资源简介

课题 任务二 详解计算机中信息的表示
课时 2课时（90 min）
教学目标 知识与技能： （1）掌握数制的内涵及基本要素 （2）掌握数制间的转换方法 （3）掌握计算机中信息的编码 （4）掌握二进制数的算术运算 （5）掌握二进制数的逻辑运算 （6）数据的存储单位及换算 思政育人目标： 培养学生的逻辑思维，培养学生从不同角度解决问题的意识，通过本节课的学生，帮助学生感受计算机运算之美
教学重难点 教学重点：计算机中的数制与字符编码 教学难点：数制间的转换方法
教学方法 讲授法、问答法、演示法、练习法
教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材
教学设计 第1节课：考勤（2 min）→情景导入（3 min）→学习新知（32 min）→课堂互动（8 min） 第2节课：情景题导入（3 min）→学习新知（35 min）→课堂练习（5 min）→任务布置（2 min）
教学过程 主要教学内容及步骤 设计意图
第一节课
考勤 （2 min） 【教师】清点上课人数，记录好考勤 【学生】班干部报请假人员及原因 培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况
情景导入 （3 min） 【教师】导入新课 利用计算机可以采集、存储和处理各种信息，也可以将这些信息转换为用户能识别的文字、图像、音频或视频等进行输出。那么这些信息在计算机内部是如何表示和存储的呢？ 【学生】聆听、思考 激发学生的学习动机，提高学生的主观能动性
学习新知 （32 min） 任务2-1 数制转换 1．计算机中的数制 【教师】结合教材16页视频，提问题，学生讨论，随机提问 思考我们目前所用的阿拉伯数字使用的数制是什么？是如何进行计算的 【学生】思考、讨论、回答问题 【教师】通过发言，引入新的知识点，带领学生学习计算机中的数制 数制也称计数制，是用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。人们通常采用的数制有十进制、二进制、八进制和十六进制。在计算机中，文本、数字、声音、图形、图像、视频，以及动画等数据都是以二进制形式存储的 一般情况下，在数字的后面用特定的字母（下标）表示该数的进制：B表示二进制；D表示十进制（D可省略）；O表示八进制；H表示十六进制。例如，二进制数101100应表示为(101100)B 【教师】呈现练习并讲解 分别用二进制、十进制、八进制、十六进制的特定字母表示下列个数 （1）101110 （2）40351 （3）1250 【学生】思考、回答问题 【教师】介绍数制的组成 无论使用哪一种计数制，数值的表示都包含两个基本要素：基数和位权 （1）基数是一种进位计数制允许使用的基本数字符号的个数。一般而言，r进制的基数为r，即可供使用的计数符号有r个，分别为0～（r 1），每个数位计满r就向其高位进1，即“逢r进一”。例如，十六进制中，基数为16，可用的计数符号有0、1…9和A、B…F（或a、b…f），计数规则是“逢十六进一” 【教师】提出问题并讲解 请同学们思考回答二进制、十进制、八进制、十六进制的计数符号分别有哪些 【学生】聆听、思考、回答问题 【教师】讲解数制位权 （2）位权简称“权”，是指数制中每个固定位置对应的单位值（常数），其值等于以基数为底，以数字符号所处位置的序号为指数的整数次幂。其中，各数字符号所处位置的序号：以小数点为基准，整数部分自右向左递增，依次为0、1、2…，小数部分自左向右递减，依次为 1、 2… 例如，将十进制数385.26按权展开，为3×102+8×101+5×100+2×10–1+6×10–2，即3的位权是102，8的位权是101，5的位权是100，2的位权是10–1，6的位权是10–2 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】呈现练习题 （1）将十进制数10234.56789按权展开 （2）将八进制数123.5按权展开 （3）将十六进制数A1BC按权展开 （4）将二进制数101111 【学生】聆听、思考、回答问题 【教师】结合学生的回答简单介绍二、八、十六进制的按权展开规则 二进制： 八进制： 十六进制： 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】提出问题 十进制的进位规则是逢十进一，同学们思考一下二进制、八进制、十六进制的进位规则是什么 二进制：逢二进一 八进制：逢八进一 十六进制：逢十六进一 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】讲解数制转换 给大家讲到的各数制的按权展开，同样可以运用到各数制的转换过程中，接下来我们来讲解数制转换 （1）其他进制数转换为十进制数：将其他进制数按位权展开，然后各项相加，即可得到相应的十进制数 【教师】讲解例一（二进制转十进制） 【例1-1】将二进制数10110.101转换为十进制数 (10110.101)2=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+1×2 1+0×2 2+1×2 3 =16+0+4+2+0+0.5+0+0.125 =(22.625)10 练习：二进制转十进制 （1）(11111111)2 （2）(100000011)2 （3）(10101010111)2 【学生】思考、完成题目 【教师】讲解题目 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】讲解例二（八进制转十进制） 【例1-2】 将八进制数654.23转换为十进制数 按权展开(654.23)8=6×82+5×81+4×80+2×8 1+3×8 2 =384+40+4+0.25+0.046875 =(428.296875)10 练习：八进制转十进制 （1）与八进制数 100 相等的十进制数是 （2）(123.56)8 （3）(10101010111)2 【学生】思考、完成题目 【教师】讲解题目 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】讲解例三（十六进制转十进制） 【例1-3】 将十六进制数3A6E.5转换为十进制数。 按权展开(3A6E.5)16=3×163+10×162+6×161+14×160+5×16 1 =12288+2560+96+14+0.3125 =(14958.3125)10 练习：十六进制转十进制 （1）(9A8D6)16 （2）(ABCDEF)16 （3）(8EA6.5)2 【学生】思考、完成题目 【教师】讲解题目 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】接下来我们来学习十进制数转换为二进制数 （2）十进制数转换为二进制数： 整数部分的转换：采用“除2取余法”，即整数部分不断除以2，并记下每次所得余数，然后将所有余数按倒序排列即为相应的二进制数 小数部分的转换：采用“乘2取整法”，即小数部分不断乘以2，并记下每次所得整数，然后将所有整数按顺序排列即为相应的二进制数 【教师】讲解例四（十进制转二进制） 【例1-4】 将十进制数43.625转换为二进制数。 将43.625的整数部分和小数部分分开处理： 练习：十进制转二进制 （1）255 （2）168 （3）240.192 【学生】思考、完成题目 【教师】讲解题目 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】接下来我们来学习二进制数、八进制数、十六进制数之间的转换 由于二进制数、八进制数、十六进制数之间存在特殊的关系：81=23，161=24，即1位八进制数相当于3位二进制数，1位十六进制数相当于4位二进制数，因此转换比较容易，对照表1-2进行转换即可 【教师】展示教材18页各种进制数码对照表（详见教材） 二进制数转换为八进制数：以小数点为中心，整数部分自右向左，每3位为1组，最后1组不满3位时高位补0；小数部分自左向右，每3位为1组，最后1组不满3位时低位补0。相反，八进制数转换为二进制数时，将1位八进制数转换为3位二进制数即可 【教师】讲解例五（二进制转八进制） 【例1-5】 将二进制数10101011.110101转为八进制数 练习：二进制转八进制 （1）11110000 （2）1111.1111 （3）1010101010101010 【学生】思考、完成题目 【教师】讲解题目 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】讲解例六（八进制转二进制） 【例1-6】将八进制数162.52转换为二进制数 N=(1 6 2 . 5 2)8 所以，(162.52)8=(1110010.10101)2 二进制与十六进制的相互转换与上述方法类似，只是在转换时以每4位为1组 练习：八进制转二进制 （1）234.56 （2）10011 （3）94224 【学生】思考、完成题目 【教师】讲解题目 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】提升练习 1、下列数据中数值最小的是 A、11110000（二进制） B、249（十进制） C、274（八进制） D、FA（十六进制） 2、与二进制数 11011 等值的数是 A、 330 B、 27D C、27H D、1BH 3、十进制算术表达式：3*512+7*64＋4*8＋5 的运算结果，用二进制表示为 A. 10111100101 B.11111100101 C. 11110100101 D.11111101101 11111100101 【学生】思考、完成题目 【教师】讲解题目 【学生】聆听、思考、记忆 通过讲解，让学生了解计算机数制的转换
课堂互动 （8 min） 【教师】提出问题 1. 十进制数101转换为无符号二进制整数是 2. 与二进制数 101.01011 等值的十六进制数为 3. 十进制数 2004 等值于八进制数 4. (2004)10 + (32)16 的结果是 A. (2036)10 B. (2054)16 C. (4006)10 D. (100000000110)2 5. 运算式(2008)10－(3723)8 的结果是 A、 (-1715)10 B、(5)10 C、 (-5)16 D、 (111)2 【学生】思考、回答问题 【教师】随机选择学生，让他们回答问题 【学生】回答问题 【教师】讲解问题，做课程小结 【学生】聆听、思考 通过师生的交流、讨论、反馈、矫正、总结，加深对知识点的理解，提高学生思维、分析和总结能力
第二节课
情景导入 （3 min） 【教师】导入新课 通过之前的学习我们了解到计算机通用的是二进制数制，但是二进制的符号只有1和0，那计算机是如何表示数以亿计的信息的呢？ 【学生】聆听、思考 吸引学生关注，激发学生的学习兴趣
学习新知 （35 min） 【教师】提出知识点 任务2-2 掌握计算机中信息的编码 计算机中的数据都是用二进制表示的，因此，人们设计了多种编码方式，以便用二进制数表示各种字符 1．ASCII码 在西文领域，目前普遍采用的字符编码是ASCII码（美国标准信息交换码）目前，国际上通用且使用最广泛的字符有十进制数字符号0～9，大、小写的英文字母，各种运算符、标点符号等，这些字符的个数不超过128个。因此，用七位二进制数就可以对这些字符进行编码。七位ASCII码也称标准ASCII码 【教师】展示教材19页七位ASCII字符编码表（详见教材） 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】继续讲解汉字编码 ASCII码普遍应用于西文领域，那计算机是如何识别和表示汉字的呢 【学生】聆听、思考 2．汉字编码 从汉字编码的角度看，计算机对汉字信息的处理过程实际上是各种汉字编码间转换的过程。这些编码主要包括汉字外码、汉字交换码、汉字机内码和汉字字形码等 （1）汉字外码（输入码）：目前常用的汉字输入码有拼音码、五笔字型码、自然码、表形码、认知码、区位码和电报码等 （2）汉字交换码（国标码）：汉字交换码是汉字信息处理系统之间或者通信系统之间进行信息交换的汉字代码，简称交换码，我国制定颁布了《国家标准信息交换用汉字编码字符集（基本集）》（GB 2312－1980），也称国标码 （3）汉字机内码：机内码是在计算机内部进行存储、处理的汉字代码。每一个汉字输入计算机后都转换为机内码，然后才能在计算机中处理和传输 （4）汉字字形码：字形码是汉字的输出码。输出汉字时都采用图形方式，无论汉字的笔画多少，每个汉字都可以写在同样大小的方块中。通常用16×16点阵来显示汉字 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】结合十进制运算规则讲解二进制算术运算规则 我们在小学就已经学习过了十进制数制的算术运算规则，那二进制应当如何进行算术运算呢？下面我们共同学习 必备知识1 二进制数的算术运算与逻辑运算 二进制数的算术运算包括加法、减法、乘法和除法运算 二进制加法运算规则： 0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=0（向高位进位1） 二进制减法运算规则： 0 0=0；1 0=1；1 1=0；0 1=1（向高位借1，借1当2） 二进制乘法运算规则： 0×0=0；0×1=0；1×0=0；1×1=1 二进制除法运算规则： 0÷1=0；1÷1=1；0÷0和1÷0均无意义 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】呈现练习 （1）计算下面二进制数的加减法 ① 110+101 ② 11010+10111 ③ 11000-10001 ④ 1001001-10110 （2）计算下面二进制数的乘除法 ①110×101 ②1111×111 ③1110×1011 ④101101÷1001 ⑤100000÷100 ⑥1000110÷1010 （3）计算下面二进制数的四则混合运算 ①（11011）2+（10110）2×（110）2÷（1011）2 ②（10111）2×（1110）2+（110110）2÷（1001）2 【学生】思考、完成题目 【教师】讲解题目 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】对比二进制与十进制，讲解二进制逻辑运算规则 二进制与十进制不同点之一在于不仅可以进行算术运算，二进制同样可以进行逻辑运算，这也是计算机解决问题的重要过程之一，接下来我们来学习二进制的逻辑运算 二进制数的逻辑运算包括与（∧）、或（∨）、非（~）和异或（ ）运算，其运算规则如下： 二进制逻辑与运算运算规则： 0∧0=0；0∧1=0；1∧0=0；1∧1=1 二进制逻辑或运算运算规则： 0∨0=0；0∨1=1；1∨0=1；1∨1=1 二进制逻辑非运算运算规则： ~0=1；~1=0 二进制逻辑异或运算运算规则： 0 0=0；0 1=1；1 0=1；1 1=0 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】呈现练习 （1）二进制数10110110和11011100进行逻辑"与"运算，运算结果再与二进制数01010011进行逻辑"或"运算.最终结果的十六进制形式为 （ ） A．10 B．52 C．D7 D．FF （2）(10000001)2 v (01010101)2 【学生】思考、完成题目 【教师】讲解题目 【学生】聆听、思考、记忆 【教师】以手机流量为案例讲解数据的存储单位及换算 我们在使用手机使用使用互联网的过程中往往需要消耗流量，运营商往往也提供给我们不同额度的流量，如10GB、1GB、800MB等等，其实我们的计算机储存信息时也是有容量的，接下来我们来共同了解 计算机中数据的最基本存储单位是“位”和“字节” 位（bit）：1个二进制位称为比特，用“b”表示。它是计算机中数据存储的最小单位。1位可以表示“0”或“1” 字节（byte）：8个二进制位称为字节，用“B”表示。它是数据处理和数据存储的基本单位。例如，一个英文字母占一个字节，一个汉字占两个字节 此外，计算机中通常用KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）或TB（太字节）表示存储设备的容量或文件的大小，它们之间的换算关系如下 1 B=8 bit 1 KB=1024 B 1 MB=1024 KB 1 GB=1024 MB 1 TB=1024 GB 【教师】呈现练习 （1）8个字节含二进制位（ ）位 （2）假设某台式计算机的内存储容量为512MB，硬盘存储容量为256GB，硬盘的存储容量是内存储容量的多少倍 【学生】思考、完成题目 【教师】讲解题目，做课程小结 【学生】聆听、思考、记忆 通过讲解，让学生掌握计算机中信息的编码形式以及二进制数的算术运算与逻辑运算和数据的存储单位及换算
课堂练习 （5min） 【教师】带领学生体验教材21页实用技巧 实用技巧 利用计算器快速进行数制转换 计算器是Windows 10自带的一个数字计算工具，利用它快速进行数制转换的操作步骤如下 步骤1 单击“开始”按钮，在打开的“开始”菜单中选择“计算器”选项，打开“计算器”程序窗口 步骤2 单击“菜单”按钮，在打开的菜单中选择“程序员”选项，切换到“程序员”模式 步骤3 选择“BIN”（二进制）选项，然后输入二进制数，如10100110，计算器会自动将其转换为HEX（十六进制）、DEC（十进制）、OCT（八进制） 【学生】聆听、练习 通过课堂练习，让学生巩固所学知识，加深对知识点的理解
任务布置 （2 min） 【教师】布置任务完成教材23页真题训练和任务扩展 【学生】聆听、完成作业 通过课后作业复习强化本节课知识点
教学反思 知识点与练习题的结合，能够有效的帮助学生理解和巩固知识点，因此在上课过程中提供必要的练习题是必要的，在教学过程中，教师在布置练习的过程中应当注意不同层次学生的完成质量

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