Главная / Методические материалы / Преподавание информатики

Представление числовой информации в компьютере

Автор(ы): Булгакова Лилия Николаевна, Учитель

Notice: Undefined variable: content in /home/area7ru/area7.ru/docs/metodic-material.php on line 278
Цели урока:
образовательные:

формирование знаний учащихся о формах представления числовой информации в компьютере;
формирование практических навыков по представлению чисел в различных кодах;
закрепление, обобщение и систематизация знаний учащихся по теме “Системы счисления”;

развивающие:

формировать интерес к учению;
развивать познавательные интересы, творческие способности;
прививать исследовательские навыки;

воспитательные:

воспитание активности учащихся;
привитие навыков самостоятельной работы;
обеспечение сознательного усвоения материала;
сплочение коллектива класса.

Тип урока: комбинированный урок.
Формы работы на уроке: устная, письменная, индивидуальная.
Оборудование урока:

компьютеры IBM PC с операционной системой MS Windows XP и MS Office XP;
мультимедийный проектор;
программа-презентация по теме урока;
слайд PowerPoint для выставления оценок;
компьютерный тест по теме “Системы счисления”;
компьютерный тест по теме “Представление числовой информации”;
учебная программа “Страница самопроверки”;
компьютерная программа “Ребус”;
программа-презентация “Кроссворд”;
бланки для контрольной работы по теме “Перевод чисел в смешанных системах счисления”;
шаблоны с разрядными сетками для выполнения примеров;
таблицы степеней 2, 8, 16;
двоично-восьмеричная и двоично-шестнадцатеричная таблицы.

Литература, использованная при подготовке урока

	Андреева Е.В., Фалина И.Н. Системы счисления и компьютерная арифметика: Учебное пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004 г.
	Дидактические материалы по информатике. М.: Образование и Информатика, 2003 г.
	Информатика. Задачник-практикум в 2т. / Под ред. И.Г. Семакина, Е.К. Хеннера: Том 1. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2002 г.
	Пономарев В.С., Красников В.В. Методические указания по теме “Арифметические основы ЭВМ. Таблица самопроверки. www.dstu.edu.ru/informatics/mtdss/index.html
	Самостоятельные работы, тесты и диктанты по информатике. Серия “Информатика в школе” – М.: Информатика и Образование, 2000 г.
	Самылкина Н.Н. Построение тестовых заданий по информатике: Методическое пособие. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2003 г.
	Семакин И., Залогова Л., Русаков С., Шестакова Л. Информатика. Базовый курс 7-9 классы. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2002 г.
	Угринович Н.Д. Информатика. Базовый курс: Учебник для 8 класса. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004 г.
	Угринович Н., Босова Л., Михайлова Н. Практикум по информатике и информационным технологиям. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2002 г.
	Шауцукова Л.З. Информатика: Учебное пособие для 10-11 кл. общеобразовательных учреждений. М.: Просвещение, 2002 г.

План урока

Организационный момент.
Фронтальный опрос.
Компьютерный тест по теме “Системы счисления”.
Контрольная работа по теме “Перевод чисел в смешанных системах счисления”.
Взаимопроверка работ с использованием программы “Страница самопроверки”.
Объяснение темы урока.
Перемена.
Продолжение объяснения темы урока.
Компьютерный тест по теме “Представление числовой информации”.
Кроссворд “Единицы измерения информации”.
Подведение итогов и постановка домашнего задания.

Ход урока

1. Организационный момент

Учитель. Здравствуйте, дети!
Откройте тетради, запишите число. Запишите тему урока. Тема нашего занятия “Представление числовой информации в компьютере”.
На этом занятии вы проверите свои знания по теме “Системы счисления”. Вам будет предложен компьютерный тест и небольшая контрольная работа. Далее узнаем, в каком виде представляет и хранит числовую информацию компьютер.

2. Мотивационное начало урока (фронтальный опрос).
Учитель. Перед тем как приступить к изучению новой темы, повторим основные понятия, изученные на прошедших уроках.
На экране – слайды анимированной презентации. С помощью пульта дистанционного управления учитель проецирует на экран текущий вопрос и ответ на него.
Человек использует десятичную систему счисления, а компьютер – двоичную систему счисления. Поэтому возникает необходимость перевода чисел из десятичной системы в двоичную и наоборот.
Вопрос. Как перевести целое десятичное число в двоичное?
Ответ. Для перевода десятичного числа в двоичную систему счисления его необходимо целочисленно делить на 2 до тех пор, пока частное от деления не станет равным 1. Число в двоичной системе записывается как последовательность последнего результата деления и остатков от деления в обратном порядке.
Вопрос. Как перевести целое двоичное число в десятичное?
Ответ. Для перевода двоичного числа в десятичное необходимо его записать в развернутой форме в виде суммы произведений цифр числа и соответствующей степени числа 2, и вычислить по правилам десятичной арифметики.
Двоичная система удобна для компьютера, но неудобна для человека. Для внешнего представления данных и для работы с памятью компьютера используются еще две системы счисления – восьмеричная и шестнадцатеричная.
Вопрос. Как называются системы счисления с основаниями 2 и 8 или 2 и 16?
Ответ. Данные системы счисления называются смешанными.
Вопрос. Как переводятся числа в смешанных системах счисления?
Ответ. Для перевода числа, записанного в системе счисления с основанием 2ⁿ, в двоичную систему счисления нужно каждую цифру этого числа заменить ее n-разрядным эквивалентом в двоичной системе счисления. Двоичные числа для перевода разбиваются соответственно на триады или тетрады.
Вопрос. Как мы можем использовать эти замечательные свойства смешанных систем счисления?
Ответ. Алгоритмы перевода чисел в смешанных системах счисления позволяют быстро и просто осуществлять переводы десятичных чисел в двоичную систему счисления и обратно с использованием в качестве промежуточной восьмеричной или шестнадцатеричной системы счисления.

3. Компьютерный тест по теме “Системы счисления” (Приложение 1)

4. Контрольная работа по теме “Перевод чисел в смешанных системах счисления” (Приложение 2)

Учитель. Итак, вы готовы выполнять компьютерный тест. Для работы с тестом вам потребуются таблицы степеней, таблицы перевода. На экране, на Рабочем столе, находится ярлык “Тест_1”, по завершении работы с тестом, забираете таблицы, черновик, садитесь за парту и выполняете контрольную работу.
Ученики выполняют задание за компьютерами. По завершении работы с тестом ученики самостоятельно приступают к контрольной работе за партой. Учитель, используя дистанционный контроль, по локальной сети просматривает полученные оценки за тест на каждой ученической машине и выставляет их на слайд оценок.

5. Взаимопроверка контрольных работ
Учитель. Закончили контрольную работу. Обменяйтесь работами с товарищами. Посмотрите, все ли понятно написано. Возьмите карандаши. Для проверки работ вы будете использовать программу “Страница самопроверки” (Приложение 6).
Когда проверите, поставьте на бланке работы оценку и напишите свою фамилию карандашом. Возьмите карандаши, работы и займите места за компьютерами.
Ученики выполняют задание за компьютерами.
Учитель. Закончили проверку. Займите свои места. Ознакомьте товарищей с результатами проверки. Соберите работы на край стола. На экране ваши оценки за тест.
Демонстрируется слайд с оценками.
Вы хорошо поработали, немного отдохнем. Перед вами ребус, отгадайте зашифрованное слово.
Демонстрируется программа “Ребус”. Ученики отгадывают слово.
Проверим …Верно, “информация”.

6. Объяснение новой темы
На экране – слайды анимированной презентации (Приложение 7). С помощью пульта дистанционного управления учитель управляет программой.
Вся информация, обрабатываемая компьютерами, хранится в них в двоичном виде.
Каким же образом осуществляется это хранение?
Информация, вводимая в компьютер и возникающая в ходе его работы, хранится в его памяти. Память компьютера можно представить как длинную страницу, состоящую из отдельных строк.
Каждая такая строка называется ячейкой памяти.
Ячейка – это часть памяти компьютера, вмещающая в себя информацию, доступную для обработки отдельной командой процессора.
Содержимое ячейки памяти называется машинным словом.
Ячейка памяти состоит из некоторого числа однородных элементов. Каждый элемент способен находиться в одном из двух состояний и служит для изображения одного из разрядов числа. Именно поэтому каждый элемент ячейки называют разрядом.
Нумерацию разрядов в ячейке принято вести справа налево, самый правый разряд имеет порядковый номер 0. Это младший разряд ячейки памяти, старший разряд имеет порядковый номер (n-1) в n-разрядной ячейке памяти.
Содержимым любого разряда может быть либо 0, либо 1.
“Объясните почему?”
Ответ: Основная причина – простота и надежность двухпозиционных элементов в плане их технической реализации. Наиболее надежным и дешевым является устройство, каждый разряд которого может принимать два состояния: намагничено — не намагничено, высокое напряжение — низкое напряжение и т. д.
Следовательно, использование двоичной системы счисления в качестве внутренней системы представления информации вызвано конструктивными особенностями элементов вычислительных машин.
Машинное слово для конкретной ЭВМ – это всегда фиксированное число разрядов. Данное число является одной из важнейших характеристик любой ЭВМ и называется разрядностью машины.
Например, самые современные персональные компьютеры являются 64-разрядным, то есть машинное слово и соответственно, ячейка памяти, состоит из 64 разрядов или битов.
Бит — минимальная единица измерения информации.
Каждый бит может принимать значение 0 или 1.
Битом также называют разряд ячейки памяти ЭВМ.
Стандартный размер наименьшей ячейки памяти равен восьми битам, то есть восьми двоичным разрядам. Совокупность из 8 битов является основной единицей представления данных – байт.
Байт (от английского byte – слог) – часть машинного слова, состоящая из 8 бит, обрабатываемая в ЭВМ как одно целое. На экране – ячейка памяти, состоящая из 8 разрядов – это байт. Младший разряд имеет порядковый номер 0, старший разряд – порядковый номер 7.
В байтовом алфавите байт является минимальной единицей информации, обрабатываемой в ЭВМ. Для записи чисел также используют 32-разрядный формат (машинное слово), 16-разрядный формат (полуслово) и 64-разрядный формат (двойное слово). Обратите внимание на нумерацию разрядов в ячейках памяти для представленных форматов данных.
Для измерения объема хранимой информации используются более крупные единицы объема памяти:
1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 2¹⁰ байт;
1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 2²⁰ байт;
1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 2³⁰ байт;
1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 2⁴⁰ байт;
1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 2⁵⁰ байт.
Число 1024 как множитель при переходе к более высшей единице измерения информации имеет своим происхождением двоичную систему счисления (1024 — это десятая степень двойки).

7. Перемена
Учитель проверяет контрольные работы и выставляет оценки на слад оценок.

8. Продолжение объяснения новой темы
Компьютерное представление целых чисел.
Целые числа – это простейшие числовые типы данных, с которыми оперирует компьютер. Для представления целых чисел используются специально для них предназначенные типы данных.
Вопросы к учащимся:

“Какие целочисленные типы данных языка Паскаль вы знаете?”

“Объясните необходимость использования целочисленных типов данных”

“Можно ли ограничиться представлением целых чисел как вещественных, но с нулевой дробной частью?”

Специальные типы для целых чисел вводятся для:

эффективного расходования памяти;
повышения быстродействия;
введения операции деления нацело с остатком вместо приводящего к потере точности обычного деления вещественных чисел.

В подавляющем большинстве задач, решаемых с помощью ЭВМ, многие действия сводятся к операциям над целыми числами. Сюда относятся задачи экономического характера, при решении которых данными служат количества акций, сотрудников, деталей, транспортных средств и т.д. Целые числа используются для обозначения даты и времени, и для нумерации различных объектов: элементов массивов, записей в базах данных, машинных адресов и т.д.
Для компьютерного представления целых чисел обычно используется несколько различных типов данных, отличающихся друг от друга количеством разрядов. Чаще всего используется восьми-, шестнадцати– и тридцатидвухразрядное представление чисел (один, два или четыре байта соот...

ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами методического материала урезан на треть (33%)!

Чтобы просматривать этот и другие тексты полностью, авторизуйтесь на сайте:

Простая ссылка на эту страницу:

Ссылка для размещения на форуме:

HTML-гиперссылка:

Добавлено: 2010.11.22 | Просмотров: 6517
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательна!