Dies ist ein Spiel/eine Aktivität, um logische Verknüpfungen auf einfache Weise zu erklären. In diesem Spiel geben die Schüler dem nächsten Schüler ein Signal, indem sie den Finger des nächsten Schülers drücken, und dieser gibt das Signal weiter, wenn die Regel es zulässt.
| Autor | Mikko Muilu |
| Fach | Informatik, Mathematik, Sport |
| Länge | 90 Minuten |
| Ansatz | Problem-Basiertes Lernen |
| Kompetenzen | Boolesche Operatoren (Und, oder, nicht, xor, nand) |
| Klasse | 5-6. Klasse |
| Technologien | Stift und Papier |
UND-Verknüpfung:
Das UND-Gatter leitet das Signal nur weiter, wenn beide eingehenden Signale gequetscht werden. Ein UND-Schüler wird ausgewählt. Seine/ihre linke Hand ist der Eingang und die rechte Hand ist der Ausgang. Zwei Schüler nehmen den Zeigefinger und den kleinen Finger des AND-Schülers in die Hand, jeweils einen Finger. Der UND-Schüler nimmt die Hand des anderen mit der rechten Ausgangshand. Wenn beide Finger der Eingangshand gedrückt werden, soll der UND-Schüler die Hand/Finger der Ausgangshand drücken.
OP-Bedienung:
Die ODER-Verknüpfung leitet das Signal weiter, wenn eines oder beide der eingehenden Signale gequetscht werden. Ein ODER-Schüler wird ausgewählt. Seine/ihre linke Hand ist der Eingang und die rechte Hand ist der Ausgang. Zwei Schüler nehmen den Zeigefinger und den kleinen Finger des ODER-Schülers in die Hand, jeweils einen Finger. Der ODER-Schüler nimmt mit der rechten Ausgangshand die Hand eines anderen Schülers. Wenn ein oder beide Finger der Eingangshand gedrückt werden, soll der ODER-Schüler die Hand/Finger der Ausgangshand drücken.
NOT-Bediener:
Das NOT-Gate leitet das Signal weiter, wenn kein Signal eingeht. Ein/e NOT-Schüler/in wird ausgewählt. Seine/ihre linke Hand ist der Eingang und die rechte Hand der Ausgang. Ein Schüler nimmt den Zeigefinger des NICHT-Schülers in seine Hand. Der NOT-Schüler nimmt die Hand eines anderen Schülers mit der rechten Ausgangshand. Wenn die Finger der Eingangshand NOT gedrückt werden, sollte der NOT-Schüler die Hand/Finger der Ausgangshand drücken.
Übung 1:
Bilden Sie 4er-Gruppen und wählen Sie Eingabe-Schüler(innen), Ausgabe-Schüler(innen) und Bediener-Schüler(innen). Diese können geändert werden. Bitten Sie die Schülerinnen und Schüler, sich all die verschiedenen Möglichkeiten auszudenken, wie sie den Ausgangsschüler dazu bringen können, ein Signal zu empfangen.
Diskussion:
Das war doch nicht so schwer, oder? Was könnte man mit solchen Operatoren bauen?
Übung 2:
Versuchen Sie, diese mit den Schülern zu bauen. Jetzt kann der Ausgang zu einem anderen Operator gehen, da die Gatter miteinander verbunden sind. Das erste (ABC) hat drei Eingänge und das zweite (ABCD) vier. Können Sie im Voraus herausfinden, wann der Ausgang das Signal erhalten wird?
Diskussion:
Im ersten Fall wird das Signal nur durchgelassen, wenn die Ausgänge A und C oder B und C oder alle Eingänge aktiv sind.
Im zweiten Fall wird das Signal durchgelassen, wenn C aktiv ist oder a und b aktiv sind oder wenn a, b und c aktiv sind.
Dies sind die Bausteine aller Computer. In seiner grundlegendsten Form ist ein Computer eine Ansammlung von gespeisten und nicht gespeisten Schaltkreisen und Transistoren. Ein logisches Gatter ist eine Reihe von Transistoren, die miteinander verbunden sind, um einen oder mehrere Ausgänge zu erzeugen, wobei jeder Ausgang auf dem Eingang oder der Kombination von Eingängen basiert, die ihm zugeführt werden. In einem modernen Computer gibt es 1,4 Milliarden dieser Gatter. Das sind 1 400 000 000 Gatter.
Wie oft ändern sie sich? Jedes Mal, wenn ein Computer eine Berechnung durchführt, ändern sich die logischen Ein- und Ausgänge. In einem modernen Computer geschieht dies viele Milliarden Mal pro Sekunde. Aber im Grunde sind es nur Logikgatter.
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