«Основные логические элементы»
Скачать 129.8 Kb.
|
| Автор работы: Соловьянюк-Кротова Валентина Григорьевна Учитель информатики МОУ СОШ № 129 Орджоникидзевского района ГО г.Уфы РБ Краткая аннотация урока Урок на тему «Основные логические элементы» разработан для учащихся 10 класса, изучающих информатику как по основному учебному плану, в котором изучение информатики рассчитано на 1 час в неделю, так и для профильных классов. Данный урок является частью темы «Алгебра логики». Необходимость изучения данной темы обусловлена значением переключательных схем для усвоения логических основ работы компьютера. В ходе урока используется мультимедийное сопровождение в виде презентации. Презентация содержит блок повторения (тест), блок изучения нового материала, план физкультминутки, домашнее задание. Также при изучении данной темы нами используется компьютерный тренажер «Логика», разработанный К.Поляковым для проведения практических занятий в рамках курса «Математическая логика». Урок комбинированный, способы организации учебной деятельности: совместная деятельность «учитель –ученик», «ученик – ученик». Идеальный результат: учащиеся должны усвоить основные базовые элементы логических схем и правила составления логических схем, освоить запись и составление логических схем по выражением, упрощение логических схем через упрощение выражений. Урок информатики по теме "Основные логические элементы" 10 класс Цель урока: Сформировать у учащихся представление об основных логических элементах компьютера. Образовательные:
Развивающие:
Воспитательные:
Требования к знаниям и умениям: Учащиеся должны знать:
Учащиеся должны уметь:
Тип урока: урок изучения нового материала Вид урока: комбинированный Методы организации учебной деятельности:
Программно-дидактическое обеспечение: ПК, программа-тренажер «Логика», презентация по теоретическому материалу. План урока
Ход урока I. Организационный момент. Приветствие, проверка отсутствующих, проверка готовности к уроку. II. Актуализация знаний. Вступительное слово учителя. Изучая тему «Алгебра логики», мы познакомились с логическими высказываниями, основными логическими операциями, правилами упрощения и преобразования логических выражений. Повторим основные понятия. Вопросы появляются на экране. Вы самостоятельно записываете букву правильного ответа в тетради. Вопросы теста: 1. Наука, изучающая законы и формы мышления, называется: А) алгебра; Б) геометрия; В) философия; Г) логика. 2. Выберите высказывания: А) Миша много знает. Б) Сколько человек в классе? В) Ты устал или болеешь? Г) Не будь букой. 3. Какое из следующих высказываний является истинным: А) Идет урок информатики или физики Б) 3+5=2+4; В) II + VII = VIII; Г) Надо учиться плохо и трудно! 4. Конъюнкция истинна, если: А) оба высказывания ложны; Б) хотя бы одно высказывание истинно; В) оба высказывания истинны. 5. Логическая операция «импликация» ракрывается как: А) не (А и неВ) Б) не А и В В) А или В 6. Логическая функция (неА или В) эквивалентна: А) неА и В; Б) не(А и В); В) А или неВ; Г) не А и не В. 7. Таблица истинности для функции, содержащей 4 логические переменные, будет содержать: А) 4 строк; Б) 8 строк; В) 12 строк; Г) 16 строк. 8. Значение какой функции равно 0: А)Х или неХ Б) Х и 1; В) Х или не0; Г) (Х и 1) и (0 или 0). Тест окончен, поменяйтесь тетрадками с соседом, проверяем правильность ответов: 1 – Г, 2 – А, 3 – А, 4 - В, 5 – А, 6 – Б, 7 – Г, 8 - Г Оцените работы друг друга (взаимооценка): 7-8 баллов – оценка «5», 5-6 балов – оценка «4»,4 балла – оценка «3», меньше 4 баллов – оценка «2». III. Целеполагание и мотивация. В конце урока вы узнаете ответы на два важнейших вопроса: 1. Как алгебра логики связана с компьютером? Почему она изучается в курсе информатики, а не математики? 2. Какие факторы стали предпосылкой изобретения прототипа современного компьютера? Алгебра логики имеет прямое отношение к принципу работы современных компьютеров. Чтобы шагнуть от теоретических положений алгебры логики, необходимо решение технической задачи: сопоставление логической функции конкретному техническому элементу. Если все данные, которые необходимо обработать посредством компьютера, представить в двоичном коде, а также закодировать команды управления, то электронная схема должна реализовывать все необходимые логические операции. Задача разделяется на две независимые подзадачи: - обеспечить решение технического вопроса, связанного с созданием технического устройства, в которое на входе поступают сочетания 0 и 1, а на выходе сигнал преобразуется в соответствии с элементарной логической функцией. - разработать принципы кодирования и управления обработкой информации с помощью логических схем. Техническая часть является физической задачей. Четко сформулированная, она была вполне решаема еще в 30-е годы XX века. Дальнейшее развитие техники, особенно в области использования полупроводникового эффекта, позволило сделать такие элементы очень маленькими, сравнимыми по размеру с микрометрами. Однако сегодня нас волнует не физическая или техническая сторона создания микросхем, а принципы реализации логических функций, позволившие создать компьютер. IV. Этап создания нового знания. В  первые задача в похожем виде была поставлена голландским физиком Паулем Эренфестом (1880-1933), кстати, тесно сотрудничавшим с советскими учеными и являвшимся иностранный членом-корреспондентом АН СССР. (слайд № 13)Ещё в 1910 году Эренфест сформулировал задачу управления автоматической телефонной станцией (слайд № 14). «… Надо определить:
С  озданная позднее Михаилом Александровичем Гавриловым (1903-1079) (в 1925 г. Закончил МВТУ им.Н.Э. Баумана в звании инженера – электрика) теория релейно-контактных схем показала, что это вовсе не утопия. (Эта работа была опубликована АН в 1950 году.) (слайд № 15)Дорогу к созданию микросхемы проложило изобретение полупроводникового транзистора в 1947 году работавшими в Bell Laboratories американскими учеными Джоном Бардином, Уильямом Шокли и Уолтером Браттейном. До этого большинство электронных устройств строилось на базе громоздких электронных ламп. Компьютеры занимали большие площади и потребляли огромное количество электроэнергии. Транзистор позволил усилить электрические сигналы и стал удобной, дешевой и эффективной заменой вакуумным приборам. Компьютерные микросхемы выглядят абсолютно плоскими керамическими пластинками, (кремний является самым распространенным на земле элементом после кислорода и используется в производстве микросхем, поскольку он является естественным полупроводником.) на них может находиться более 20 уровней сложных электрических цепей и транзисторов. Для применения логических элементов принято за основу следующее (слайд № 17): - если значение напряжения в электрической цепи меньше определенного, то принимается за основу положение, что тока в проводе нет, значит, на данный контакт подается 0. - если значение напряжения в электрической цепи больше определенного, то принимается за основу положение, что ток в проводе есть, значит, на данный контакт подается 1. Теперь рассмотрим конкретные ситуации: Схемы и соответствующие им логические выражения записываем в тетрадь. 1 схема: Конъюнктор. (слайд № 17)  1) Оба контакта в положении “включено”. Тогда ток через лампочку идёт и она горит. 2) Первый контакт в положении “включено”, второй – в положении “выключено”. Ток не идёт, лампочка не горит. 3) Первый контакт в положении “выключено”, второй – в положении “включено”. Ток не идёт, лампочка не горит. 3) Оба контакта в положении “выключено”. Тока нет. Лампочка не горит. Вывод: первая схема реализует логическую операцию “И”. 2 схема: Дизъюнктор. (слайд № 18)  1) Оба контакта в положении “включено”. Ток через лампочку идёт и она горит. 2) Первый контакт в положении “включено”, второй – а положении “выключено”. Ток идёт, лампочка горит. 3) Обратная ситуация. Первый контакт в положении “выключено”, второй – в положении “включено”. Ток идёт, лампочка горит. 4) Оба контакта в положении “выключено”. Тока нет. Лампочка не горит. Вывод: вторая схема реализует логическую операцию “ИЛИ”. 3 схема: Инвертор. (слайд № 18)  В этом устройстве в качестве переключателя используется автоматический ключ. Когда тока в нём нет, пластинка замыкает контакты и лампочка горит. Если на ключ подать напряжение, то вследствие явления электромагнитной индукции пластинка прижимается и цепь размыкается. Лампочка не горит. Вывод: третья схема реализует логическую операцию “НЕ”. Контактные схемы вследствие своей ненадежности, громоздкости, высокого энергопотребления и невысокой скорости работы не позволяли создать сколько-нибудь надежное устройство для длительной работы. Вакуумные приборы частично сняли существующие проблемы, однако подлинный прорыв осуществили полупроводники. Изобретение полупроводников совершило революцию в компьютерной технике. Всего за 50 лет с момента создания первого полупроводника компьютеры размером с заводской цех преобразовались в компьютеры, которые можно носить в сумочке и даже в кармане. Быстродействие увеличилось в миллион раз, а энергопотребление значительно снизилось. Однако в основе работы электронных схем осталась теория, изложенная для контактных схем. Элементы, реализующие базовые логические операции, назвали базовыми логическими элементами или вентилями и характеризуются они не состоянием контактов, а наличием сигналов на входе и выходе элемента. Их названия и условные обозначения являются стандартными и используются при составлении и описании логических схем компьютера. Принцип построения логической схемы рассмотрим на примере выражения: F=(( неA и B) или A) и неB (слайд 20) Алгоритм построение логических схем (запись в тетрадь).
Чтобы определить результат работы схемы, нужно подать на вход логических переменных значения, например, 0 и 1. Чтобы перебрать все варианты выходных сигналов, следует составить таблицу истинности выражения. Можно ли упростить данное выражение? К доске – желающий ученик. Выражение упрощается до: А или неВ. С  троим схему:Схема получается значительно экономичнее (меньше элементов и соединений, меньше ресурсов, электроэнергии, нагрева). Обратная задача (слайд № 21): Составьте логическое выражение, упростите его.  не((неА или В) и В) Выражение упрощается до: В или неА  V. Физкультминутка для глаз (слайды № 22 – 25) VI. Закрепление изученного материала В качестве тренировки вы приступаете к работе с тренажером «Логика».  Принцип работы следующий: кристалл, находящийся на верхней полке, нужно опустить на нижнюю, выдвигая и вдвигая полки по очереди. Если кристалл упадет с высоты более чем одна полка, то он разобьется. Кроме успешного выполнения квеста, вы должны составить логическое выражение по схемам, которые видите на экране, отдельно для каждой полки. VI. Подведение итогов Выставление оценок:
Сформулируйте ответы на вопросы, которые были поставлены в начале урока: 1. Как алгебра логики связана с компьютером? 2. Какие факторы стали предпосылкой изобретения прототипа современного компьютера? Выводы по изученному сегодня материалу (учащиеся формулируют выводы):
Общая характеристика работы класса на уроке:
Домашнее задание: Читать § 3.7.1 1.Построить логические схемы по формулам, предварительно упростив: 1) неА и А или В и (А и В или В) 2) не((неА или В) и (не В или С))или неА или С 2.Составить логические выражения по схемам:  Список литературы
|
оединить вентили в порядке выполнения логических операций. Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Методические рекомендации по использованию. Урок на тему «Основные логические элементы» Урок на тему «Основные логические элементы» разработан для учащихся 10 класса, изучающих информатику как по основному учебному плану,... | | Тематическое планирование по информатике в 11 классе, Угринович Н.... Знать законы алгебры логики, логические выражения; логические операции, функции, элементы |
| Рабочая программа разработана на основе государственного образовательного... Знать законы алгебры логики, логические выражения; логические операции, функции, элементы | | Антикоррупционное образование на уроках истории и обществознания Основные элементы Государственного стандарта среднего ( полного) общего образования по истории и обществознанию ( базовый уровень)... |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Мотивы, которые побудили выбрать тему «Алгебра логики и логические элементы персонального компьютера» для создания данного комплекса... |  | Программируемые логические интегральные схемы. История вопроса. Основные... Программируемые логические интегральные схемы. История вопроса. Основные параметры. Сравнительные характеристики плис фирм Actel,... |
| «Основы логики» Цель урока: сформировать у учащихся понятие форм мышления, сформировать понятия: логическое высказывание, логические величины, логические... | | Неклассические логические элементы и квантовые компьютеры керп А.... Сильно коррелированные низкоразмерные электронные системы. Теория ферми-жидкости Ландау. Латинжеровская жидкость |
| Качкин А. В. Коррупция и основные элементы стратегии противодействия ей Учебное пособие Качкина Т. Б. Качкин А. В. Коррупция и основные элементы стратегии противодействия ей: учебное пособие /Т. Б. Качкина, А. В. Качкин... | | При подготовке к занятию изучить вопросы: Основные функциональные... Получить задание у преподавателя и построить сценарий (см. Табл 1), на схеме расставить основные процедуры пакетной обработки речи,... |
| Реферат на тему: "Внешние носители информации. Iomega, zip, jazz,... Основные внутренние элементы дисковода дискетная pама, шпиндельный двигатель, блок головок с приводом и плата электроники | | «Логические законы и правила преобразования логических выражений» Основы логики и логические основы компьютера в профильном курсе «Информатика и икт» / Разработка уроков. Автор-составитель Войтикова... |
| Самостоятельная работа, в час. Итого часов по теме Итого количество баллов Восточно-Европейская платформа: рельеф, геофизические поля, границы, основные структурные элементы. Основные черты строения фундамента.... | | Основные элементы содержания Государственное бюджетное специальное (коррекционное) образовательное учреждение |
| В. Г. Белинский в настоящее время происходящие изменения в нашем... В настоящее время происходящие изменения в нашем обществе требуют внести уточнения и изменения, принципиально новые положения в основные... | | М еждународный банковский институт Потребление и сбережения: сущность, основные элементы и функции. Средняя и предельная склонность к потреблению и сбережению |
