. Рассмотрим электрическую контактную схему №3, реализующую эту операцию, лампочка не горит, хотя контакт находиться в положении «выключено». В качестве переключателя используется автоматический ключ. Когда тока на нем нет, пластина замыкает контакты и лампочка горит. Если на ключ подать напряжение, то вследствие явления электромагнитной индукции пластина прижимается и цепь размыкается. Лампочка не горит. Заполните таблицу. ОПРЕДЕЛЕНИЕ 3: Инвертор – электронная логическая схема, которая реализует логическую функцию инверсию. Импликация (следование) выражается через дизъюнкцию и отрицание. Эквиваленция (равносильно) выражается через отрицание, дизъюнкцию и конъюнкцию. Таким образом, операций отрицания, дизъюнкции и конъюнкции достаточно чтобы описать и обработать любую логическую функцию, описывающую работу устройств компьютера. Недостатками базовых контактных схем являлись их низкая надежность и низкое быстродействие, большие размеры и потребление энергии. Поэтому попытка использовать такие схемы в ЭВМ не оправдала себя. Появление вакуумных и полупроводниковых приборов позволило создавать логические элементы с быстродействием от 1 миллиона переключений в секунду. Именно такие электронные схемы нашли своё применение в качестве элементарной базы ЭВМ. Вся теория, изложенная для контактных схем была перенесена на электронные схемы. ОПРЕДЕЛЕНИЕ 4: Вентиль (базовые логические элементы) – элементы, реализующие базовые логические операции. Их названия и условные обозначения являются стандартными и используются при составлении и описании логических схем компьютера. Из вентилей составляют более сложные схемы. ОПРЕДЕЛЕНИЕ 5: Триггер – электронная схема, применяемая для запоминания одного разряда двоичного кода, и имеет два устойчивых состояния. Поскольку один триггер может запомнить только один разряд двоичного кода, то для запоминания байта нужно 8 триггеров, для запоминания килобайта, соответственно, 8х210=8192 триггеров. Современные микросхемы памяти содержат миллионы триггеров. ОПРЕДЕЛЕНИЕ 6: Сумматор – это электронная логическая схема, выполняющая суммирование двоичных чисел. • Из вентилей составляют более сложные схемы. Причем схему, выполняющую определенные функции можно построить из различных по сочетанию и количеству вентилей. Поэтому значение формального представления логической схемы чрезвычайно велико. Алгебра логики дала в руки конструкторов мощное средство разработки, анализа и совершенствования логических схем. В самом деле, гораздо проще, быстрее и дешевле изучать свойства и доказывать правильность работы схемы с помощью выражающей ее формулы, чем создавать реальное техническое устройство. Логические схемы необходимо строить из минимального возможного количества элементов, что в свою очередь обеспечивает большую скорость работы и увеличивает надежность устройства. 2.3. Практическая часть. Задача: Дана логическая схема. Упростите её, используя минимальное количество вентилей. Нарисуйте новую схему. Решение: Построим логическое выражение к схеме Упростим егоПрименяя распределительный закон для дизъюнкции, закон исключения третьего, умножения на логическую 1. Построим упрощенную схему. Предложить построить контактную схему. 3. Заключительная часть 3.1. Подведение итогов Устройства ПК работают по законам логики. Основные логические схемы – вентиль, регистр, сумматор. Законы человеческого мышления и принципы построения логических элементов компьютера в своей основе имеют традиционную двузначную логику. Но конечно, законы человеческого мышления не всегда подчиняются двузначной логике, поэтому сейчас и рассматривается множество различных логик: многозначные, паранепротиворечивые, интуиционистские, конструктивистские и пр. 3.2. Домашнее задание Построить логические выражения к схеме, упростить, нарисовать новые схемы. Дополнительно (по желанию): • Построить логические схемы для триггера и сумматора. • Подготовить сообщения на тему «Виды логики». Литература: Фиошин М.Е., Ресин А.А., Юнусов С.М. под ред. Кузнецова А.А. Информатика и ИКТ (профильный уровень): учебник для 10 11 классов М. Дрофа 2008 Угринович Н.Д. Учебник для 10 класса, «Профильный уровень.» 3-е изд. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2010. Дополнительно: Демонстрационный материал к уроку: «Логические основы компьютера». Здесь представлены лишь фрагменты презентации. Полный вариант содержит 30 слайда. Презентация Приложения: Архив ZIP, объемом 1.1 Mb (integr-3.zip) Конспект урока - в формате .doc Презентация - в формате .ppt Таблица - в формате .doc
6 662 832 материала в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Шаренко Татьяна Александровна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс профессиональной переподготовки
300 ч. — 1200 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300/600 ч.
Курс повышения квалификации
72 ч. — 180 ч.
Мини-курс
5 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.