Логические основы устройства компьютера. Базовые логические элементы

Тема урока: «Логические основы устройства компьютера. Базовые логические элементы»

Цель урока: общение и систематизация знаний, полученных при изучении раздела основы логики. формирование представления о логических элементах, познакомить со схематическим способом представления логических выражений.

Задачи урока:

общеобразовательные:

• обобщить и систематизировать знания по основным понятиям: высказывание, умозаключение, логические операции - логическое сложение, логическое умножение, логическое отрицание, таблицы истинности;

• повторить основные базовые операции;

• познакомить с основными логическими элементами;

• научить строить логические схемы по логическим выражениям и наоборот.

развивающие:

• развитие логического мышления учащихся;

• формирование умений анализировать, обобщать, делать выводы, формализовать задачи;

• развитие интереса к информатике.

воспитательные:

формирование научного мировоззрения.

Тип урока: комбинированный (систематизация знаний, объяснение нового материала, практическая работа)

Требования к знаниям и умениям учащихся на момент проведения урока:

Учащиеся должны знать:

• основные логические операции (конъюнкция - логическое умножение, дизъюнкция - логическое сложение, инверсия - логическое отрицание), импликацию и эквивалентность;

• обозначения логических операций;

• приоритет выполнения логических операций;

Учащиеся должны уметь:

• строить схемы логических выражений;

• записывать логические выражения по логическим схемам.

Наглядное пособие: презентация, подготовленная в PowerPoint

Ход урока

1. Организационный момент - объявляется тема, цели урока, его этапы.

2. Актуализация опорных знаний.

- Основные логические операции.

- Таблицы истинности логических операций.

- Приоритет логических операций.

- Логическая формула ЕСЛИ в электронных таблицах.

Задания для устной работы.

1. Чему равно значение логического выражения , если А=0, В=0, С=1?

2. Чему равно значение логического выражения , если А=1, В=0, С=1?

3. Чему равно значение логического выражения , если А=1, В=1, С=0 ?

3. Объяснение нового материала (кратко)

Компьютер - это устройство, состоящее из различных электронных элементов, представляющих собой простейшие электрические схемы. Каким образом происходит обработка электрического сигнала и его преобразование в цифровой код? Наличие электрического сигнала в цепи соответствует логической единице (истине), отсутствие тока - логическому нолю (ложь). А логические операции осуществляют логические элементы, которые технически реализуются с помощью переключательных схем. Поскольку любая логическая операция может быть представлена в виде трех основных, любые устройства компьютера, производящие обработку или хранение информации, могут быть собраны из базовых логических элементов. Дискретный преобразователь, после обработки на входе двоичных сигналов на выходе дает сигнал - значение логической операции. Базовые логические элементы реализуют три основные логические операции: «И», «ИЛИ», «НЕ».

Каким логическим операциям соответствуют логические элементы?

&

x1

y2

x1

y

&

Vли

x

­¬¬

F=x&y

F=xvy

F= ¬x

Базовые логические элементы также еще называют вентилями.

• Вентиль «И» - конъюнктор. Реализует конъюнкцию.

• Вентиль «ИЛИ» - дизъюнктор. Реализует дизъюнкцию.

• Вентиль «НЕ» - инвертор. Реализует инверсию.

Логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы. Есть импульс - 1, нет - 0. На входы логического элемента поступают сигналы - значения аргументов, на выходе появляется сигнал - значение функции.

При демонстрации презентации ученики определяют, какой логической операции соответствует каждая из электрических схем. Делаются выводы: конъюнкцию реализуют последовательно соединённые переключатели, дизъюнкцию - параллельно соединённые переключатели, последовательно подключенные к участку цепи.

Задание: смоделируйте в электронной таблице Excel схемы логических элементов - конъюнкции, дизъюнкции, инверсии.

Соединив логические элементы в соответствии с логическим выражением, получим логическую схему, реализующую данное выражение. Булево выражение - описание логической схемы. Ученикам предлагаются задания на построение логических схем по логическому выражению и составление логического выражения по схеме (см. презентацию).

Для закрепления изученного материала учащиеся устно и письменно выполняют упражнения различного типа:

1. определение базового логического элемента на схеме 1;

2. определение значения выходного сигнала при заданных входных сигналах на схеме 2;

1. 2.

3. определение невозможных комбинаций входных сигналов при заданном выходном сигнале (учащиеся работают самостоятельно в тетрадях).

Какие комбинации входных сигналов невозможны для указанных схем?

Подводятся итоги урока и задается домашнее задание.

4.Домашнее задание:

п. 3.3.1.