NINTH GRADE · COMPUTER SCIENCE

0與1的藝術

資料表示與處理

單元一:二進位原理

電腦是「思考機器」,所有的輸入、處理、儲存、輸出,都靠電線的 0 與 1!

LEARNING GOALS

完成這一單元,你可以……

建議順序:概念 → 練習 → 挑戰
  • 01 用位元的權值讀出二進位數字。
  • 02 在十進位與二進位之間轉換。
  • 03 用 0 與 1 解釋電腦如何表示資料。

電腦的四大任務

無論電腦長得像手機、平板還是超級主機,它們都一定會做這四件事:

1 輸入 (Input)

就像電腦的「眼睛和耳朵」!用來接收你給它的指令,例如你敲鍵盤、點滑鼠,或對麥克風說話。

2 儲存 (Store)

就像電腦的「筆記本」!把你輸入的資料或做完的作業乖乖記下來,例如硬碟或記憶體。

3 處理 (Process)

就像電腦的「大腦」!負責把收到的資料拿來思考與數學計算,這就是 CPU (中央處理器) 的工作。

4 輸出 (Output)

就像電腦的「嘴巴或手」!把大腦想完的結果表現給你看,例如螢幕顯示畫面,喇叭放出聲音。

課前導讀:數據與二進制

觀看左側影片,並思考以下問題:

Q1:電腦發明是要幫我們做什麼?

傳統工具幫人類做「體力工作」,電腦則是幫助人類做「思考工作 (Thinking Work)」

Q2:電腦裡能儲存的最小單位叫什麼?

代表一條電線「開或關」狀態的最小資訊單位:位元 (Bit)

基礎熱身訓練
練習進度 1 / 5
請點擊下方圖示切換開關,湊出目標數值:
9
0
0
0
0
0
目前總和
0

提示:先找最接近目標、但不超過目標的權值。

BINARY BONANZA (5x5 挑戰賽)
在網格中 拖拉(滑動)相連的 3 顆 寶石,填滿右下角插槽

尚未選取:從任一顆寶石開始拖拉。

SCORE
0
LEVEL
1
TIME
60s
Target / 目標
0
位元權值8 - 4 - 1
x8
x4
x1

進階:情境解碼與換算挑戰

為什麼 7 天需要 3 個 Bit?

電腦的每一個開關 (Bit) 只有兩種狀態:關 () 與 開 ()。如果我們要幫星期一到星期日(共 7 天)編號,需要幾個開關呢?

  • 👉 1 個開關: 只能存 2 種狀況 (0, 1)。不夠!
  • 👉 2 個開關: 只能存 4 種狀況 (00, 01, 10, 11)。還是不夠!
  • 👉 3 個開關: 可以存 2³ = 8 種狀況。大於 7 天,剛剛好!

🧮 簡易雙向換算計算機

🎯 隨機換算測驗

1 / 5

(點選上方方塊切換數字)

WRAP-UP

課後回顧:0 與 1 能做什麼?

回到課程地圖

我能說明:一個位元為什麼只有兩種狀態。

我能計算:二進位 10110 代表多少。

我能連結:今天的練習如何對應電腦中的資料。

快速檢核

答對三題,取得本單元徽章。

0 / 3

1. 一個位元可表示幾種狀態?

2. 二進位 10110 是多少?

3. 最右邊位元的權值是?

從三題中找出你最需要再練習的概念。

PAIR TALK

同伴討論挑戰

先選擇,再說明理由

要用 5 個位元表示「一個月有幾天」,你會怎麼做?

選擇後,和同伴用「我選……因為……」說明你的理由。