Transcript ארגון מחשב ושפת סף

‫ארגון המחשב ושפת סף‬
‫מגישות ‪:‬‬
‫אניטה קספו וססיל יחזקאל‬
‫מטרות היחידה‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫להכיר את מבנהו הפנימי של המחשב ואת אופן‬
‫פעולתו‪.‬‬
‫לרכוש מושגי יסוד במדעי המחשב‪.‬‬
‫להכיר את השלבים שהתכנית עוברת מהכתיבה עד‬
‫לביצוע‪.‬‬
‫להבין את הקשר בין שפת סף לשפה עילית ולדעת‬
‫להשתמש בידע זה לאיתור בעיות ושגיאות ‪.‬‬
‫לרכוש את הכלים ליצירת מודל פנימי קונקרטי של‬
‫המחשב אשר ישמש בסיס להמשך הלימודים‪.‬‬
‫טבלת הפרקים‬
‫על פי תוכנית הלימודים במדעי המחשב‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫פרק ‪ – 1‬השיטה הבינרית‪.‬‬
‫פרק ‪ – 2‬ארגון המחשב‪.‬‬
‫פרק ‪ – 3‬ארגון תכניות וביצוען‪.‬‬
‫פרק ‪ – 4‬שפת סף – מושגים בסיסיים‪.‬‬
‫פרק ‪ – 5‬איסוף‪ ,‬קישור וטעינה ‪.‬‬
‫פרק ‪ – 6‬המחסנית ותת תכניות‪.‬‬
‫פרק ‪ – 7‬פסיקות ‪.‬‬
‫פרק ‪ – 8‬משפת עילית לשפת סף‪.‬‬
‫השיטה הבינרית‬
‫מטרות הפרק‪:‬‬
‫• להכיר בסיסי ספירה ‪ ,‬בכלל ‪ ,‬ובסיס בינרי‬
‫‪,‬אוקטלי והקסדצימלי בפרט‪.‬‬
‫• להכיר יצוג של מספרים בצורת משלים ל‪2 -‬‬
‫• לדעת לבצע פעולות המרה וחשבון בסיסיות‬
‫במספרים שלמים בבסיס ‪.2‬‬
‫ארגון המחשב‬
‫מטרות הפרק‪:‬‬
‫• להכיר את חלקי המעבד והזיכרון ופעולות‬
‫הגומלין ביניהם‪.‬‬
‫• להציג הפיכת חישוב נוסחה לתכנית‬
‫המשתמשת באוגרים‪ ,‬מענים ותוויות בהתאם‪.‬‬
‫• לתרגל הקצאת זיכרון לתכנית ולנתונים‪.‬‬
‫ארגון תכניות וביצוען‬
‫מטרות הפרק‪:‬‬
‫• להכיר רמות שונות של שפות מחשב והיחס‬
‫ביניהן‪.‬‬
‫• להכיר מבנה של הוראה בשפת מכונה ולזהות‬
‫את מרכיביה‪.‬‬
‫• להכיר תהליך ביצוע תכנית בשפת מכונה‪.‬‬
‫שפת סף – מושגים בסיסיים‬
‫מטרות הפרק‪:‬‬
‫• להכיר את סביבת העבודה כדי להריץ תכניות‬
‫בשפת סף‪.‬‬
‫• לתרגל כתיבת תוכניות פשוטות בשפת סף‬
‫• לתרגל מעקב אחר ביצוע תכנית בשפת סף‬
‫וזיהוי שגיאות לוגיות ותחביריות‬
‫איסוף‪ ,‬טעינה וקישור‬
‫מטרות הפרק‪:‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫להכיר התהליך שעוברת תוכנית שנכתבה‬
‫בשפת סף עד היותה מוכנה להרצה‪.‬‬
‫לתרגם את קוד ההוראות לקוד הפעולה‬
‫בעזרת טבלה‪.‬‬
‫לתרגם את האופרנדים‪ ,‬לסוגיהם לשפת מכונה‪.‬‬
‫להכיר את שלב "האחסון המדומה"‬
‫לבצע את המעבר הראשון והשני של אסמבלר‬
‫של תכנית נתונה המכילה תוויות‪.‬‬
‫המחסנית ותת תכניות‬
‫מטרות הפרק‪:‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫להכיר את מבנה הנתונים מחסנית ואת‬
‫הפעולות הנעשות עליה‪.‬‬
‫לכתוב תת‪ -‬תכניות בשפת סף‪.‬‬
‫להכיר את מנגנון הקריאה והחזרה מתת‪-‬‬
‫תכניות‪.‬‬
‫להכיר את מנגנוני העברת פרמטרים בין‬
‫התכנית הראשית לתת‪ -‬תכנית‪.‬‬
‫פסיקות‬
‫מטרות הפרק‪:‬‬
‫• להכיר מהי פסיקה ‪ ,‬סוגי פסיקות וכיצד פסיקה‬
‫מופעלת ומתבצעת‪.‬‬
‫• להכיר מנגנון מיסוך הפסיקות ואת סדר‬
‫העדיפויות לביצוע פסיקות‪.‬‬
‫משפה עילית לשפת סף‬
‫מטרת הפרק‪:‬‬
‫• ליצור קשר תוכני ומעשי בין הידע‬
‫שנלמד ביסודות המחשב ‪ 1‬ו – ‪2‬‬
‫לבין החומר ביחידה זו‪.‬‬
‫‪1‬‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫פרקים תאורתיים‬
‫‪5‬‬
‫‪7‬‬
‫‪8‬‬
‫פרקים מעשיים‬
‫‪6‬‬
‫‪4‬‬
‫סביבת הלמידה ומחקר‬
‫הערכה‬
‫תוכן ההרצאה…‪.‬‬
‫• תיאור הכלים הקיימים לכתיבת תוכניות‬
‫בשפת סף‬
‫• המניעים לפיתוח סביבת הלמידה חלופית‬
‫• מחקר הערכה ‪ -‬מסקנות‬
‫המורכבות של הטכנולוגיה כיום!‬
‫ארכיטקטורה של הפנטיום‬
‫תאור של הכלים הקיימים‬
‫מסך של סביבת ‪TA‬‬
‫איך להשתלב בהתפתחות‬
?‫הטכנולוגית‬
Pentium
Cpu-486
Cpu-386
Cpu-AT
Cpu-XT
Easycpu
‫סביבת ה ‪EasyCPU‬‬
‫• הסביבה מהווה הדמיה להדגמת מבנה המחשב‬
‫ואופן תפקודו‬
‫• הסביבה ידידותית לכתיבת תוכניות‪ ,‬הרצתן‬
‫ובדיקת נכונותן‬
‫• הסביבה כוללת פעילויות ‪ -‬חוברת וקבצי משימות‬
‫פעילויות המעודדים עבודה עצמאית‬
‫תאור סביבת ה‪ EasyCPU-‬ואוסף‬
‫הפעילויות‬
‫לתלמיד המתקדם‬
‫מחקר הערכה‬
‫המחקר נועד לבדוק‪:‬‬
‫א) כיצד תלמידים משתמשים בסביבת ה‪-‬‬
‫‪ EasyCPU‬לכתיבת תוכניות ובדיקת נכונותן?‬
‫ב) מהי התועלת שאוכלוסיות שונות של תלמידים‬
‫מפיקות מהסביבה‬
‫המחקר במהלך שנת הלימודים‬
‫חודשים ‪5-7/1999‬‬
‫חודשים ‪1-4/1999‬‬
‫מתכונות ובגרויות‬
‫לומדים חומר‬
‫פרקים ‪8 ,7‬‬
‫עיוני ‪ +‬מעבדה‬
‫פרקים ‪6 ,5 ,4‬‬
‫מבחן בגרות‬
‫תיאורטי ומעבדה‬
‫‪N = 250‬‬
‫‪Postest‬‬
‫מבחן מתכונת‬
‫‪N =160‬‬
‫פעילות מעבדה‬
‫משימת פיתוח‬
‫‪N = 30‬‬
‫חודשים ‪9-12/1998‬‬
‫לומדים חומר‬
‫עיוני בלבד‬
‫פרקים ‪3 ,2 ,1‬‬
‫פעילות מעבדה‬
‫משימת ניתוח‬
‫‪N = 30‬‬
‫‪Pretest‬‬
‫מבחן ידע מוקדם‬
‫‪N =160‬‬
‫ציוני בגרויות לפי כיתות ‪ -‬שנת‬
‫‪98-99‬‬
‫מסקנות כלליות של מחקר הערכה‬
‫ניתוח תוצאותיהן של בחינות הבגרות על מרכיביהן‬
‫מגלה‪:‬‬
‫א) לעיתים קרובות החלק התיאורטי של בחינת‬
‫הבגרות מהווה מכשול לתלמידים ואינו משקף‬
‫את ידיעותיהם‪.‬‬
‫ב) אחוז גבוה מאוד של התלמידים מצליח בבחינה‬
‫המעשית‪ .‬לימוד היחידה מסייע לתלמידים‬
‫ברכישת מיומנויות תכנות בשפת סף למרות‬
‫הקושי של השפה‪.‬‬
‫יתרונות של סביבת ה‪EasyCPU -‬‬
‫• הישגי התלמידים שלמדו בסביבת ה‪ EasyCPU-‬היו‬
‫בממוצע גבוהים יותר מהישגי התלמידים שלמדו‬
‫בסביבת‪.TA-‬‬
‫• התלמידים שלמדו בסביבת ה‪ EasyCPU-‬אימצו‬
‫שיטות עבודה אפקטיביות יותר לכתיבת תוכנית‬
‫ובדיקת נכונותה‪.‬‬
‫• תלמידים חלשים מצליחים להתמודד עם היחידה‬
‫בזכות סביבת העבודה הידידותית‪ ,‬תוכנית הפעילויות‬
‫המדורגת והמחשה הויזואלית‪.‬‬
‫מסקנות אופרטיביות‬
‫היחידה מתאימה לאוכלוסיות הטרוגניות של‬
‫תלמידים בזכות‪:‬‬
‫סביבת העבודה ידידותית המספקת כלי תכנות‬
‫נוחים והמחשה ויזואלית‪.‬‬
‫בחינת הבגרות‬
‫מטרת בחינת הבגרות במעבדה ‪:‬‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫•‬
‫לבדוק מידת הידע שצבר התלמיד בחומר‬
‫התאורתי‪.‬‬
‫לבדוק את יכולת התלמיד בניתוח של תוכנית‬
‫בשפת סף‪.‬‬
‫לבדוק את יכולת התלמיד בפיתוח של תוכנית‬
‫בשפת סף והרצתה ‪.‬‬
‫לבדוק את שליטת התלמיד בסביבת העבודה‪.‬‬
‫שאלות לדוגמא‬
‫תאורטיות‬
‫שאלה ‪:1‬‬
‫נתון קטע התוכנית הבא ‪ ,‬תרגם לשפת מכונה‪.‬‬
‫]‪start: mov cl , [45h‬‬
‫‪cmp cl , 0a5h‬‬
‫‪ja start‬‬
‫שאלה ‪:2‬‬
‫שאלות לדוגמא‬
‫תאורטיות‬
‫נתון קטע התוכנית הבא ‪ ,‬תרגם לשפת מכונה‬
‫והכנס לסגמנט הקוד‪ ,‬מהבית העשירי מתחילת‬
‫הסגמנט‪.‬‬
‫]‪Mov cl, [75h‬‬
‫]‪Mov ch, [0b2h‬‬
‫‪Add cl, ch‬‬
‫‪Mov [0feh], cl‬‬
‫שאלות לדוגמא‬
‫ניתוח‬
mov bh,0
mov bl,10h
mov cl,[bx]
lola1: cmp bl,dh
jae sof
inc bl
mov dh,0
mov al,[bx]
add dh,cl
cmp al,0
add dh,bl
jns lola1
mov dl,0
mov dl,1
sof: mov [10h],dl
‫שאלות לדוגמא‬
‫ניתוח‬
‫א‪ .‬מהו תפקיד המען ‪. 10h‬‬
‫ב‪ .‬מה מטרת קטע התוכנית הנתון?‬
‫ג‪ .‬שנה את התוכנית כך שתקבל ארבע מענים‬
‫בזיכרון‪ .‬ותבדוק כמה מתוכם מקימים את‬
‫הדרישה של סעיף א' ‪ .‬עליך לפתור בעיה זו‬
‫בעזרת זימון תת תוכנית והעברת פרמטרים‬
‫בעזרת משתנים‪( .‬רשום או הדגש את ההוראות שהוספת)‬
‫שאלות לדוגמא‬
‫פיתוח‬
‫כתוב תכנית המציגה במערך הנוריות כמה‬
‫תאים בקטע הזיכרון ‪56h – 32h‬‬
‫מקיימים את התנאי הבא‪:‬‬
‫הספרה ההקסדצימלית הימנית המרכיבה את‬
‫המספר בתא שווה לספרה ההקסדצימלית‬
‫השמאלית שלו‪.‬‬
‫טופס הערכה‬
‫סימון‬
‫(תקף משנת הלימודים תשס"ב)‬
‫נקודות‬
‫הנושא הנבדק‬
‫סה"כ ‪ 15‬נקודות‬
‫מיומנות בהפעלת התוכנה‬
‫א‪ .‬שליטה במידע המוצג על המסך (הצגת נתונים בבסיסים שונים וביצוע שינויים בנתונים)‬
‫‪10‬‬
‫ב‪ .‬שליטה במצבי עבודה‬
‫‪5‬‬
‫סה"כ ‪ 25‬נקודות‬
‫שליטה בנושאים תאורתיים‬
‫א‪ .‬פעולות על מספרים בינארים וייצוג מספרים בבסיסים ‪2,8,16‬‬
‫ב‪ .‬ארגון המחשב‬
‫ג‪ .‬שפת מכונה‬
‫ד‪ .‬הכרת תהליך המעבר מתוכנית בשפת סף עד לביצוע‬
‫ה‪ .‬משמעות תהליך ההידור‪ ,‬הקישור והטעינה‬
‫ו‪ .‬פסיקות משמעותן‬
‫‪2‬‬
‫‪3‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫סה"כ ‪ 25‬נקודות‬
‫שליטה בשפה סף‬
‫א‪ .‬סוגי מיעון‬
‫ב‪ .‬הוראות אריתמטיות ולוגיות‬
‫ג‪ .‬הוראות קפיצה‬
‫ד‪ .‬משתנים‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫‪5‬‬
‫ה‪ .‬פעולות על מחסנית‬
‫‪5‬‬
‫סה"כ ‪ 35‬נקודות‬
‫פתרון תקין‬
‫א‪ .‬מבנה הפתרון (התוכנית)‬
‫ב‪ .‬נכונות הפתרון‬
‫ג‪ .‬שימוש בתת תכניות‬
‫ד‪.‬הבנת ההיבטים התיאורטיים בבעיה‬
‫בפועל‬
‫‪5‬‬
‫‪10‬‬
‫‪10‬‬
‫(פירוש נכון של דרישות המשימה )‬
‫‪10‬‬
‫ציון סופי‬
‫בהצלחה‬
‫• דואר אלקטרוני להדרכה מתוקשבת‪:‬‬
‫‪[email protected]‬‬