Конспект уроков по информатике «Логические основы работы компьютера»
план-конспект урока по информатике и икт (10 класс)

ГБПОУ МО

«Луховицкий авиационный техникум»

Конспект уроков по информатике «Логические основы работы компьютера»

Составила преподаватель информатики  Завьялкина С.В.

Луховицы, 2020

Тема урока:   Логические основы работы компьютера

Тип урока: сообщение новых знаний

Цели и задачи урока:

• Изучение и первичное закрепление знаний;
• Ввести понятия логика, высказывание, рассмотреть основные логические операции, их таблицы истинности, способы их записи и чтения;
• Воспитание  внимания, абстрактного мышления, усидчивости и  трудолюбия.

Структура урока 45 мин.:

1. Организационный момент
2. Постановка темы и цели урока
3. Сообщение нового материала
4. Закрепление изученного материала
5. Постановка домашнего задания
6. Итоги урока

ХОД УРОКА

1. Организационный момент (1 мин).

Преподаватель приветствует студентов, приводит аудиторию в рабочее состояние

2. Постановка темы и цели урока (2  мин).

- Тема сегодняшнего урока «Логические основы работы компьютера». Логика имеет самое непосредственное отношение к вычислительной технике и программированию. Она является теоретической основой ЭВМ и сложных управляющих систем. Знание и понимание законов логики помогает в общении с компьютером. Целью этого урока является начало изучения основных понятий логики, знакомство с логическими операциями.

3. Сообщение нового материала ( 24 мин)

Первым, кто предпринял удачную попытку построить модель человеческих рассуждений, был древнегреческий ученый Аристотель. Именно он сформулировал первые законы рассуждений, заложив основы науки, названной им логикой. В дальнейшем вклад в эту науку вносили психологи и философы, лингвисты и математики. У этой науки появились разные направления исследований, она разделилась на ряд областей, одна из которых называется формальной, или математической, логикой.

Логика – это наука правильно рассуждать, наука о формах и законах человеческого мышления.

Главная задача логики – выявить, какие способы рассуждений правильные, а какие нет.

Курьезный случай.

Некий незадачливый бизнесмен подал в компьютерную фирму жалобу на приобретенный компьютер. По словам бизнесмена, компьютер неправильно отвечал на поставленные вопросы. Прибывший для проверки жалобы специалист предложил бизнесмену продемонстрировать один из ошибочных ответов.

Тот немедленно затребовал вывести список клиентов, проживающих в штатах Теннеси и Кентукки, на что компьютер бесстрастно объявил, что таковых не имеется. «Я точно знаю, что и в том, и в другом штате есть множество клиентов», – кипятился бизнесмен. Консультант попытался объяснить, что машина по-своему права, и что человек не может жить одновременно в обоих штатах, но бизнесмен не хотел ничего слушать. Тогда консультант просто повторил запрос, заменив единственное слово (список клиентов, проживающих в штатах Теннеси или Кентукки), и через полминуты вручил жалобщику распечатку требуемого списка. «А еще проще на первых порах делать два более простых запроса», – посоветовал он напоследок.

Главной причиной возникшего курьеза послужило незнание трех основных логических операций, лежащих в основе всех выводов компьютера. Иногда эти операции И, ИЛИ, НЕ называют «тремя китами машинной логики».

В 1847 г. английский математик Джордж Буль разработал алгебру логики. В отличии от обычной алгебры булева алгебра оперирует не числами, а высказываниями.

Высказыванием называется любое повествовательное предложение, о котором можно сказать истинно оно или ложно.

Примеры истинных высказываний:

• Земля – третья планета от Солнца
• В году 12 месяцев
• 2*2=4

Примеры ложных высказываний:

• На березе растут яблоки
• Январь – весенний месяц
• 3<0

Логика изучает такие операции над высказываниями, в результате применения которых снова получается высказывание. При этом вовсе не требуется вникать в смысл высказываний, над которыми производятся операции.

Высказывания будем обозначать буквами: А, В, С и т.д., а их значение ложь или истина будем обозначать 0 или 1 соответственно.

А=0 – высказывание А ложно

А=1 – высказывание А истинно

Основные логические операции

4. Закрепление изученного материала ( 15 мин)
5. Демонстрация последовательного и параллельного соединения выключателей как аналогия конъюнкции и дизъюнкции.

Задание:  у нас есть лампочка, источник питания, два ключа. Предложите варианты сборки электрической цепи, используя все эти элементы.

2 студента собирают схему последовательного, а затем параллельного соединения переключателей. Отвечают на вопрос: какую логическую операцию можно сопоставить с работой каждой схемы.

Пока студенты  собирают схему,  выполнить задание с аудиторией.

 Задание 1. Определить значения, которые принимают следующие логические функции при заданных значениях переменных.  

1.      при А=0, В=1
2. А⋅В+А    при А=1, В=1
3. *В        при А=1, В=1
4. +В        при А=1, В=1
5.        при А=0, В=1
6.        при А=0, В=1

(СООБЩИТЬ ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ  

1. скобки;  2. конъюнкция; 3.дизъюнкция; 4. отрицание по ситуации)

Студенты демонстрируют первую схем   (последовательное соединение переключателей обладает свойствами конъюнкции, параллельное – свойствами дизъюнкции)

Задание 2. (викторина в презентации)

Какие из следующих предложений являются высказываниями:

1. Москва — столица России;
2. Студент луховицкого авиационного техникума;
3. Треугольник АВС подобен треугольнику А'В'С';
4. Луна есть спутник Марса;
5. 2 + 2 - 5;
6. Кислород — газ;
7. Каша — вкусное блюдо;
8. Математика — интересный предмет;
9. х2+1>0;
10. Золото тяжелее свинца;
11. «Да здравствуют музы!»;
12. Треугольник называется равносторонним, если все его стороны равны;
13. У квадрата все углы прямые;
14. Сегодня пасмурная погода;
15. В учебнике Богомолова (математика) цифра 5 встречается 9247 раз;
16. Озеро Байкал находится в России;
17. Солнце – ближайшая к Земле звезда;
18. Дельфин – это рыба;
19. До конца 15 века Новый год на Руси праздновали 1 марта;
20. Десятичная система счисления является непозиционной;
21. Вы всегда выполняете домашнее задание?;
22. Параллелограмм – это геометрическое тело;
23. Пойдем гулять?;
24. Звуковую информацию можно увидеть;
25.  Все на субботник!

Студенты демонстрируют вторую схему

6. Постановка домашнего задания ( 2 мин)

1. Выучить основные понятия и их определения
2. Придумать по три ложных, истинных высказывания и три предложения, которые не являются высказываниями.
3. Найти 1 логическую задачу (простую).

7. Подведение итогов урока (1 мин)

Преподаватель оценивает работу группы.

Тема урока: Логические выражения и таблицы истинности

Тип урока: комбинированный

Цели и задачи урока:

• научить учащихся строить логические выражения;
• сформировать навыки построения таблиц истинности;
• развитие алгоритмического мышления, памяти, внимательности;
• формирование умения применять полученные знания на практике;
• способствовать воспитанию аккуратности, точности, терпению.

Структура урока (пары) 80 мин.:

1. Организационный момент
2. Постановка темы и цели урока
3. Проверка домашнего задания – фронтальный опрос
4. Задачи на составление логических выражений
5. Определение таблицы истинности. Алгоритм построения таблицы истинности
6. Первичное закрепление изученного
7. Постановка домашнего задания
8. Итоги урока

ХОД УРОКА

1. Организационный момент (3 мин).

Преподаватель приветствует студентов, приводит аудиторию в рабочее состояние

2. Постановка темы и цели урока (2 мин).

Преподаватель сообщает тему занятия: «Логические выражения и таблицы истинности» Сообщает, что на уроке студенты научатся строить логические выражения, познакомятся с порядком выполнения логических операций и алгоритмом построения таблицы истинности.

3. Проверка домашнего задания – фронтальный опрос (10 мин)

1. Что изучает наука логика?
2. Назовите главную задачу логики.
3.  Что называется высказыванием?
4. Привести примеры истинных и ложных высказываний.
5. Какие логические операции вам известны?
6. Дать определение логическим операциям.

Задание . Определите значения истинности следующих высказываний:

а)  Санкт-Петербург расположен на Неве и 2 + 3 = 5;

б)  7 — простое число и 9 — простое число;

в)  7 — простое число или 9 — простое число;

г)  Число 2 четное или это число простое;

д)  2<3, 2>3, 2-2<4, 2-2>4;

е) 2-2 = 4 или белые медведи живут в Африке;

ж)2-2=4, и 2*2<5, и 2*2>4;

з) 2 — рациональное число или -5 — иррациональное число;

и) Фобос и Луна — спутники Марса;

к) У равнобедренного треугольника либо два, либо три угла  равны между собой;

 л) 3*3 = 9  и  4 + 7=11

4. Задачи на составление логических выражений (20 мин)

Задание 1. Высказывание р означает, что у вас есть собака, а высказывание q означает, что у вас есть кошка. Сформулируйте что означают следующие высказывания:

Задание 2. Пусть р означает «идет дождь», а q – «дует ветер». Запишите в символической форме высказывания:

1. Если идет дождь, то дует ветер
2. Если дует ветер, то идет дождь
3. Ветер дует в том и только в том случае, когда идет дождь
4. Если дует ветер, то нет дождя
5. Неверно, что ветер дует тогда и только тогда, когда нет дождя.

Задание 3 Пусть через А обозначено высказывание «Это число — целое», через В — высказывание «Это число положительное», через С — высказывание «Это число простое», через D — «Это число делится на 3». Прочитайте следующие высказывания:

5.  Определение таблицы истинности. Алгоритм построения таблицы истинности (13 мин)

При выполнении логических операций определен следующий порядок (если нет скобок в выражении): инверсия, конъюнкция, дизъюнкция, импликация, эквивалентность.

Решение логического выражения можно представить в виде таблицы истинности, которая показывает, какие значения, принимает составное высказывание при всех сочетаниях (наборах) значений входящих в него простых высказываний.

Таблица истинности – это форма записи сложных логических выражений.

Алгоритм  построения  таблицы истинности:

1. Подсчитать количество переменных n в логическом выражении;
2. Определить количество строк в таблице истинности  m = 2n
3. Подсчитать количество логических операций в логическом выражении;
4. Определить количество столбцов в таблице, которое равно количеству логических переменных плюс количество логических операций;
5. Ввести названия столбцов таблицы в соответствии с последовательностью выполнения логических операций с учетом скобок и приоритетов;
6. Заполнить столбцы входных переменных наборами значений;
7. Провести заполнение таблицы истинности по столбцам, выполняя логические операции в соответствии с установленной последовательностью.

Пример. Построить таблицу истинности для выражения

6. Первичное закрепление изученного ( 25 мин)

Задание 1. Построить таблицу истинности для выражений:

1. А
2. (А

Задание 2. С помощью таблиц истинности проверьте, являются ли формулы А и В эквивалентными.

7.  Постановка домашнего задания (5 мин)

1. Построить таблицу истинности для выражения
2. С помощью таблиц истинности проверьте, являются ли формулы А и В эквивалентными. ;
3. Следующие составные высказывания разделите на простые и запишите символически, введя буквенные обозначения для простых их составляющих:

а)  Если число делится на 2 и не делится на 3, то оно не делится на 6.

б)  Произведение трех чисел равно нулю тогда и только тогда, когда одно из них равно нулю.

в)  Если прямая параллельна каждой из двух пересекающихся плоскостей, то она параллельна и линии их пересечения.

8. Итоги урока (2 мин)

Преподаватель оценивает работу группы.

Литература:

1. Игошин В.И. Задачи и упражнения по математической логике и теории алгоритмов. – М.: Издательский центр «Академия», 2005
2. Симонович С.В. Общая информатика. Новое издание.– СПб.: Питер, 2008
3. Спирина М.С. Дискретная математика: учебник для студ.учреждений сред. проф. образования. – М.: Издательский центр «Академия», 2006