Giáo án và PPT Khoa học máy tính 11 cánh diều Bài 1: Bên trong máy tính

BÀI 1. BÊN TRONG MÁY TÍNH

HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG

GV đặt câu hỏi dẫn dắt học sinh tìm hiểu: Em hãy cho biết CPU là gì và làm nhiệm vụ gì trong máy tính?

HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC

Hoạt động 1. Các cổng logic và tính toán nhị phân

GV yêu cầu học sinh trao đổi:

• Chức năng của cổng bán dẫn trong máy tính là gì? 

• Cổng logic được tạo ra như thế nào?

Sản phẩm dự kiến:

a) Cổng logic

- Trong máy tính, một bóng bán dẫn chỉ thực hiện được chức năng bật hoặc tắt mạch đơn giản, tương ứng với hai giá trị 0 và 1. Mỗi cách kết hợp các bóng bán dẫn tạo ra một cổng logic

b) Thực hiện phép toán nhị phân với mạch logic

- Nguyên tắc cơ bản để cộng hai số nhị phân: 

Hình 2. Phép cộng hai bit trong hệ nhị phân

- Cộng hai số nhị phân 1 bit là A với B được tổng S và nhớ C: 

Bảng 2. Bảng chân lí mạch cộng hai số nhị phân 1 bit

- Ta thấy: tổng S = A XOR B và nhớ C = A AND B. Từ đó, lập được sơ đồ mạch logic:

Hình 3. Mạch cộng 1 bit

- Phép cộng hai số nhị phân nhiều bit:

Bảng 3. Minh họa phép cộng hai số nhị phân dài hơn 1 bit

- Mạch cộng đầy đủ có ba đầu vào là A, B và bit nhớ mang sang C_in, có hai đầu ra là bit tổng S và bit nhớ C_out để phân biệt với C_in đầu vào. Mạch đầy đủ là ghép nối hai mạch cộng 1 bit

Hoạt động 2. Những bộ phận chính bên trong máy tính

HS thảo luận trả lời câu hỏi:

• Trình bày nguyên tắc cơ bản để cộng hai số nhị phân.

• Tính cộng hai số nhị phân 1 bit là A với B được kết quả gì? 

• Tìm hiểu phép cộng hai số nhị phân nhiều bit.

• Mạch cộng đầy đủ là gì?  

Sản phẩm dự kiến:

+ Bảng mạch chính (Main board): làm nền giao tiếp giữa CPU, RAM và các linh kiện điện tử khác phục vụ cho việc kết nối với các thiết bị ngoại vi. 

+ CPU (Central Processing Unit – bộ xử lí trung tâm): tìm nạp lệnh, giải mã lệnh và thực thi lệnh cho máy tính 

+ Ram (Ramdom Access Memory – bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên): lưu trữ dữ liệu tạm thời trong quá trình tính toán của máy tính 

+ ROM (Read Only Memory – bộ nhớ chỉ đọc) (Hình 4): lưu trữ chương trình giúp khởi động các chức năng cơ bản của máy tính 

+ Thiết bị lưu trữ (Hình 7): lưu trữ dữ liệu lâu dài và không bị mất đi khi máy tính tắt nguồn

Hoạt động 3. Hiệu năng của máy tính

GV đặt câu hỏi hướng dẫn học sinh tìm hiểu:

• Hiệu năng của máy tính được đánh giá như thế nào?  

• Thông số kĩ thuật cần quan tâm của CPU là gì?

• Thông số kĩ thuật cần quan tâm của RAM là gì? dung lượng. 

Sản phẩm dự kiến:

- Hiệu năng của máy tính được đánh giá thông qua tốc độ CPU, dung lượng bộ nhớ RAM 

- Thông số kĩ thuật cần quan tâm của CPU:

+ Tốc độ CPU: đo bằng Hz (Hertz), biểu thị số chu kì xử lí mỗi giây mà CPU có thể thực hiện được. Hiện nay, CPU có tốc độ hàng GHz (1 GHz = 10⁹ Hz)

+ Số lượng nhân hay lõi (core) 

- Thông số kĩ thuật cần quan tâm của RAM là dung lượng. Dung lượng của RAM được đo bằng đơn vị Byte. Hiện nay, máy tính có RAM với dung lượng hàng GB (1GB = 2³⁰ Byte)

HOẠT ĐỘNG LUYỆN TẬP

Câu 1: Trong máy tinh, một bóng bán dẫn thực hiện được chức năng gì?

1. Bật hoặc tắt mạch đơn giản

2. Xóa mạch đơn giản

3. Bổ sung mạch đơn giản

4. Tất cả đáp án trên đều đúng

Câu 2: Đèn chỉ sáng khi nào?

1. Tùy trường hợp

2. 1 công tắc đóng, 1 công tắc mở

3. Hai công tắc cùng mở

4. Hai công tắc cùng đóng

Câu 3: Cổng AND thực hiện chức năng gì?

1. Chức năng phân phối logic

2. Chức năng điều khiển logic

3. Chức năng xóa bỏ logic

4. Chức năng nhân logic

Câu 4: Cổng logic có đặc điểm đầu ra bằng 1, khi tất cả đầu vào bằng 1 là cổng nảo?

1. XOR

2. NOT

3. OR

4. AND

HOẠT ĐỘNG VẬN DỤNG

Vận dụng kiến thức, GV yêu cầu HS trả lời câu hỏi:

Câu 1: Em hãy nêu tên một số thành phần chính bên trong máy tính và cho biết chức năng của nó.

Câu 2: Kết hợp cổng logic AND, XOR, máy tính có thể thực hiện được những gì?