Методика преподавания информатики (стр. 49 )

Таблица 9.6

Адрес	КОП	А1	А2	A3	Комментарий
00	00	FC	00	30	Ввод b
04	00	FC	00	34	Вводе
08	00	FC	00	38	Ввод d
ОС	00	FC	00	ЗС	Ввод е
10	03	30	34	40	а:=Ьхс
14	03	38	зс	44	r:=dxe
18	02	40	44	40	а:=а— г
1C	00	40	00	FC	Вывод а
20	77	00	00	00	Останов машины

7. Описать структуру процессора учебного компьютера.

В состав любого процессора входят три основных составляющих:

— АЛУ — арифметико-логическое устройство: блок, выполняющий арифметические и логические команды программы;

— УУ — устройство управления: управляет работой компьютера по заданной программе;

— регистры процессорной памяти: служат для размещения всей необходимой информации для выполнения очередной команды.

Набор регистров и их функции различаются у процессоров разных типов. Однако есть регистры, которые обязательны для любого процессора. Это регистр-счетчик команд (СчК) — хранит адрес очередной выполняемой команды; регистр команд (РК) — хранит код очередной выполняемой команды; регистр-признак результата — позволяет организовывать передачи управления в зависимости от результата вычисления. Используются и другие регистры: сумматоры, регистры общего назначения и пр.

8. Описать алгоритм работы процессора.

В самом общем виде его можно описать так:

чК поместить адрес первой команды программы

В РК занести команду по адресу СчК

Пока не команда ОСТАНОВ, повторять

Начало цикла

занести в СчК адрес следующей команды

Выполнить команду из РК

В РК занести команду по адресу СчК

Конец цикла

Конец

Алгоритм имеет циклическую структуру, поэтому называется циклом работы процессора.

Дальнейшее использование учебного компьютера зависит от поставленных педагогических целей. Если ставится задача: дать представление о языке машинных команд, о структуре и работе процессора, то задач более сложных, чем рассмотрена выше, предлагать ученикам не нужно.

Программирование на языке машинных команд циклов и ветвлений выходит за рамки этой задачи. Такой подход используется в учебнике [6]. Однако если учебный компьютер используется в углубленном варианте изучения информатики или в профильном курсе программирования, то круг решаемых задач может быть значительно расширен. Практический материал по этой теме приведен в пособии [5].

9.3. Развитие представлений учащихся

о программном обеспечении ЭВМ

Подходы к раскрытию темы в учебной литературе

Во всех учебниках по базовому курсу информатики тема программного обеспечения (ПО) находит отражение. С течением времени она становится все более актуальной. В первом школьном учебнике [15] обзор ПО дается в самом конце курса. Поскольку курс ориентировался на безмашинное изучение, то описание ПО носит чисто ознакомительный характер. В учебниках второго поколения [12, 13] в небольшом объеме появляется тема прикладного ПО; присутствуют практические задания на работу с текстовыми и графическими редакторами, базами данных, электронными таблицами. Однако связующее звено ПО ЭВМ — операционная система — практически не рассматривается. Не затрагиваются вопросы работы с файлами. Главной причиной этого являлось то обстоятельство, что в период конца 1980-х — начала 1990-х гг. в школьных компьютерных классах большей частью использовались отечественные комплекты учебной вычислительной техники — КУВТ. Работа за ученическими-машинами в таких классах не требовала от учеников умения взаимодействовать с операционной системой. На уроках они работали с прикладными программами, загруженными заранее учителем с центрального компьютера, или с интерпретатором Бейсика, прошитом в ПЗУ.

В 1990-х гг. в школах появляется все большее число профессиональных ПК, главным образом — IBM PC. Становится необходимым умение учеников работать с дисками, ориентироваться в файловой структуре дисков, а следовательно — взаимодействовать с операционной системой (ОС). Возникает необходимость в изучении программного обеспечения ЭВМ как единой системы, главной частью которой является ОС. В учебнике [10] довольно подробно описывается состав операционной системы MS-DOS и работа с ней. Там же приводится краткая информация о работе с Windows (версия 3.1), рассматриваются прикладные программы, работающие в среде Windows.

В учебнике [6] с самого начала даются системные представления о программном обеспечении компьютера. Однако делается это в инвариантной форме, т. е. без привязки к конкретным видам и версиям программ; описываются лишь общие принципы. Привязку этих принципов к конкретным видам ПО должен выполнять учитель на уроках. Безусловно, для этого ему нужна дополнительная литература. Получив в самом начале базовые представления о назначении, структуре и составе ПО, ученики будут расширять и конкретизировать эти представления в ходе освоения конкретных видов ПО в разных темах курса.

Методические рекомендации по изложению

теоретического материала

Изучаемые вопросы:

✦ Назначение программного обеспечения ЭВМ.

✦ Классификация программного обеспечения ЭВМ.

✦ Что такое прикладное ПО.

✦  Назначение систем программирования.

✦ Основные функции операционной системы.

✦ Начальные сведения об организации файлов.

Основная педагогическая задача этой линии базового курса — привести учеников к пониманию того факта, что современный компьютер представляет собой двуединую систему, состоящую из аппаратной части (технических устройств) и информационной части (программного обеспечения). Полезно познакомить учащихся с терминами hardware & software — твердая компонента и мягкая компонента компьютера, поскольку в последнее время они употребляются довольно часто.

КОМПЬЮТЕР  =  АППАРАТУРА  +  ПРОРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

  (hardware)  (software)

Логика раскрытия этой темы учителем может быть отражена в следующих рассуждениях. Если компьютер выполняет любую работу только под управлением программы, то значит ли это, что человек, желающий воспользоваться компьютером, должен уметь программировать? Если бы компьютер представлял собой только «голую» аппаратуру, то это было бы так. Причем программировать пришлось бы на языке процессора. Так было на самых первых ЭВМ, на которых могли работать только профессиональные программисты.

Современный компьютер доступен практически каждому. Эта доступность обеспечена тем, что компьютер оснащен богатым программным обеспечением. Программное обеспечение — это совокупность программ, хранящихся на устройствах долговременной памяти компьютера и предназначенных для массового использования. И если пользователю требуется выполнить какую-то работу на компьютере, то он должен выбрать подходящую для этих целей программу из ПО и инициализировать ее выполнение. Таким образом, использование компьютера человеком происходит по такой схеме:

Задача → Выбор и инициализация программы → Работа

Здесь термин «задача» понимается в самом широком смысле и обозначает любую информационную потребность пользователя, которую можно удовлетворить с помощью компьютера: создать текстовый документ, нарисовать иллюстрацию, выполнить вычисления, получить справку, принять и отправить электронную почту и т. д.

В дальнейшем учителю необходимо будет обращать внимание на то, чтобы ученики отчетливо понимали, с помощью каких программных средств какие информационные задачи можно решать. При этом они должны научиться отделять задачи системного характера от задач прикладного характера. Например, понимать, что копирование или удаление файлов осуществляется с помощью операционной системы, а редактирование текстового документа — с помощью текстового редактора, т. е. прикладной программы.

Сделаем еще два замечания, суть которых должна быть понятна учителю и при необходимости может быть объяснена ученикам.

Во-первых, программное обеспечение — это не только собственно программы, но и данные, с которыми работают эти программы. Данные и программы хранятся на дисках в отдельных файлах. Часто объем данных во много раз превышает размеры программ. Например, нередко размер баз данных, графической информации, мультимедийных продуктов много больше, чем размер программ, позволяющих работать с ними. В учебнике [6] использована аналогия с человеком: «твердая компонента» — это анатомия и физиология человека, «мягкая компонента» — это интеллект, знания человека, которые бывают декларативными и процедурными. Знания компьютера — это данные (декларативная информация) и программы (процедурная информация) в его памяти. Учитывая все вышесказанное, можно сделать вывод, что более адекватным аналогом термина software является термин «информационное обеспечение компьютера».

Работа в среде современных объектно-ориентированных операционных систем (Windows) может происходить по схеме, отличной от приведенной выше. Пользователь может выбрать хранимые данные, с которыми он собирается работать, а операционная система автоматически инициирует выполнение нужной программы обработки данных. Но и в этой ситуации грамотный пользователь (а именно такими мы хотим воспитать своих учеников) должен понимать, какая программа будет выполняться на компьютере.

Во-вторых, для компьютеров, работающих в составе компьютерных сетей, представление о программном (информационном) обеспечении выходит за границы дискового пространства ПК. Для таких ПК оказываются доступными информационные ресурсы компьютеров-серверов. С подключением компьютера к сети Интернет эти ресурсы становятся практически неограниченными.