1.2 数与数制（教案） - 《计算机原理》中职同步精品课堂

《计算机原理》教案 课 题 第2课时 数与数制 课 型 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本书为中等职业教育国家规划教材，以教育部颁布的"计算机原理”课程教学大纲为依据编写。本课程是中等职业学校计算机及应用专业的一门主干专业基础课程。其任务是使学生掌握必要的计算机硬件和软件知识，掌握微型计算机组成结构和各部件的工作原理，了解指令系统，了解计算机系统常见的外围设备的功能和使用方法，为学生学习专业知识和提高技能， 适应职业变化及继续学习打下基础。 学情分析 本书以计算机基本原理为重点，其主要内容包括数字设备中数和字符的表示方法、计算机系统的组成、中央处理单元、存储系统、总线系统、输入/输出系统和常见外部设备。在学习本课程前应当掌握一种面向用户的高级程序设计语言及学习过数字电路。 学习目标 1.掌握各种数制及其表示法，学习各种数制的相互转换。 2.掌握二进制数的运算。 学习重难点 1.理解进制的本质，了解二进制、十进制、十六进制特点及其表示法。 2.掌握各种数制的相互转换。 3.了解二进制在计算机运算中的优势，掌握二进制数的运算。 教学方法 多媒体教学、讲练结合 课前准备 教学课件、分层作业 （若有教具等教师自行增加） 教学媒体 多媒体教学 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1.为什么计算机采用二进制 现代计算机采用二进制，最根本的原因在于计算机的电子化。在使用齿轮的机械式计算机中，要表示十个数很简单，只需将齿轮分成十格，每格分别代表0~9十个数字即可非常简单的实现十进制。随着计算机的发展，机械齿轮远远不能满足运算速度的需求，于是齿轮变成了继电器、真空管、晶体管这些电子开关。电子开关的状态通常都只有“开”和“关”这两种，所以它只能表示“0~1”两个数。如果硬要将电子开关做成十进制，无疑会让电路变得十分复杂，出错的概率、维护的成本也会成倍增加。所以计算逻辑为硬件让出了道路，计算机最终使用了二进制。 2.计算机采用二进制进行计算 迄今为止，所有计算机都是以二进制形式进行算术运算和逻辑操作的，微型计算机和其他数字设备也不例外。因此，对于用户在键盘上输入的十进制数字和符号命令，微型计算机都必须先把它们转换成二进制形式进行识别、运算和处理，再把运算结果还原成十进制数字和符号在输出设备上显示出来。 虽然上述过程十分烦琐，但都是由微型计算机自动完成的。为了使读者最终弄清机器的这一工作原理，这里先对微型计算机中常用的数制和数制间数的转换进行介绍。 观察、讨论、思考 激发学生的学习兴趣，思考计算机采用二进制的原因，了解计算机的运算原理。 活动二： 调动思维 探究新知 1、 各种数制及其表示方法 所谓数制指的是数的制式，是人们利用符号计数的一种科学方法。数制是人类在长期的生存斗争和社会实践中逐步形成的。数制有很多种，微型计算机中常用的数制有十进制、二进制和十六进制3种。 1.十进制(Decimal) 十进制是大家很熟悉的进位计数制，它共有0,1,2,3,4,5,6,7,8 和9 这10个数字符号。这10个数字符号又称为数码，每个数码在数中最多可表示两种含义的值。例如，十进制数45中的数码4，其本身的值为4，但它实际代表的值为40。在数学上，数制中数码的个数定义为基数，故十进制的基数为10。 十进制是一种科学的计数方法，它所能表示的数的范围很大。十进制数通常具有如下两个主要特点。 1、十进制数有0~9十个不同的数码，这是构成所有十进制数的基本符号。 2、十进制数是逢10进位的。十进制数在计数过程中，当它的某位计满10时就要向它邻近的高位进1。 因此，任何一个十进制数不仅和构成它的每个数码本身的值有关，而且还和这些数码在数中的位置有关。这就是说，任何一个十进制数都可以展开为幂级数形式。例如: 123.45＝1×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-2 式中：102、101、100、10-1和10-2为权，10为基数。 一般地说，任意一个十进制数N均可表示为: 式中，i为数中任一位，是一个变量;ai为第i位的数码;n为该十进制数整数部分的位数;m为小数部分的位数。 2.二进制(Binary) 二进制比十进制更为简单，它是随着计算机的发展而兴旺起来的。二进制数也有如下两个主要特点。 1、二进制数共有0和1两个数码，任何二进制数都是由这两个数码组成的。 2、二进制数的基数为2，它奉行逢2进1的进位计数原则。 因此，二进制数同样也可以展开为幂级数形式，不过内容有所不同罢了。例如: 10110.11＝1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+1×2-1+1×2