М0. Биты, числа и тренажёры
Паспорт модуля
| Параметр | Значение |
|---|---|
| Аудитория | все контуры, вход без предпосылок |
| Аутентичная задача | свободно читать/писать числа в 2/16-ричной записи и уверенно работать в симуляторе — рабочие языки всей программы |
| Объём | 3 занятия × 60 мин |
| Оборудование | ПК с симулятором Digital; опция — Turing Complete (Steam, платная); DIP-переключатели + светодиоды + резисторы 470 Ом, БП 5 В |
| Ограничения | без пайки; Turing Complete — только как опция (лицензии) |
Цели
| № | Обучающиеся … | Блум—Андерсон | Миллер | Проверка |
|---|---|---|---|---|
| 1 | переводят числа 0–255 между 10/2/16-ричной записями | применять | показывает как | письменный практикум на время |
| 2 | объясняют логические уровни: что такое «1» и «0» в вольтах для 74HC при питании 5 В | понимать | знает | квиз |
| 3 | собирают и проверяют схему из готовых блоков в симуляторе по таблице истинности | применять | показывает как | практикум с чек-листом |
Оценивание
| Занятие | Цель | Средство | Тип |
|---|---|---|---|
| 2 | 1 | 10 переводов за 8 минут (норматив: ≥8 верных) | формирующее |
| 3 | 2, 3 | квиз 5 вопросов + схема «индикатор чётности» сдана по таблице истинности | итоговое модуля |
Путь
| № | Тема | Цель занятия | Разминка | Активность | Мини-проверка |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Двоичная запись | переводят 10↔2 | — | worked example «весы степеней двойки», затем тренировка парами | 5 переводов |
| 2 | HEX и байт | переводят 2↔16, читают байт как две тетрады | 3 перевода 10↔2 | тренировка + игра «диктант адресов» | норматив на время |
| 3 | Уровни и симулятор | собирают схему в Digital и «читают» вольты | 3 вопроса (зан. 1–2) | сборка светодиод+DIP на живой макетке, затем то же в симуляторе | схема чётности |
Содержание (ключевые разборы)
Занятие 1–2. Числа
Worked example «весы»: 213 раскладывается по гирям 128-64-32-16-8-4-2-1 → 0b11010101 → тетрады 1101|0101 → 0xD5. Правило курса: байт всегда читаем двумя шестнадцатеричными цифрами — так будут записаны все программы в М9–М14.
Занятие 3. Уровни и симулятор
Живой опыт до симулятора: DIP → резистор → светодиод; вольтметром измерить «1» (≈5 В) и «0» (≈0 В). Затем таблица порогов 74HC при VCC=5 В: гарантированный низкий вход VIL ≤ 1,35 В, высокий VIH ≥ 3,15 В — «серая зона» между ними запрещена, к ней вернёмся в М5 (дребезг) и М15 (3,3 В у ПЛИС!).
Собрать в симуляторе
Digital: два входа-тумблера, вентиль XOR из палитры, светодиод. Прогнать 4 комбинации.
Индикатор чётности
4 входа → каскад XOR → светодиод «нечётное число единиц». Проверить 6 комбинаций по чек-листу.
Опция Turing Complete
Уровни от «Crude Awakening» до «XOR» — как домашний тренажёр; прогресс в игре засчитывается как retrieval-практика.