| Αυτό είναι ένα παιχνίδι, μια δραστηριότητα που αποσκοπεί να εξηγήσει τις λογικές θύρες με εύκολο τρόπο. Σε αυτό το παιχνίδι οι μαθητές θα δώσουν σήμα στον επόμενο μαθητή πιέζοντας το δάχτυλο ενός επόμενου μαθητή και θα μεταβιβάσουν το σήμα προς τα εμπρός, αν τους το επιτρέπει ο κανόνας. |
| Δημιουργός | Mikko Muilu |
| Γνωστικό Αντικείμενο | Μαθηματικά, Πληροφορική, Φυσική αγωγή |
| Διάρκεια | 45 λεπτά |
| Παιδαγωγική Προσέγγιση | Μάθηση βασισμένη σε φαινόμενα |
| Δεξιότητες | Τελεστές Boolean (And, or, not, xor, nand) Κατανόηση της έννοιας Δημιουργία ανθρώπινων κυκλωμάτων |
| Ηλικιακή Ομάδα | Μαθητές ηλικίας 9-12 ετών. |
| Tεχνολογία | Στυλό και χαρτί |
AND-χειριστής:
Η πύλη «AND» θα περάσει το σήμα μόνο εάν και τα δύο εισερχόμενα σήματα είναι συμπιεσμένα. Επιλέγεται μια πύλη «AND». Το αριστερό του χέρι είναι η είσοδος και το δεξί χέρι είναι η έξοδος. Δύο μαθητές παίρνουν τον δείκτη και το μικρό δάχτυλο του «AND-μαθητή» στα χέρια τους, ένα δάχτυλο ο καθένας. Ο «AND-μαθητής» παίρνει το χέρι κάποιου άλλου με το δεξί χέρι εξόδου. Αν και τα δύο δάχτυλα στο χέρι εισόδου συμπιεστούν, ο «AND-μαθητής» πρέπει να συμπιέσει το χέρι/δάχτυλο στο χέρι εξόδου.
Χειριστής χειρουργείου:
Η πύλη OR θα περάσει το σήμα αν ένα ή και τα δύο εισερχόμενα σήματα συμπιεστούν. Επιλέγεται μια πύλη OR. Το αριστερό του χέρι είναι η είσοδος και το δεξί χέρι είναι η έξοδος. Δύο μαθητές παίρνουν τα δάχτυλα του δείκτη και του μικρού δαχτύλου του μαθητή OR στα χέρια τους, ένα δάχτυλο ο καθένας. Ο μαθητής OR παίρνει το χέρι κάποιου άλλου με το δεξί χέρι εξόδου. Εάν ένα ή και τα δύο δάχτυλα στο χέρι εισόδου συμπιέζονται, ο OR-μαθητής πρέπει να συμπιέσει το χέρι/δάχτυλο στο χέρι εξόδου.
ΔΕΝ-χειριστής:
Η πύλη ΔΕΝ θα περάσει το σήμα εάν δεν υπάρχει εισερχόμενο σήμα. Επιλέγεται ένας μαθητής «NOT». Το αριστερό του χέρι είναι η είσοδος και το δεξί χέρι είναι η έξοδος. Ένας μαθητής παίρνει το δείκτη του «NOT-μαθητή» στο χέρι του. Ο «NOT-μαθητής» παίρνει το χέρι κάποιου άλλου με το δεξί χέρι εξόδου. Εάν τα δάχτυλα στο χέρι εισόδου ΔΕΝ είναι συμπιεσμένα, ο ΔΕΝ-μαθητής πρέπει να συμπιέσει το χέρι/δάχτυλο στο χέρι εξόδου.
Άσκηση 1η:
Σχηματίστε ομάδες των 4 ατόμων και επιλέξτε τον/τους μαθητή/ες εισόδου, τον/τους μαθητή/ες εξόδου και τον/τους μαθητή/ες χειριστή. Αυτά μπορούν να αλλάξουν. Ζητήστε από τους μαθητές να σκεφτούν όλους τους διαφορετικούς τρόπους με τους οποίους μπορούν να κάνουν τον μαθητή εξόδου να λάβει ένα σήμα.
Συζήτηση:
Δεν ήταν τόσο δύσκολο, σωστά; Τι θα μπορούσε να κατασκευαστεί με τέτοιους χειριστές;
Άσκηση 2η:
Προσπαθήστε να τα δημιουργήσετε μαζί με τους μαθητές. Τώρα η έξοδος μπορεί να πάει σε έναν άλλο χειριστή, καθώς οι πύλες συνδέονται μεταξύ τους. Υπάρχουν τρεις είσοδοι στην πρώτη (ABC) και τέσσερις στη δεύτερη (ABCD). Μπορείτε να υπολογίσετε εκ των προτέρων πότε η έξοδος θα λάβει το σήμα;
Συζήτηση:
Στην πρώτη το σήμα περνάει μόνο όταν οι έξοδοι A και C ή B και C ή όλες οι είσοδοι είναι ενεργές.
Στο δεύτερο το σήμα περνάει αν το C είναι ενεργό ή αν τα a και b είναι ενεργά ή αν τα a, b και c είναι ενεργά.
Αυτά είναι τα δομικά στοιχεία όλων των υπολογιστών. Στην πιο βασική του μορφή, ένας υπολογιστής είναι μια συλλογή από τροφοδοτούμενα και μη τροφοδοτούμενα κυκλώματα και τρανζίστορ. Μια λογική πύλη είναι μια σειρά από τρανζίστορ που συνδέονται μεταξύ τους για να δώσουν μία ή περισσότερες εξόδους, κάθε έξοδος βασίζεται στην είσοδο ή στο συνδυασμό εισόδων που της παρέχονται. Σε έναν σύγχρονο υπολογιστή υπάρχουν 1,4 δισεκατομμύρια από αυτά. Δηλαδή 1 400 000 000 πύλες. Πόσο συχνά αλλάζουν; Κάθε φορά που ο υπολογιστής κάνει έναν υπολογισμό, οι λογικές είσοδοι και έξοδοι αλλάζουν. Αυτό συμβαίνει πολλά δισεκατομμύρια φορές σε ένα δευτερόλεπτο σε έναν σύγχρονο υπολογιστή. Αλλά βασικά, πρόκειται απλώς για λογικές πύλες.
