Практическая работа по информатике

Практическая работа Тема: «Принцип обработки информации компьютером. Арифметические и логические основы работы компьютера»

Цели занятия:

- сформировать представление о принципах обработки информации компьютером;

- познакомить с логическими операциями и технической реализацией алгебры логики;

- дать представление о том, как в компьютере при помощи логических элементов выполняются арифметические и логические операции.

Теоретические сведения к практической работе

Принципы обработки информации компьютером

Между алгеброй логикой и двоичным кодированием существует следующая связь: основной системой счисления в компьютере является двоичная, а которой используются цифры 0 и 1, а значений логический переменных тоже два: «0» и «1» («ложь» и «истина».)

Вывод:

- одни и те же устройства компьютера могут применяться для обработки и хранения, как числовой информации, представленной в двоичной системе счисления, так и логических переменных;

-на этапе конструирования аппаратных средств алгебра логики позволяет значительно упростить логические функции, описывающие функционирование схем компьютера, и, следовательно, уменьшить число основных узла компьютера.

В процессе обработки двоичной информации процессор выполняет арифметические и логические операции.

В основе логики работы компьютера, как правило, лежит преобразование сложных логических выражений. Для объяснения этого понятия нам понадобится ввести ряд операций алгебры логики (логических операций). Рассмотрим 3 основных логических операций.

 Логическая операция КОНЪЮНКЦИЯ определяет соединение двух логических выражений (высказываний) с помощью союза И. Обозначается символами &(энд) and или ^.

             В соответствии с таблицей истинности можно дать следующее определение: конъюнкция - логическая операция, ставящая в соответствие двум простым логическим выражениям новое — сложное логическое выражение, которое будет истинным тогда и только тогда, когда истинны оба исходных (простых) логических выражения.

Техническая реализация И

Логическая операция ДИЗЪЮНКЦИЯ определяет логическое соединение двух логических выражений (высказываний) с помощью союза ИЛИ. Эта операция называется также еще логическим, сложением и обозначается значком v.

В соответствии с таблицей истинности можно дать определение: дизъюнкцией - логическая операция, ставящая в соответствие двум простым логическим выражениям новое — сложное логическое выражение, которое будет истинным тогда и только тогда, когда истинно хотя бы одно из исходных (простых) логических выражений.

Техническая реализация ИЛИ

Логическая операция ОТРИЦАНИЕ (ИНВЕРСИЯ), определя­ется над одним аргументом (простым или сложным логическим вы­ражением) следующим образом: если исходное выражение истинно, то результат его отрицания будет ложным, и наоборот, если исходное выражение ложно, то его отрицание будет истинным. Данная опера­ция означает, что к исходному логическому выражению добавляется частица НЕ или слова НЕВЕРНО, ЧТО. Операция ОТРИЦАНИЕ обозначается символом ^-, а ее результат определяется следующей таб­лицей истинности:

Техническая реализация НЕ

Порядок выполнения логических операций в сложном логическом выражении:

1.     инверсия — ^-;

2.     конъюнкция — & (или);

3.     дизъюнкция — v;

Для изменения указанного порядка выполнения логических операций используются круглые скобки.

При изучении работы различных устройств компьютера приходится рассматривать такие его логические элементы, в которых реализуются сложные логические выражения. Поэтому необходимо научиться определять результат этих выражений, то есть строить для них таблицы истинности. Например, рассмотрим построение таблицы истинности на примере:

Выражение: Завтра будет не холодно или выглянет солнце и будет очень тепло.

Разделим его на простые выражения, которые обозначим латинскими буквами:

А-завтра будет холодно; В - выглянет солнце; С – будет очень тепло.

           Триггер-логическая схема, способная сохранять одно из двух состояний до подачи нового сигнала на вход. Разряд памяти, способный хранить 1 бит информации.

Практическое занятие

Задание 1. Ответьте на следующие вопросы, используя Интернет-ресурсы и запишите в тетрадь

1.      Что такое логика?

2.      Какие основные понятия использует логика?

3.      Что такое сложное высказывание?

4.      Что такое таблица истинности?

5.      Что такое импликация и что такое результат импликации?

6.      Что такое эквивалентность и что такое результат эквивалентности?

7.      Что такое электронный элемент?

8.      Что такое логический элемент?

9.      Что такое регистр?

10.  Что такое сумматор и полусумматор?

Задание 2. Найдите в Интернет-ресурсах таблицы истинности импликации и эквивалентности, оформите их в тетради 

Задание 3. Постройте таблицу истинности логической функции F=(A\/B) /\ (A\/B)

Задание 4. Сделать вывод о проделанной практической работе

Литература

1.      Информатика и ИКТ: учебник для начального и среднего профессионального образования. Цветкова Н.С., Великович Л.С. – Академия, 2011 г.

2.      Информатика и ИКТ. Практикум для профессий и специальностей технического и социально-экономического профилей. Н. Е. Астафьева, С. А. Гаврилова, под ред. М.С. Цветковой, Академия, 2012г.