Υλικό Υπολογιστών: Διδακτικές Προσεγγίσεις

Νικολός Δημήτρης

dimnikolos@sch.gr

ΠΑΚΕ Ιωαννίνων

Υλικό• Τα φυσικά εξαρτήματα του υπολογιστή (Wikipedia, Merriam-

Webster)

• Υλικό μέρος (hardware) του υπολογιστή είναι τα μηχανικά και τα ηλεκτρονικά του μέρη, ό,τι δηλαδή μπορούμε να δούμε και να αγγίξουμε (Βιβλίο Γυμνασίου, σελ. 16).

• Υλικό είναι οτιδήποτε έχει υλική-φυσική υπόσταση σε ένα υπολογιστικό σύστημα (Εφαρμογές Υπολογιστών, σελ. 81)

Ψηφιακή σχεδίαση• Η σχεδίαση ψηφιακών συστημάτων (Morris Mano, Digital

Design)

• Σκοπός / στόχοι;

• Μέθοδοι;

Δημοτικό – Γυμνάσιο – Γενικό Λύκειο – Επαγγελματικό Λύκειο

Με την εισαγωγή της Πληροφορικής και των ΤΠΕ στο ολοήμερο δημοτικό σχολείο επιδιώκονται οι παρακάτω επιμέρους ειδικοί σκοποί:• Να γνωρίσουν ένα υπολογιστικό σύστημα (κεντρική μονάδα και

βασικές περιφερειακές συσκευές: πληκτρολόγιο, οθόνη, ποντίκι, εκτυπωτής κ.λπ.), καθώς και άλλες ψηφιακές συσκευές (κινητό τηλέφωνο, ψηφιακή τηλεόραση, συσκευές προσδιορισμού θέσης κ.ά) να μπορέσουν να εξηγήσουν με απλά λόγια τη χρησιμότητα κάθε συσκευής, να τις θέτουν σε λειτουργία και να τις χρησιμοποιούν με τρόπο ασφαλή και εργονομικό.

• Να αντιληφθούν τον υπολογιστή, τις περιφερειακές συσκευές και το χρησιμοποιούμενο λογισμικό ως ενιαίο σύστημα.

Δ’ Τάξη:

• Περιφερειακές μονάδες αποθήκευσης

• Α’ Γυμνασίου• Περιφερειακές συσκευές εισόδου / εξόδου

• Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

• Η μνήμη του Υπολογιστή και τα Αποθηκευτικά Μέσα

• Είδη Υπολογιστών

• Β’ Γυμνασίου• Ψηφιακό / αναλογικό

• Αναπαράσταση συμβόλων (ASCII) / εικόνων

• Το εσωτερικό του υπολογιστή

• Μητρική, εσωτερικές κάρτες, αποθήκευση, θύρες σύνδεσης

Εφαρμογές Υπολογιστών

• Αριθμητικά συστήματα και λογικές πύλες (Κεφ. 2)

• Το υλικό του υπολογιστή (Κεφ. 3)

• Λειτουργικό σύστημα και υλικό (Κεφ. 4)• Χρονοπρογραμματισμός

• εικονική μνήμη

• Ηλεκτρονική επικοινωνία (Κεφ. 12)• Ενσύρματα και ασύρματα μέσα

• Μοντέλο OSI

• Τύποι και τοπολογίες δικτύων

Τεχνολογία Υπολογιστικών Συστημάτων & Λειτουργικά Συστήματα

• Αναπαράσταση δεδομένων

• Γλώσσα μηχανής

• Οργάνωση μνήμης

• Διαχείριση ΚΜΕ από Λ.Σ.

• Διαχείριση Μνήμης από Λ.Σ.

• Διαχείριση Αρχείων από Λ.Σ.

Πολυμέσα-Δίκτυα

• Δίκτυα• Αναγνώριση και διόρθωση σφαλμάτων

• OSI Μοντέλο

• Διαμόρφωση ψηφιακών σημάτων

• ΙΕΕΕ τυποποιήσεις

• Κινητά δίκτυα

• Internet (TCP/IP)

Βασικές Αρχές Ψηφιακής Τεχνολογίας

• Αναπαράσταση δεδομένων

• Άλγεβρα Boole

• Λογικά Κυκλώματα

• Μετάδοση ψηφιακών δεδομένων

• Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

• Μνήμες (RAM, ROM, EPROM κ.α.)

• Μονάδες εισόδου / εξόδου και αποθηκευτικά μέσα

Δίκτυα Υπολογιστών Ι και ΙΙ

• Τεχνικές μεταγωγής

• Τύποι Nyquist και Shannon

• Μέσα μετάδοσης

• κ.α.

Συντήρηση Υπολογιστών

• Αρχιτεκτονική PC

• Αντιμετώπιση βλαβών

• Προληπτική συντήρηση

• Περιφερειακές συσκευές / Αποθηκευτικά μέσα

Από Δημοτικό

• Ψηφιακή αναπαράσταση δεδομένων, Δίκτυα, Αρχιτεκτονική Προσωπικού Υπολογιστή

Από Γυμνάσιο

• Λειτουργικά Συστήματα και Υλικό, Ψηφιακή σχεδίαση, Συντήρηση υπολογιστή

Σε ειδικότητες

Κεφάλαιο 2 στο βιβλίο Πληροφορικής Γυμνασίου

• Οπτικές αναπαραστάσεις

• Καταιγισμός Ιδεών

• Εννοιολογικοί χάρτες

• Μελέτη περίπτωσης

• Αδυναμίες;

• Προεκτάσεις:• Οπτική αναπαράσταση;

• Καταιγισμός Ιδεών;

• Εννοιολογικοί χάρτες;

• Μελέτες περίπτωσης;

Β’ Γυμνασίου

• Να περιγράφουν πως αναπαρίστανται οι αριθμοί σε δυαδική μορφή (Βιβλίο Καθηγητή Πληροφορικής Γυμνασίου σελ. 69)

• Αδυναμίες;

• Προεκτάσεις;• Η αναπαράσταση των εικόνων

• Η συμπίεση του κειμένου

• Αναγνώριση και διόρθωση σφαλμάτων

• Η θεωρία της Πληροφορίας

• Αλγόριθμοι αναζήτησης

• Αλγόριθμοι ταξινόμησης

• Δίκτυα ταξινόμησης

• Minimal spanning trees

• FSM

• Γλώσσες προγραμματισμού

Προσομοίωση

• Αδυναμίες;

• Θα μπορούσε το ίδιο αντικείμενο να διδαχθεί με διαφορετική μέθοδο;

http://users.sch.gr/marmarinos/applets/Karnaugh/karmap.html

Ένταξη στο αναλυτικό πρόγραμμα σπουδών

• Αρχιτεκτονική Προσωπικού Υπολογιστή (Συντήρηση Υπολογιστών - ΕΠΑΛ)

• Μνήμη και αποθηκευτικά μέσα (Α’ Γυμνασίου)

• Μνήμη και αποθηκευτικά μέσα (Εφαρμογές Πληροφορικής Λυκείου Κεφ. 3)

Αναλογική σκέψη

• Ποιες αδυναμίες έχει η συγκεκριμένη αναλογία / μεταφορά;

• Προεκτάσεις;• Άλλες αναλογίες…

Ν. Αδαμόπουλος, "Χρήση Αναλογιών και Μεταφορών στη Διδασκαλία του Μαθήματος 'Μετάδοση Δεδομένων & Δίκτυα Υπολογιστών': Μια Μελέτη Περίπτωσης", Πρακτικά 3ου Πανελλήνιου Συνεδρίου: “Διδακτική της Πληροφορικής”, Κόρινθος, 7-9 Οκτωβρίου 2005, σελ. 508-513

Κεφάλαιο 4

Τεχνολογία Υπολογιστών και Δικτύων (ΕΠΑΛ)

Προσομοίωση

• Ποιες αδυναμίες έχει η συγκεκριμένη προσομοίωση;

• Θα μπορούσε να κατασκευαστεί μια προσομοίωση με καλύτερα διδακτικά χαρακτηριστικά;