textarchive.ru

Главная > Урок


9 класс

Учебный модуль АВТОМАТИЗАЦИЯ РЕШЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ЗАДАЧ

Основное содержание модуля

Представление числовой информации в памяти компьютера. Электронная таблица: среда и принципы работы. Основные объекты обработки и опера­ции над ними (ячейка, столбец, строка).

Типы и формат данных. Способы адресации. Преобразование структуры таблицы. Вычисления с использованием стандартных функций. Способы наглядного представления данных.

Общеобразовательная цель:

  • знать способы представления числовых данных в памяти компьютера;

  • знать основные приемы работы с числовыми данными;

  • уметь ориентироваться в позиционных системах счисления;

  • иметь представление об уровне автоматизации процессов управле­ния числовыми объектами.

Развивающая цель:

  • овладеть основными приемами работы с информационными объек­тами;

  • развить навыки формализации при решении информационных задач с помощью средств электронного процессора.

Воспитывающая цель:

Восприятие компьютера как инструмента обработки информацион­ных объектов.

Урок 35 Повторение школьного курса информатики за 8 класс

Цели урока:

. обобщение знаний по информатике за 8 класс;

• повторение основных содержательных линий курса.

Ход урока

Вопросы на понимание

- Что изучает информатика?

- Из каких основных разделов состоит школьный курс информатики?

- Что является предметом изучения?

- Чем отличается понятие «информация» от сведений, знаний, дан­ных?

- Перечислите виды информации.

- Перечислите основные части компьютера и назовите их функции.

- Перечислите виды периферийного оборудования и их назначение.

- С какими программными средствами мы познакомились в прошлом году.

- Назовите программное средство и перечислите назначение данных программных продуктов.

- Чем отличается текстовый редактор от графического редактора?

- С какими объектами работают названные программные средства?

- Назовите особенности графического интерфейса, перечислите его преимущества.

Практическое задание

Описать любыми средствами образы, возникающие в процессе чтения следующего отрывка:

«В этом лесу всегда стоял шум - ровный, протяжный, как отголосок дальне­го звона, спокойный и смутный, как тихая песня без слов, как неясное воспоми­нание о прошедшем. В нем всегда стоял шум, потому что это был старый, дре­мучий бор, которого не касались пила и топор лесного барышника. Высокие столетние сосны с красными могучими стволами стояли хмурою ратью, плотно сомкнувшись вверху зелеными вершинами. Внизу было тихо, пахло смолой; сквозь полог сосновых игл, которыми была усыпана почва, пробились яркие па­поротники, пышно раскинувшиеся причудливою бахромой и стоявшие недвиж­но, не шелохнув листом». (В.Г. Короленко)

Для описания образов можно воспользоваться как графическими воз­можностями, так и текстовыми. Подобного рода задания выполняют две функции, когда закрепляется понимание того, что компьютер выступает лишь в качестве средства, инструмента выражения человеческой мысли и ставит в ситуацию выбора оптимальных средств описания.

Урок 36 Представление числовой информации в компьютере

Цели урока:

• освоить основы систем счисления;

• иметь представление о способах представления числовых данных в памяти компьютера;

• научиться переводить числа из десятичной системы в двоичную и обратно.

Ход урока

Теоретическая основа урока

Рассмотрим исторические факты. Уже отмечали, что при создании пер­вых электронно-вычислительных машин предполагалось только использование числовых данных. Именно отсюда произошло название ЭВМ (электронно-вычислительные машины). Эффективность машин определялась количеством операций выполняемых в математических расчетах, что суще­ственно увеличивало скорость обработки числовых данных по сравнению с возможностями человека.

Необходимость графической иллюстрации количества объектов, фик­сации данных на носителе информации потребовала изобретения цифр. Сначала возникли непозиционные системы счисления (например, рим­ская), представляющие собой только совокупности цифр без обобщенных правил выполнения действий над числами. Характерным признаком непо­зиционной системы счисления является отсутствие в ней цифры «нуль». Разработка правил выполнения арифметических операций над числами потребовала введения соответствующих символов, в том числе символа «ничего». Введение символа «нуль» имело громадное значение для со­вершенствования способов представления чисел. Именно с включением нуля в набор символов, являющихся цифрами, и связывают появление позиционных систем счисления.

Создание позиционных систем счисления позволили записывать сколь угодно большие числа с помощью небольшого количества цифр, а также возникла возможность упростить выполнение арифметических операций над числами. Итак, для описания количественных характеристик были введены цифры, основной характеристикой которой является основание числа. То есть, сколько цифр используется для описания всей системы. Используя для счета десять пальцев обоих рук, человек привык оперировать десятичной системой, где для обозначения чисел используются десять цифр.

Десятичная система использовалась не везде. Например, в Японии до сих пор используют пятеричную систему счисления. Но для нас важнее как представляется информация в компьютере, то есть в техническом устрой­стве. (С этой точки зрения представляется разумным обращать внимание учащихся на особенности представления чисел в технических устройствах.) Обозначим некоторые из них. При записи натурального ряда чисел на бу­маге мы можем заметить, что первые числа мы записываем с помощью од­ного разряда, а потом количество разрядов постепенно увеличивается. В технических устройствах количество разрядов (разрядная сетка) постоянно, и мы должны всегда помнить о том, что любое число, и малое и большое, будет иметь одинаковое количество разрядов.

В любом разряде технического устройства всегда хранится какая-то цифра. Пустого разряда не бывает. При добавлении к записанному числу другого числа результат может не поместиться в пределах разрядной сетки. Такая ситуация называется переполнением, она фиксируется при появле­нии сигнала о переносе из старшего разряда. Перед выполнением какой-либо операции все разряды устройства могут быть установлены в одно и то же (чаще нулевое) состояние. Такая операция обычно называется сбросом.

Между некоторыми выбранными двумя соседними разрядами может быть условно помещен разделитель дробной и целой частей числа. Его принято называть «запятая» или «точка». Такая форма записи, при которой разделитель условно находится на конкретно закрепленном месте, называ­ется формой с фиксированной точкой. Если разделитель не фиксируется жестко в изображении числа, имеем форму представления с плавающей точкой.

При записи чисел в технических устройствах может происходить отсече­ние лишних, не помещающихся в пределах разрядной сетки, разрядов. Этот эффект называют квантованием. Любой учащийся должен знать о том, что компьютер всегда вносит погрешность в результаты вычислений. Для хране­ния данных или другими словами, для физического представления данных необходимо, чтобы устройство могло находиться в определенном устойчи­вом положении. И количество этих состояний должно совпадать с числом основания системы счисления. Десятичная система счисления была исполь­зована в арифмометрах (вспомним, что это были механические устройства). Для электронных устройств устойчивым является двухпозиционное состоя­ние, реле замкнуто - разомкнуто, поверхность намагничена - размагничена и т. д. Значит, и система счисления позволяющая использовать в качестве ос­нования 2 цифры является оптимальной системой.

Для удобства одно из этих устойчивых состояний может быть представ­лено цифрой 0, другое - 1. Использование такой системы позволяет:

• обеспечить максимальную помехоустойчивость в процессе передачи информации;

• упростить выполнение арифметических действий;

• использовать аппарат булевой алгебры для выполнения логических преобразований информации.

Появилось новое понятие система счисления, под которой мы будем понимать совокупность приемов и правил представления чисел с помощью цифровых знаков. Снова повторимся. Различают два типа систем: непози­ционные и позиционные. В непозиционных системах счисления значение любой цифры не зависит от занимаемой ею позиции. К самым популярным системам относится римская система счисления.

В позиционных системах счисления значение любой цифры в числе за­висит от ее положения в ряду цифр, изображающих это число. Десятичная система счисления является одной из позиционных систем счисления. Се­годня мы познакомимся еще с одной системой, которая используется для представления числовых данных в персональных компьютерах.

В позиционных системах для изображения числа используются конеч­ное количество цифр, которые называются основанием системы. При ис­пользовании двух цифр, такую систему называют двоичной системой счис­ления. Для обозначения используются цифры 0 и 1. Посмотрим, как можно перевести числа из десятичной в двоичную систему. Каждому числу в де­сятичной системе приводится в соответствие двоичное число: .

Десятичное число

Двоичное число

0

0

1

1

2

10

3

11

4

100

5

101

Такой способ не очень удобный, т. к. строить таблицы для больших чи­сел не очень удобно. Можно воспользоваться вторым способом, т. е. когда для перевода чисел из системы в систему используют определенные прави­ла. Например, при переводе из десятичной системы в любую другую сис­тему, необходимо:

1. Десятичное число последовательно делить на основании другой сис­темы, до тех пор, пока частное не окажется меньше основания;

2. Запись получившегося числа осуществляется справа налево;

3. Цифрами числа будут являться остатки от деления, начиная с по­следнего частного.

Например:

-54

2

54

-27

2

0

26

-13

2

1

12

-6

2

1

6

-3

2

0

2

1

1

И число 54 в десятичной системе будет равен числу 110110 в двоичной системе. Правильная запись: 5410=1101102

Обратное преобразование из двоичной в десятичную систему осуществ­ляется с помощью выражения вида:

XS=A0S0 + A1S1 + A2S2 + …,

где XS - число в S-й системе счисления, S - основание системы, А -цифра числа. Данное выражение используется для преобразования целых чисел, причем отчет цифр идет справа налево. Для нашего числа найдем ее десятичное значение:

1101102 = 0·20+1·21+ 1·22 + 0·23 + 1·24+1·25 = 0 + 2 + 4 + 0 + 16 + 32 = 5410

Получили нужное значение, перевод осуществлен правильно. Анало­гичным образом можно использовать формулу и для отрицательных чисел, и для нахождения дробной части числа.

Точка используется для разделения целой и дробной части числа. Для целых чисел используется формат с фиксированной точкой, для вещест­венных - с плавающей точкой. Числа в памяти компьютера представлены в двоичном коде, разряд числа определяется размером машинного слова. Ес­ли машинное слова равно 6 байтам, то число должно быть шестнадцатираз­рядным. Если двоичное число получается с меньшим разрядом, то к числу дописываются нули.

Итак, мы знаем чему равно число 54 в двоичной системе, тогда рас­смотрим, в каком виде будет представлено это число в памяти компьютера в памяти компьютера:

0000

0000

0011

0110

По самому старшему разряду определяется знак числа. Если он равен нулю, то число положительное, иначе - отрицательное. Способы представ­ления вещественных чисел мы не будем, это материал для рассмотрения в старших классах.

Практическая часть

Осуществить перевод чисел из десятичной системы в двоичную и обратно.

Домашнее задание

Попрактиковаться в переводе чисел из одной системы в другую с по­следующей проверкой достоверности полученных данных.

Урок 37 Сложение и вычитание в двоичной системе

Цели урока:

• освоить способы сложение и вычитания в двоичной системе;

• иметь представление о способах оперирования числовой информа­цией в памяти компьютера;

Ход урока Актуализация знаний

- В каком виде представлена числовая информация в памяти компью­тера?

- Для чего используются системы счисления?

- Какие виды систем счисления Вы знаете? Приведите примеры для каждой системы.

- Чем отличаются позиционные системы от непозиционных систем? Теоретическая основа урока

Итак, любая информация в памяти компьютера представлена двумя ус­тойчивыми состояниями, которые фиксируются с помощью цифр 0 и 1. Единица характеризует наличие сигнала в сети, а ноль - его отсутствие. Использование в качестве основания системы две цифры означает, что речь идет о двоичной системе. То есть компьютер оперирует информацией, представленной в двоичном виде. Любая информация должна быть не только соответствующим образом представлена, но и должна быть воз­можность оперировать ею. Для числовой информации характерно исполь­зование ее в арифметических выражениях. На примере сложения и вычита­ния чисел рассмотрим принцип оперирования числовыми данными.

Для сложения чисел в двоичной системе используют следующие правила:

0 + 0 = 0

0 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 10

Если для озвучивания учитель использует слово «десять», а не набор «один, ноль», тогда необходимо обратить внимание учащихся, что речь идет не о десятке в десятичной системе, а числе следующего (старшего) разряда в двоичной системе:

При сложении многоразрядных чисел, арифметические операции вы­полняются так же, как и в десятичной системе, где при переполнении те­кущего разряда осуществляется перенос в старший разряд. Рассмотрим ска­занное на примере: 1001112 + 111012 - Складывать удобнее в столбик, когда цифры соответствующих разрядов записаны друг под другом.

+

1

0

0

1

1

1

1

1

1

0

1

1

0

0

0

1

0

0

Здесь необходимо акцентировать внимание на то, что когда складыва­ются три единицы, то получаем значение 11, т. е.:

1 + 1 + 1 = (1 + 1) + 1 = 10 + 1 = 11

Задание

Сложить двоичные числа:

1111112+10012 =

11001112+11012 =

1001112+1110002 =

Вычитание в двоичной системе.

Процессор компьютера может выпол­нять единственное арифметическое действие, это сложение чисел. Но мы знаем, что кроме сложения, процессор и вычитает, и делит, и умножает. Все эти процедуры выполняются с помощью операций сложения. Посмот­рим, как это происходит на примере вычитания.

Пусть нам необходимо найти разность двух двоичных чисел 1100112 и 10012. Необходимо выполнить последовательно следующие действия:

1. Сравнять количество разрядов обоих чисел;

2. Инвертировать вычитаемое путем замены нулей единицами, а еди­ницы нулями; .

3. Добавить дополнительную единицу;

4. Сложить оба числа;

5. Удалить единицу самого старшего разряда. Рассмотрим, как эти действия будут выглядеть на практике:

1100112-0010012 =

+

1

1

0

0

1

1

0

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

1

0

Отбрасываем единицу старшего разряда, получаем 101010. В итоге получаем:

1100112-10012=1010102 ;



Скачать документ

Похожие документы:

  1. 9 класс Учебный модуль АВТОМАТИЗАЦИЯ РЕШЕНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ЗАДАЧ Основное содержание

    Урок
    Представление числовой информации в памяти компьютера. Электронная таблица: среда и принципы работы. Основные объекты обработки и опера­ции над ними (ячейка, столбец, строка).
  2. Моу «новокиреметская основная школа»

    Календарно-тематический план
    Программа (авторы, год издания): планирование курса информатики в 8 классе средей школы в объеме 68 часов, составленным на основе авторского планирования курса информатики профильного уровня Угриновича Н.
  3. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ШКОЛЬНОГО КУРСА ИНФОРМАТИКИ

    Урок
    Основное содержание модуля История становления информа­тики и пути ее развития. Информация и информационная деятель­ность человека. Человек как биологическая система обработки информа­ции.
  4. Содержание учебных дисциплин по направлению 081100 62 государственное и муниципальное управление гуманитарный социальный экономический цикл учебная дисциплина история

    Автореферат диссертации
    История как наука и способ познания окружающего мира. Сущность, формы и функции исторического знания. Современные научно – исторические подходы: формационный и цивилизационный.
  5. Информационные и коммуникационные технологии в образовании

    Учебно-методическое пособие
    Информационные и коммуникационные технологии в образовании: учебно-методическое пособие / И. В. Роберт, С. В. Панюкова, А. А. Кузнецов, А. Ю. Кравцова; под ред.
  6. Информационные и коммуникационные технологии в образовании (2)

    Учебно-методическое пособие
    Информационные и коммуникационные технологии в образовании: учебно-методическое пособие / И. В. Роберт, С. В. Панюкова, А. А. Кузнецов, А. Ю. Кравцова; под ред.

Другие похожие документы..