Giáo án Tin học 10 Bài 4 (Kết nối tri thức) : Hệ nhị phân và dữ liệu số nguyên

Bài 4: Hệ nhị phân và dữ liệu số nguyên
Môn học: Tin Học; Lớp: 10
Thời gian thực hiện: 2 tiết I. MỤC TIÊU
1. Kiến thức:
- Biết được hệ nhị phân và biểu diễn số nguyên trong máy tính
- Giải thích được ứng dụng của hệ nhị phân trong tin học 2. Năng lực: * Năng lực chung
- Năng lực tự chủ và tự học
- Năng lực giao tiếp và hợp tác
- Năng lực sáng tạo và giải quyết vấn đề * Năng lực riêng
- Chuyển đổi được số từ hệ thập phân sang hệ nhị phân.
- Thực hiện các phép tính cộng và nhân trong hệ nhị phân.
3. Phẩm chất:
- Nghiêm túc, tập trung, tích cực chủ động.
- Nâng cao khả năng tự học và ý thức học tập.
- Tự giải quyết vấn đề có sáng tạo.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU
1. Đối với giáo viên - Sách giáo khoa, giáo án.
2. Đối với học sinh - Sách giáo khoa, vở ghi
- Đọc trước bài 4. Hệ nhị phân và dữ liệu số nguyên
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
1. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG (MỞ ĐẦU)


a. Mục tiêu: Tạo hứng thú học tập cho học sinh
b. Nội dung: Từ yêu cầu Hs vận dụng kiến thức để trả lời câu hỏi GV đưa ra
c. Sản phẩm: Câu trả lời của HS.
d. Tổ chức thực hiện:
* Bước 1. GV chuyển giao nhiệm vụ
- GV yêu cầu HS giải quyết tình huống sau:
Trong hệ thập phân, mỗi số có thể được phân tích thành tổng các lũy thừa
của 10 với hệ số của mỗi số hạng chính là các chữ số tương ứng của số đó. Ví dụ
số 513 có thể viết thành 5 × 102 + 1 × 101 + 3 × 100
Ta cũng có thể phân tích một số thành tổng các lũy thừa của 2, chẳng hạn 13 có
thể viết thành: 1 × 23 + 1 × 22 + 0 × 21 + 1 × 20 với các hệ số chỉ là 0 hay 1.
Khi đó, có thể thể hiện 13 bởi 1101 được không? Em hãy cho biết việc thể hiện giá
trị của một số bằng dãy bit có lợi gì.
* Bước 2. HS thực hiện nhiệm vụ
- HS lắng nghe, suy nghĩ và trả lời câu hỏi.
* Bước 3. Báo cáo kết quả học tập, thảo luận
- GV gọi một số HS trả lời.
- HS khác lắng nghe, nhận xét và bổ sung.
Bước 4. Đánh giá kết quả của HS và dẫn dắt vào bài mới.
- GV dẫn dắt vào bài học: Để hiểu hệ nhị phân có lợi ích gì khi sử dụng máy tính
để lưu trữ, chúng ta vào bài học ngày hôm nay “Bài 4 - Hệ nhị phân và dữ liệu số nguyên”
2. HÌNH THÀNH KIẾN THỨC MỚI
Hoạt động 1: Tìm hiểu hệ nhị phân và biểu diễn số nguyên
a. Mục tiêu: Biết các khái niệm hệ nhị phân, cách biểu diễn số nguyên
b. Nội dung: HS quan sát SGK để tìm hiểu nội dung kiến thức theo yêu cầu của GV


c. Sản phẩm: Các câu trả lời của HS.
d. Tổ chức thực hiện:
Hoạt động của giáo viên và học
Sản phẩm dự kiến sinh
1. Hệ nhị phân và biểu diễn số nguyên
* Bước 1: Chuyển giao nhiệm Đáp án Hoạt động 1: vụ:
Số 19 có thể được biểu diễn bằng tổng 24 + 21 + - GV cho HS hoạt động cá nhân
20 hoặc viết dưới dạng đầy đủ các lũy thừa: 1 × và trả lời câu hỏi phần Hoạt động
24 + 0 × 23 +0 × 22 + 1 × 21 + 1 × 20 1:
a) Hệ nhị phân
? Em hãy viết số 19 thành một
- 2 có thể được dùng làm cơ số cho một hệ đếm tổng các lũy thừa của 2.
gọi là hệ đếm cơ số 2 hay hệ nhị phân với các Gợi ý: Hãy lập danh sách các lũy đặc điểm sau:
thừa của 2 như 16, 8, 4, 2, 1 và
+ Chỉ dùng hai chữ số là 0 và 1, các chữ số 0 và tách dần ra khỏi 19 cho đến hết.
1 gọi là các chữ số nhị phân.
HS: Thảo luận, trả lời
+ Mỗi số có thể biểu diễn bởi một dãy các chữ - GV đặt câu hỏi cho HS: “Theo số nhị phân.
em, việc biểu diễn chỉ với các chữ
+ Trong biểu diễn số nhị phân, một chữ số ở số 1 và 0 có lợi ích gì”.
một hàng sẽ có giá trị gấp 2 lần chính chữ số đó - GV giới thiệu khái niệm hệ nhị
ở hàng liền kề bên phải. Vì vậy chữ số 1 ở vị trí phân với ba đặc trưng là các chữ
thứ k kể từ phải sang trái sẽ mang giá trị là 2k-1
số, cách biểu diễn và cách tính giá
Trong hệ nhị phân, số 19 sẽ có biểu diễn là trị từ biểu diễn số.
10011, khi cần phân biệt số được biểu diễn - GV viết cách biểu diễn tổng quát
trong hệ đếm nào người ta viết cơ số làm chỉ số của một số dưới dạng tổng các lũy dưới như 1910, hay 100112 thừa của 2.
b) Đổi biểu diễn số nguyên dương từ hệ thập - GV đưa ra nhận xét, chốt kiến


Hoạt động của giáo viên và học
Sản phẩm dự kiến sinh
phân sang hệ nhị phân
thức cách biểu diễn số nguyên
Việc đổi số nhị phân có dạng dkdk-1 ... d1d0 sang dương từ hệ thập phân sang hệ nhị
số thập phân thực chất chỉ là việc tính tổng dk × phân. (GV có thể lấy ví dụ để
2k + dk-1 x 2k-1 +… + d1 × 2 + d0. minh họa) Ví dụ:
- GV yêu cầu HS đọc thông tin
11012 = 1 × 23 + 1 × 22 + 0 × 21 + 1 × 20 = 13.
mục c) SGK tr.21 và trả lời câu
c) Biểu diễn số nguyên trong máy tính
hỏi: “Để biểu diễn số nguyên có
- Biểu diễn số nguyên không dấu chính là thể dấu, ta có thể sử dụng một cách
hiện của số trong hệ đếm cơ số 2. Khi được đưa mã hóa nào?”
vào bộ nhớ, tùy theo số nhỏ hay lớn mà có thể - GV lấy ví dụ số 19 và -19 để
phải dùng một hay nhiều byte.
minh họa và phân tích cho HS.
- Ví dụ số 19 trong hệ đếm nhị phân có biểu - GV gọi HS đọc khung kiến thức
diễn là 10011 chỉ cần một byte với ba bit 0 bổ trọng tâm.
sung thêm bên trái cho đủ 8 bit, nhưng số 62010 - GV yêu cầu HS thảo luận theo
= 10011011002 sẽ phải sử dụng 2 byte và cần bổ cặp đôi và trả lời câu hỏi củng cố
sung thêm 6 bit 0 vào phía trái cho đủ 16 bit. SGK tr.21.
- Đối với số nguyên có dấu, có một số cách mã Câu 1. Em hãy đổi các số sau từ
hoá khác nhau như mã thuận, mã đảo - còn gọi hệ thập phân sang hệ nhị phân.
là mã bù 1 và mã bù 2. Các cách hoá này đều a) 13.
dành ra một bit bên trái nhất để mã hoá dấu, dấu b) 155.
+ được hoá bởi bit có giá trị bằng 0, dấu - được c) 76.
hoá bởi bit có giá trị bằng 1. Phần còn lại mã Câu 2. Em hãy đổi các số sau từ
hoá giá trị tuyệt đối của số.
hệ nhị phân sang hệ thập phân.
- Ví dụ nếu biểu diễn số trong một byte, tách ra a) 110011.
một bit dấu, số +1910 trong mã thuận sẽ có mã là