二进制教案

第1页共11页授课章节名称二进制授课课时2授课形式讲授多媒体教学使用教具计算机、黑板、多媒体教学目标知识目标1、熟悉数制的概念；2、掌握位权表示法；3、了解为什么计算机要采用二进制表示信息；4、熟练掌握各数制之间的转换方法；技能目标论在探索“计算机为什么要采用二进制”问题的过程中，学习比较研究的方法行为目标通过丰富的活动体验二进制对计算机工作的优势，体验二进制所蕴涵的技术思想、技术哲学。培养学生独立思考和探究性学习的能力，协力学习的能力素养目标1．初步建立学习计算机基础技能的信心2.培养学习计算机技能的兴趣教学重点二、十进制间相互转换；教学难点1、位权表示法；2、十进制转化为二进制；更新、补充、删节内容无课外作业教学后记第2页共11页课堂教学安排教学过程主要教学内容及步骤一、引言创设情境问题引入一、猜生肖游戏计算机猜我的生肖我猜计算机的生肖教师：你们想知道老师是如何做到吗？如果你们就掌握今天的知识——二进制，你们就能“解密”了？二、新课教学（以下教师的语言、活动简称“师”，学生的活动简称“生”）预备知识：二态逻辑与二进制“好人”“坏人”“高电平”“低电平”“赞成”“反对”“正”“反”“有”“无”………………10一、数制（一）数制的概念师：同学们，大家回想一下，我们最早学习的数字与运算法则是什么？生：0、1、2——9的数字，法则是加法……师：对，我们最开始学习的就是十以内的加法，之后是两位数的加法，在两位数加法的学习中，老师是不是经常会说，要注意逢十进一？也就是我们平常说的别忘了进位。像这样按进位的原则进行记数的方法叫做进位记数制。“进位记数制”简称为“数制”或“进制”。我们平时用的最多的就是十进制了，那么，大家想一下，还有没有其他的进制呢？比如说，小时、分钟、秒之间是怎么换算的？第3页共11页生：一小时等于60分钟，一分钟等于60秒。师：那我们平时会不会说我做这件事情用了130分钟呢？我们一般会说，我花了两个小时零10分钟，也就是说逢六十进一，这就是60进制。由此也可以推断出，每一种数制的进位都遵循一个规则，那就是——逢N进1。由此可以总结数制的概念就是：数制是用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目的方法。（二）数制特点1、使用一组固定的数字表示数值的大小；如：十进制的表示数字是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。2、统一的规则：逢N进一；如：十进制逢十进一。由此可推断出：二进制的表示数字为0和1，逢二进一；八进制的表示数字为0、1、2、3、4、5、6、7，逢八进一；十六进制的表示数字为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，逢十六进一。（三）数制的要素：基数和位权。这里的N叫做基数。所谓“基数”就是指各种进位计数制中允许选用基本数码的个数，比如，十进制中第4页共11页用0——9来表示数值，一共有10个不同的字符，那么，10就是十进制的基数，表示逢十进一。则二进制的基数为二，八进制的基数为八，十六进制的基数为十六。（四）数制的要素：什么是位权？师：下面我们再引入一个新概念——“位权”。大家看一下这个十进制数215215=2*102+1*101+5*1002的数量级为百—102；1的数量级为十—101；5的数量级为个—100其中102、101、100为权，每一位数字乘以其相应的权就是该位数的数值。每个数码所表示的数值等于该数码乘以一个与数码所在位置相关的常数，这个常数叫做位权。其大小是以基数为底、数码所在位置的序号为指数的整数次幂。这就叫做按权相加法。也就是让每一位上的数字字符乘以它所代表的权。那么，这种方法有什么用呢？这就是本节课的重点内容。（五）数制、数码、基、权、表示、特点关系式第5页共11页二、数制转换大家都知道，计算机中采用的是二进制，但用计算机解决实际问题时对数值的输入输出通常使用十进制，这就有一个十进制向二进制转换或由二进制向十进制转换的过程。也就是说，在使用计算机进行数据处理时首先必须把输入的十进制数转换成计算机所能接受的二进制数；计算机在运行结束后，再把二进制数转换为人们所习惯的十进制数输出。这种将数由一种数制转换成另一种数制称为数制间的转换。下面我们结合实例来讲解一下。1、二进制、八进制、十六进制转换成十进制方法：按权相加数制基权表示数码特点10º，10¹，10²，…十进制数0~910逢十进一二进制数0~122º，2¹，2²，…逢二进一八进制数0~788º，8¹，8²，…逢八进一十六进制数0~9,A~F,a~f1616º，16¹，16²，…逢十六进一十进制：4956=410³+910²+510¹+610º二进制：1011=12³+02²+12¹+12º十六进制：81AE=816³+116²+1016¹+1416º八进制：4275=48³+28²+78¹+58º10012345259212120212121111011）（）（例10012894868381136）（）（例1001231679781610162161516121）（）（例AF第6页共11页2、十进制转换成十六进制、二进制、八进制大家看一下前面我们讲的按权相加法中，权的值在小数点左边和小数点右边是不一样的。所以，十进制数转换为二进制数时，整数和小数的转换方法也不同，一般我们先把十进制数的整数部分和小数部分分别转换后，再加以合并。我们先来讲一下转换的方法，再结合实例来看一下。（1）十进制整数转换为二进制整数十进制整数转换为二进制整数采用除2取余，逆排序法。具体做法是：用2去除十进制整数，可以得到一个商和余数；再用2去除商，又会得到一个商和余数，如此进行，直到商为零时为止，然后把所有余数按逆序排列，也就是把先得到的余数作为二进制数的低位有效位，后得到的余数作为二进制数的高位有效位，依次排列起来。这就是所谓“除2取余，逆序排列”。例：将一个十进制数13转换为二进制数。3、二进制转换成八进制：从右向左，每3位一组（不结果为：11011326213211201第7页共11页足3位左补0），转换成八进制。八进制转换成二进制：用3位二进制数代替每一位八进制数例(1101001)2=(001,101,001)2=(151)8例(246)8=(010,100,110)2=(10100110)2练习1.十进制数189转换成二进制，八进制，十六进制分别为？（189）10=（）2=（）8=（）16由此类推，八进制数、十六进制数与十进制之间的转换也是同法。总结：二、八、十六进制数转换成十进制数——“按权相加法”；十进制数转换成二、八、十六进制数——整数部分“除基取余，逆排序”；小数部分“乘基取整，顺排序”。000~0001~1010~2011~3100~4101~5110~6111~7第8页共11页4、二进制数转换成八、十六进制数参照数制对照表，因为一个八进制数可以用三位二进制数表示；一个十六进制数可以用四位二进制数表示（1）二进制转换为十六进制以小数点为基准，整数部分从右至左每四位一组划分开，前面不足四位的补零，小数部分从左至右每四位一组划分开，后面不足四位的补零，按组对表转换即可。例：（1000110101011.1011）20001000110101011.1011↓↓↓↓↓11AB.B所以：（1000110101011.1011）2=（11AB.B）16总结：此法为“四位并一位法”（2）二进制转换为八进制以小数点为基准，整数部分从右至左每三位一组划分开，前面不足三位的补零，小数部分从左至右每三位第9页共11页一组划分开，后面不足三位的补零，按组对表转换即可。例：（1000110101011.01）2001000110101011.010↓↓↓↓↓↓10653.2所以：（1000110101011.01）2=（10653.2）8总结：此法为“三位并一位法”5、八、十六进制转换二进制前面用的是“并位法”把二进制转换成八、十六进制，反过来我们使用“拆位法”可以把八、十六进制转换成二进制。（1）将八进制的每位数字按三位二进制展开即可——“一位拆三位”。例：（74.3）8=（111100.011）2（135.7）8=（1011101.111）2（2）将十六进制的每位数字按四位二进制展开即可——“一位拆四位”。例：（1A3.9）16=（110100011.1001）2（135.5）16=（100110101.0101）2思考？八进制数与十六进制数如何转换？（只需要借助二进制数即可完成。）第10页共11页三、为什么计算机使用二进制？由于计算机采用电子元件组成，因此识别稳定、确定的信号时，准确率最高。电子元件有“通”和“断”两种状态、信号有“有”和“无”两种情况、电流有“正”和“负”两种方向、磁盘磁化信息有“南”和“北”两极。这些信息都是最容易被计算机识别和处理。而二进制只有“0”和“1”两个数码，可以非常方便地表示上述的信息的两个方面。因此，计算机采用二进制来表示信息，这种设计最简单，而且工作也最为稳定。小结小结•计算机中的信息是用二进制表示的。•二进制简单、易操作，但过于冗长，因此需要借助八进制或十六进制来辅助记忆。•十进制数转化为非十进制数时，整数部分采用“除基取余，逆排序”法，小数部分采用“乘基取整，正排序“法。•非十进制数转化为十进制数时，用“按权相加法”将非十进制数的每一位按权展开，相加后即得到它的十进制数。二进制与十六进制、八进制的转换时应注意八进制对应三位二进制，而十六进制则对应了四位二进制数。第11页共11页