Программы: Основы логики и логические основы компьютера. Тип урока: урок объяснения нового материала и практического применения полученных знаний с использованием компьютерных технологий. Вид урока

Вид материала

Урок

Содержание Формы учебной деятельности учащихся: индивидуальная, групповая Изложение нового материала. Логический элемент «И» (конъюнктор) И лишь при одновременной подаче на входы сигналов высокого уровня (“1”) на выходе мы также получим сигнал высокого уровня. Интегральные микросхемы реализуют более сложные логические Логический элемент «И-НЕ» (функция Вебба, «стрелка Пирса») -отрицание логического сложения. IV.Функциональные схемы и структурные формулы логических устройств Схема соединения логических элементов, реализующая логическую функцию, называется функциональной схемой. Правило построения ЛФС по заданной функции VI. Самостоятельное применение комплекса знаний в изменённой и новой (незнакомой) ситуациях. VII. Логический тренажер Правила игры

Подобный материал:

• Тема Уроки 1 Логические основы компьютера Урок Логические элементы и переключательные, 96.75kb.
• Урок по теме «Основы логики и логические основы компьютера», 276.49kb.
• Село Крепость Мокроусовский район, Курганская область. Курган 2011 «Основы религиозных, 77.14kb.
• Тема : «Вязание носка, варежки с использованием узора», 131.21kb.
• Тема урока : «Базовые логические элементы», 87.8kb.
• Урок русского языка в 9 классе Знаки препинания в бессоюзном сложном предложении Цели, 83.86kb.
• Мусихина Наталья Александровна моудод "Центральная детская музыкальная школа №1",, 196.05kb.
• Ставбуник Светлана Сергеевна. Тема урока: Трение. Сила трения конспект, 117.74kb.
• Измерение информации, 61.9kb.
• Логические основы построения компьютера, 230.09kb.

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Многопрофильный лицей № 20


Урок


Логические основы ЭВМ.

Функциональные схемы

И.Ф. Жога

учитель информатики

Ульяновск


2009 г.

Тема: Логические основы ЭВМ. Функциональные схемы


Раздел программы: Основы логики и логические основы компьютера.


Тип урока: урок объяснения нового материала и практического применения полученных знаний с использованием компьютерных технологий.


Вид урока: комбинированный


Технологии: личностно-ориентированная, перспективно – опережающего обучения, информационная.

Формы учебной деятельности учащихся: индивидуальная, групповая

Материалы и оборудование к уроку:

• презентация;
  
• персональные компьютеры;
  
• карточки для групповой работы;
  
• программа для построения логических схем;
  
• логический тренажер.
  

Цель урока:

• Познакомить с логическими элементами, применяемыми при составлении функциональных схем устройств.
  

Задачи урока:

Образовательная:

• дать учащимся представление о функциональных схемах и формулах логических устройств.
  

Развивающие:

•  формирование умений применять полученные знания;
  
• развитие логического мышления, внимательности.
  

Воспитательные :

• формирование научного мировоззрения.
  

План урока:

• Организационный момент.
  
• Мотивация. Фронтальный опрос.
  
• Изложение нового материала. Составление учениками во время урока краткого конспекта.
  
• Самостоятельное применение комплекса знаний в изменённой и новой (незнакомой) ситуациях.
  
• Итог урока.
  
• Домашнее задание.
  

Ход урока.

1. Организационный момент.
   
2. Подготовка к восприятию нового материала. (Мотивация)
   

Здравствуйте!

Ребята сегодня на уроке мы с вами должны ответить на следующие вопросы:


1. Реально ли в курсе средней школы разобраться с логикой построения

устройств компьютера?

2. Какие знаниями, умениями нужно обладать для достижения этой цели?


Давайте вспомним.

1. Что называется в булевой алгебре логической переменной? Это простое высказывание.
   
2. Как называется в булевой алгебре сложное высказывание? Логическая функция.
   
3. Какие значения могут принимать логические переменные и функции?
   
4. Какие логические операции вы знаете?
   
5. Определение операции конъюнкции. Когда она принимает истинное значение.
   
6. Определение операции дизъюнкции. Когда она принимает истинное значение.
   
7. Определение операции инверсии. Когда она принимает истинное значение.
   
8. Назовите приоритет логических операций в функции.
   

Долгое время алгебра логики имела очень ограниченное применение и была известна только некоторым «узким» специалистам. Через 100 лет, в 1938 году американский математик и инженер Клод Шеннон обнаружил, что алгебра логики приложима к любым переменным, которые могут принимать только два значения.


Например к состоянию контактов: включено-выключено, или к другим уровням напряжения, которыми представляется информация в компьютере.

Значение	Логическая переменная	Уровень напряжения	Контакты	Сигнальные лампы	Качество	Обозначения
первое	Истинно	Высокий(+)	Включен	Зеленая	Годен	1
Второе	Ложно	Низкий(0)	Выключен	Красная	Брак	0

В результате алгебра логики явилась математической основой теории электрических и электронных переключательных схем и последующей разработки цифровых электронных вычислительных машин и микропроцессорных систем управления.


Логические основы построения ЭВМ.

Действия, выполняемые компьютером:

1. Запоминание двоичных кодов в ячейках памяти;
   
2. Пересылка информации между устройствами по магистрали;
   
3. Определение по адресу из какой ячейки памяти надо взять и в какую надо записать информацию;
   
4. Определение по коду команды какие действия надо выполнить;
   
5. Преобразование двоичных кодов (+, *, /, -)
   
6. Сравнение кодов между собой.
   

Таким образом, все электронные схемы ЭВМ могут быть реализованы с помощью логических элементов И, ИЛИ, НЕ.

3. Изложение нового материала.
   

Логический элемент «Не» (инвертор)

A
0	1
1	0

Инвертор реализуется на транзисторах, которые не только инвертируют входной сигнал, но и могут его усилить.

При подаче на вход схемы сигнала низкого уровня (0) транзистор будет заперт, т.е. ток через него проходить не будет, и на выходе будет сигнал высокого уровня (1).

Если же на вход схемы подать сигнал высокого уровня (1), то транзистор “откроется”, начнет пропускать электрический ток. На выходе за счет падения напряжения установится напряжение низкого уровня.

Таким образом, схема преобразует сигналы одного уровня в другой,
выполняя логическую функцию НЕ.


Логический элемент «И» (конъюнктор)

A	B	C
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Если на входы Вх1 и Вх2 поданы сигналы низкого уровня (логические “0”), то оба транзистора закрыты, ток через них не проходит, выходное напряжение на Rн близко к нулю.

Пусть на один из входов подано высокое напряжение (“1”). Тогда соответствующий транзистор откроется, однако другой останется закрытым, и ток через транзисторы и сопротивление проходить не будет.

Следовательно, при подаче напряжения высокого уровня лишь на один из транзисторов схема не переключается и на выходе остается напряжение низкого уровня.

И лишь при одновременной подаче на входы сигналов высокого уровня (“1”) на выходе мы также получим сигнал высокого уровня.


Логический элемент «ИЛИ» (дизъюнктор)

А	В	С
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Функция “ИЛИ” - логическое сложение (дизъюнкция), ее результат равен 1, если хотя бы 1 из аргументов равен 1.


Здесь транзисторы включены параллельно друг другу. Если оба закрыты, то их общее сопротивление велико и на выходе будет сигнал низкого уровня (логический “0”).


Достаточно подать сигнал высокого уровня (“1”) на один из транзисторов, как схема начнет пропускать ток, и на сопротивлении нагрузки установится также сигнал высокого уровня (логическая “1”).


Интегральные микросхемы реализуют более сложные логические

функции.


Логический элемент «И-НЕ» (функция Шеффера) -отрицание логического умножения.


Логический элемент «И-НЕ» (функция Вебба, «стрелка Пирса») -отрицание логического сложения.

Эти интегральные схемы называют базовыми элементами микроэлектроники.

IV.Функциональные схемы и структурные формулы логических устройств

Цепочку из логических элементов, в которой выходы одних элементов являются входами других, называется логическим устройством.

Схема соединения логических элементов, реализующая логическую функцию, называется функциональной схемой.

Формой описания функции, реализуемой логическим устройством, является структурная формула.

Правило построения ЛФС по заданной функции:

1. Определите количество логических элементов, необходимых для реализации функции.
   
2. Найдите последовательность выполнения логических операций в функции.
   
3. Определите какие логические элементы будут входить в функциональную схему.
   
4. На входе схемы напишите имена входных переменных и проведите линии к логическим элементам.
   
5. Согласно найденной последовательности выполнения логических операций расставьте логические элементы и соедините их в общую схему.
   
6. На выходе функциональной схемы запишите реализованную функцию.
   

V. Построение ЛФС.



Задача 1.

По заданной ЛФС определить структурную формулу.

Ответ.

Задача 2.

Дана структурная формула :

F(x,y)= X & Y

Постройте функциональную схему.

VI. Самостоятельное применение комплекса знаний в изменённой и новой (незнакомой) ситуациях.

Задания для индивидуальной работы.

1. Постройте схему, работа которой описывается логической формулой F(x,y,z) = x*y*z ۷

2. Постройте схему, работа которой описывается логической формулой: f(a,b,c) = (a * b) ۷ (b *c)

3. Постройте схему, работа которой описывается логической формулой: f(x,y,z,h) = (x*z*h)۷ (x*y۷h)

4. Постройте схему, работа которой описывается логической формулой:

5. Постройте схему, работа которой описывается логической формулой:

6.Постройте схему, работа которой описывается логической формулой:

Постройте схему, работа которой описывается логической формулой:

Задания для групповой работы.

1. Вариант.
   
   1. Найдите функцию, описывающую данную логическую схему.
      
   2. Определите, зажжётся ли лампочка, если х=1, y=0, z=0, k=1
      

1

x
&


O


y



1


O
z

k

2. Вариант.
   

1. Найдите функцию, описывающую данную логическую схему.
   
2. Определите, зажжётся ли лампочка, если х=1, y=0, z=0, k=1
   

&


x
1




O

O

O

O
y



1
z

k

3. Вариант.
   

1. Найдите функцию, описывающую данную логическую схему.
   
2. Определите, зажжётся ли лампочка, если х=1, y=0, z=0, k=1
   

&

x

&

O


y



1


O
z

k

VII. Логический тренажер

Правила игры

Задача заключается в том, чтобы последовательно передавать кристалл с верхней площадки на нижнюю. Подавая ток на вход механизмов в правой части схемы, можно выдвигать площадки на пути
кристалла.

Если на входе механизма нет тока, площадка убирается.

Для управления механизмами используют выключатели в левой части поля.


VIII. Рефлексия


Оценить по 5-бальной шкале работу на занятии с позиции:

„Я“ – 1. Работал. 2. Допускал ошибки

„Дело“ – 1. Понял материал 2. Узнал больше, чем знал

«Я»		«ДЕЛО»
1	2	1	2

В пустые клетки вставить баллы по 5-ти бальной шкале


IX. Домашнее задание.

§3.7 Выполнить задание : 3.7