電腦基本運作-二進位數字

 電腦基本運作：二進位數字

小朋友，你知道電腦在運作時，最基本的訊號運作只有０和１嗎?

我們現在平常所用的數字系統，是十進位數字。

也就是從０，１，２，......，８到９，逢１０就要進位，用十位數１來表示。

古代十進位數字示例

除了十進位數字系統外，生活中也還有其他的數字進位系統喔。

例如：時間（秒，分）的進位，是屬於六十進位。

它是從０，１，２，......，５８到５９，逢６０就要進位，用六十位數１來表示。

時間六十進位制

而電腦在運作時，在數位的記憶體中，

只能用電晶體的開或關、有電或沒電、聲音高頻或低頻、光線反射或不反射......等，

來表示不同的兩個數值，我們可視為１和０。

電腦裡的每一個運算單元，稱為位元（ｂｉｔ），

也就是二進位數字(binary digit)的簡稱。

大家可以想像一下，在電腦裡頭，資料的儲存運算，

就像下圖這樣，都只是０和１的存在。

二進位紋理示意圖

接下來，我們就利用二進位的數字卡，

來體驗一下，二進位的數字表示法吧！

二進位數字圖卡

二進位數字，顧名思義，數數到２就要進位，

因此只會用到０和１兩個數字。

若用５張二進位圖卡(二進位裡的５位數)來表示，

它最小和最大，各可以表達十進位的哪些數字呢？

大家來試試看吧！

二進位數字系統中,5位數所能表示的數值.

觀察下列幾個二進位數字的例子，你有沒有發現什麼規則？

二進位數字卡	二進位 表示法	十進位 數值
	００００１	１
	０００１０	２
	００１００	４
	０１０００	８
	１００００	１６

試試看底下這幾個例子，並練習把二進位的數字寫下來。

二進位數字卡	二進位 表示法	十進位 數值
	００１１１	７
	０１１０１	１３
	１０１０１	２１

二進位數字除了可以表示數值之外，

如果再和文字代碼作結合，也可以用來表示文字。

例如下面這張十進位數字與英文字母代碼表：

十進位數字與英文字母代碼表

英文字母共有26個，我們可以用１~２６來分別代表各個字母。

因此，我們就可以將輸入的文字轉換成二進位的數字儲存起來。

也可以將二進位數字轉換成英文字母顯示出來。

以上述的代碼表，我們可以知道：

2代表的字母是b

9代表的字母是i

15代表的字母是o

23代表的字母是w

若再把十進位數字轉換成二進位，

就會變成如下：

00010代表的字母是b

01001代表的字母是i

01111代表的字母是o

10111代表的字母是w

我們如果要記錄hello這個英文字，就可以輸入下列的二進位數字：

英文字母（以上表為例）	二進位 表示法	十進位 數值
ｈ	０１０００	８
ｅ	００１０１	５
ｌ	０１１００	１２
ｌ	０１１００	１２
ｏ	０１１１１	１５

練習寫出下列英文字母的二進位代碼。

英文字母（以上表為例）	二進位 表示法	十進位 數值
ｋ	０１０１１	１１
ｎ	０１１１０	１４
ｏ	０１１１１	１５
ｗ	１０１１１	２３

學習到這邊，你對二進位數字有概念了嗎？

除了用０和１來表示外，可不可以用其他方式來表達呢？

想想看...............例如，用亮燈或不亮燈來表示，可以嗎？

例如，下圖是一組燈窗，一排有５個窗格。

每個窗格可以是全暗或亮燈。

如果亮燈代表１，全暗代表０，那下列兩組窗格，分別代表哪個數字？

二進位數字表示：００１０１      十進位數字表示：５

二進位數字表示：１００００     十進位數字表示：１６

各位小朋友，我們今天的課程就到此結束。

接下來，就請到隨堂測驗區，來檢驗一下你今天的學習成果吧！

加油，ＧＯ！

隨堂測驗網址

https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSe22B9Xpnpn3dBIw8KdvjsHeVxpadeFsqTEvN3N0y8hMaF1Cg/viewform

App Inventor II 手機程式-BMI計算

 手機程式-BMI計算

各位小朋友大家好:

由於疫情停課的關係,

我們就利用線上教學,

來進行App Inventor II的線上學習.

這次我們要做的是BMI(身體質量指數)的手機程式設計,

接下來就請參考下面的各項教材,

準備好了嗎?Let GO!

BMI專題畫面

BMI參考程式碼

BMI作業素材

線上教學口號圖片

BMI計算公式(四捨五入,取小數1位)

BMI判準

BMI實作成果參考畫面

NKNU跨域自造課程_流量監控管制系統

 流量監控管制系統

課程情境

1.益民停車場容納量為30部,有4個出入口,請設計停車流量監控管制系統.

2.本系統分中央監控程式及出入口管制程式.

3.中央監控程式先由教師設計(模擬),出入口管制由學生設計(模擬).

出入口管制情境

0.未取得連線前,通行燈號為紅燈,連線燈號黑色點.

1.發送連線要求,輸入座號及中央監控IP以取得連線,

2.取得連線確認後,連線燈號顯示黃色點.

3.若取得連線,且可通行時,通行燈號顯示為綠燈.

4.連線確認與是否通行訊號,由中央監控端發出.

5.出入口管制端,依中央監控端之發送訊號,進行車輛管制.

6.通行燈號為綠燈時,按搖桿鈕感測器,模擬汽車進場(進場時,出現汽車移行動畫).

7.通行燈號為紅燈時,搖桿鈕不作用.(汽車不能進場)

中央監控情境

1.中央監控端收到出入口管制端連線要求時,須回覆連線訊號,並傳送通行訊號.

2.每收到出入口管制端送來進場訊號時,車輛數量加１.

3.當停車數量滿載時(=30時),立即發出禁止通行訊號.

4.已停入之車輛,1~5秒隨機離場(或由教師點按汽車角色離場)每次離場１輛。

5.停車數量少於滿載時,立即發送允許通行訊號.

6.畫面顯示停車數量畫面.

參考畫面

(出入端管理)

出入端管理示例程式1100416

(中央端監控)

中央端監控示例程式1100416

基本角色範例(按圖形下載)

_出入端接收_

_出入端連線_

_中央端接收_

_中央端監控及傳送_

素材(按文字下載)

通行燈號

連線燈號

汽車角色

停車數量顯示

NKNU數位操控板實體燈號顯示範例

(可自行運用其他感測器或元件)

NKNU跨域自造課程_節能與視力保健

 節能與視力保健

情境分析:

1.利用光照度,偵測現場照度.

2.正常照明足夠的照度為500米燭光(勒克斯).

3.以燈條顯示做為光源偵測結果及補光.

4.當光照度>=500時,顯示燈號為綠燈,不補光.

5.當光照度<500,但>250時,顯示燈號為黃燈,補1顆電燈.

6.當光照度<250時,顯示燈號為紅燈,補2顆電燈.

操作畫面及相關參考圖示,如下:

作業素材:

電燈                         紅綠燈號

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 費納奇鏡_動畫原理

約瑟夫普拉托（Joseph Antoine Ferdinand Plateau）

是19世紀比利時的物理學家，

視覺暫留現象的發現者。

約瑟夫普拉托是在觀察太陽的實驗中，

發現了視覺暫留的現象，

並為製作的「費納奇鏡」提供理論基礎。

費納奇鏡（英語：Phenakistoscope），

1832年由比利時人約瑟夫·普拉托（Joseph Plateau）和

奧地利人西蒙·馮施坦普費爾（Simon von Stampfer）發明，

可播放連續動畫，是早期無聲電影的雛型，

也間接影響了日後動畫及電影拍攝的理論基礎及技術發展。

視覺暫留現象的運用，最早的歷史記載是12世紀左右，

中國宋朝的走馬燈（即燭光將剪紙的圖像，投射在屏上，圖像就會不斷地走動），

後來法國人保羅羅蓋在1828年發明了留影盤也是此原理的運用。

視覺會暫留，是因為視神經的反應速度所造成，時值約是1/16秒，

不同頻率的光源，會有不同的暫留時間，這也是動畫、電影播放拍攝的理論基礎。

一般來說，要達成基本的視覺暫留效果，

至少需要10FPS（FPS—Frames Per Second）即是視頻的幀率，

畫面的更新率「Frames」一般稱為「幀」。

在拍攝動畫及電影運用時，

人眼看到物體或畫面後，約在1/24秒內不會消失，

所以一般動畫的幀率設為24幀/秒。

因為如幀率太慢，會讓人的視覺，產生不流暢的感覺，

所以一般電影及動畫的幀率，會設為24幀/秒。

費納奇鏡Scratch程式設計

原始圖檔

Scratch鏡圖角色原始檔

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 砲塔防災攻城戰

一、課程情境：太空黑暗勢力派出災難機器人(怪物)，企圖製造地球災難。請您利用守城砲塔，開砲擊毁災難機器人，別讓災難機器人碰到塔城。

二、任務分析：

　　（一）塔城守備隊，必須在黑暗勢力進攻前，先完成３關防災測驗，每通過１關，可獲得５顆砲彈。

　　（二）黑暗勢力會派出10個災難機器人（怪物），塔城守備隊必須利用過關所獲得的砲彈，攻擊災難機器人。

　　（三）若被災難機器人攻擊到塔城滿３次，則塔城損毁，防禦任務失敗。

　　（四）若塔城未損毁或完全消滅機器人，則防禦任務成功。

三、作業提示：

　　（一）請依「課程情境」及「任務分析」，畫出情境流程圖。（利用線上流程圖工具http://draw.io）

　　（二）利用教師提供之scratch3.0程式模組，完成程式流程之適當連結。

　　（三）程式完成後，可與左右同學互相觀摩，調整修正。

　　（四）將程式作品上傳至Classroom作業區。

四、作業參考圖檔：

五、作業參考程式模組：

　　1.背景及說明程式碼

　　2.題庫測驗

　　3.取得彈藥

　　4.砲塔

　　5.砲管

　　6.砲彈

　　7.倒數及成敗判斷

　　8.怪物

六、教案設計

七、成果範例：

七、流程圖示意：(情境流程圖作業樣本)

八、情境流程圖作業樣本(點左方連結下載)：