Построение логических схем
Цели урока:
Образовательные:
- закрепить у учащихся представление об устройствах элементной базы компьютера;
- закрепить навыки построения логических схем.
Развивающие:
- формировать развитие алгоритмического мышления;
- развить конструкторские умения;
- продолжать способствовать развитию ИКТ - компетентности;
Воспитательные:
- продолжить формирование познавательного интереса к предмету информатика;
- воспитывать личностные качества:
- активность,
- самостоятельность,
- аккуратность в работе;
Требования к знаниям и умениям:
Учащиеся должны знать:
- основные базовые элементы логических схем;
- правила составления логических схем.
Учащиеся должны уметь:
- составлять логические схемы.
Тип урока: урок закрепления изученного материала
Вид урока: комбинированный
Методы организации учебной деятельности:
- фронтальная;
- индивидуальная;
Программно-дидактическое обеспечение:
- ПК, SMART Board, карточки с индивидуальным домашним заданием.
Урок разработан с помощью программы Macromedia Flash.
Ход урока
I. Постановка целей урока.
Добрый день!
Сегодня мы продолжаем изучение темы «Построение логических схем».
Приготовьте раздаточный материал «Логические основы ЭВМ. Построение логических схем»
Приложение 1Вопрос учителя. Назовите основные
логические элементы.
Какой логический элемент
соответствует логической операции И, ИЛИ, НЕ?
Ответ учащихся. Логический элемент компьютера — это часть электронной логической схемы, которая реализует элементарную логическую функцию. Основные логические элементы конъюнктор (соответствует логическому умножению), дизъюнктор (соответствует логическому сложению), инвертор (соответствует логическому отрицанию).
Вопрос учителя. По каким правилам логические элементы преобразуют входные сигналы. Рассмотрим элемент И. В каком случае на выходе будет ток (сигнал равный 1).
Ответ учащихся. На первом входе есть ток (1, истина), на втором есть (1, истина), на выходе ток идет (1, истина).
Вопрос учителя. На первом входе есть ток, на втором нет, однако на выходе ток идет. На входах тока нет и на выходе нет. Какую логическую операцию реализует данный элемент?
Ответ учащихся.
Элемент ИЛИ -
дизъюнктор.
Вопрос учителя. Рассмотрим логический элемент НЕ. В каком случае на выходе не будет тока (сигнал равный 0)?
Ответ учащихся. На входе есть ток, сигнал равен 1.
Вопрос учителя. В чем отличие логической схемы от логического элемента?
Ответ учащихся. Логические схемы состоят из логических элементов, осуществляющих логические операции.
Проанализируем схему и определим сигнал на выходе.
II. Закрепление изученного материала.
Почему необходимо уметь строить логические схемы?
Дело в том, что из вентилей составляют более
сложные схемы, которые позволяют выполнять
арифметические операции и хранить информацию.
Причем схему, выполняющую определенные функции,
можно построить из различных по сочетанию и
количеству вентилей. Поэтому значение
формального представления логической схемы
чрезвычайно велико.
Оно необходимо для того,
чтобы разработчик имел возможность выбрать
наиболее подходящий ему вариант построения
схемы из вентилей. Процесс разработки общей
логической схемы устройства (в том числе и
компьютера в целом), становится иерархическим,
причем на каждом следующем уровне в качестве
«кирпичиков» используются логические схемы,
созданные на предыдущем этапе.
Дома вам необходимо было построить логические схемы, соответствующие логическим выражениям.
Вопрос учителя. Каков алгоритм построение логических схем?
Ответ учащихся. Алгоритм построение логических схем:
Определить число логических переменных.
Определить количество базовых логических операций и их порядок.
Изобразить для каждой логической операции соответствующий ей элемент (вентиль).
Соединить вентили в порядке выполнения логических операций.
Работа со SMART Board Приложение 2
Проверка домашнего задания Приложение
1.
Домашнее задание. Часть 1
Построить логическую схему для логического выражения: .
- Две переменные — А и В.
- Две логические операции: &,
- Строим схему.
Построить логическую схему для логического выражения:
Построить логическую схему для логического выражения:
Построить логическую схему для логического выражения:
Построить логическую схему для логического выражения:
Построить логическую схему для логического выражения:
Построить логическую схему для логического выражения:
Вычислить значение данного выражения для А=1, В=0.
Ответ F=1
III. Пропедевтика (законы логики)
Выполним задачу обратную данной. Составим логическое выражение по заданной логической схеме:
Данное логическое выражение можно упростить.
Операция И — логическое умножение, ИЛИ - сложение. Запишем выражение, заменяя знаки & и U на * и + соответственно.
F= (A*B+B*С) Упростим F= (B*(А+С)), затем запишем и тогда логическая схема примет вид:
Вывод: Логические схемы, содержащие минимальное количество элементов, обеспечивают большую скорость работы и увеличивают надёжность устройства.
Алгебра логики дала конструкторам мощное средство разработки, анализа и совершенствования логических схем. Проще, и быстрее изучать свойства и доказывать правильность работы схемы с помощью выражающей её формулы, чем создавать реальное техническое устройство.
Таким образом, цель нашего следующего урока - изучить законы алгебры логики.
IV. Домашнее задание. Часть 2
V. Практическая работа.
Программа — тренажер «Построение логических схем»
www.
Kpolyakov.narod.ru Программа «Logic»,
Спасибо за урок!
Моделирование логических схем с помощью электронных таблиц – УчМет
Автор:
Павел Ефимович Финкель
Учитель информатики
МБОУ СОШ №1 им. А. И. Герцена г. Тимашевска
Краснодарский край
352700, г. Тимашевск, ул. Ленина, 152
Домашний адрес:
352708 г. Тимашевск
Ул. 50 лет Октября. д. 166 кв. 29
т. сот. +79183176673
E-mail: [email protected]
Разработка урока по информатике
Класс 11
Тема:
«Моделирование логических схем и построение таблиц истинности в электронных таблицах»
Ключевые слова:
Информатика, модели, моделирование, электронная таблица, логика, проект, функция
Аннотация
Данный
материал – разработка урока по
информатике.
Тема «Моделирование» изучается в 11 профильном «Информационно-технологическом» классе
Тема урока: Моделирование логических схем и построение таблиц истинности с помощью Электронных таблиц»
На данном уроке используется Электронная таблица MS Excel 2010.
Учащиеся должны научиться строить логические формулы по логическим схемам, использовать встроенные функции ЭТ MS Excel 2010.
Данный урок позволяет закрепить знания учащихся по теме «Логика», научить их использовать ЭТ для создания таблиц истинности используя встроенные логические функции.
Моделирование логических схем с помощью электронных таблиц
Цели:
Образовательные: определить роль математической логики в создании ЭВМ; сформировать у учащихся представление об устройствах элементной базы компьютера; сформировать навыки построения логических схем, построение таблиц истинности в ЭТ с помощью встроенных логических функций.
Развивающие: развивать умения анализировать, систематизировать, обобщать, структурировать полученные знания; развивать познавательные и творческие способности учащихся, развивать наглядно-образное мышление.
Воспитательные: воспитание усидчивости, аккуратности, внимательности при выполнении практических работ.
Требования к знаниям и умениям:
Учащиеся должны знать:
роль математической логики в создании ЭВМ;
основные базовые элементы логических схем;
правила составления логических схем.
Учащиеся должны уметь:
составлять электрические и логические схемы.
Составлять логические выражения по функциональным схемам.
Использовать встроенные логические функции ЭТ MS Excel
План:
Организационный момент. (1 минута)
Актуализация знаний. (3 минуты)
Объяснение нового материала. (15 минут)
Физминутка. (1 минута)
Закрепление материала, выполнение индивидуальных практических заданий (15 мин)
Итог урока.
(4 минуты)Домашнее задание. (1 минута)
(4 минуты)ХОД УРОКА
Организационный момент.
Сообщение темы и цели урока.
Актуализация знаний
На предыдущих уроках мы с вами познакомились с основными элементами математической логики и узнали, что именно математическая логика лежит в основе работы схем и узлов компьютера. Давайте вспомним, основные элементы логики:
Вспомним таблицы истинности логических функций и их схемы:
Конъюнкция | ||
A | B | A&B |
1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 |
0 | 0 | 0 |
Дизъюнкция | ||
A | B | AVB |
1 | 1 | 1 |
1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 |
0 | 0 | 0 |
Инверсия | |
A | ¬A |
1 | 0 |
0 | 1 |
Задание:
По
логической схеме построить логическую
функцию и таблицу истинности.
&
B
A
C
1
F
Логическая формула выглядит следующим образом:
F=A & B \/
Построим таблицу истинности для функции F:
A | B | C | A & B | F | |
0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 |
1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
Объяснение нового материала
А
сейчас давайте эту схему и таблицу
истинности представим с помощью
электронной таблицы MS
Excel.
Электронная таблица MS Excel содержит встроенные логические функции:
Функция И соответствует логической конъюнкции:
И (арг1; арг2; арг3….)
Функция ИЛИ соответствует логической дизъюнкции:
ИЛИ (арг1; арг2; арг3….)
ЛОЖЬ() соответствует значению 0
ИСТИНА() соответствует значению 1
Функция НЕ соответствует логическому отрицанию или инверсии:
Изменяет значение ЛОЖЬ на ИСТИНА и значение ИСТИНА на ЛОЖЬ
Аргументами этих функций могут быть логические величины или адреса ячеек, содержащих логические величины.
Учитель выполняет работу вместе с учащимися, через проектор всё отображается на доске.
На рисунке показаны, какие формулы и функции MS Excel использованы.
Сравним полученные результаты с нашей первоначальной таблицей.
Физминутка.
Закрепление полученных знаний
Выполнение
учащимися практических заданий на
компьютере: по логической схеме записать
логическую формулу и построить таблицу
истинности в ЭТ MS
Excel.
Учащиеся получают индивидуальные
карточки с заданиями.
ВАРИАНТ №1
ВАРИАНТ №2
ВАРИАНТ №3
Подведение итогов урока, выставление оценок
Домашнее задание.
Список литературы:
Н. Д. Угринович «Информатика и информационные технологии 10-11» Бином 2005
Н. Д. Угринович «Информатика и ИКТ 10» Бином 2010
Н. Д. Угринович «практикум по информатике и информационным технологиям» Бином 2004
Логическая схема | EdrawMax
Знания
Знайте все о логической диаграмме
- Часть 1: Что такое логическая диаграмма?
- Часть 2: Назначение и преимущества логической схемы
- Часть 3: Символы и значки логической схемы
- Часть 4: Что делать перед созданием логической схемы?
- Часть 5: Как сделать логическую диаграмму в Wondershare EdrawMax?
- Часть 6: Советы по созданию логической схемы
- Часть 7: Пример логической схемы
- Часть 8: Заключение
Цифровая схема разработана таким образом, что она принимает два или более значений в качестве входных значений, которые равны либо 0, либо 1, и выдает одно или несколько выходных значений, которые снова являются либо 0, либо 1.
Иллюстрация, объясняющая такое уравнение с помощью графических средств, называется логической диаграммой. Полноценная цифровая схема использует вентили, которые представляют собой электронные устройства, которые производят цифровой выход в соответствии с их природой и типом входного сигнала, который они получают.
Тем не менее, в следующих разделах вы узнаете, что такое логическая схема, почему важна цифровая схема, сколько существует типов вентилей и как они участвуют в такой иллюстрации.
Часть 1: Что такое логическая диаграмма?
Как упоминалось выше, логическая схема представляет собой графическую иллюстрацию, показывающую, как различные типы логических элементов соединяются в цифровую схему для выполнения конкретной задачи. Другая вещь, которая чаще всего используется в сочетании с логическими диаграммами, — это таблица истинности. В то время как рисунки демонстрируют вентили и то, как они связаны, таблицы истинности говорят о конечных выходах, которые устройства производят, когда сигналы отправляются на их входные точки.
Часть 2: Назначение и преимущества логической схемы
Цель логической схемы состоит в том, чтобы предсказать ожидаемый результат в соответствии с выравниванием вентилей. При чтении вместе с соответствующей таблицей истинности можно вычислить точный результат, который, в зависимости от типа входных данных, полученных схемой, может быть либо 0, либо 1.
Преимущество наличия логической схемы заключается в том, чтобы исключить вероятность финансовых потерь, потери времени и получения неожиданных результатов, с которыми инженеры и проектировщики могли бы столкнуться без нее. Логическая диаграмма вместе с ее таблицей истинности служит благом для расчета точного результата. Если технологи обнаружат какие-либо несоответствия в схеме, их можно будет исправить прямо на бумаге, прежде чем погрузиться в практическую реализацию.
Часть 3: Символы и значки логической схемы
Когда говорят о символах логической схемы, их не так много для работы из-за наличия меньшего количества цифровых устройств.
Однако, когда цифровые схемы соединяются с другими компонентами, можно производить высокотехнологичное электронное или электрическое оборудование для выполнения сложных задач.
Некоторые из наиболее распространенных значков, которые вы увидите на логической схеме, включают:
Часть 4: Что делать перед созданием логической схемы?
Дело в том, что если вы хорошо рассуждаете, вам не составит труда составить логическую схему. Тем не менее, есть еще несколько вещей, которые вы, возможно, захотите рассмотреть, прежде чем рисовать полностью функциональную и достойную ссылок иллюстрацию. Некоторые из этих пунктов перечислены ниже:
- Тщательное понимание ворот
- Таблицы истинности
- Понимание схем
- Используйте инструмент для построения диаграмм
Крайне важно иметь глубокое понимание логических вентилей и того, как они работают. Вы также должны знать их символы, чтобы подготовить точные схемы.
Вы также должны знать, как создавать таблицы истинности из логической схемы.
Это поможет вам оценить результат и позволит вам дополнительно настроить иллюстрацию для получения лучших результатов.
В дополнение к приличным знаниям о логических элементах, вы также должны уметь проектировать схемы. Неправильное размещение вентилей или их подключение к неправильным аналоговым компонентам может привести к серьезному повреждению устройства, финансовым потерям и/или травмам проектировщиков/инженеров, работающих над проектом.
Даже если вы можете нарисовать логическую диаграмму на большом листе бумаги, рекомендуется использовать эффективное программное обеспечение для построения диаграмм, такое как EdrawMax от Wondershare. Такая программа не только ускорит всю вашу задачу по созданию, но также позволит вам использовать идеально разработанные символы из своей библиотеки, что избавит вас от необходимости рисовать их с самого начала.
Как объяснялось ранее, EdrawMax — это эффективный инструмент построения диаграмм для создания иллюстраций. Приложение подходит практически для всех отраслей промышленности, включая машиностроение, строительство зданий, разработку программного обеспечения, сетевую инфраструктуру и многое другое. Вы можете выполнить шаги, указанные ниже, чтобы узнать, как создать логическую диаграмму с помощью Wondershare EdrawMax:
Шаг 1. Выберите шаблон
Запустите Wondershare EdrawMax, когда вы находитесь в категории «Новые» на панели навигации, выберите отрасль «Электротехника» на центральной панели. В верхней строке правого окна выберите «Схемы и логика», а затем щелкните нужный шаблон в нижней части, чтобы открыть его на холсте.
Шаг 2: изменение схемы
Перетащите на холст дополнительные символы из библиотек слева. Используйте соединительные линии, чтобы соединить символы устройств с существующими, чтобы сформировать цепь. Хотя это и не обязательно, поскольку символы логических элементов уже говорят сами за себя, при необходимости вы можете использовать инструменты на правой панели, чтобы украсить значки на холсте. Примечание. Настоятельно рекомендуется также подготовить таблицу истинности для диаграммы, чтобы читатели (инженеры/дизайнеры) могли легко предсказать результат.
Шаг 3: Сохраните логическую схему и экспортируйте
Когда логическая схема будет нарисована, щелкните значок «Сохранить» в верхнем левом углу и сохраните проект на локальном компьютере. Затем нажмите кнопку «Дополнительно» рядом со значком «Экспорт», и когда появится меню, выберите предпочтительный формат для экспорта диаграммы.
Универсальное программное обеспечение для построения диаграмм
Легко создавайте более 280 типов диаграмм
Простое начало построения диаграмм с помощью различных шаблонов и символов
- Превосходная совместимость файлов: Импорт и экспорт чертежей в файлы различных форматов, например Visio
- Кроссплатформенная поддержка (Windows, Mac, Linux, Web)
Скачать бесплатно
Безопасность проверена | Переключиться на Mac >>
ПОПРОБУЙТЕ БЕСПЛАТНО
Безопасность подтверждена | Переключиться на Linux >>
ПОПРОБУЙТЕ БЕСПЛАТНО
Безопасность подтверждена | Переключиться на Windows >>
Часть 6: Советы по созданию логической схемы
Теперь, когда вы знаете, как работает логическая диаграмма, для чего она используется и как ее можно нарисовать, пришло время понять несколько советов, которые наверняка пригодятся при подготовке профессионально приемлемой диаграммы. Несколько таких моментов, о которых стоит помнить, включают в себя:
- Поскольку символы многих вентилей очень похожи друг на друга (например, «И» и «И-НЕ»), вы должны нарисовать на диаграмме большие и четкие значки, чтобы разницу было легко определить.
- Оставьте место на холсте/диаграмме для таблицы истинности.
- Объясняя на примере, рассмотрите возможность представления входных точек с помощью A, B, C и т. д., а выходных данных с помощью Y.
- Всегда помните, что и вход, и выход могут быть либо 0, либо 1, и не может быть никакого другого значения, кроме этих двух.
Часть 7: Пример логической схемы
Приведенная выше логическая схема является примером сложной цифровой схемы, в которой соединены пара вентилей НЕ и несколько вентилей И. Проиллюстрированная схема предназначена для приема четырех входов, а именно A1, A2, A3 и A4, и, как ожидается, будет производить четыре выхода, а именно Y1, Y2, Y3 и Y4 взамен. Когда сигналы отправляются на входные точки, они проходят через логические вентили, и в зависимости от типа входных значений (0 или 1) и вентилей производится выход.
Часть 8: Заключение
Логическая схема показывает, как несколько логических элементов соединены для формирования цифровой схемы, которая, как ожидается, будет выполнять конкретную задачу. Хотя понять символы и их использование несложно, настоятельно рекомендуется использовать эффективное программное обеспечение для создания диаграмм, такое как Wondershare EdrawMax, для подготовки векторных иллюстраций, чтобы они выглядели профессионально и узнаваемы во всем мире.
Связанные статьи
Программное обеспечение для рисования списка SIPOC — отличный инструмент для анализа процессов в Six Sigma Схема P&ID Советы по безопасности в лаборатории Лабораторное программное обеспечение помогает в обучении химии График KWS
