Роль ЭВМ в современном мире

Роль ЭВМ в современном  мире

Методические указания

Материал пункта имеет ознакомительный характер. Его изложение рекомендуется вести в соответствии с текстом учебника.

Прежде всего следует  обратить внимание учащихся на то, что  жизнь человека неразрывно связана  с получением, накоплением, обработкой информации. Знания человека представляют собой накопленную и систематизированную  информацию.  Информацию мы получаем практически непрерывно: когда читаем, разговариваем, смотрим вокруг. Получаемая информация может быть уже нам  известна, а может быть новой и  важной, расширяющей наши знания. Действия человека также во многом определяются получаемой им информацией.

В настоящее время в  условиях научно – технического прогресса  количество получаемой человечеством  информации непрерывно увеличивается. Например, было подсчитано , что  научному работнику, для того чтобы следить по литературе за всеми новыми работами в его отрасли, надо тратить более   90% своего рабочего времени.

Все эти задачи могут быть решены с помощью ЭВМ. Более того, для ЭВМ они являются однотипными  – это поиск элемента с заданными  свойствами, т.е. эти задачи она может  решить по одной и той же программе.

В конце урока можно  подвести первые итоги:

1. Практически все задачи так или иначе связаны с оборотной  информации.
2. Информатика – фундаментальная наука, она изучает законы и методы переработки любой важной для человека информации, независимо от конкретной сферы ее применения.
3. ЭВМ – устройство, предназначенное для автоматической обработки информации.

 

 

Первоначальные  сведения об ЭВМ ( 1 ч)

Рассказ об ЭВМ следует  начать с демонстрации учащимся картинки (фотографии) ЭВМ и ее устройства. ЭВМ не имеет никаких «лищних» устройств, все они необходимы для  работы. Сотав устройства ЭВМ определяеся  ее значением: информацию различного рода компьютер должен иметь возможность  получать, сохранять, преобразовывать  и выдавать. Отсюда, естественно, возникает  общая схема ЭВМ.

Процессор и память(быстрая) ЭВМ, как правило, расположены в  одном блоке. Стройств ввода-вывода может быть несколько.

Форма представления информации в ЭВМопределяется физической сущностью  машины. ЭВМ ( а точнее, процессор  и быстрая память ЭВМ) – просто электрическая схема, поэтому действия она может производить только над электрическими сигналами.

Электрические схемы современных  ЭВМ состоят прежде всего из транзисторов. Они работают с электрическими сигналами  двух видов: высокого и низкого напряжения, которые приняо обозночать «1» и  «0».

С помощью сигналов высокого и низкого напряжения может быть закодирована практически любая  информация.

Само кадирование букв и символов в ЭВМ осуществляется автоматически

Программа определяющая работу ЭВМ, является для нее такой же закодерованной информацией, хранящейся в памяти. Электрические сигналы, с помощью которых эта информация закодирована, определяют соедиинение  различных схем ЭВМ между собой. На этом и основан автоматически  принцип работы ЭВМ.

Принципиально схемы ЭВМ, собранные на отдельных элеметах и на базе микропроцессора, различаются  мало. Но технология производсва ма у них разная. Микросхемы делаются путем внедрения полупроводников  и напыления проводящих дорожек  через специальные шаблоны (операция напоминает фотографирование), получая таким образом на одном кристалле кремния электрические схемы, содержащие тысячи транзисторов.

Микропроцессор является микросхемой, в которой реализована  электрическая схема ЭВМ. Возможность  их массового выпуска и невысокая  цена привели к тому, что микропроцессоры получили необычайно широкое применение во всех областях науки, производства и даже быта людей.

Объем памяти определяется количеством ячеек памяти (будем) считать, что емкость ячейки памяти 1 байт). Каждой ячейке присвоен номер (адрес), по которому ее отличает машина. В микро-ЭВМ  под код адреса, как правило, используется 16 разрядов, т.е. можно использовать  ,,,, различающихся между собой  адресов. Тогда, как говорят, прямо  адресуемая память может максимально  иметь объем   ,,,,,,байт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Понятие алгоритма (1 ч)

Основная цель. Расширить  представление учащихся об алгоритмах и их исполнителях; показать учащимся фундаментальность понятия алгоритма  и широту применения алгоритмов; ознакомить учащихся на примерах со свойствами алгоритмов.

Требования к знаниям  и умениям. Учащиеся должны понимать, что такое алгоритм, важность алгоритмов и широту сферы их применения; уметь  формулировать простейшие алгоритмы  в виде последовательности команд, приводить примеры алгоритмов.

Понятие алгоритма относится  к числу фундаментальных математических понятий и является объектом исследование специального раздела математики – теории алгоритмов. Вместе с тем, даже не употребляя самого слова «алгоритм», многие интуитивно правильно пользуются этими понятием.

В курсе алгебры VIII класса учащиеся уже встречались с алгоритмами решения вычислительных задач. После этого следует разобрать данное в учебнике понятие алгоритма: «Под алгоритмом понимают  понятное и точное предписание (указание) исполнителю совершить последовательность действий, направленных на достижение указанной цели или на решение поставленной задачи». Учителю следует иметь в виду, что это – не определение в математическом смысле слова, но довольно подобное описание понятия алгоритма, раскрывающее его сущность. Следует рассмотреть с учащимися все примеры алгоритмов, приведенные в учебнике. На этих примерах в неявном виде показаны основные свойства алгоритмов. Учителю полезно знать сущность этих свойств алгоритма, поэтому дадим здесь более подробное изложение этого вопроса.

Важнейшим свойствам алгоритма  является то, что его исполнение сводится к выполнению конечного  числа действий и всегда приводит к решению задачи.

Алгоритм обладает и еще  одним свойством – массовостью. Это свойство алгоритма подразумевает, что с помощью одного и того же алгоритма можно решать однотипные задачи и делать это неоднократно. Свойство массовости значительно увеличивает  практическую ценность алгоритмов.

2. Формальное исполнение алгоритма (1)

Основная цель. Объяснить  учащимся возможность формального  исполнения алгоритма; выработать у  учащихся понимание того, что степень  детализации предписываемых алгоритмом действий должна соответствовать возможностям исполнителя.

Требования к знаниям  и умениям. Учащиеся должны овладеть понятиями «команда алгоритма», « система команд исполнителя»; знать необходимость соответствия команд алгоритма и возможностей исполнителя (т.е. системы его команд); понимать возможность формального исполнения алгоритма и автоматизации деятельности человека на основе алгоритма; уметь объяснить сущность принципа формального исполнения алгоритма; быть готовыми привести в соответствие команды алгоритма с системой команд исполнителя.

Методические указания

В этом пункте продолжается знакомство учащихся с алгоритмами  и их свойствами. Прежде всего, учащимся должна быть разъяснена необходимость соответствия алгоритма возможностям конкретного исполнителя. Для того чтобы исполнитель мог решать задачу по заданному алгоритму, необходимо, чтобы каждая команда алгоритма входила в систему команд исполнителя.

Поясним сказанное. Команда  алгоритма предписывается исполнителю  произвести определенное действие. Но для того чтобы исполнитель правильно это действие произвел, он должен понять, какое именно действие ему предписывает произвести команда, и быть в состоянии это действие выполнить. Заметим, что слово «понимать» здесь используется в переносном смысле. Даже в применении  к человеку слово «понимать» имеет много различных оттенков. Человек может не понимать смысла или назначения отдельных действий, но в то же время безупречно их выполнять. И наоборот, человек может, как ему кажется, понимать, что надо сделать но понимать по – своему, в противоположность замыслу автора алгоритма. В отношении же исполнителя – машины слово «пониманием »  мы будем подразумевать способность исполнителя точно выполнить команду алгоритма.

Команда может быть непонятно  исполнителю, потому что он не распологает  необходимым знанием.

Команда может оказаться  непонятной из – за того, что ее обозначение  или название не совподает с известным  исполнителю.

Команда может оказаться  невыполнимой, потому что исполнитель  не обладает необходимыми средствами для ее выполнения.

Наконец, « понятная » команда может оказаться невыполнимой потому, что предписываемое ею действие наприменно к тем данным, над которыми оно совершается.

Все это указывает на то, что алгоритм всегда должен строиться  в расчете на конкретного исполнителя, способного его исполнить, т.е. такого исполнителя, что система его  команд содержит в себе все команды  данного алгоритма.

После изучения этого пункта следует напомнить учащимся итоги, подведенные в конце предыдущего  урока, и развить их:

1. Алгоритм строитсяв расчете на конкретного исполнителя.
2. Действия, предписываемые командами алгоритма исполнителю, как правило, просты и могут детализироваться до тех пор, пока стнут возможными для выполнения конкретным исполнителем.
3. Исполнение  алгоритма не требует рассуждений, связанных с существом задачи, и может осуществляться формально. 

Из этого следует сделать  вывод: поручить исполнение алгоритма  можно не только человеку,  но и  машине, система команд которой включает  в себя все команды алгоритма. Тем самым решение задач на основе  алгоритма может быть автоматизировано. При этом следует обратить внимание учащихся на взаимосвязь понятий: исходная информация (условие задачи) – алгоритм (описание процесса решения задачи) – исполнитель (ЭВМ).

Алгоритм имеет вид:

1. Найти целую часть числа, получаемого умножением .... на 1,25, обозначить результат ........
2. Найти остаток от деления х на 7, обозначить результат у;
3. К 1 прибавить у, считать результат значением D.

Указания к решению  задач

1.а)  1)Умножить 2 на х, результат обозначить …..;

2)сложить … с 3, результат обозначить   …;

3)умножить 7 на х, результат обозначить ….;

4)вычесть 5 из ...., результат обозначить ....;

5)умножить ... на ..., считать результат значением у.

б)  1) Вычесть 3 из х, результат обозначить…;

2)возвести .. в квадрат, результат обозначить …;

3) вычесть …. из 2, результат  обозначить …;

4) сложить … с 4, результат  обозначить  …;

5) разделить  … на  …, считать результат значением  у.

2. а) 1)

2)

3)

4)

   б) 1)

2)

3)

4)

5)

6)

3. а) Дан отрезок АВ:

1)поставить ножку циркуля в точку А;

2) установить раствор  циркуля равным длине отрезка  АВ;

3)провести окружность;

4)поставить ножку циркуля  в точку В;

5)провести окружность;

6)провести через точку  пересечения окружностей прямую, считать эту прямую результатом.

   б) Воспользоватся  примером 2.1 нахождения середины  отрезка АВ (команды 1-7), далее:

8) поставить ножку циркуля  в отмеченную точку С;

9) установить раствор  циркуля равным длине отрезка  АС;

10) провести окружность, считать  ее результатом.

   в) 1) установить ножку циркуля вершину А угла;

2) провести окружность произвольного радиуса;

3) отметить точки пересечения  В и С со сторонами угла;

4) провести окружность  из точки В тем же радиусом;

5)провести окружность  из точки Стем же радиусом;

6) обозначить точку D их пересечения ( не совпадающую с вершиной угла);

7) провести полупрямую  АD, считать ее результатом.

   г) Найти точки  середин двух сторон треугольника  по алгоритму из примера 2.1. Далее:

1) соединить одну точку  с противолежащей вершиной отрезком;

2)соединить другую точку  с противолежащей вершиной отрезком;

3) отметить точку пересечения  этих двух отрезков, считать ее  результатом.

   д) 1) установить ножку циркуля в заданную точку;

2) провести окружность произвольного радиуса;

3) отметить точку А и В пересечения окружности с прямой;

4)далее действовать так  же, как в № 3 (а).

4. Второй игрок выигрывает  по следующему алгоритму: на  каждом ходу брать один предмет.

5. Изменить п.1 и 4 алгоритма  следующим образом:

1) умножить х на х,  результат обозначить ….;

4) умножить … на …,  результат обозначить …;