Логические схемы

Цели урока:

1) закрепить навыки построения таблицы истинности
2) сформировать у учащихся представления об устройствах элементной базы компьютера
3) сформировать навыки построение логических схем.

Требования к знаниям и умениям:

учащиеся должны знать:

– этапы построения таблиц истин;
– основные базовые элементы логических схем
– правила составления логических схем

учащиеся должны уметь:

– составлять таблицы истинности
– составлять логические схемы

Программно-дидактическое обеспечение: ПК, карточки с заданиями, презентация.

Ход урока

Мини-игра состоит из четырех туров. Учащиеся делятся на 3 группы.

Выигрывает та команда, которая получает большее количество баллов.

По результатам выставляется оценка: большее количество баллов – оценка “5”, среднее – оценка “4”, наименьшее количество – оценка “3”.

I тур

Какие из предложений являются высказываниями? Определите их истинность.

1. Число 6-четное.
2. Посмотрите на доску.
3. Все роботы являются машинами.
4. У каждой лошади есть хвост.
5. Внимание!
6. Кто отсутствует?
7. Есть кошки, которые дружат с собаками.

8. Не все то золото, что блестит.
9. X² > 0.

10. Некоторые люди являются художниками.
11. Выразите 1 час 15 минут в минутах.
12. Всякий моряк умеет плавать.

II тур

Дать определения следующим понятиям:

Построить таблицы истинности:

IV тур

Равносильно ли выражение:

Подведение итогов мини-игры.

III. Изучение новой темы.

Над возможностями применения логики в технике ученые и инженеры задумывались уже давно. Например, голландский физик Пауль Эренфест (1880 — 1933), кстати, несколько лет работавший в России, писал еще в 1910 году: “...Пусть имеется проект схемы проводов автоматической телефонной станции. Надо определить: 1) будет ли она правильно функционировать при любой комбинации, могущей встретиться в ходе деятельности станции; 2) не содержит ли она излишних усложнений. Каждая такая комбинация является посылкой, каждый маленький коммутатор есть логическое “или-или”, воплощенное в эбоните и латуни; все вместе – система чисто качественных... “посылок”, ничего не оставляющая желать в отношении сложности и запутанности... правда ли, что, несмотря на существование алгебры логики, своего рода “алгебра распределительных схем” должна считаться утопией?”. Созданная позднее М. А. Гавриловым (1903 – 1979) теория релейно-контактных схем показала, что это вовсе не утопия.

Посмотрим на микросхему. На первый взгляд ничего того, что нас удивило бы, мы не видим. Но если рассматривать ее при сильном увеличении она поразит нас своей стройной архитектурой. Чтобы понять, как она работает, вспомним, что компьютер работает на электричестве, то есть любая информация представлена в компьютере в виде электрических импульсов. Поговорим о них.

С точки зрения логики электрический ток либо течет, либо не течет; электрический импульс есть или его нет; электрическое напряжение есть или его нет... В связи с этим поговорим о различных вариантах управления включением и выключением обыкновенной лампочки (лампочка также работает на электричестве). Для этого рассмотрим электрические контактные схемы, реализующие логические операции.

1. Схема И конъюнктор

2. Схема ИЛИ дизъюнктор

3. Схема НЕ инвертор

Недостатками контактных схем являлись их низкая надежность и быстродействие, большие размеры и потребление энергии. Поэтому попытка использовать такие схемы в ЭВМ не оправдала себя. Появление вакуумных и полупроводниковых приборов позволило создавать логические элементы с быстродействием от 1 миллиона переключений в секунду. Именно такие электронные схемы нашли свое применение к качестве элементной базы ЭВМ. Вся теория, изложенная для контактных схем, была перенесена на электронные схемы.

Элементы, реализующие базовые логические операции, назвали базовыми логическими элементами или вентилями

Построение логических схем:

1. Определить число логических переменных.
2. Определить количество базовых логических операций, их порядок.
3. Изобразить вентили.
4. Соединить вентили в порядке выполнения логических операций.

Оценивание работы класса.

1. Информатика в школе: Приложение к журналу “Информатика и образование”. №5 – 2007.-М.: Образование и Информатика,2007.-96 с.: ил.
2. Информатика. Задачник – практикум в 2 т./ Л. А. Залогова, М. А. Плаксин, С. В. Русаков и др. Под ред. И. Г. Семакина, Е. К. Хеннера: Том 1. – 2-е изд.-М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005. – 304 с.: ил.

Презентация