显现隐藏的计算需求
——芯片的输入、计算和输出

陈凯 上海市位育中学

在对一些技术产品的习以为常的使用中，人们往往容易忽视那些已然成熟的技术成果在成为如今的样子之前，需要突破哪些技术上的瓶颈，而人类的思维，又在这些突破过程中起到某种作用。在信息技术教学中，教师们相对熟悉的，往往是与某种实际需求达成有关的活动设计，如综合使用算法程序、数据库、电子开发板、单片机、传感器、芯片等软硬件的单元进行有创造性的设计制作，但却容易忽视这些软硬件单元本身作为一种技术成果，在其功能实现的过程中所蕴藏的思维方法上的价值。这一点可以通过分析文献数据库中一线教师提供的教学活动设计案例的种类得到验证。

一种简单的过程和控制系统框图如图1所示。相对于从内存中调取指令的单片机或电子开发板，一个单一功能的芯片更容易对应“输入——处理（计算）——输出”的过程。

数字逻辑芯片接收的输入值是一个或若干个开关量（0或1），而输出值是逻辑运算后的一个开关量。例如，一个非门芯片的作用就是将输入开关量的数值取反，输入0则输出1，输入1则输出0。对类似于这样简单功能的技术产品，如何挖掘出其功能之所以能够实现的背后所隐藏的技术思想？笔者试图借助一系列可亲自动手的设计和实践体验活动，引导学生逐渐发现为实现一个计算（即便是非常简单的计算）过程而必须解决的问题。

● 基于多米诺骨牌的计算装置

使用一组多米诺骨牌就可以实现部分逻辑运算，图2和图3分别是实现或和与这两种逻辑运算。……