ארגון המחשב ושפת סף

1. ארגון המחשב ושפת סף מגישות : אניטה קספו וססיל יחזקאל

2. 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.

3. טבלת הפרקיםעל פי תוכנית הלימודים במדעי המחשב • פרק 1 – השיטה הבינרית. • פרק 2 – ארגון המחשב. • פרק 3 – ארגון תכניות וביצוען. • פרק 4 – שפת סף – מושגים בסיסיים. • פרק 5 – איסוף,קישור וטעינה . • פרק 6 – המחסנית ותת תכניות. • פרק 7 – פסיקות . • פרק 8 – משפת עילית לשפת סף.

4. השיטה הבינרית מטרות הפרק: • להכיר בסיסי ספירה , בכלל , ובסיס בינרי ,אוקטלי והקסדצימלי בפרט. • להכיר יצוג של מספרים בצורת משלים ל- 2 • לדעת לבצע פעולות המרה וחשבון בסיסיות במספרים שלמים בבסיס 2.

5. ארגון המחשב מטרות הפרק: • להכיר את חלקי המעבד והזיכרון ופעולות הגומלין ביניהם. • להציג הפיכת חישוב נוסחהלתכנית המשתמשת באוגרים, מענים ותוויות בהתאם. • לתרגל הקצאת זיכרון לתכנית ולנתונים.

6. 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.

7. 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

8. 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.

9. 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.

10. פסיקות מטרות הפרק: • להכיר מהי פסיקה , סוגי פסיקות וכיצד פסיקה מופעלת ומתבצעת. • להכיר מנגנון מיסוך הפסיקות ואת סדר העדיפויות לביצוע פסיקות.

11. משפה עילית לשפת סף מטרת הפרק: • ליצור קשר תוכני ומעשי בין הידע שנלמד ביסודות המחשב 1 ו – 2 לבין החומר ביחידה זו.

12. פרקים תאורתיים פרקים מעשיים 2 3 1 5 7 6 8 4

13. סביבת הלמידה ומחקר הערכה

14. תוכן ההרצאה…. • תיאור הכלים הקיימים לכתיבת תוכניות בשפת סף • המניעים לפיתוח סביבת הלמידה חלופית • מחקר הערכה - מסקנות

15. המורכבות של הטכנולוגיה כיום! ארכיטקטורה של הפנטיום

16. תאור של הכלים הקיימים מסך של סביבת TA

17. איך להשתלב בהתפתחות הטכנולוגית? Pentium

18. 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

19. תאור סביבת ה-EasyCPU ואוסף הפעילויות

20. לתלמיד המתקדם

21. מחקר הערכה המחקר נועד לבדוק: א) כיצד תלמידים משתמשים בסביבת ה- EasyCPUלכתיבת תוכניות ובדיקת נכונותן? ב) מהי התועלת שאוכלוסיות שונות של תלמידים מפיקות מהסביבה

22. המחקר במהלך שנת הלימודים חודשים 9-12/1998 לומדים חומר עיוני בלבד פרקים 1, 2, 3 חודשים 1-4/1999 לומדים חומר עיוני + מעבדה פרקים 4, 5, 6 5-7/1999 חודשים מתכונות ובגרויות פרקים 7, 8 פעילות מעבדה משימת ניתוח N = 30 פעילות מעבדה משימת פיתוח N = 30 Postest מבחן מתכונת N =160 מבחן בגרות תיאורטי ומעבדה N = 250 Pretest מבחן ידע מוקדם N =160

23. ציוני בגרויות לפי כיתות - שנת 98-99

24. מסקנותכלליותשלמחקרהערכה 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.

25. יתרונות של סביבת ה- EasyCPU • 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.

26. מסקנות אופרטיביות היחידה מתאימה לאוכלוסיות הטרוגניות של תלמידים בזכות: סביבת העבודה ידידותית המספקת כלי תכנות נוחים והמחשה ויזואלית.

27. 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.

28. שאלות לדוגמאתאורטיות שאלה 1: נתון קטע התוכנית הבא , תרגם לשפת מכונה. start: mov cl , [45h] cmp cl , 0a5h ja start

29. שאלות לדוגמאתאורטיות שאלה 2: 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

30. שאלות לדוגמאניתוח lola1: cmp bl,dh jae sof inc bl mov al,[bx] cmp al,0 jns lola1 mov dl,1 sof: mov [10h],dl mov bh,0 mov bl,10h mov cl,[bx] mov dh,0 add dh,cl add dh,bl mov dl,0

31. שאלות לדוגמאניתוח 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)

32. שאלות לדוגמאפיתוח כתוב תכנית המציגה במערך הנוריות כמה תאים בקטע הזיכרון h32 – h56 מקיימים את התנאי הבא: הספרה ההקסדצימלית הימנית המרכיבה את המספר בתא שווה לספרה ההקסדצימלית השמאלית שלו.

33. בפועל נקודות הנושא הנבדק סימון סה"כ15 נקודות מיומנות בהפעלת התוכנה 10 א. שליטה במידע המוצג על המסך (הצגת נתונים בבסיסים שונים וביצוע שינויים בנתונים) 5 ב. שליטה במצבי עבודה סה"כ25 נקודות שליטה בנושאים תאורתיים 2 א. פעולות על מספרים בינארים וייצוג מספרים בבסיסים 2,8,16 3 ב.ארגון המחשב 5 ג. שפת מכונה 5 ד. הכרת תהליך המעבר מתוכנית בשפת סף עד לביצוע 5 ה. משמעות תהליך ההידור, הקישור והטעינה 5 ו. פסיקות משמעותן סה"כ25 נקודות שליטה בשפה סף 5 א. סוגי מיעון 5 ב. הוראות אריתמטיות ולוגיות 5 ג. הוראות קפיצה 5 ד. משתנים 5 ה. פעולות על מחסנית סה"כ35 נקודות פתרון תקין 5 א. מבנה הפתרון (התוכנית) 10 ב. נכונות הפתרון 10 ג. שימוש בתת תכניות 10 ד.הבנת ההיבטים התיאורטיים בבעיה (פירוש נכון של דרישות המשימה ) ציון סופי טופס הערכה (תקף משנת הלימודים תשס"ב)

34. בהצלחה • דואר אלקטרוני להדרכה מתוקשבת: anitaksp@edu-negev.gov.il