10.Методика преподавания информатики как новый раздел педагогической науки и как учебный предмет подготовки учителя. Изучение информации и информационных процессов в основной школе.

Введение в 1985 предмета "ОИВТ" дало старт новой педагогической науке, объектом кот явл обучение информатике. Этот раздел педагогики, получил название "Теория и методика обучения и воспитания информатике". К теории и методике обучения информатике нужно относить исследование процесса обучения информатике.

Теория и методика обучения информатике в настоящее время интенсивно развивается, многие задачи в новой науке возникли совсем недавно и не успели получить глубокого теоретического обоснования.

Задачи этой науки: определить цели изучения информатики, содержание предмета и его место в учебном плане ср школы; разработать и предложить учителю методы и формы обучения; рассмотреть средства обучения информатике и разработать рекомендации по их применению.

МПИ основывается на опыте кибернетического образования. Она опирается на философию, педагогику, психологию, информатику и весь пед-й опыт школы.

Впервые учебный курс "Методика преподавания информатики" появился в педвузах в 1985 году. В 1993 году был сделан первый набор на учительскую специальность "Информатика" как основную. С 1995 года действует Гост высшего пед образования по специальности "Информатика", и как следствие стала расширяться подготовка "профильных" учителей информатики.

11.Методические подходы к раскрытию понятия архитектуры компьютера.

В курсе информатики устройство компьютера изучается на уровне его архитектуры. Под архитектурой понимается описание устройства и принципа работы компьютера без подробностей технического характера.

Основные устройства ЭВМ и принцип программного управления.

Основные понятия данной темы архитектура ЭВМ, память ЭВМ, процессор, устройства ввода/вывода, программное управление.

Компьютер – это универсальная машина для работы с информацией. В природе уже есть такая «биологическая машина» – человек. Архитектура ЭВМ раскрывается через аналогию с человеком. Информационная функция человека сводится к умению осуществлять три типа информационных процессов: хранение информации, обработка информации, прием-передача информации. Значит и в состав устройства компьютера должны входить технические устройства для реализации этих процессов. Они называются: память, процессор, устройства ввода и вывода. Деление памяти на внешнюю и внутреннюю также поясняется через аналогию с человеком. Внутренняя память – это собственная память человека; внешняя память – это разнообразные средства записи информации: бумажные, магнитные и пр.

Различные устройства компьютера связаны между собой каналами передачи информации.

Следует подчеркнуть, что любая работа выполняется компьютером по программе, будь то решение математической задачи, перевод текста с иностранного языка, получение рисунков на экране, игра с пользователем и пр. Подводя итог, следует сказать, что суть принципа программного управления компьютером сводится к следующим трем положениям:

1) любая работа выполняется компьютером по программе;

2) исполняемая программа находится в оперативной памяти;

3) программа выполняется автоматически.

Виды памяти.

Что должны усвоить ученики о каждом виде памяти?

Внутренняя память или ОЗУ. Это память энергозависимая, так как хранит информации при наличии электропитания. Это быстрая память. Время записи в нее информации и чтения очень маленькое - микросекунды. Это память небольшая по объему по сравнению с внешней.

Внешняя память. Энергонезависимая. Медленная по сравнению с ОЗУ. Большая по объему по сравнению с внутренней.

Носители информации в устройствах внешней памяти: магнитные и оптически. Устройство чтения и записи на магнитный диск называется накопителем на магнитном диске или дисководом. С оптическими дисками работает оптический дисковод.

Изучив базовый курс, ученики должны знать, что

- компьютер работает со следующими видами информации: символьная, числовая, графическая и звуковая;

- любая информация в памяти компьютера представляется в двоичном виде.

В электронных элементах компьютера происходит передача и преобразование электрических сигналов. Двоичные символы распознаются так: есть сигнал – единица, нет сигнала – нуль. На магнитных носителях единице соответствует намагниченный участок поверхности, нулю не намагниченный.

Организация внутренней памяти.

Информационную структуру внутренней памяти следует представлять как последовательность двоичных ячеек - битов, каждый бит памяти хранит одно из значений: 0 или 1. Второе свойство внутренней памяти - адресуемость. Но адресуются не биты, а байты – 8 расположенных подряд битов. Адрес байта – это его порядковый номер в памяти. Итак, информационная структура внутренней памяти – битово-байтовая. Ее размер обычно выражается в килобайтах и мегабайтах.

Организация внешней памяти.

Информационная структура внешней памяти – файловая. Наименьшей именуемой единицей во внешней памяти является файл. При поиске нужной информации на внешнем носителе должно быть указано имя файла, в котором она содержится; сохранение информации производится в файл с конкретным именем. Понятие файла усваивается детьми постепенно с накоплением опыта работы на компьютере. Книжная аналогия помогает понять ученикам назначение корневого каталога диска – это своеобразное оглавление диска. В каталоге хранятся сведения о файлах (имя, размер в байтах, дата и время создания).

Архитектура персонального компьютера (ПК).

Существуют различные классы ЭВМ. ПК относятся к микроЭВМ. Ученики, прежде всего, должны получить представление об устройстве персонального компьютера. Ниже изображена структура ПК, которую называют магистральной архитектурой. Ее главное достоинство – простота, возможность легко изменять конфигурацию компьютера путем добавления новых и замены старых устройств. Отмеченные возможности принято называть принципом открытой архитектуры.

В нем присутствует следующая информация: роль центрального процессора в ПК выполняет микропроцессор; в качестве устройства ввода используется клавиатура; устройства вывода – монитор и принтер; устройство внешней памяти – дисковод. Информационная связь между устройствами осуществляется через общую многопроводную магистраль (шину); внешние устройства подсоединены к магистрали через контроллеры. Работой каждого внешнего устройства управляет специальный контроллер. Необходимо обратить внимание учеников на то, что принципы информационного взаимодействия, отраженные на рис.1, справедливы и для ПК. Таким образом, эти два рисунка дополняют друг друга.

Скорость работы компьютера зависит от целого ряда его характеристик. Важнейшими из них являются две характеристики процессора: тактовая частота и разрядность. Можно использовать аналогию понятию тактовой частоты с частотой ударов метронома, задающего темп исполнения музыки. Различные устройства компьютера подобны музыкантам ансамбля, исполняющим одно произведение. Своеобразной партитурой здесь является программа, а генератор тактовой частоты задает темп исполнения. Разрядность процессора это размер той порции информации, которую процессор может обработать за одну операцию. Такими порциями процессор обменивается данными с оперативной памятью. Фактически разрядность тоже влияет на быстродействие поскольку, чем больше разрядность, тем больший объем информации может обработать процессор за единицу времени.

В рамках базового курса сложно изучать на примере реальной ЭВМ структуру машинной команды и состав системы команд процессора, а также цикл работы процессора. Поэтому в ряде учебников используется следующий методический прием: рассматривается некоторая упрощенная модель реального компьютера. Будем называть такую модель учебным компьютером. К числу таких моделей относится Кроха, Малютка, Нейман и др.