Πρόλογος Το βιβλίο που κρατάτε στα χέρια σας είναι το βιβλίο του Καθηγητή, ένα από τα τρία βιβλία που αποτελούν το διδακτικό έντυπο υλικό για το µάθηµα «Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων - Λειτουργικά Συστήµατα» της Γ τάξης του Ενιαίου Λυκείου. Στο βιβλίο αυτό θα βρείτε µία πρόταση για το πώς να οργανώσετε τη διδασκαλία του µαθήµατος, τόσο σε ετήσια βάση όσο και σε εβδοµαδιαίο χρονοπρογραµµατισµό. Τα µαθήµατα που το αποτελούν αναφέρονται στα αντίστοιχα µαθήµατα του βιβλίου του µαθητή και περιέχουν τα παρακάτω στοιχεία για κάθε µάθηµα: Το σκοπό του µαθήµατος Τους εκπαιδευτικούς στόχους του µαθήµατος σε επίπεδο γνώσεων, δεξιοτήτων και στάσεων. Προτείνουµε σε κάθε µάθηµα µία σειρά από στόχους γιατί πιστεύουµε ότι έτσι ο συνάδελφος καθηγητής - θα κινηθεί σε σαφή πλαίσια περιεχοµένου του κάθε µαθήµατος, - θα µπορεί να κατανείµει τον χρόνο του ορθότερα, - θα µπορεί να έχει µετρήσιµα αποτελέσµατα στο τέλος κάθε µαθήµατος ώστε να αξιολογήσει την εκπαιδευτική διαδικασία που ακολουθεί αλλά και τους µαθητές του O δε µαθητής ή µαθήτριά σας θα έχουν σαφή εικόνα για το τι θα τους ζητηθεί να γνωρίζουν στο τέλος κάθε µαθήµατος µε αποτέλεσµα η συµµετοχή τους κατά τη διάρκεια του µαθήµατος να είναι µεγαλύτερη και ουσιαστικότερη, η δε µελέτη τους στο σπίτι να είναι κατευθυνόµενη από συγκεκριµένα προσδοκώµενα αποτελέσµατα, µετρήσιµη και άρα ελέγξιµη από τους ίδιους, ορίζοντάς τους έτσι το µέτρο της απαιτούµενης προσπάθειας και επιµέλειας που πρέπει να δείξουν. Την καταλληλότερη -κατά την άποψή µας- εκπαιδευτική τεχνική που πρέπει να ακολουθηθεί. Προτείνουµε σε κάθε µάθηµα, µία ή περισσότερες εκπαιδευτικές τεχνικές έτσι ώστε ο συνάδελφος καθηγητής να έχει µία σειρά από διαθέσιµες εκπαιδευτικές τεχνικές για να επιλέξει την καταλληλότερη για το ακροατήριό του. Στο τέλος του προλόγου υπάρχει µία σύντοµη αναφορά από τις συχνότερα προτεινόµενες εκπαιδευτικές τεχνικές. Πρόταση για την κατανοµή του χρόνου των διδακτικών ωρών που απαιτεί το αντίστοιχο µάθηµα του βιβλίου του µαθητή (Σχέδιο µαθήµατος) Πρόταση για την αξιολόγηση της µαθησιακής διαδικασίας Φύλλα δραστηριοτήτων για την τάξη ιαγωνίσµατα Τις λύσεις των ασκήσεων του βιβλίου του µαθητή Επιπλέον δραστηριότητες και θέµατα προς συζήτηση. Σε όποιο µάθηµα δεν αναφέρονται χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα εννοείται ότι είναι ο πίνακας του σχολείου ή ένας προβολέας διαφανειών ή ένας προβολέας δεδοµένων. Στη συνέχεια δίνουµε τρεις προτάσεις που µπορείτε να ακολουθήσετε ανάλογα µε τις διαθέσιµες ώρες διδασκαλίας που θα έχετε κατά τη διάρκεια της χρονιάς, αλλά και ανάλογα µε το επίπεδο των µαθητών σας. Τα δύο εργαστηριακά µαθήµατα (7.3 εργαστήριο και 10.1 εργαστήριο) που αφορούν σε µέρος των Λειτουργικών Συστηµάτων πρέπει να γίνουν παράλληλα µε τα αντίστοιχα θεωρητικά µαθήµατα.
Πρόταση 1 η (Σχολική χρονιά 26 εβδοµάδων) Κάντε τα µαθήµατα 1.1, 2.1, 2.2, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4.1, 4.2, 4.3, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 6.1, 6.2, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 8.1, 8.2, 9.1, 9.2, 10.1 Πρόταση 2 η (Σχολική χρονιά 30 εβδοµάδων) Κάντε τα µαθήµατα 1.1, 2.1, 2.2, 2.4, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 6.1, 6.2, 6.3, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 8.1, 8.2, 9.1, 9.2, 10.1 Πρόταση 3 η (Σχολική χρονιά 33 εβδοµάδων) Κάντε τα µαθήµατα 1.1, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, 6.1, 6.2, 6.3, 7.1, 7.2, 7.3, 7.4, 7.5, 8.1, 8.2, 9.1, 9.2, 10.1
Παράρτηµα (Εκπαιδευτικές Τεχνικές) Στο παρόν βιβλίο οι εκπαιδευτικές τεχνικές που προτείνουµε να ακολουθήσετε είναι οι παρακάτω κρίνουµε σκόπιµο να σας αναφέρουµε λίγα βοηθητικά σχόλιά µας πάνω σε αυτές, καθώς και την εµπειρία µας από τη χρήση τους. Εκπαιδευτική τεχνική της εισήγησης. Πλεονεκτήµατα: Μπορεί ο διδάσκων να µεταδίδει πολλές γνώσεις µε καλή µεθοδολογία σε σύντοµο χρονικό διάστηµα. Η προετοιµασία που απαιτείται σε σχέση µε άλλες τεχνικές είναι εύκολη και µε άµεσα αποτελέσµατα. Μειονεκτήµατα: εν εξασφαλίζεται η ενεργή συµµετοχή των ενδιαφεροµένων Χρησιµοποιείται στα κατεξοχήν θεωρητικά τµήµατα του βιβλίου. Εκπαιδευτική τεχνική της πρακτικής άσκησης. Πλεονεκτήµατα: Μπορεί ο διδάσκων και συνδέει τη θεωρία µε την πράξη. Εξασφαλίζεται η ενεργή συµµετοχή των συµµετασχόντων. Μεταδίδει γνώση µε µεγάλη πυκνότητα περιεχοµένου. Μειονεκτήµατα: Απαιτεί επίπονη και χρονοβόρα προετοιµασία από τον διδάσκοντα. Προϋποθέτει καλή γνώση του αντικειµένου. Χρησιµοποιείται στα κατεξοχήν εργαστηριακά µαθήµατα του βιβλίου. Εκπαιδευτική τεχνική των ερωτήσεων - απαντήσεων. Πλεονεκτήµατα: Εξασφαλίζει µεγάλη συµµετοχή των διδασκοµένων, δηµιουργείται κλίµα επικοινωνίας, τα παιδιά σκέφτονται κριτικά, ο διδάσκων µπορεί και αξιολογεί την εκπαιδευτική διαδικασία εύκολα, καταλαβαίνοντας από τις ερωτήσεις - απαντήσεις των παιδιών το επίπεδο κατανόησης του µαθήµατός του. Μειονεκτήµατα: Χρονοβόρος εκπαιδευτική διαδικασία, µπορεί να µην µετέχουν όλοι στη συζήτηση, συχνά µπορεί να βγούµε εκτός θέµατος, απαιτούνται γνώσεις από τα παιδιά για να µετέχουν σε τέτοιου είδους εκπαιδευτική τεχνική. Χρησιµοποιείται στην αρχή του µαθήµατος για τη σύνδεση του µαθήµατος µε τα προηγούµενα αλλά και στο τέλος του µαθήµατος για την αξιολόγηση της εκπαιδευτικής διαδικασίας. Εκπαιδευτική τεχνική του «καταιγισµού ιδεών» Πλεονεκτήµατα: Τα παιδιά συµµετέχουν σε υψηλό βαθµό, αναπτύσσουν τη δηµιουργικότητά τους, την κριτική τους σκέψη, την ικανότητά τους προς συνεργασία. Μειονεκτήµατα:
Η µη συµµετοχή των πιο «δειλών» και η επίδειξη φαντασίας και γνώσεων εκ µέρους άλλων. Χρησιµοποιείται όταν αναζητούµε ιδέες για εργασίες. Εκπαιδευτική τεχνική της εργασίας σε «οµάδες εργασίας» Έχει αναπτυχθεί στο παράρτηµα περί «Εργασιών». Πλεονεκτήµατα: Μπορεί ο διδάσκων να µεταδίδει πολλές γνώσεις µε καλή µεθοδολογία σε σύντοµο χρονικό διάστηµα. Η προετοιµασία που απαιτείται σε σχέση µε άλλες τεχνικές είναι εύκολη και µε άµεσα αποτελέσµατα. Μειονεκτήµατα: Απαιτεί µεγάλη προσπάθεια και µεθοδευµένες ενέργειες εκ µέρους του διδάσκοντα.
Βιβλιογραφία Bigge L Moris (µετφ. Κάντας Α και Χαντζή Α.), Θεωρίες Μάθησης για εκπαιδευτικούς, εκδ Πατάκη, Αθήνα 1990 Γιοκαρίνη K., Η τεχνική των ερωτήσεων, εκδ. Επέκταση, 1995 ηµητρόπουλου Ευσ., Εκπαιδευτική αξιολόγηση, εκδ. Γρηγόρη, Αθήνα 1998 Μ. Κασσωτάκη, Η αξιολόγηση της επιδόσεως των µαθητών, εκδ. Γρηγόρη, 1981 Κόκκου Α., Λιοναράκη Α., Ανοικτή και εξ αποστάσεως εκπαίδευση, Τόµος Β και Γ, Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήµιο, 1998 Mager R., ιδακτικοί στόχοι και διδασκαλία, εκδ. Κυριακίδη, Θεσσαλονίκη 1985 Παλαιοκρασά Σ., κ.α., Αξιολόγηση της εκπαίδευσης, εκδ ΙΩΝ, 1997 Πόρποδα Κ., Γνωστική Ψυχολογία: Η διαδικασία της Μάθησης, Αθήνα 1991 Φλουρή Γ., Η αρχιτεκτονική της διδασκαλίας και η διαδικασία της µάθησης, εκδ. Γρηγόρη, Αθήνα 1984 Φράγκου Χρ., Ψυχοπαιδαγωγική Παιδαγωγική, σειρά εκδ. Gutenberg, Αθήνα 1984 ιαγνωστική Αξιολόγηση, Κέντρο Εκπαιδευτικής Έρευνας, 1998, Υπό οµάδας Συγγραφέων. Η αξιολόγηση των µαθητών στο Λύκειο, Κέντρο Εκπαιδευτικής Έρευνας, 1998, Υπό οµάδας Συγγραφέων.
Κατηγορίες Υπολογιστικών Συστηµάτων Μάθηµα 1.1 Μάθηµα 1.1 Οργάνωση και Εξέλιξη των Υπολογιστικών Συστηµάτων Σκοπός του µαθήµατος αυτού είναι να παρουσιάσει τα τµήµατα και τα επίπεδα ιεραρχίας ενός υπολογιστικού συστήµατος, την εξέλιξη των ολοκληρωµένων κυκλωµάτων καθώς και των υπολογιστικών συστηµάτων. Η ΠΡΩΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του µαθήµατος «Οργάνωση και Εξέλιξη τωνυπολογιστικών Συστηµάτων» είναι γνωστικοί. 1.1. Στο γνωστικό επίπεδο Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να εξηγούν τι είναι υλικό, λογισµικό, λογισµικό συστήµατος και λογισµικό εφαρµογών. Να περιγράφουν τα διάφορα επίπεδα ιεραρχίας ενός υπολογιστικού συστήµατος. Να εξηγούν τι είναι ένα ολοκληρωµένο κύκλωµα. Να αναφέρουν τις τεχνολογίες των ολοκληρωµένων κυκλωµάτων. Να απαριθµούν τις γενιές των υπολογιστικών συστηµάτων αναφέροντας τα κύρια χαρακτηριστικά κάθε γενιάς. Να αναφέρουν τις κατηγορίες υπολογιστικών συστηµάτων µε τα κύρια χαρακτηριστικά κάθε κατηγορίας. 2. Ακολουθούµενες εκπαιδευτικές τεχνικές - Κατανοµή χρόνου Χρησιµοποιήστε την εκπαιδευτική τεχνική της συζήτησης, των ερωτήσεων-απαντήσεων και της εισήγησης. Στάδιο εγρήγορσης της τάξης (αφιερώστε τα πρώτα 10 λεπτά) Στην αρχή του µαθήµατος, µε συζήτηση και µε την τεχνική των ερωτήσεων- απαντήσεων, διερευνήστε το επίπεδο γνώσεων των µαθητών σας και ταυτόχρονα διδάξτε, υπενθυµίζοντάς τους, τι είναι υλικό, λογισµικό, λογισµικό συστήµατος και λογισµικό εφαρµογών, εστιάζοντας την προσοχή τους στο ότι αυτά συνεργάζονται µεταξύ τους, ώστε κατά την πρόοδο του µαθήµατος να προκύψει η ανάγκη ιεραρχικής οργάνωσης (άρα ο αναγκαίος χωρισµός σε επίπεδα ιεραρχίας). Επίσης, σε αυτό το στάδιο να αποσαφηνισθούν οι έννοιες του λογισµικού συστήµατος και του λογισµικού εφαρµογών. 1
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Στάδιο κύριου µαθήµατος (αφιερώστε 20-25 λεπτά) Με την τεχνική της εισήγησης αναφέρατε τι είναι ολοκληρωµένο κύκλωµα, τις τεχνολογίες ολοκληρωµένων κυκλωµάτων και τι είναι αυτό που τα κάνει να διαφέρουν µεταξύ τους. Γράψτε στον πίνακα το κάθε είδος και 2-3 λέξεις κλειδιά για το καθένα. Ελέγχετε µε ερωτήσεις κατά διαστήµατα αν η τάξη σας παρακολουθεί. Συνεχίστε µε την ιστορική εξέλιξη και τις κατηγορίες υπολογιστικών συστηµάτων. 3. Χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα Στον πίνακα ή σε διαφάνειες πρέπει να καταγραφούν οι λέξεις κλειδιά: - Υλικό, λογισµικό, λογισµικό συστήµατος (λειτουργικό σύστηµα), λογισµικό εφαρµογών. - Επίπεδα ιεραρχίας (τονίστε ότι το µάθηµα κατά τη διάρκεια όλης της χρονιάς, ασχολείται µε τα επίπεδα 3 και 4 κυρίως). - Ολοκληρωµένο κύκλωµα και κατηγορίες υπολογιστικών συστηµάτων. Μην ξεχνάτε ότι στον πίνακα πρέπει να µένουν µόνιµα γραµµένα τα κύρια σηµεία του µαθήµατος. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ - ΕΡΓΑΣΙΕΣ (αφιερώστε τα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος) Με την µέθοδο των ερωτήσεων και αναφερόµενοι στις λέξεις κλειδιά που έχετε γράψει στον πίνακα, ελέγξτε αν εκπληρώθηκαν οι επιδιωκόµενοι, αρχικά, στόχοι. Οι µαθητές µπορούν να κάνουν ό,τι αναφέραµε στην παράγραφο «Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται»; Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε τη µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Αναθέστε εργασίες. Η ΕΥΤΕΡΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ Στα 10-15 πρώτα λεπτά της ώρας, συµπληρώστε την ύλη του µαθήµατος που δεν προλάβατε την προηγούµενη ώρα, µε την τεχνική της εισήγησης. Με τη συµµετοχή των µαθητών λύστε-συζητήστε τις εργασίες-ασκήσεις που αναθέσατε για το σπίτι. Εφόσον µένει χρόνος, προχωρήστε στην επόµενη διδακτική ενότητα. 2
Παράσταση & Επεξεργασία Πληροφοριών Μάθηµα 2.1 Μάθηµα 2.1 Συστήµατα Αρίθµησης Σκοπός του µαθήµατος αυτού είναι να παρουσιάσει τον τρόπο παράστασης των αριθµών σε διάφορα συστήµατα αρίθµησης εκτός από το γνωστό µας δεκαδικό. Η ΠΡΩΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του µαθήµατος «Συστήµατα Αρίθµησης» είναι γνωστικοί και δεξιοτήτων. 1.1. Στο γνωστικό επίπεδο Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν Να εξηγούν πως παριστάνονται οι αριθµοί στα διάφορα συστήµατα αρίθµησης. 1.2. Στο επίπεδο δεξιοτήτων Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν Να µετατρέπουν έναν αριθµό από ένα αριθµητικό σύστηµα µε βάση β στο δεκαδικό. Να µετατρέπουν έναν αριθµό του δεκαδικού συστήµατος σε αντίστοιχο αριθµό συστήµατος µε βάση β. Να µετατρέπουν έναν αριθµό συστήµατος µε βάση β 1 σε αντίστοιχο αριθµό συστήµατος µε βάση β 2. 2. Ακολουθούµενες εκπαιδευτικές τεχνικές - Κατανοµή χρόνου Χρησιµοποιήστε την εκπαιδευτική τεχνική της λύσης παραδειγµάτων στον πίνακα. Στάδιο κύριου µαθήµατος (αφιερώστε 30-35 λεπτά) Στα πρώτα 15 λεπτά του µαθήµατος, εξηγήστε τους πώς παριστάνονται οι πραγµατικοί αριθµοί (ακέραιο µέρος και κλασµατικό). Γράψτε στον πίνακα τα ψηφία διάφορων αριθµητικών συστηµάτων (δεκαδικού, οκταδικού, δεκαεξαδικού). Λύστε µερικά παραδείγµατα που να δείχνουν πως από ένα σύστηµα αρίθµησης πάµε στο δεκαδικό. Μοιράστε την «δραστηριότητα στην τάξη» ή ζητήστε από τα παιδιά να κάνουν στα τετράδια τους τις ασκήσεις που αναφέρονται στην «δραστηριότητα στην τάξη» µε αριθµό 1 και 2. Αφού περάσει ικανός χρόνος, γράψτε τις απαντήσεις στον πίνακα και εξηγήστε ό,τι απαιτηθεί. 3
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Στα επόµενα 15 λεπτά, δείξτε στον πίνακα, µε τη λύση παραδειγµάτων, πώς µετατρέπουµε ένα δεκαδικό αριθµό σε αριθµό άλλου συστήµατος. Λύστε και παραδείγµατα µε κλασµατικούς, εξηγώντας την έννοια «επιθυµητή ακρίβεια ή επιθυµητό πλήθος δεκαδικών ψηφίων»). Ζητήστε από τα παιδιά να κάνουν την άσκηση 3 της «δραστηριότητας στην τάξη». Αφού περάσει ικανός χρόνος, γράψτε τις απαντήσεις στον πίνακα και εξηγήστε ό,τι απαιτηθεί. Στο τέλος, εξηγήστε τους τη µετατροπή ενός αριθµού µε βάση β 1 στον αντίστοιχο µε βάση β 2 µε την ενδιάµεση µετατροπή σε αριθµό του δεκαδικού συστήµατος. 3. Χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα Στον πίνακα ή σε διαφάνειες, πρέπει να µείνουν οι αλγόριθµοι µετατροπής από το ένα σύστηµα στο άλλο. Κατάλληλο εκπαιδευτικό λογισµικό. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ - ΕΡΓΑΣΙΕΣ Συγκεντρώστε τις φωτοτυπίες προς έλεγχο της επίδοσης. Αναθέστε εργασίες. (αφιερώστε τα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος) Μετά την αξιολόγηση των φωτοτυπιών, ελέγξτε αν εκπληρώθηκαν οι επιδιωκόµενοι αρχικά στόχοι. Οι µαθητές µπορούν να κάνουν ότι αναφέραµε στην παράγραφο «Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται»; Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε την µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Η ΕΥΤΕΡΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ Μετά την αξιολόγηση των φωτοτυπιών, ελέγξτε αν εκπληρώθηκαν οι επιδιωκόµενοι αρχικά στόχοι. Οι µαθητές µπορούν να κάνουν ό,τι αναφέραµε στην παράγραφο «Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται»; Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε τη µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Συµπληρώστε την ύλη του µαθήµατος που δεν προλάβατε την προηγούµενη ώρα στα 10-15 πρώτα λεπτά της ώρας, µε την τεχνική της εισήγησης. Με την συµµετοχή των µαθητών λύστε-συζητήστε τις εργασίες-ασκήσεις που βάλατε για το σπίτι. Εναλλακτικά: Στην θέση της συµπλήρωσης των φωτοτυπιών (δραστηριότητα στην τάξη) επισκεφθείτε το εργαστήριο του σχολείου και, µε το κατάλληλο εκπαιδευτικό λογισµικό, εκτελέστε σχετικές ασκήσεις. 4
Παράσταση & Επεξεργασία Πληροφοριών Μάθηµα 2.1 Όνοµα: Τάξη: Συστήµατα Αρίθµησης - ραστηριότητα στην τάξη 1. Επιβεβαιώστε µε τον τύπο που µάθαµε ότι: 12,4 = 1 10 1 + 2 10 0 + 4 10-1. Οµοίως για τα 234,1, 215,56. 2. Μετατρέψτε τους παρακάτω αριθµούς στο δεκαδικό σύστηµα. (1011101) 2, (23) 4, (23) 5, (FA2) 16, (11,01) 2. 3. Μετατρέψτε τους παρακάτω δεκαδικούς αριθµούς: 12 (?) 2 13 (?) 8 37 (?) 16 4. Κάντε τις παρακάτω µετατροπές: (12,3) 10 (?) 2 (14,5) 10 (?) 8 (23) 8 (?) 16 5
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Γραπτή δοκιµασία Επίθ./Όνοµα: Ηµεροµηνία: Τάξη/Τµήµα: Συστήµατα Αρίθµησης 1. Μετατρέψτε τους παρακάτω αριθµούς στο δεκαδικό σύστηµα: (1110101) 2, (32) 4,(FΒ2) 16, (101,01) 2 2. Μετατρέψτε τους παρακάτω δεκαδικούς αριθµούς 12 (?) 2 22 (?) 16 3. Κάντε τις παρακάτω µετατροπές: (13,3) 10 (?) 2 (34) 8 (?) 16 6
Παράσταση & Επεξεργασία Πληροφοριών Μάθηµα 2.2 Μάθηµα 2.2 Παράσταση Αριθµών και Χαρακτήρων Σκοπός του µαθήµατος αυτού είναι να περιγράψει τον τρόπο που παριστάνονται οι αριθµοί σε ένα υπολογιστή και τη διαδικασία µε την οποία γίνονται οι αριθµητικές πράξεις µεταξύ τους. Η ΠΡΩΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του µαθήµατος «Παράσταση Αριθµών και Χαρακτήρων», είναι σε ένα µικρό τους µέρος γνωστικοί και στο µεγαλύτερο µέρος τους δεξιοτήτων. 1.1. Στο γνωστικό επίπεδο Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να εξηγούν πώς παριστάνονται οι θετικοί και αρνητικοί αριθµοί. Να εξηγούν πώς παριστάνονται οι αριθµοί µε την «παράσταση κινητής υποδιαστολής». 1.2. Στο επίπεδο δεξιοτήτων Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να κάνουν πρόσθεση ακεραίων και προσηµασµένων ακεραίων. Να κάνουν πρόσθεση µε αριθµούς που έχουν παρασταθεί µε την παράσταση κινητής υποδιαστολής. 2. Ακολουθούµενες εκπαιδευτικές τεχνικές - Κατανοµή χρόνου Χρησιµοποιήστε την εκπαιδευτική τεχνική της λύσης παραδειγµάτων στον πίνακα. Στάδιο κύριου µαθήµατος (αφιερώστε 30-35 λεπτά) Στα πρώτα 10 λεπτά του µαθήµατος, εξηγήστε τους πώς κάνουµε πρόσθεση θετικών ακεραίων, όταν οι τελευταίοι παριστάνονται µε τη δυαδική τους αναπαράσταση και κατά τη διάρκεια της πρόσθεσης προκύπτουν κρατούµενα. Λύστε µερικά παραδείγµατα στον πίνακα. Μοιράστε τη «δραστηριότητα στην τάξη» ή ζητήστε από τα παιδιά να κάνουν στα τετράδια τους τις ασκήσεις που αναφέρονται στη «δραστηριότητα στην τάξη» µε αριθµό 1. Αφού περάσει ικανός χρόνος, γράψτε τις απαντήσεις στον πίνακα και εξηγήστε ό,τι απαιτηθεί. 7
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Στα επόµενα 10 λεπτά, δείξτε στον πίνακα, µε το γράψιµο παραδειγµάτων, πώς παριστάνονται οι θετικοί και οι αρνητικοί ακέραιοι αριθµοί σε έναν υπολογιστή. Στην περίπτωση που έχουµε έναν αρνητικό, δείξτε πώς βρίσκουµε το µέτρο του. Ζητήστε από τα παιδιά να κάνουν την άσκηση 2 και 3 της «δραστηριότητας στην τάξη». Αφού περάσει ικανός χρόνος, γράψτε τις απαντήσεις στον πίνακα και εξηγήστε ό,τι απαιτηθεί. Στα επόµενα 10 λεπτά δείξτε στον πίνακα, µε το γράψιµο παραδειγµάτων, πώς γίνεται η πρόσθεση προσηµασµένων ακεραίων αριθµών. Ζητήστε από τα παιδιά να κάνουν την άσκηση 4 της «δραστηριότητας στην τάξη». 3. Χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα Στον πίνακα ή σε διαφάνειες πρέπει να µείνουν οι αλγόριθµοι µετατροπής από το ένα σύστηµα στο άλλο. Κατάλληλο εκπαιδευτικό λογισµικό. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ - ΕΡΓΑΣΙΕΣ Συγκεντρώστε τις φωτοτυπίες προς έλεγχο της επίδοσης. Αναθέστε εργασίες. (αφιερώστε τα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος) Η ΕΥΤΕΡΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ Μετά την αξιολόγηση των φωτοτυπιών, ελέγξτε αν εκπληρώθηκαν οι επιδιωκόµενοι αρχικά στόχοι. Οι µαθητές µπορούν να κάνουν ό,τι αναφέραµε στην παράγραφο «Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται»; Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε τη µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Με την συµµετοχή των µαθητών, λύστε-συζητήστε τις εργασίες-ασκήσεις που βάλατε για το σπίτι, στα πρώτα 20 λεπτά της ώρας. Στο επόµενο µέρος του µαθήµατος, συµπληρώστε την ύλη του µαθήµατος που δεν προλάβατε την προηγούµενη ώρα. ηλαδή, αναφερθείτε στην παράσταση πραγµατικών αριθµών µε σταθερή και µε κινητή υποδιαστολή (κανονική µορφή). Ζητήστε από τα παιδιά να κάνουν την άσκηση 5 και 6 της «δραστηριότητας στην τάξη». Αφού περάσει ικανός χρόνος, γράψτε τις απαντήσεις στον πίνακα και εξηγήστε ό,τι απαιτηθεί. Στα επόµενα 10 λεπτά δείξτε στον πίνακα, µε το γράψιµο παραδειγµάτων, πώς γίνεται η πρόσθεση αριθµών κινητής υποδιαστολής. Ζητήστε από τα παιδιά να κάνουν την άσκηση 7 της «δραστηριότητας στην τάξη». Συγκεντρώστε τις φωτοτυπίες προς έλεγχο της επίδοσης. Αναθέστε εργασίες. Μετά την διόρθωση των φωτοτυπιών τα συµπεράσµατά σας δείχνουν ότι οι µαθητές µπορούν να κάνουν ότι αναφέραµε στην παράγραφο «Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται»; 8
Παράσταση & Επεξεργασία Πληροφοριών Μάθηµα 2.2 Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε την µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Εναλλακτικά: Στην θέση της συµπλήρωσης των φωτοτυπιών (δραστηριότητα στην τάξη), επισκεφθείτε το εργαστήριο του σχολείου και µε το κατάλληλο εκπαιδευτικό λογισµικό εκτελέστε σχετικές ασκήσεις. Η ΤΡΙΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ώστε προς συµπλήρωση το προτεινόµενο ερωτηµατολόγιο διάρκειας 35 λεπτών. Μετά την διόρθωση των ερωτηµατολογίων, τα συµπεράσµατά σας δείχνουν ότι οι µαθητές µπορούν να κάνουν ότι αναφέραµε στην παράγραφο «Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται»; Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε την µέθοδο της ανατροφοδότησης, βελτιώστε την τεχνική σας. 9
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Όνοµα: Τάξη: Παράσταση Αριθµών και Χαρακτήρων ραστηριότητα στην τάξη 1. Κάντε τις πράξεις: Α. 1 + 10 = Β. 1011 + 101 = Γ. 111 + 111 = 2. Βρείτε το µέτρο των παρακάτω αριθµών. Επίσης, να βρείτε ποιοι αριθµοί είναι. 00001101 00000111 10000111 10001010 3. Παραστήστε τους παρακάτω αριθµούς σε υπολογιστή µε µήκος λέξης 8 bit. 13-19 8-5 4. Να γίνουν οι πράξεις (να γίνει έλεγχος για ύπαρξη υπερχείλισης). 10011101 + 10000101 01101011 + 01100011 00000011 + 10011101 5. Να γίνουν οι πράξεις: 101,101 + 100,110 10,1 + 011,01 6. Να παρασταθούν σε κανονική µορφή οι αριθµοί: 10,1011 0,00101 1,1101 7. Να γίνουν οι πράξεις: 0,101001 2 5 + 0,1001 2 4 0,10111 2 3 + 0,11101 2 1 10
Παράσταση & Επεξεργασία Πληροφοριών Μάθηµα 2.2 Γραπτή δοκιµασία Ηµεροµηνία: Επίθ./Όνοµα: Τάξη/Τµήµα: Παράσταση Αριθµών και Χαρακτήρων 1. Κάντε τις πράξεις στο δυαδικό: Α. 111 + 101 = Β. 1011 + 111 = 2. Βρείτε το µέτρο των παρακάτω αριθµών. Επίσης, να βρείτε ποιοι αριθµοί είναι. 00001101 00000111 3. Παραστήστε τους παρακάτω αριθµούς σε υπολογιστή µε µήκος λέξης 8 bit. 11-16 6 4. Να γίνουν οι πράξεις (να γίνει έλεγχος για ύπαρξη υπερχείλισης). 1011101 + 1000101 0110111 + 0100011 0000011 + 1011101 5. Να γίνουν οι πράξεις 101,11 + 100,110 10,1 + 01,01 6. Να γίνουν οι πράξεις 0,10101 2 5 + 0,1001 2 4 0,1011 2 3 + 0,11101 2 1 11
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Μάθηµα 2.3 Μέθοδοι Συµπίεσης εδοµένων Σκοπός του µαθήµατος είναι να περιγράψει τις βασικές τεχνικές συµπίεσης που χρησιµοποιούνται για την µείωση του όγκου των δεδοµένων σε αρχεία. Η ΠΡΩΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του µαθήµατος «Μέθοδοι Συµπίεσης εδοµένων» είναι γνώσεων και δεξιοτήτων. 1.1. Στο γνωστικό επίπεδο Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να εξηγούν τι είναι συµπίεση, αποσυµπίεση, απωλεστικοί και µη απωλεστικοί αλγόριθµοι. Να περιγράφουν τις αντιπροσωπευτικότερες τεχνικές µη απωλεστικής συµπίεσης (RLE, Huffman, LZW). 1.2. Στο επίπεδο δεξιοτήτων Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να εφαρµόζουν τους αλγόριθµους συµπίεσης σε συγκεκριµένα κείµενα. Να επιλέγουν τον κατάλληλο αλγόριθµό ανάλογα µε το τι θέλουν να συµπιέσουν. 2. Ακολουθούµενες εκπαιδευτικές τεχνικές - Κατανοµή χρόνου Στάδιο εγρήγορσης της τάξης (αφιερώστε τα πρώτα 10 λεπτά) Εξηγήστε τους πως σε περιπτώσεις που θέλουµε να κατεβάσουµε ένα αρχείο από το Internet, αυτό θα γίνει πιο γρήγορα αν ήτανε συµπιεσµένο. Στην περίπτωση που θέλουµε να στείλουµε -µέσω e- mail- σαν συνηµµένο αρχείο, µεγάλο όγκο δεδοµένων ή αν θέλουµε να εξοικονοµήσουµε χώρο στον δίσκο µας, χρησιµοποιώντας διάφορα προγράµµατα, συµπιέζουµε τα προς µετάδοση ή τα προς αποθήκευση δεδοµένα. Στάδιο κύριου µαθήµατος (αφιερώστε 20-25 λεπτά) Στα επόµενα 10 λεπτά, µε την µέθοδο της εισήγησης, αναφερθείτε στους όρους «συµπίεση δεδοµένων», «αποσυµπίεση», «απωλεστική συµπίεση και µη απωλεστική». 12
Παράσταση & Επεξεργασία Πληροφοριών Μάθηµα 2.3 Συνεχίστε, µε την επίδειξη του, πως συµπιέζουν δεδοµένα οι αλγόριθµοι συµπίεσης RLE, Huffman, LZW. Εξηγήστε πότε χρησιµοποιείται ο καθένας από τους προηγούµενους αλγορίθµους. 3. Χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα Στον πίνακα ή σε διαφάνειες πρέπει να µείνουν οι λέξεις κλειδιά: Συµπίεση, αποσυµπίεση, απωλεστικός αλγόριθµος, µη απωλεστικός αλγόριθµος, αλγόριθµος RLE, Huffman, LZW. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ - ΕΡΓΑΣΙΕΣ (αφιερώστε τα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος) Με την χρήση των λέξεων-κλειδιών, που πρέπει να έχουν µείνει στον πίνακα ή σε διαφάνεια, µε την τεχνική των ερωτήσεων ζητήστε -βοηθήστε τα παιδιά να σας πουν τις κύριες έννοιες του µαθήµατος. Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε την µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Αναθέστε εργασίες. Η ΕΥΤΕΡΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ Με τη συµµετοχή των µαθητών λύστε-συζητήστε τις εργασίες-ασκήσεις που βάλατε για το σπίτι, στα πρώτα 20 λεπτά της ώρας. Στο επόµενο µέρος του µαθήµατος, συµπληρώστε την ύλη του µαθήµατος που δεν προλάβατε την προηγούµενη ώρα. 13
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Μάθηµα 2.4 Ψηφιακή Παράσταση Ήχου, Εικόνας, Video Σκοπός του µαθήµατος αυτού είναι να εξηγήσει τις µεθόδους και τα σύγχρονα πρότυπα κωδικοποίησης και ψηφιακής αναπαράστασης, σύνθετων µορφών ψηφιακών δεδοµένων όπως ήχοι, εικόνες και video. Η ΠΡΩΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του µαθήµατος «Ψηφιακή Παράσταση Ήχου, Εικόνας, Video» είναι γνώσεων. 1.1. Στο γνωστικό επίπεδο Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να εξηγούν τι είναι δειγµατοληψία, κβαντισµός, παλµοκωδική κωδικοποίηση,διαφορική παλµοκωδική και προσαρµοστική-διαφορική παλµοκωδική κωδικοποίηση. Να περιγράφουν πώς παριστάνεται ψηφιακά µία εικόνα. Να εξηγούν πώς συµπιέζεται και πώς παριστάνεται ψηφιακά το video. 2. Ακολουθούµενες εκπαιδευτικές τεχνικές - Κατανοµή χρόνου Στάδιο εγρήγορσης της τάξης (αφιερώστε τα πρώτα 10 λεπτά) Εξηγήστε τους πως σε περιπτώσεις που θέλουµε να κατεβάσουµε εικόνες από το Internet, αυτό θα γίνει πιο γρήγορα αν ήτανε συµπιεσµένες. Στην περίπτωση που θέλουµε να στείλουµε -µέσω e-mailσαν συνηµµένο αρχείο εικόνες ή video (µεγάλο όγκο δεδοµένων), ή αν θέλουµε να εξοικονοµήσουµε χώρο στον δίσκο µας, χρησιµοποιώντας διάφορα προγράµµατα, µπορούµε να συµπιέσουµε τα προς µετάδοση ή τα προς αποθήκευση δεδοµένα. Στάδιο κύριου µαθήµατος (αφιερώστε 20-25 λεπτά) Με τη µέθοδο της εισήγησης αναφερθείτε στους όρους «δειγµατοληψία», «κβαντισµό», «παλµοκωδική κωδικοποίηση». Συνεχίστε µε την κωδικοποίηση «διαφορική παλµοκωδική», «προσαρµοστική διαφορική παλµοκωδική». Εξηγήστε πώς αναπαριστάνεται ψηφιακά µία εικόνα και τι ρόλο παίζει το πλήθος των χρωµάτων στον παραγόµενο όγκο πληροφορίας. 14
Παράσταση & Επεξεργασία Πληροφοριών Μάθηµα 2.4 Ολοκληρώστε µε τις τεχνικές κωδικοποίησης video. 3. Χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα Στον πίνακα ή σε διαφάνειες πρέπει να µείνουν οι λέξεις κλειδιά του µαθήµατος «δειγµατοληψία», «κβαντισµός», «παλµοκωδική κωδικοποίηση», «διαφορική παλµοκωδική», «προσαρµοστική διαφορική παλµοκωδική», «ψηφιακή παράσταση εικόνας», «ψηφιακή παράσταση video». ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ - ΕΡΓΑΣΙΕΣ (αφιερώστε τα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος) Με την χρήση των λέξεων-κλειδιών που πρέπει να έχουν µείνει στον πίνακα ή σε διαφάνεια, µε την τεχνική των ερωτήσεων ζητήστε-βοηθήστε τα παιδιά να σας πουν τις κύριες έννοιες του µαθήµατος. Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε την µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Αναθέστε εργασίες. Η ΕΥΤΕΡΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ Με την συµµετοχή των µαθητών λύστε-συζητήστε τις εργασίες-ασκήσεις που βάλατε για το σπίτι, στα πρώτα 20 λεπτά της ώρας. Στο επόµενο µέρος του µαθήµατος, συµπληρώστε την ύλη του µαθήµατος που δεν προλάβατε τη προηγούµενη ώρα. 15
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Μάθηµα 3.1 Τµήµατα του Υπολογιστή Σκοπός του µαθήµατος αυτού είναι να περιγράψει τη βασική εσωτερική δοµή ενός υπολογιστή και ιδιαίτερα της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας να δείξει τη χρησιµότητα και τη λειτουργία κάθε µονάδας, και τις αλληλεπιδράσεις µεταξύ τους. Η ΠΡΩΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του µαθήµατος «Τµήµατα του Υπολογιστή» είναι γνωστικοί. 1.1. Στο γνωστικό επίπεδο Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να κατονοµάζουν τα βασικά τµήµατα ενός υπολογιστή Να περιγράφουν τη λειτουργία κάθε µιας από τις βασικές µονάδες του υπολογιστή Να εξηγούν τον τρόπο που οι µονάδες αλληλεπιδρούν µεταξύ τους. 2. Ακολουθούµενες εκπαιδευτικές τεχνικές - Κατανοµή χρόνου Χρησιµοποιήστε την εκπαιδευτική τεχνική της συζήτησης, των ερωτήσεων-απαντήσεων και της εισήγησης. Στάδιο κύριου µαθήµατος (αφιερώστε 30-35 λεπτά) Ακολουθήστε την τεχνική της εισήγησης και αρχίστε αναφέροντας τα κύρια µέρη ενός υπολογιστή και φτιάχνοντας στον πίνακα το τελευταίο σχήµα του µαθήµατος, µη περιλαµβάνοντας αρχικά, το περιεχόµενο των µερών του υπολογιστή. Ακολούθως, εξηγήστε τους τις λειτουργίες της αριθµητικής λογικής µονάδας, συµπληρώνοντας το αρχικό σχήµα µε το κύκλωµα αριθµητικών-λογικών πράξεων και τον συσσωρευτή. Συνεχίστε, εξηγώντας τους τη µονάδα µνήµης, συµπληρώνοντας το αρχικό σχήµα µε τις θέσεις µνήµης, τις διευθύνσεις τους και τους καταχωρητές MDR και MAR. ώστε ιδιαίτερη έµφαση στους όρους: Θέσεις µνήµης, Λέξη, Μήκος λέξης, Μέγεθος µνήµης, ιεύθυνση θέσης, ιαδικασία εγγραφής και ιαδικασία ανάγνωσης. Συνεχίστε, εξηγώντας τους τη µονάδα εισόδου / εξόδου, συµπληρώνοντας το αρχικό σχήµα µε τους δύο καταχωρητές της µονάδας εισόδου εξόδου. 16
Οργάνωση και Λειτουργία Επεξεργαστών Μάθηµα 3.1 Συνεχίστε, εξηγώντας τους την µονάδα ελέγχου, συµπληρώνοντας το αρχικό σχήµα µε τους δύο καταχωρητές της. 3. Χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα Στον πίνακα ή σε διαφάνειες, πρέπει να µείνει το σχήµα που συµπληρώθηκε σταδιακά κατά τη διάρκεια της παράδοσης. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ - ΕΡΓΑΣΙΕΣ (αφιερώστε τα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος) Με ερωτήσεις -όπως οι παρακάτω- που θα απευθύνεται προς τους µαθητές, ελέγξτε κατά πόσο έγιναν κατανοητά όσο τους είπατε, κατά την διάρκεια του µαθήµατος. - Ποιες είναι οι κύριες λειτουργίες της µνήµης. - Ποιες είναι οι κύριες λειτουργίες της µονάδας εισόδου - εξόδου, κλπ. Οι µαθητές µπορούν να κάνουν ότι αναφέραµε στην παράγραφο «Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται»; Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε την µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Αναθέστε εργασίες. Η ΕΥΤΕΡΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ Με την συµµετοχή των µαθητών λύστε-συζητήστε τις εργασίες-ασκήσεις που βάλατε για το σπίτι, στα πρώτα 20 λεπτά της ώρας. Στο επόµενο µέρος του µαθήµατος, συµπληρώστε την ύλη του µαθήµατος που δεν προλάβατε την προηγούµενη ώρα, επισκεφθείτε το εργαστήριο και χρησιµοποιήστε κατάλληλο εκπαιδευτικό λογισµικό, αν είναι διαθέσιµο. Εφόσον έχετε χρόνο, προχωρήστε στην επόµενη διδακτική ενότητα. 17
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Μάθηµα 3.2 Γλώσσα Μηχανής Σκοπός του µαθήµατος αυτού είναι να παρουσιάσει τις εντολές που µπορεί να εκτελέσει η ΚΜΕ ενός εκπαιδευτικού υπολογιστή και τον τρόπο που µπορούµε να γράψουµε προγράµµατα µε αυτές. Η ΠΡΩΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του µαθήµατος «Γλώσσα Μηχανής» είναι γνωστικοί και δεξιοτήτων. 1.1. Στο γνωστικό επίπεδο Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να εξηγούν την αρχή των δύο φάσεων Να απαριθµούν τις εντολές ενός εκπαιδευτικού υπολογιστή και να εξηγούν τη λειτουργία τους 1.2. Στο επίπεδο δεξιοτήτων Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να γράφουν απλά προγράµµατα για τον Άβακα και να εξηγούν τα αποτελέσµατα της εκτέλεσής τους 2. Ακολουθούµενες εκπαιδευτικές τεχνικές - Κατανοµή χρόνου Χρησιµοποιήστε την εκπαιδευτική τεχνική της συζήτησης, των ερωτήσεων-απαντήσεων και της εισήγησης. Στάδιο εγρήγορσης της τάξης (αφιερώστε τα πρώτα 10 λεπτά) Στην αρχή του µαθήµατος, µε συζήτηση και µε την τεχνική των ερωτήσεων-απαντήσεων, αναφερθείτε στη µονάδα µνήµης και τους καταχωρητές της, καθώς και στη µονάδα ελέγχου και τους καταχωρητές της. Στάδιο κύριου µαθήµατος (αφιερώστε 20-25 λεπτά) Ακολουθήστε την τεχνική της εισήγησης και συνεχίστε, αναφέροντας τα βήµατα που χρειάζονται για να εκτελεστεί µία εντολή. Μεταφέρεται η προς εκτέλεση εντολή, από την µνήµη στην ΚΜΕ (Φάση ανάκλησης). Ο PC υποδεικνύει στη µνήµη ποια εντολή πρόκειται να εκτελεστεί. 18
Οργάνωση και Λειτουργία Επεξεργαστών Μάθηµα 3.2 Η διεύθυνση της εντολής που έχει σειρά να εκτελεστεί µεταφέρεται στον MAR της µονάδας µνήµης. Ενεργοποιείται η λειτουργία ανάγνωσης της µονάδας µνήµης. Το περιεχόµενο της θέσης που υποδεικνύει ο MAR µεταφέρεται στον MDR. Η εντολή µεταφέρεται στον IR της µονάδας ελέγχου. Φάση εκτέλεσης Η εντολή που βρίσκεται στον IR αποκωδικοποιείται και προσδιορίζονται οι λειτουργίες που πρόκειται να εκτελεστούν. Η µονάδα ελέγχου ενεργοποιεί τις κατάλληλες µονάδες, ώστε να εκτελεστούν οι προηγούµενες λειτουργίες. Ακολούθως, εξηγήστε τους τη µορφή µιας εντολής (τµήµα κώδικα και τµήµα διεύθυνσης, κάντε τη διάκριση µε τη διεύθυνση της εντολής) και αναφερθείτε στο ρεπερτόριο και τον πίνακα των εντολών. Στην συνέχεια αφού τους µοιράσετε το ρεπερτόριο εντολών του Άβακα, εξηγήστε τους στον πίνακα το πρώτο πρόγραµµα του κεφαλαίου. Ολοκληρώστε, αναφέροντας και κάνοντας επεξηγηµατικά παραδείγµατα στον πίνακα για τις εντολές άλµατος, ολισθήσεως και εισόδου / εξόδου. 3. Χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα Φωτοτυπίες - δραστηριότητες στην τάξη. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ - ΕΡΓΑΣΙΕΣ (αφιερώστε τα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος) Ζητήστε από τα παιδιά να συµπληρώσουν τις ασκήσεις µε αριθµό 1 και 2 του φύλλου δραστηριότητας. Μαζέψτε τις φωτοτυπίες και διορθώστε τις. Αναθέστε εργασίες. Η ΕΥΤΕΡΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ Μετά την αξιολόγηση των φωτοτυπιών, ελέγξτε αν εκπληρώθηκαν οι επιδιωκόµενοι αρχικά στόχοι. Οι µαθητές µπορούν να κάνουν ότι αναφέραµε στην παράγραφο «Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται»; Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε τη µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Με τη συµµετοχή των µαθητών λύστε-συζητήστε τις εργασίες-ασκήσεις που βάλατε για το σπίτι, στα πρώτα 20 λεπτά της ώρας. Στο επόµενο µέρος του µαθήµατος, συµπληρώστε την ύλη του µαθήµατος που δεν προλάβατε τη προηγούµενη ώρα. Επισκεφθείτε το σχολικό εργαστήριο, εφόσον έχετε διαθέσιµο εκπαιδευτικό λογισµικό. Αν υπάρχει χρόνος, προχωρήστε στην επόµενη διδακτική ενότητα. 19
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Όνοµα: Τάξη: Εντολές της Κεντρικής Μονάδας Επεξεργασίας Κώδικας εντολής Σηµασία της εντολής ραστηριότητα στην τάξη 0000 STOP Σταµατά η λειτουργία του υπολογιστή 0001 (Α) (Ν) To περιεχόµενο της διεύθυνσης Ν της µνήµης αντιγράφεται στο συσσωρευτή Α. 0010 (Ν) (Α) To περιεχόµενο του συσσωρευτή Α αντιγράφεται στη διεύθυνση Ν της µνήµης. 0011 (Α) (Α)+(Ν) Το περιεχόµενο της διεύθυνσης Ν της µνήµης προστίθεται στο περιεχόµενο του συσσωρευτή Α. Το αποτέλεσµα µένει στο συσσωρευτή και αποτελεί το νέο περιεχόµενό του. 0100 (Α) (Α)-(Ν) Το περιεχόµενο της διεύθυνσης Ν της µνήµης αφαιρείται από το περιεχόµενο του συσσωρευτή Α. Το αποτέλεσµα µένει στο συσσωρευτή. 0101 (Α) (Α) (Ν) Το περιεχόµενο του συσσωρευτή Α πολλαπλασιάζεται µε το περιεχόµενο της διεύθυνσης Ν της µνήµης. Το αποτέλεσµα µένει στο συσσωρευτή. 0110 (Α) (Α):(Ν) Το περιεχόµενο του συσσωρευτή Α διαιρείται µε το περιεχόµενο της διεύθυνσης Ν της µνήµης. Το ακέραιο πηλίκο της διαίρεσης µένει στο συσσωρευτή, ενώ το υπόλοιπο χάνεται. 0111 Άλµα Tο περιεχόµενο του τµήµατος διευθύνσεως του καταχωρητή εντολών IR γράφεται στο µετρητή προγράµµατος PC. 1000 Άλµα υπό Tο περιεχόµενο του τµήµατος διευθύνσεως του καταχωρητή εντολών IR συνθήκη γράφεται στο µετρητή προγράµµατος PC αν (Α)<0. 1001 Έξοδος Το περιεχόµενο του Α εµφανίζεται στην οθόνη σαν χαρακτήρας ή οκταδικό ψηφίο. 1010 Είσοδος Ένας χαρακτήρας ή οκταδικό ψηφίο διαβάζεται από το πληκτρολόγιο και γράφεται στον Α. 1011 Ολίσθηση Το περιεχόµενο του Α ολισθαίνει κατά IR(0,11) θέσεις προς τα αριστερά. 1100 Ολίσθηση Το περιεχόµενο του Α ολισθαίνει κατά IR(0,11) θέσεις προς τα δεξιά. 1. Εξηγήστε τι κάνει το παρακάτω πρόγραµµα. (Τι περιεχόµενο έχει ο συσσωρευτής Α µετά την εκτέλεση κάθε εντολής;) ιεύθυνση Μνήµης Κώδικας Εντολής Τµήµα ιεύθυνσης 0000000000000000 0000000000000001 0000000000000010 0000000000000011 0000000000000100 0000000000000101 0001 0011 0011 0000 0000 0000 000000000101 000000000110 000000000110 - - 000000000001 20
Οργάνωση και Λειτουργία Επεξεργαστών Μάθηµα 3.2 2. Εξηγήστε τι κάνει το παρακάτω πρόγραµµα. (Τι περιεχόµενο έχει ο συσσωρευτής Α µετά την εκτέλεση κάθε εντολής;) ιεύθυνση Μνήµης Κώδικας Εντολής Τµήµα ιεύθυνσης 0000000000000000 0000000000000001 0000000000000010 0000000000000100 0000000000000111 0001 1100 0000 0000 0000 000000000111 000000000001 - - 000000001100 21
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Μάθηµα 3.3 Συµβολική Γλώσσα Σκοπός του µαθήµατος αυτού είναι να περιγράψει τον προγραµµατισµό ενός υπολογιστή σε συµβολική γλώσσα. Η ΠΡΩΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του µαθήµατος «Συµβολική Γλώσσα» είναι γνωστικοί και δεξιοτήτων. 1.1. Στο γνωστικό επίπεδο Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να εξηγούν τις διαφορές της συµβολικής γλώσσας από τη γλώσσα µηχανής. Να περιγράφουν το ρόλο των ψευδοεντολών σε ένα πρόγραµµα 1.2. Στο επίπεδο δεξιοτήτων Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να εξηγούν απλά προγράµµατα συµβολικής γλώσσας Να γράφουν απλά προγράµµατα σε συµβολική γλώσσα 2. Ακολουθούµενες εκπαιδευτικές τεχνικές - Κατανοµή χρόνου Χρησιµοποιήστε την εκπαιδευτική τεχνική της εισήγησης, των ερωτήσεων-απαντήσεων και της λύσης παραδειγµάτων στον πίνακα. Στάδιο εγρήγορσης της τάξης (αφιερώστε τα πρώτα 10 λεπτά) Στην αρχή του µαθήµατος, µε συζήτηση και µε την τεχνική των ερωτήσεων-απαντήσεων, αναφερθείτε στη δυσκολία που υπάρχει να γραφτεί ένα πρόγραµµα σε γλώσσα µηχανής (προβλήµατα αποµνηµόνευσης των εντολών, προβλήµατα που προκύπτουν από τα αναπόφευκτα λάθη γραφής εντολών σε δυαδική µορφή, προβλήµατα αναγνώρισης των εντολών) και εισάγετε την αναγκαιότητα ύπαρξης της συµβολικής γλώσσας. Γράψτε στον πίνακα τις κυριότερες από τις εντολές του µαθήµατος µαζί µε την λειτουργία τους. Στάδιο κύριου µαθήµατος (αφιερώστε 20-25 λεπτά) Εξηγήστε τους τη µορφή που έχει κάθε εντολή (συµβολική ετικέτα, όνοµα, τµήµα διεύθυνσης). 22
Οργάνωση και Λειτουργία Επεξεργαστών Μάθηµα 3.3 Αναφερθείτε στις ψευδοεντολές και γράψτε στον πίνακα και εξηγήστε το πρόγραµµα του µαθήµατος µε την απόλυτη τιµή. Λύστε ακόµα στον πίνακα το πρόγραµµα που υπολογίζει το άθροισµα: 1+1+1+1+1+1. 3. Χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα Ο διαθέσιµος πίνακας του σχολείου ή προβολέας διαφανειών, κατάλληλο λογισµικό. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ - ΕΡΓΑΣΙΕΣ (αφιερώστε τα τελευταία 15 λεπτά του µαθήµατος) Μοιράστε σε φωτοτυπίες την δραστηριότητα της τάξης και ζητήστε από τα παιδιά να λύσουν το θέµα 1. Μαζέψτε τις φωτοτυπίες και διορθώστε τις. Αναθέστε εργασίες. Μετά την αξιολόγηση των φωτοτυπιών, ελέγξτε αν εκπληρώθηκαν οι επιδιωκόµενοι αρχικά στόχοι. Οι µαθητές µπορούν να κάνουν ότι αναφέραµε στην παράγραφο «Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται»; Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε την µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Η ΕΥΤΕΡΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ Λύστε τις ασκήσεις που βάλατε για το σπίτι. Μοιράστε τις φωτοτυπίες που διορθώσατε και ζητήστε από τα παιδιά να λύσουν το θέµα 2 και 3. Επισκεφθείτε το σχολικό εργαστήριο, εφόσον έχετε διαθέσιµο εκπαιδευτικό λογισµικό. 23
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Όνοµα: Τάξη: Συµβολική Γλώσσα - ραστηριότητα στην τάξη 1. Γράψτε πρόγραµµα που να υπολογίζει το παρακάτω άθροισµα: (1 + 1 + 1 + 1 + 1) + 8. 2. Γράψτε πρόγραµµα που να υπολογίζει το παρακάτω άθροισµα: 10 + 15 + 20 + 25 + + 60 + 22. 3. Γράψτε πρόγραµµα που να υπολογίζει το αποτέλεσµα της παρακάτω πράξης: Το αποτέλεσµα να εµφανίζεται στην οθόνη. 2 + 4-3. 24
Οργάνωση και Λειτουργία Επεξεργαστών Μάθηµα 3.3 Γραπτή δοκιµασία Επίθ./Όνοµα: Ηµεροµηνία: Τάξη/Τµήµα: Συµβολική Γλώσσα 1. Να γίνει πρόγραµµα στο οποίο θα δίνεις δύο αριθµούς από το πληκτρολόγιο και θα σου βγάζει το άθροισµα και το γινόµενό τους στην οθόνη. 2. Να γίνει πρόγραµµα που να υπολογίζει το παρακάτω άθροισµα: (10 + 20 + 30 + 40 + 50 ) + 22. 25
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Μάθηµα 3.4 Από τη Γλώσσα Μηχανής στα Προγράµµατα Εφαρµογής Σκοπός του µαθήµατος αυτού είναι να περιγράψει τις τεχνικές και τα εργαλεία που διαθέτουν οι προγραµµατιστές για να γράφουν γρήγορα και εύκολα τα προγράµµατά τους. Η ΠΡΩΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του µαθήµατος «Από τη Γλώσσα Μηχανής στα Προγράµµατα Εφαρµογής» είναι γνωστικοί. 1.1. Στο γνωστικό επίπεδο Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να απαριθµούν τις κατηγορίες των µεταφραστών. Να αναφέρουν τις οµοιότητες και τις διαφορές των µεταφραστών. Να εξηγούν το έργο του καθενός από τους µεταφραστές. Να εξηγούν τις λειτουργίες που εκτελεί ένας µεταγλωττιστής (λεκτική, συντακτική, σηµασιολογική ανάλυση, παραγωγή κώδικα...). 2. Ακολουθούµενες εκπαιδευτικές τεχνικές - Κατανοµή χρόνου Στάδιο εγρήγορσης της τάξης (αφιερώστε τα πρώτα 10 λεπτά) Μπορείτε να ενεργοποιήσετε τα παιδιά αναφέροντας τους ότι θα µάθουν το πώς οι εντολές που γράφουν οι προγραµµατιστές αλλά και οι ίδιοι, µετατρέπονται σε σύµβολα «κατανοητά» από τον υπολογιστή. Βοηθητικό είναι να τους κάνετε έναν παραλληλισµό των λειτουργιών των µεταφραστών - στους οποίους αναφέρεται το µάθηµα- µε τις λειτουργίες ενός µεταφραστή κειµένων. Ο µεταφραστής κειµένων π.χ. από τα αγγλικά στα ελληνικά, κάνει τις παρακάτω λειτουργίες, πιθανότατα ταυτόχρονα, όµως εµείς εδώ θα θεωρήσουµε (για τις ανάγκες του µαθήµατος) ότι τις κάνει σε διακριτά ακολουθιακά βήµατα. Πρώτα, µεταφράζει τις λέξεις από τα Αγγλικά στα Ελληνικά, µετά γράφει το κείµενο ακολουθώντας το συντακτικό της Ελληνικής γλώσσας (που είναι διάφορο από αυτό της Αγγλικής) και µετά ελέγχει την µετάφραση των όρων που έκανε, ώστε να χρησιµοποιήσει ιδιωµατισµούς της Ελληνικής γλώσσας σε αντίστοιχους της Αγγλικής, µια και η κατά λέξη µετάφραση πολλές φορές δεν αποδίδει ορθά το νόηµα. Έτσι, παράγει το τελικό κείµενο. Στάδιο κύριου µαθήµατος (αφιερώστε 20-25 λεπτά) 26
Οργάνωση και Λειτουργία Επεξεργαστών Μάθηµα 3.4 Με την τεχνική της εισήγησης αναφερθείτε στις: - δυσκολίες που υπάρχουν αν κάποιος προσπαθήσει να γράψει πρόγραµµα σε γλώσσα µηχανής ή σε συµβολική γλώσσα ώστε να εισαγάγετε το γιατί δηµιουργήθηκαν οι γλώσσες υψηλού επιπέδου. Συνεχίστε µε τις - κατηγορίες των µεταφραστών, αναφέροντας οµοιότητες και διαφορές τους. Αναφερθείτε διεξοδικά στη δοµή ενός µεταγλωττιστή, εξηγώντας τη λεκτική, συντακτική, σηµασιολογική ανάλυση που κάνει, την παραγωγή και βελτιστοποίηση κώδικα και τον κώδικα µηχανής που τελικά παράγει. 3. Χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα Στον πίνακα ή σε διαφάνεια πρέπει να µείνουν οι λέξεις κλειδιά: Μεταφραστές Μεταγλωττιστές Συµβολοµεταφραστές Μεταγλωττιστές ιερµηνείς αναγνώριση γλώσσας υψηλού επιπέδου παραγωγή συµβολικής γλώσσας Λεκτική ανάλυση Συντακτική ανάλυση Σηµασιολογική ανάλυση Παραγωγή Κώδικα Βελτιστοποίηση Κώδικα Κώδικας Μηχανής ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ - ΕΡΓΑΣΙΕΣ (αφιερώστε τα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος) Στα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος, µε την χρήση των λέξεων-κλειδιών που πρέπει να έχουν µείνει στον πίνακα ή σε διαφάνεια, µε την τεχνική των ερωτήσεων ζητήστε-βοηθήστε τα παιδιά να σας πουν τις κύριες έννοιες του µαθήµατος. Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε την µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Αναθέστε εργασίες. Η ΕΥΤΕΡΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ Με τη συµµετοχή των µαθητών λύστε-συζητήστε τις εργασίες-ασκήσεις που βάλατε για το σπίτι, στα πρώτα 20 λεπτά της ώρας. Ακολούθως, συµπληρώστε την ύλη του µαθήµατος που δεν προλάβατε τη προηγούµενη ώρα. Επισκεφθείτε το σχολικό εργαστήριο, εφόσον έχετε διαθέσιµο εκπαιδευτικό λογισµικό. Αν υπάρχει χρόνος, προχωρήστε στην επόµενη διδακτική ενότητα. 27
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Γραπτή δοκιµασία Επίθ./Όνοµα: Ηµεροµηνία: Τάξη/Τµήµα: Από τη γλώσσα µηχανής στα προγράµµατα εφαρµογής Α. Επιλέξτε τη σωστή απάντηση 1. Οι γλώσσες υψηλού επιπέδου είναι προσανατολισµένες στην αρχιτεκτονική του υπολογιστή. Σωστό Λάθος 2. Οι συµβολοµεταφραστές µετατρέπουν προγράµµατα σε γλώσσα µηχανής ή σε συµβολική γλώσσα. Σωστό Λάθος 3. Η γλώσσα µηχανής είναι προσανατολισµένη στην αρχιτεκτονική του υπολογιστή. Σωστό Λάθος 4. Οι µεταγλωττιστές µετατρέπουν προγράµµατα σε γλώσσα µηχανής ή σε συµβολική γλώσσα. Σωστό Λάθος 5. Η γλώσσα Pascal που έχουµε στο σχολικό εργαστήριο µπορεί και τρέχει σε οποιοvδήποτε υπολογιστή. Σωστό Λάθος Β. Ερωτήσεις σύντοµης απάντησης 1. Αναφέρατε τι λειτουργίες κάνει ένας µεταγλωττιστής στα στάδια της λεκτικής, συντακτικής, σηµασιολογικής ανάλυσης. 2. Ποιες οι διαφορές ενός διερµηνέα και ενός µεταγλωττιστή; 28
Οργάνωση και Λειτουργία Επεξεργαστών Μάθηµα 3.5 Μάθηµα 3.5 Σύγχρονοι Επεξεργαστές Σκοπός του µαθήµατος αυτού είναι να παρουσιάσει τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των αρχιτεκτονικών που χρησιµοποιούνται στους σύγχρονους επεξεργαστές. Η ΠΡΩΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του µαθήµατος «Σύγχρονοι Επεξεργαστές» είναι γνωστικοί. 1.1. Στο γνωστικό επίπεδο Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να περιγράφουν πως εκτελείται µία εντολή αναλυµένη σε µικρολειτουργίες. Να εξηγούν τις έννοιες «µικροπρογραµµατισµός» και «υλικολογισµικό». Να κατονοµάζουν πεδία εντολών. Να εξηγούν τα χαρακτηριστικά των υπολογιστών RISC, CISC και αρχιτεκτονικής αγωγού. 2. Ακολουθούµενες εκπαιδευτικές τεχνικές - Κατανοµή χρόνου Το µάθηµα αναφέρεται στις νέες εξελίξεις των επεξεργαστών και στους τρόπους λειτουργίας τους. Στάδιο εγρήγορσης της τάξης (αφιερώστε τα πρώτα 10 λεπτά) Μπορείτε να ενεργοποιήσετε τα παιδιά, αναφέροντας τους ότι θα µάθουν πώς δουλεύουν οι πιο σύγχρονοι επεξεργαστές. Στάδιο κύριου µαθήµατος (αφιερώστε 20-25 λεπτά) Με την τεχνική της εισήγησης αναφερθείτε στις µικρολειτουργίες (κάθε εντολή για να εκτελεστεί από την ΚΜΕ αναλύεται σε άλλες απλούστερες) και στις τρεις µικρολειτουργίες που αναλύεται η ADA. Συνεχίστε µε τον µικροπρογραµµατισµό και την χρήση της µνήµης ελέγχου και αναφερθείτε στο υλικολογισµικό. Ολοκληρώστε µε αναφορά στις «άλλες αρχιτεκτονικές επεξεργαστών», µε ιδιαίτερη έµφαση στους υπολογιστές RISC, αγωγού (να γίνει οπωσδήποτε η σύγκριση υπολογιστή µε αγωγό και χωρίς αγωγό) και CISC. 3. Χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα 29
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα Ο διαθέσιµος πίνακας του σχολείου ή προβολέας διαφανειών, κατάλληλο λογισµικό. Στον πίνακα ή σε διαφάνεια πρέπει να µείνουν οι λέξεις κλειδιά: - Μικρολειτουργίες π.χ. ADA (α. MAR, β. MDR, γ. Εκτέλεση) - Μικροπρογραµµατισµός - Μνήµη ελέγχου, µετρητής µικροπρογράµµατος και καταχωρητής µικροεντολών - Υλικολογισµικό - Πεδία εντολών - RISC, CISC - Αρχιτεκτονική αγωγού (κύκλοι αγωγού, βαθµίδες) ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ - ΕΡΓΑΣΙΕΣ (αφιερώστε τα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος) Στα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος, µε την χρήση των λέξεων κλειδιών που πρέπει να έχουν µείνει στον πίνακα ή σε διαφάνεια, µε την τεχνική των ερωτήσεων ζητήστε-βοηθήστε τα παιδιά να σας πουν τις κύριες έννοιες του µαθήµατος. Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε την µέθοδο της ανατροφοδότησης, βελτιώστε την τεχνική σας. Αναθέστε εργασίες. Η ΕΥΤΕΡΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ Με την συµµετοχή των µαθητών, λύστε-συζητήστε τις εργασίες-ασκήσεις που βάλατε για το σπίτι, στα πρώτα 20 λεπτά της ώρας. Ακολούθως, συµπληρώστε την ύλη του µαθήµατος που δεν προλάβατε την προηγούµενη ώρα. Επισκεφθείτε το σχολικό εργαστήριο, εφόσον έχετε διαθέσιµο εκπαιδευτικό λογισµικό. Αν υπάρχει χρόνος προχωρήστε στην επόµενη διδακτική ενότητα. 30
Οργάνωση Μνήµης Μάθηµα 4.1 Μάθηµα 4.1 Τεχνολογία και Χαρακτηριστικά Μνηµών Σκοπός του µαθήµατος αυτού είναι να παρουσιάσει τα κύρια χαρακτηριστικά του συστήµατος µνήµης για έναν υπολογιστή και τις βασικές λειτουργίες της κύριας µνήµης. Η ΠΡΩΤΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ ΣΧΕ ΙΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ 1. Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται Οι εκπαιδευτικοί στόχοι του µαθήµατος «Τεχνολογία και Χαρακτηριστικά Μνηµών» είναι γνωστικοί. 1.1. Στο γνωστικό επίπεδο Στο τέλος του µαθήµατος θα πρέπει οι µαθητές να µπορούν: Να περιγράφουν και να εξηγούν πώς είναι οργανωµένη κάθε µονάδα µνήµης. Να απαριθµούν τα ποσοτικά χαρακτηριστικά των µνηµών. Να εξηγούν το πώς επικοινωνεί η µνήµη άµεσης προσπέλασης µε τον «έξω κόσµο». 2. Ακολουθούµενες εκπαιδευτικές τεχνικές - Κατανοµή χρόνου Στάδιο κύριου µαθήµατος (αφιερώστε 30-35 λεπτά) Στην αρχή του µαθήµατος, µε την τεχνική της εισήγησης, περιγράψτε τι είναι υποσύστηµα µνήµης και αναφερθείτε στην αξιοπιστία, ταχύτητα και κόστος µνηµών. Συνεχίστε µε τους διάφορους τύπους µνηµών και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά τους και περιγράψτε το τι επιδιώκουν οι σχεδιαστές συστηµάτων µνηµών. Ολοκληρώστε µε την µνήµη άµεσης προσπέλασης, το χώρο διευθύνσεων του επεξεργαστή και τους άλλους τύπους µνηµών. 3. Χρησιµοποιούµενα εποπτικά µέσα Στον πίνακα ή σε διαφάνεια πρέπει να µείνουν οι λέξεις κλειδιά: - Υποσύστηµα µνήµης. - Εγγραφή - ανάγνωση - αξιοπιστία - ταχύτητα - κόστος. - Οργάνωση µνήµης (διεύθυνση - περιεχόµενο). 31
Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστηµάτων & Λειτουργικά Συστήµατα - Λέξη (1-8 byte) - ενότητα. - Μορφές µνήµης ανάλογα µε: κόστος, χρόνο προσπέλασης, χωρητικότητα. - Κύρια - δευτερεύουσα µνήµη. - Μνήµη άµεσης προσπέλασης (σχέση χωρητικότητας και µεγέθους διεύθυνσης). - Γραµµές διευθύνσεων, δεδοµένων, ελέγχου. - Μνήµη επεξεργαστή, δευτερεύουσες µνήµες. ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΚΑΙ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ - ΕΡΓΑΣΙΕΣ (αφιερώστε τα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος) Στα τελευταία 10 λεπτά του µαθήµατος, µε την χρήση των λέξεων κλειδιών, που πρέπει να έχουν µείνει στον πίνακα ή σε διαφάνεια, µε την τεχνική των ερωτήσεων ζητήστε-βοηθήστε τα παιδιά να σας πουν τις κύριες έννοιες του µαθήµατος. Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε την µέθοδο της ανατροφοδότησης βελτιώστε την τεχνική σας. Αναθέστε εργασίες. Η ΕΥΤΕΡΗ Ι ΑΚΤΙΚΗ ΩΡΑ Με τη συµµετοχή των µαθητών λύστε-συζητήστε τις εργασίες-ασκήσεις που βάλατε για το σπίτι, στα πρώτα 20 λεπτά της ώρας. ώστε προς συµπλήρωση το προτεινόµενο ερωτηµατολόγιο διάρκειας 35 λεπτών. Μετά την διόρθωση των ερωτηµατολογίων, τα συµπεράσµατά σας δείχνουν ότι οι µαθητές µπορούν να κάνουν ότι αναφέραµε στην παράγραφο «Εκπαιδευτικοί στόχοι που επιδιώκονται»; Αν οι µαθητές σας δεν ανταποκρίνονται στους στόχους που θέσατε, τότε µε την µέθοδο της ανατροφοδότησης, βελτιώστε την τεχνική σας. 32
Οργάνωση Μνήµης Μάθηµα 4.1 Γραπτή δοκιµασία Επίθ./Όνοµα: Ηµεροµηνία: Τάξη/Τµήµα: Τεχνολογία και χαρακτηριστικά µνηµών Α. Συµπληρώστε τα κενά µε τις λέξεις που λείπουν. 1. Ο χρόνος που απαιτείται για την ανάγνωση ή εγγραφή στη µνήµη µιας µονάδας πληροφορίας λέγεται.... 2. Η λειτουργία της εγγραφής και της ανάγνωσης, στη µνήµη εκτελούνται..., δηλαδή χωρίς σφάλµατα. Β. Επιλέξτε την σωστή απάντηση. 1. Στις µνήµες άµεσης προσπέλασης ο χρόνος που χρειάζεται για να διαβαστεί ή να γραφτεί µια πληροφορία είναι πάντα ο ίδιος ανεξάρτητα από τη διεύθυνση αυτής της πληροφορίας. Σωστό Λάθος 2. Η προσπέλαση, είτε στη µονάδα µνήµης (κύρια µνήµη), είτε στη δευτερεύουσα µνήµη του υπολογιστή, γίνεται µε βάση τη διεύθυνση της ζητούµενης λέξης (word). Σωστό Λάθος Γ. Άσκηση 1. Για να γίνει προσπέλαση σε µια µνήµη µεγέθους 2 MΒyte, οργανωµένη σε λέξεις (µία θέση = δύο bytes), τι µέγεθος διευθύνσεων απαιτείται (αριθµός bits); 33