资源简介

(共44张PPT)
第三单元 第1课
二进制-计算机唯一能识别的编码
（湘教版）四年级
下
1
核心素养目标
3
新知讲解
5
拓展延伸
7
板书设计
2
新知导入
4
课堂练习
6
课堂总结
课后作业
8
01
核心素养目标
信息意识
计算思维
数字化学习与创新
信息社会责任
了解二进制编码对信息安全与数据规范的意义，认识到合理使用数字编码的重要性，养成规范使用与保护数据信息的责任意识。
通过卡片游戏、进制转换等活动，尝试用二进制表示数字信息，探索用二进制解决简单问题的创新方法，提升数字化表达能力。
理解二进制“逢二进一”的规则与逻辑，掌握二进制与十进制的转换方法，培养“规则 — 转换 — 应用”的计算思维方式。
感知二进制在计算机信息处理中的基础作用，理解其是数字世界信息存储与传递的底层语言，建立信息的编码化认知。
02
新知导入
02
新知导入
编码是计算机科学的基础，它以特定的方式将信息转化为可以被计算机理解和处理的形式。二进制是计算机语言的基础，这种简单的语言能够创造出复杂的世界，从芯片到云端，从微处理器到全球互联网，字符编码、图像编码、音视频编码等在我们的生活中无处不在，构成了数字世界的基础。
第三单元
02
新知导入
你将学习
1、什么是二进制编码。
2、计算机中的编码方式是什么。
3、数字化编码对生活有哪些影响。
为满足中国对汉字的编码需求，1980年代初期，中国国家标准化组织推出了《信息交换用汉字编码字符集基本集》(GB/T2312一1980)，将汉字编码为两个字节，每个字节代表一个字或一个符号，作为中国国家标准化编码。《信息交换用汉字编码字符集基本集》成为当时中国计算机系统中广泛使用的汉字编码标准。
你知道吗
02
新知导入
谈谈数字世界是如何编码的，列一个清单，说说你的想法:
数字世界的编码和生活中的编码一样。
计算机中的编码都离不开二进制。
计算机程序也是编码。
学习热身
02
新知导入
03
新知讲解
02
新知导入
在日常生活中，人们使用十进制进行编码，但在计算机中，有另一种独特的编码方式。本课我们将一起来认识“二进制”这个计算机唯一能识别的编码。
02
新知导入
本课中你将学习:
计算机中的数据是如何编码的。
二进制是什么。
二进制是如何在计算机中使用的。
03
新知讲解
一、计算机中的数据
美国宾夕法尼亚大学的ENIAC(电子数字积分计算机埃尼阿克)是第一个真正被认为是计算机的机器，使用了近2万个电子管，体积非常庞大，占据了一整个房间。
在早期的计算机中，数据和指令是通过电子管来处理的。电子管有两种状态:导通和截断，类似于开关的“开”和“关”。
1.古老的计算机
世界上第一台通用计算机“ENIAC”
03
新知讲解
2.现代计算机
现代计算机由逻辑电路组成，逻辑电路通常只有两种状态，如开关的通与断，电压的高与低，这两种状态正好可以用0和1表示。
因此人们采用二进制这种编码方式，即只用1和0两个数字来进行编码，而这两个数字正好也可与逻辑代数中的“真”和“假”相对应，便于应用逻辑代数理论研究计算机理论。所以目前计算机广泛采用二进制来表示信息。
03
新知讲解
二、二进制
在日常生活中，人们的计数方式是“逢十进一”，这就是十进制，但在计算机中，数据的进位规则是“逢二进一”。在本课中，我们将一起来认识“二进制”这个计算机唯一识别的编码。
计算机使用二进制，即只用0和1这两个数字来存储和处理数据。
03
新知讲解
探索：121001是二进制数吗 为什么
它不是二进制数。因为二进制数只能由 0 和 1 组成，而 121001 中出现了数字 2，不符合二进制的基本规则。
03
新知讲解
1.二进制表示方法
我们来玩一个卡片游戏，请准备如图所示的卡片，并按照大小顺序放好。
二进制卡片
03
新知讲解
观察卡片的规律，如果想在左边再增加一张卡片，这张卡片上应该有多少个点呢
卡片上的点数从右到左依次是 1、2、4、8、16，每张卡片的点数都是前一张的 2 倍。所以左边新增的卡片应该有 32 个点。
03
新知讲解
在这个游戏中，这些卡片的排列顺序是固定的，我们用卡片上点的数量表示这张卡片所代表的数。我们可以用翻开和盖住两种状态表示这张卡片上的数被使用或是没有被使用。
卡片应用展示
03
新知讲解
如上图所示，我们翻开4和2两张卡片，并把其他卡片盖住。把4和2相加就可以知道这个卡片组表示数字6。把盖住的卡片位用0表示，翻开的卡片位用1表示，得到的110就是十进制数6的二进制表示。
03
新知讲解
如果想利用这类卡片表示任意一个十进制数，就要把这个数拆分成由若干张卡片所代表的数值相加，并把用到卡片的位置标注成1，未用到的即被盖住的卡片位置标注成0，这样，我们就得到了这个十进制数的二进制表示。
03
新知讲解
例如，我们想要表示数字9，第一步，我们从大的卡片开始找，发现可以使用有8个点的卡片。
第二步，用总数减去已经表示的数字，9-8=1，所以我们还应使用有1个点的卡片。
二进制过程
03
新知讲解
第三步，我们把没有用到的卡片盖住，如下图所示，就得到了十进制数9的二进制表示，即1001。
十进制数9的二进制表示
03
新知讲解
探索：用卡片游戏表示数11，并将其转换成二进制数。试一试，有没有多种表示方式
用卡片表示 11 时，先拆分为 8+2+1，翻开对应卡片，其余盖住，得到二进制数1011。按规则拆分的表示方式是唯一的，没有多种表示方法。
03
新知讲解
2.二进制的读取方法
卡片游戏中，我们了解到二进制中不同的位置对应了不同的十进制数。不只是卡片，我们还可以用其他任意的符号表示1和0，如下图所示。
二进制符号表示数
03
新知讲解
在将二进制数转为十进制数时，我们可以从二进制数的最后一位往前数，最后一位代表1，倒数第二位代表2，倒数第三位代表4......推理出每一位代表的十进制数，然后把所有的数相加，就可以得到二进制数所代表的十进制数。
03
新知讲解
即使我们不使用任何符号，只使用1和0，也可以用同样的办法读取二进制数。
例如，二进制数10110可以对应下图所示卡片，把每张卡片上的点数依次相加，就可以得到二进制数10110表示的十进制数，即16+0+4+2+0=22。
二进制数卡片
03
新知讲解
用5根手指分别表示二进制的不同位，右下图中的手势代表十进制数的几 用五根手指最多能表示多少个数
拓展
用手指表示数
右下图手势对应二进制 10011，换算成十进制是 16+2+1=19。5 根手指每根有 2 种状态，最多能表示2×2×2×2×2=32 个不同的数（0 到 31）。
03
新知讲解
除了人们常用的十进制和计算机中的二进制，世界上还有很多其他的编码方式，比如为了节省计算机空间而使用的八进制，和有着0~9、A~F共16个字符的十六进制，这些编码方式各有用途，让我们的世界更加丰富多彩!
阅读
03
新知讲解
三、二进制在计算机中的使用
在上面的二进制游戏中，用到的手指越多，能表示的数就越多。为了存储数量庞大的数据，计算机也需要使用更多的二进制位数。
03
新知讲解
二进制数中的每一个数字称为一个位(bit)，例如二进制数1101有4位。一个位本身只能存储0或1，为了存储更多的信息，人们将8位组合在一起，称为一个字节(byte)，它是构成信息的一个小单位。当你写下一个字节时，必须写下所有8位数字，例如作为字节的0写为00000000。下面是以字节为单元存储数据的例子:11111111,00000000,00110101。
1.二进制的位
03
新知讲解
一个字节最多能表示多大的数字 与同学们分享你的计算方法。
拓展
一个字节有 8 位二进制数，每一位都能取 0 或 1，最大数是 8 位全为 1 的二进制数11111111，换算成十进制是28 1=255，所以最多能表示到 255。
03
新知讲解
在计算机中，通常用字节来表示存储器的存储容量。但计算机能够存储的数据太多了，需要写很长的数字才能表示出来。因此在计算机中有了属于二进制的单位:KB。1KB就是1024个字节(B)。
2.数据存储单位
不同文件在计算机中所占字节大小
03
新知讲解
我们在购买U盘、硬盘、手机、笔记本电脑时，可能会看到下面这些选项:
电子产品数据量选项
(1 TB=1024 GB, 1 GB=1024 MB, 1 MB=1024 KB)
03
新知讲解
探索：查看电脑中的文件，说一说它有多少位二进制数。
电脑里的文件由无数个二进制0和1组成，1个字节占8位二进制数。我们只需看文件大小，再用字节数乘8，就能算出它一共有多少位二进制数。
04
课堂练习
1、二进制只有 0 和 1，它的计数规则是什么？请用一句话说明，并举例写出 1、2、3 对应的二进制。
二进制规则是逢二进一，满 2 就向前一位进 1。1 是 1，2 是 10，3 是 11，这样用 0 和 1 就能表示所有整数。
04
课堂练习
2、为什么计算机只能识别二进制？二进制在电脑里是怎么表示数据的？
因为计算机内部是电路，只有通电和断电两种状态，正好对应 1 和 0。所有文字、图片、声音都会转成 0 和 1 存储。
05
拓展延伸
除了 0 和 1，还能用别的符号表示二进制吗？
可以，比如用点赞 / 倒赞、加号 / 叉号、开灯 / 关灯等，只要是两种不同状态，都能用来表示二进制的 0 和 1。
05
拓展延伸
我们拍的照片、听的音乐，在计算机里也是二进制吗？
是的，照片的像素、音乐的声音，都会被转换成一串 0 和 1 的二进制数，存储在电脑里，播放时再还原出来。
05
拓展延伸
八进制和十六进制，和二进制有什么关系？
它们都是计算机常用进制，能把长串二进制数缩短，方便读写，1 位八进制对应 3 位二进制，1 位十六进制对应 4 位二进制。
06
课堂总结
3
完成课堂练习
1
计算机中的数据
二进制 —— 计算机唯一能识别的编码
2
二进制
3
二进制在计算机中的使用
5
进行知识拓展
1
2
3
4
5
07
板书设计
二进制 —— 计算机唯一能识别的编码
1、计算机中的数据
2、二进制
3、二进制在计算机中的使用
4、完成课堂练习
5、拓展延伸
08
课后作业
1.请写出 3 个生活中只有两种状态的事物，并用 0 和 1 分别表示它们，说说为什么适合用来表示二进制。
课后作业
2.用二进制 “逢二进一” 的规则，把十进制数 6、9 转换成二进制，再简单写出转换过程。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展开更多......

收起↑