Вас вітає Інтернет конференція!
Вітаємо на нашому сайті
ВИКОРИСТАННЯ «MINECRAFT» ДЛЯ ВИВЧЕННЯ ЛОГІЧНИХ ЕЛЕМЕНТІВ
11.05.2022 22:44
[1. Інформаційні системи і технології]
Автор: Фурманова Наталія Іванівна, кандидат технічних наук, доцент, НУ «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя; Овчіннікова Наталія Іванівна, голова ЦК «Електроніка», ВСП «Запорізький електротехнічний фаховий коледж НУ «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя; Боровик Ярослав Віталійович, студент, ВСП «Запорізький електротехнічний фаховий коледж НУ «Запорізька політехніка», м. Запоріжжя
«Minecraft» – це найпопулярніша гра в жанрі “пісочниця”, в якій користувач не має обмежень для своїх дій. Пісочниця – жанр відеоігор, де гравець має можливість створювати, змінювати або знищувати своє оточення. «Minecraft» належить до ігор з найширшою аудиторією і визнана найпродаванішою відеогрою в історії. Тут можна як і будувати, так і змагатися з іншими людьми у так званих «міні-іграх» на різноманітних серверах. Але ця гра передусім дає змогу виразити свою креативність.
В «Minecraft» також існують механізми, які являють собою аналог електричного струму, але в досить спрощеному вигляді. Наприклад, в «Minecraft» або є сигнал, або його немає. Не існує поняття “струм”, “напруга”, “опір”, але є сила сигналу, яка складає 15 одиниць. Щоб подовжити сигнал, можна використовувати “Редстоуновий повторювач”. Для з’єднання різних схем, використовують “Редстоун”. Генератором сигналу виступають редстоун факел, блок редстоуну, важіль, кнопка, натискна плита, детектор денного світла, але використовують в основному тільки три генератори (редстоун факел, важіль, кнопка). Генератором сигналу також може бути компаратор, який може детектувати сигнал зі скриньки, воронки та інших блоків, в які можна покласти якісь предмети (рис 1). Компаратор також має здатність порівнювати сигнал з двох входів (рис. 2). Формула порівняння у компаратора наведена у формулі (1).
Механіка редстоуну в «Minecraft» дозволяє нам створювати різноманітні логічні схеми, які ми використовуємо в житті. Наприклад в «Minecraft» можна побудувати логічний елемент І, АБО, НІ, виключне АБО, АБО-НІ, І-НІ і інші. Наведений приклад представлений на рис. 3. Всі ці елементи працюють так само, як і в реальних схемах, що дає нам змогу використовувати програми для побудови логічних схем і дослідження принципу їх дії в «Minecraft». Зеленим кольором нас позначені входи, а лампа являє собою вивід схеми.
Які логічні схеми можна створити за допомогою таких елементів? В першу чергу, це суматор, проте можна зробити схеми інших пристроїв, зокрема, запам’ятовуючих пристроїв. Для побудови схем було використано програму «Logisim». Схема суматора була спочатку побудована у «Logisim», а потім перенесена в «Minecraft».
Для викладання студентам принципів роботи суматора можна використати наступне пояснення. Як працює суматор? Спочатку треба з’ясувати, що комп’ютер як і будь-який пристрій не розуміє людської мови. Як в такому випадку можна віддавати команди комп’ютеру? Комп’ютер може розуміти тільки двійкову систему, яка складається з двох чисел 1 та 0 (є сигнал чи його нема). За допомогою різноманітних елементів ми можемо створювати різноманітні логічні схеми, які при певних умовах будуть видавати нам ту відповідь, яка потрібна. Щоб зрозуміти, як повинен працювати суматор, нам необхідно розібратися як рахується двійковий код.
Ми можемо складати тільки два двійкових числа. Наприклад, спробуємо розрахувати число 010011 та 111001 (формула 2):
Сума двійкового коду здійснюється справа наліво, а читання – зліва направо. При складанні двох нулів ми отримуємо 0. При складанні одиниці з нулем ми отримуємо 1 і заповнюємо повністю розряд. При складані двох одиниць ми повністю заповнюємо наш розряд, тому ми пишемо 0, а 1 ми переводимо у наступний розряд.
Тепер нам потрібно цю логіку перенести на схему. Для цього спочатку побудуємо схему суматора одного біту в програмі, щоб отримати потрібний результат (рис. 4).
Для того, щоб створити суматор для більшої кількості біт нам потрібно продублювати цю схему, прибрати третій вхід, а на його місце під’єднати другий вивід першого суматора (рис. 5).
Тепер завданням є перенесення схеми в «Minecraft». Для цього будемо використовувати логічні елементи, які були представлені раніше (рис. 6).
Для того, щоб отримати суму чисел 010011 та 111001 (формула 2), потрібно продублювати цю схему (рис. 6) 3 рази, але схема в таких масштабах буде займати багато місця, тому за допомогою різних маніпуляцій вдалось зменшити схему в значній мірі (рис. 7).
Із матеріалу «Minecraft» «зелена шерсть» маємо число 010011, а із матеріалу «червона шерсть» – 111001. Чому вони розташовані почергово? Оскільки при простому ручному розрахунку двійкового коду були розраховані окремі розряди чисел, в суматорі розрахунок здійснюється аналогічно.
Де можна використовувати суматор? Суматор являє собою універсальну схему, яка за допомогою складання двійкового коду може виконувати різні дії.
Застосування ігрового підходу покращує сприйняття інформації студентами, підвищує їхню зацікавленість в ігровому процесі та сприяє закріпленню знань за дисциплінами, що вивчаються.
Література
1. Логічні елементи цифрових пристроїв. Тригерні схеми та їх застосування [Електронний ресурс] – Режим доступу: https://org2.knuba.edu.ua/mod/book/view.php?id=32482
2. Minecraft [Електронний ресурс] – Режим доступу: https://uk.wikipedia.org/wiki/Minecraft
3. Добро пожаловать в Minecraft [Електронний ресурс] – Режим доступу: https://www.minecraft.net/
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License
Знайшли помилку? Виділіть помилковий текст мишкою і натисніть Ctrl + Enter
Інші наукові праці даної секції
-
ВИКОРИСТАННЯ ХМАРНОГО СЕРЕДОВИЩА GOOGLE WORKSPACE ДЛЯ ОРГАНІЗАЦІЇ ВІРТУАЛЬНОГО ОСВІТНЬОГО СЕРЕДОВИЩА В ЗАКЛАДІ ОСВІТИ
13.05.2022 14:00 -
РОЗРОБКА СИСТЕМИ ДЛЯ АНАЛІЗУ ЗВ'ЯЗКІВ НА ОСНОВІ ГРАФОВИХ РОЗПОДІЛЕНИХ БАЗ ДАНИХ
13.05.2022 10:55 -
ВИКОРИСТАННЯ МУРАШИНОГО АЛГОРИТМУ ДЛЯ ПОШУКУ БЛИЗЬКОГО ДО ОПТИМАЛЬНОГО МАРШРУТУ
11.05.2022 18:59 -
DEVELOPMENT OF PRINCIPLES OF VPN-TUNNELING
11.05.2022 16:05 -
ANALYSIS OF THE FEASIBILITY OF USING VPN
11.05.2022 16:01
Конференції
Конференції 2025
Конференції 2024
Конференції 2023
Конференції 2022
Конференції 2021
