计算机与二进制
计算机与二进制教案大学篇
授课对象：大学计算机专业学生课时安排：2课时教学目标：1. 了解计算机中二进制的基础概念及其重要性。
2. 掌握二进制数的基本运算规则和二进制与十进制之间的转换方法。
3. 理解二进制在计算机系统中的应用，如存储、运算和传输。
教学重点：1. 二进制数的概念和运算规则。
2. 二进制与十进制之间的转换方法。
3. 二进制在计算机系统中的应用。
教学难点：1. 理解二进制数的运算规则。
2. 掌握二进制与十进制之间的转换方法。
教学准备：1. 多媒体课件2. 教学讲义3. 学生实验手册教学过程：第一课时：一、导入1. 向学生介绍计算机的发展历程，引出计算机中二进制的基础概念。
2. 提问：计算机中的信息是如何表示的？二、二进制数的概念1. 介绍二进制数的定义和特点。
2. 通过举例说明二进制数在计算机中的应用。
三、二进制数的运算规则1. 介绍二进制数的加法、减法、乘法和除法运算规则。
2. 通过实例讲解二进制运算过程。
四、二进制与十进制之间的转换1. 介绍二进制与十进制之间的转换方法。
2. 通过实例讲解二进制与十进制之间的转换过程。
五、课堂练习1. 让学生进行二进制运算练习。
2. 学生之间互相批改，教师点评。
第二课时：一、复习导入1. 复习上一节课所学内容，提问学生二进制数的概念、运算规则和转换方法。
2. 让学生总结二进制在计算机中的应用。
二、二进制在计算机系统中的应用1. 介绍二进制在计算机系统中的存储、运算和传输等方面的应用。
2. 通过实例讲解二进制在计算机系统中的应用。
三、课堂讨论1. 学生分组讨论，探讨二进制在计算机系统中的重要作用。
2. 各小组派代表发言，分享讨论成果。
四、实验1. 让学生进行二进制运算实验，加深对二进制运算规则的理解。
2. 学生之间互相批改，教师点评。
五、总结1. 总结本节课所学内容，强调二进制在计算机系统中的重要性。
2. 布置课后作业，让学生巩固所学知识。
教学评价：1. 通过课堂练习和实验，检验学生对二进制运算规则和转换方法的掌握程度。
粤教版信息技术第一册二进制与计算机课件
高级语言程序
由0、1两个符号编写而成。
采用英文单词、符号、数学表达式 编写而成。如VB、C语言等。
程序段
例： 求3+5=？
特点
难学、难记、难编写， 但计算机能直接辨认。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
直观、易懂， 但计算机不能直接辨认。
计算思维
• 计算思维（Computational Thinking）是运用计算机科学的基础概念 进行问题求解、系统设计以及人类行为理解等涵盖计算机科学之广度 的一系列思维活动。
“中”
64位二进制代码
0001 0000 0001 0000 1111 1110 1001 0010 1111 1110 0001 0000 0001 0000 0001 0000
屏幕显示
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练习1
请根据以下二进制代码在右图填 上“H”字母：1用圆点表示，0不 用表示，让他空着。 10000001 10000001 10000001 11111111 10000001 10000001 10000001 10000001
第三节 计算机的基本工作原理
第二课时 二进制与计算机
本节课主要内容
1 计算机五大硬件的组成及关系 2 计算机二进制工作原理 3 程序与计算机 4 计算机与“计算思维” 5 课堂练习
新课引入
• 1、（上节课知识）计算机的系统由哪两大 部分组成？
• 2、阅读P12-13,计算机的硬件由哪五大部 分组成？
二进制数运算法 则简单。
程序与计算机
讨论 C
A 大家认为是人聪明还是电脑聪明？ ——各有所长，但电脑是人发明的。
计算机基础二进制原理解析
计算机基础二进制原理解析计算机科学中的二进制原理是理解计算机基础的关键。
在计算机中，所有的信息都是以二进制的形式存储和处理的。
本文将深入探讨二进制的基本原理以及其在计算机系统中的重要性。
一、二进制的概念和表示方法二进制是一种由0和1构成的数制系统。
与十进制从0到9的10个数字不同，二进制只有0和1两个数字。
在计算机中，二进制用来表示各种不同的信息，包括数字、字符、图像等等。
二进制数字的表示方法非常简单。
每一位数字都称为一个位(bit)，每4位(bit)组成一个十六进制数(hex)。
例如，二进制数1101可以表示为十进制的13，十六进制则表示为D。
二、二进制的基本运算与十进制类似，二进制也可以进行基本的数学运算，例如加法、减法、乘法和除法。
下面以加法和减法为例，简要介绍二进制的基本运算规则。
1. 二进制加法二进制加法非常简单。
只需记住以下几条规则：- 0+0=0- 0+1=1- 1+0=1- 1+1=0（进位1）当两个二进制数相加时，如果同一位的数字相加为2，则需要进位1。
这类似于十进制的进位操作。
2. 二进制减法二进制减法与二进制加法类似，需要记住以下几个规则：- 0-0=0- 1-0=1- 1-1=0- 0-1=1（借位1）当需要减去一个较大的二进制数时，如果当前位不够减，则需要从高位借位1。
这类似于十进制的借位操作。
三、二进制在计算机中的应用二进制在计算机中起着至关重要的作用。
计算机内部的处理器、存储器、输入输出设备等都是以二进制的形式进行操作。
以下将介绍二进制在计算机中的几个主要应用。
1. 计算机内部数据表示计算机内部的数据都是以二进制的形式表示的。
数字、字符、图像、音频等数据在计算机内部都是以二进制的形式存储。
各种数据类型（例如整数、浮点数、字符等）和编码方式（例如ASCII码、Unicode 等）都是基于二进制实现的。
2. 逻辑电路设计逻辑电路是计算机中的基本组成部分，二进制在逻辑电路的设计和实现中起着重要作用。
《二进制及计算机》教学课件
.授课方案：?二进制与计算机?一、 教材解析本内容选自广州市教育局授课研究室2021 年新编的?信息技术?初中第一册第一章?信息与信息技术?中第 3 节?计算机的根本工作原理?中的第二小节。
二 进制是计算机工作的根本形式，也是计算机理论知识中的最根本的原理，对于信息技术的学习及认识计算机的工作原理拥有不能忽略的确立作用。
原教材以一小节的篇幅介绍二进制， 只解答了计算机为什么要采用二进制， 语焉不详， 内容也相对抽象不易理解， 难以引起学生的兴趣和重视。
有鉴于此， 笔者单独以一课时的时间介绍这一相关知识。
二、授课对象解析本课授课对象为初一的学生。
初一的学生爽朗好动， 但其逻辑思想能力和抽象思想能力相对较弱， 对于二进制的工作原理不用然能够直观地理解， 因此，笔者在授课方案中，以活动为主线，环环相扣，让学生在游戏中不断体悟二进制的妙用。
三、授课目的〔一〕知识与技术： 学会二进制数与十进制数之间的转变， 认识计算机表示字符的原理，认识计算机描述图片的原理。
〔二〕过程与方法： 经过模拟活动领悟到计算机对字符的表示方法， 经过设计图形编码认识计算机对图像的表示方法。
〔三〕感神态度价值观： 学会互相之间的合作和沟通，认识二进制原理在计算机中和生活中的应用，激发其创新思虑的乐趣。
四、重点难点解析授课重点： 二进制与十进制的变换授课难点：二进制对字符的表示五、授课手段讲解法、游戏法六、 授课推行过程授课授课活动设计妄图 环节教师活动学生活动显现 4 张牌，第一张牌上有 1 个点，第二张 题目简单有趣，能够在短 牌上有 2 个点，第三张牌上有4 个点，第 4时间内吸引学 张牌上有 8 个点，让学生观察规律，说出第 生的注意力。
5 张牌有多少个点？其规律是什么？而且每张牌的 导入(第 i 张牌的点数是 2i-1)观察牌，总结 规律点数隐含着二进制位数的 权，为正式介 绍二进制做好 铺垫。
1、怎么表示二进制现在，我们将某些牌翻转。
计算机采用二进制的理由
（1）技术实现简单，计算机是由逻辑电路组成，逻辑电路通常只有两个状态，开关的接通与断开，这两种状态正好可以用“1”和“0”表示。
（2）简化运算规则：两个二进制数和、积运算组合各有三种，运算规则简单，有利于简化计算机内部结构，提高运算速度。
（3）适合逻辑运算：逻辑代数是逻辑运算的理论依据，二进制只有两个数码，正好与逻辑代数中的“真”和“假”相吻合。
（4）易于进行转换，二进制与十进制数易于互相转换。
（5）用二进制表示数据具有抗干扰能力强，可靠性高等优点。
因为每位数据只有高低两个状态，当受到一定程度的干扰时，仍能可靠地分辨出它是高还是低。
计算机与二进制课件.
练习2：把0.125转换成二进制小数
0.125D=0.001B
2、二进制如何转换成十进制 规则：各位对应的十进制值之和；各位对应的十进制 值为系数与其位权之积。 101.1B＝ ? D 解：位权：22 21 20 2-1 二进制数：1 0 1 1 计算：4+0+1+0.5=5.5D 练习3:111011D=?B
4、二进制的减法运算 规则：借1当2 0 – 0 = 0 1 – 0 = 1 1 – 1 = 0 10 – 1 = 1 例如：1100-110
• 解： 1 1 0 0 • - 1 1 0 • 1 1 0 • 所以 1100-110＝110
练习5：11001010— 00001001=？ 11001010-00001001=11000001
二进制的发明人——爱达· 拉夫拉斯
（爱达· 拉夫拉斯（Ada Lovelace），她是英国著名诗人拜伦的 女儿。1842年，当数学家巴贝奇在设计“分析机”时，她是巴贝奇 仅有的三个支持者之一。爱达是一位才思敏捷的数学家，她认为巴 贝奇的理论设计完全可行。于是她大力传播这项工作，并建议用二 进制实现机器对信息的存储。她还为“分析机”编了一批程序，这 是最早的“程序”。我们都知道，世界上第一台电子计算机诞生于 1946年，是爱达使得计算机程序提早100年被发明出来。 爱达是一 位美丽的伯爵夫人，当时的人们都认为她会在贵族中安逸享乐地活 着，但她的美不仅仅表现在外表上。她将自已的全部财产捐献出来， 用于“分析机”的研制上，由于爱达在程序设计上的开拓性工作，， 她被誉为世界上第一位程序员。为了纪念她的杰出贡献，1979年美 国国防部研制的标准高级语言Ada就是以爱达的名字命名的。遗憾 的是，爱达英年早逝，去世时年仅34岁。时间过得真快，在计算机 飞速发展的今天，我想，每一个人都应记住“爱达”这个名字。）
计算机的二进制运算方法
计算机的二进制运算方法一、引言计算机是一种能够进行高速运算和处理的电子设备，而计算机的运算方法是基于二进制的。
本文将介绍计算机的二进制运算方法，包括二进制加法、二进制减法、二进制乘法和二进制除法。
二、二进制加法二进制加法是计算机中最基本的运算方法之一。
其规则与十进制加法类似，只不过是在0和1之间进行运算。
当两个二进制数的相应位上的数字相加时，若和为0或1，则直接写下结果；若和为2，则将结果的当前位写下0，并向前一位进位。
例如，要计算二进制数1101和101的和，按位相加的结果为：1101 + 0101 = 10010。
其中，最高位的进位需要特别注意。
三、二进制减法二进制减法也是计算机中常用的运算方法之一。
其规则与十进制减法类似，只不过在0和1之间进行运算。
当两个二进制数的相应位上的数字相减时，若被减数大于或等于减数，则直接写下结果；若被减数小于减数，则需要向高位借位。
例如，要计算二进制数1101减去101的差，按位相减的结果为：1101 - 0101 = 1000。
其中，借位需要特别注意。
四、二进制乘法二进制乘法是计算机中常用的运算方法之一。
其规则与十进制乘法类似，只不过在0和1之间进行运算。
当两个二进制数相乘时，按照十进制乘法的规则，逐位相乘并累加得到结果。
例如，要计算二进制数1101乘以101的积，按位相乘的结果为：1101 × 0101 = 1110101。
五、二进制除法二进制除法是计算机中常用的运算方法之一。
其规则与十进制除法类似，只不过在0和1之间进行运算。
当两个二进制数相除时，按照十进制除法的规则，从左到右逐位进行除法运算并得到商和余数。
例如，要计算二进制数1101除以101的商和余数，按位相除的结果为：1101 ÷ 0101 = 10···11。
其中，商的位数与被除数相同，余数的位数小于除数。
六、总结计算机的二进制运算方法包括二进制加法、二进制减法、二进制乘法和二进制除法。
计算机的基本原则
计算机的基本原则计算机作为现代科技的代表之一，其运作原理主要基于以下几个基本原则。
在本文中，我将详细介绍这些基本原则，以便更好地理解计算机的运作。
1.二进制系统：计算机使用二进制系统来表示和处理数据。
二进制系统中只有两个状态，即0和1。
计算机内部的所有数据和指令都以二进制形式存储和处理。
这是因为计算机的基本组件，例如开关和电路，可以轻松地实现两种状态的表示，而不需要更复杂的多状态系统。
2.布尔逻辑：计算机使用布尔逻辑来进行决策和运算。
布尔逻辑基于与、或和非等逻辑运算符。
这使得计算机能够根据特定条件执行不同的操作，并实现计算和逻辑运算。
3.存储器：计算机利用存储器来存储数据和指令。
存储器可以分为主存储器（RAM）和辅助存储器（硬盘、固态硬盘、光盘等）。
主存储器是计算机临时存储数据和程序的地方，而辅助存储器则用于永久存储数据，以便长期保留和访问。
4.中央处理器（CPU）：CPU是计算机的核心组件，负责执行指令并处理数据。
它包括算术逻辑单元（ALU）和控制单元（CU）。
ALU执行算术和逻辑运算，而CU协调和控制整个计算机系统的操作。
5.输入和输出：计算机通过输入设备（例如键盘、鼠标和触摸屏）接收用户输入的数据和指令。
计算机还通过输出设备（例如显示器、打印机和扬声器）向用户显示结果。
输入和输出设备通过接口与计算机连接，使得计算机能够与外部世界进行交互。
6.程序控制：计算机通过程序控制来实现自动化操作。
程序由一系列指令组成，用于告诉计算机执行特定的任务。
计算机按照程序中的指令顺序执行操作，并在必要时使用条件和循环语句来改变程序流程。
7.操作系统：操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理计算机的资源和提供用户界面等功能。
操作系统使得计算机能够有效地运行应用程序，并提供文件管理、内存管理和进程管理等重要功能。
8.网络通信：计算机通过网络连接进行通信和数据交换。
计算机可以通过局域网或互联网等网络连接到其他计算机和服务器。
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计算机与二进制
教学目标：了解数制的基本概念了解二进制的基本特点与应用
认识知识的重要性
教学重点：掌握二进制的原理
教学难点：二进制的运算和原理
教学方法：讲解法，任务驱动法，分组谈论学习法等
教学过程：
一、导入
首先请同学伸出左手数数，看能数多少个数？
学生可能回答：数到5
老师：我能用左手数到30多个数？怎么做呢？
游戏：在自己的左手上从小拇指开始依次写上1,2,4,8,16（PPT上展示）
列举一个手势，看能对应是什么数？比如28
由此引入二进制
二、新课讲解
(一)二进制
1、二进制的由来、转换十进制
老师：告诉同学每一个手指有2个状态，要么弯曲要么伸直，用0表示弯曲，用1表示伸直在PPT上列举几个例子加以说明，如：11001对应25，01000对应8,11110对应30和手指姿势等，除了用手势意外，还有很多的表达方式，比如利用图形等等。
活动一：在EXCEL中给出图案题目，要求同学们写出对应的二进制和十进制。
（随机找一同学演示）
活动过程中，提示同学们利用左手来辅助计算。
2、十进制转换二进制
问题：假如老师今天过29岁生日，要吃蛋糕点蜡烛，怎么才能用5根蜡烛表示29岁？（利用图片动画在PPT上展示）
由此引入十进制与二进制的转换方法：
如：29>16则表示1,13>8则表示1,5>4则表示1,1<2则表示0,1=1表示为1。
活动二：在EXCEL中给出题目，要求同学们把十进制转换给二进制。
（随机找一同学演示）
3、二进制表示信息
老师：假设我有一个同学住在河的对面楼上，她和我玩一个游戏，利用彩灯给我发出不同的信号，要求我破译她的意思。
如：01000=8,00101=5,01001=9,01001=9,01111=15
事先我和朋友约定不同的数字表示不同的字母。
如：8对应的是字母H，5对应E，9对应L，15对应O,得到HELLO这个单词，什么意思，原来朋友早上和我打个招呼。
活动三：拍电报
同桌之间或者邻近同学间，利用DDBB的声音信号，编译或者破译信息。
（要求学生代表上来做这个游戏）
4、计算机如何显示文字
老师：其实刚才我们玩的这个游戏几乎每时每刻都在计算机中发生，比如A这个字符出现在计算机中，但是计算机它不知道怎么写这个符号，它是怎么写出来的呢?
目前常用的是一种叫做ASCII码的编码，这种编码把日常用的英文，数字，汉字等字符用二进制的形态表示出来。
如：英文和数字字符比较少就用了7个二进制数表示，汉字字符比较多，就用了16个二进制数来表示。
例如A字符用二进制1000001表示，对应十进制数65。
活动四：利用01代码绘制图形（找个同学上来亲手做一做）
老师：解释为什么会得到这样一个图形？
如打印机一样，如果有1字符就涂上颜色，0则不图颜色，然后就得了我们苹果的图标了。
（二）计算机与二进制
目前计算机都采用二进制。
那么，为什么计算机要使用二进制而不是我们平常最习惯使用的十进制呢？
老师：PPT展示灯泡电路图
解释：开关的接通与断开? 控制电灯的亮与灭?
利用二进制的 0和1状态来表示计算机中的电路的通与断，电子元件的开与关等，非常简单、稳定，而且会大大地简化计算机的结构，提高计算机的性能和可靠性。
老师：展示光盘和U盘
解释光盘和U盘记录数据的原理
光盘：利用激光烧灼的痕迹不同，对应不同01代码来记录信息。
U盘等磁盘：则利用磁性的不同来表示对应的01代码来记录信息。
三、课堂活动
讨论：如果计算机采用十进制，会是怎样的呢？
计算机采用十进制,会给运算不是带来困难问题，而是无法发挥电子速度而不能运算。
1.十进制需要1到9包括0的十个数字。
要教会电子懂得10个数字比登天还难。
因为，电子只懂0和1两个数字，用开表示0，用关表示1，或者相反也可以。
2.电子虽然笨，但它的运算速度是惊人的。
所以，只能用简单数字0和1，才能充分发挥计算机运算快又准的优势。
3.假如用人类已经知道的十进制，电脑毕竟是电脑，它没有人类的智商，它只能沿一个方向直跑，要它随时拐弯，说什么也不肯，也不可能，因为它跑得太快了。
简单说，十进制有十个不同的数字，至少表示10个不同的数量，这样，既要求计算机记住10不同数字，又需要理解10个不同的数量，还需要一套运算法则，无论如何，计算机是学不会的。
4.计算机学不会的原因，主要困难是她没有“随机法则思维”，即便有，也是人给加进去的，而且有限（无法随机）。
简单说，计算机可以做最简单的数字搬运工。
要它搬运多少个0和1都没有关系，可以比人类快上亿倍。
搬完以后，再将它翻译成十进制，人们就一目了然了。
教学后记：现代计算机技术和网络通信技术的不断发展，使得信息的获取和处理变得更加
快捷，人们可以方便地获取来自全球的各种信息，也可以将信息快速地传递到世界各地。
我们的处理信息的能力直接影响我们的生活和学习，因此学好信息学这门学科般的更加的重要。