Форум » Теоретические основы » представление числавой информацый в компьютаре » Ответить
представление числавой информацый в компьютаре
артем: Рейтинг@Mail.ru Подать заявку Личный кабинет Главная Положение о фестивале и конкурсах Поиск по сайту Разделы Конкурс «Презентация к уроку» Конкурс по экологии «Земля – наш общий дом» Конкурс «Электронный учебник на уроке» Конкурс региональной истории России Астрономия Биология Начальная школа География Иностранные языки Информатика История и обществознание Краеведение Литература Математика Музыка МХК и ИЗО ОБЖ ОРКСЭ Русский язык Спорт в школе и здоровье детей Технология Физика Химия Экология Экономика Администрирование школы Видеоурок Внеклассная работа Дополнительное образование Инклюзивное образование Классное руководство Коррекционная педагогика Логопедия Мастер-класс Общепедагогические технологии Организация школьной библиотеки Патриотическое воспитание Работа с дошкольниками Работа с родителями Социальная педагогика Урок с использованием электронного учебника Школьная психологическая служба Купите все школьные принадлежности за один раз! Представление числовой информации в компьютере Булгакова Лилия Николаевна, преподаватель информатики Разделы: Информатика 2857749_2016-09-29_15-04-22_inline_10.png 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 соответственно). Для целых чисел существуют два представления: беззнаковое (только для неотрицательных целых чисел) и со знаком. Очевидно, что отрицательные числа можно представлять только в знаковом виде. Различие в представлении целых чисел со знаком и без знака вызвано тем, что в ячейках одного и того же размера в беззнаковом типе можно представить больше различных положительных чисел, чем в знаковом. Например, в байте (8 разрядов) можно представить беззнаковые числа от 0 до 255. Максимальное число, записанное в восьми разрядах ячейки соответствует восьми единицам и равно: 111111112 = 1*27 + 1*26 + 1*25 + 1*24 + 1*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20 = 255. Таким образом, для беззнаковых типов нижняя граница диапазона значений всегда равна 0, а верхнюю границу диапазона допустимых значений можно подсчитать, зная количество разрядов, занимаемых элементами данного типа. Верхняя граница диапазона допустимых значений для беззнаковых типов рассчитывается по формуле 2k – 1, где k – количество разрядов в ячейке Вопросы к учащимся: “Найдите значения верхних границ диапазонов для беззнаковых типов в 16– и 32-х разрядном представлении” (Демонстрируется слайд). “Какие беззнаковые целочисленные типы данных языка Паскаль вы знаете?” Ответ: byte, word. Для 32-разрядного представления тип данных в Паскале отсутствует. Знаковые положительные числа в байте можно представить только от 0 до 127. Старший (левый) разряд отводится под знак числа, остальные 7 разрядов под само число. Максимальное число в знаковом представлении соответствует семи единицам и равно: 11111112 = 1*26 + 1*25 + 1*24 + 1*23 + 1*22 + 1*21 + 1*20 = 127. Поэтому, если известно, что некоторая числовая величина является неотрицательной, то лучше рассматривать ее как беззнаковую. Диапазон допустимых значений для знаковых типов рассчитывается по формулам: Нижняя граница допустимых значений: 2k-1; Верхняя граница допустимых значений: 2k-1 – 1, где k – количество разрядов в ячейке. Вопросы к учащимся: “Найдите значения границ диапазонов для знаковых типов в 16– и 32-х разрядном представлении” “Какие знаковые целочисленные типы данных языка Паскаль вы знаете?” Ответ: shortint, integer, longint. Рассмотрим алгоритм представления в компьютере целых положительных чисел. Возьмите шаблоны с разрядной сеткой и примерами. (Приложение 5) 1. Требуется получить внутреннее 8-разрядное представление десятичного числа 54. Для этого целое положительное число переводится в двоичную систему счисления. Полученное двоичное число записывается в 8 разрядах так, что в младшем разряде ячейки находится младший разряд числа. Двоичное число дополняется, если это необходимо, слева нулями до соответствующего числа разрядов (8-ми, 16-ти, 32-х и более); 2. Требуется получить внутреннее 8-разрядное и 16-разрядное представление десятичного числа 200. Запишите число в восьми разрядную ячейку. Для знака разряда не осталось. Представление в восьмиразрядном знаковом типе невозможно. Мы рассмотрели компьютерное представление целых положительных чисел. Следующий вопрос: как представляются в компьютере целые отрицательные числа. В ЭВМ в целях упрощения выполнения арифметических операций применяют специальные коды для представления чисел. Использование кодов позволяет свести операцию вычитания чисел к операции поразрядного сложения кодов этих чисел. Применяются прямой, обратный и дополнительный коды чисел. К кодам выдвигаются следующие требования: 1) Разряды числа в коде жестко связаны с определенной разрядной сеткой. 2) Для записи кода знака в разрядной сетке отводится фиксированный, строго определенный разряд. Например, если за основу представления кода взят один байт, то для представления числа будет отведено 7 разрядов, а для записи кода знака один разряд. Знаковым разрядом является старший разряд в разрядной сетке. Прямой код Прямой код двоичного числа совпадает по изображению с записью самого числа. Значение знакового разряда для положительных чисел равно 0, а для отрицательных чисел 1. Пример. В случае, когда для записи кода выделен один байт, для числа +1101 прямой код 0,0001101, для числа -1101 прямой код 1,0001101. Обратный код Обратный код для положительного числа совпадает с прямым кодом. Для отрицательного числа все цифры числа заменяются на противоположные (1 на 0, 0 на 1), а в знаковый разряд заносится единица. Пример. Для числа +1101 прямой код 0,0001101; обратный код 0,0001101. Для числа -1101 прямой код 1,0001101; обратный код 1,1110010. Дополнительный код Дополнительный код положительного числа совпадает с прямым кодом. Возьмите шаблоны с разрядной сеткой, выполните следующие примеры: 1. Требуется получить внутреннее 8-разрядное представление отрицательного числа -117. 2. Получить дополнительный код двоичного числа -10002 для 8-разрядной ячейки памяти. Итак, все целые отрицательные числа в компьютере представляются дополнительным кодом. 9. Компьютерный тест по теме “Компьютерное представление целых чисел” (Приложение 3) Вы познакомились с представлением целых чисел в компьютере, и вам предлагается тест по новой теме. Для выполнения примеров в тесте используйте разрядную сетку на шаблоне. Кто закончит работать с тестом, знакомится с интересным заданием за партой. Возьмите шаблоны, ручки и займите места за компьютерами. На Рабочем столе – ярлык Тест_2. Ученики после завершения работы с тестом садятся за парты и отгадывают кроссворд “Единицы измерения информации”. Учитель выставляет оценки за тест в слайд оценок. 10. Кроссворд “Единицы измерения информации” (Приложение 4) Учитель демонстрирует анимированную презентацию “Кроссворд” и с помощью пульта дистанционного управления постепенно заполняет кроссворд. Кто уже отгадал первое слово (заполняем кроссворд). Вы запомнили все единицы измерения информации. Молодцы. 11. Подведение итогов и постановка домашнего задания Учитель показывает слайд с оценками и комментирует их. Ваши оценки показывают, что тема вам понятна и вы, в основном, справились с поставленной перед вами задачей. (Демонстрируется слайд). Запишите домашнее задание: учебник Андреева, Фалина, стр. 69, тема 8, выполнить краткий конспект по теме задача 3 выполнить письменно в домашних тетрадях. Задачник-практикум, стр. 135, § 3.1.4 – разобрать примеры. До свидания! Желаю вам успеха! Поделиться страницей: Информатика. 1 класс. Учебник в 2 частях My-shop.ru: 484 руб. купить Лабиринт: 610 руб. купить Информатика. 5 класс. Учебник My-shop.ru: 410 руб. купить Лабиринт: 464 руб. купить © ИД «Первое сентября», 2003–2016 Цифровые технологии в образовании Адрес: ул. Киевская, 24, Москва, Россия, 121165, ИД «Первое сентября», Оргкомитет фестиваля «Открытый урок» Эл. почта: festival@1september.ru Телефон: +7 (499) 249-52-53 Вебинары Педагогический марафон Педагогический университет Учительская книга Школа цифрового века ШколаТорг
Ответов - 1
Admin: 1. Артём, у тебя фамилия есть? Если да, то следующий раз пиши её вместе с именем. 2. В заголовке темы ты сделал три орфографических ошибки 3. Зачем ты сюда скопировал разработку урока? Мне она не нужна. У меня есть свои. Переделай сообщение
полная версия страницы