IP地址与二进制

【课题名称】IP地址与二进制

【教学目的及要求】

1．知识和技能目标

(1)了解 IP 地址的概念及表现形式

(2)了解静态地址与动态地址

(3)掌握 IP 地址的格式及分类

(4)掌握A、B、C三类网络默认的子网掩码

2．过程和方法目标

(1)能根据 IP 地址判断网络类型

(2)培养学生的实践能力，实现概念和实践的衔接

3．情感态度和价值目标

(1)体会IP地址在网络中的重要地位。

(2)让学生认识到 IP 地址资源的有限性及分配的不平衡，体验民族的危机感。

(3)培养学生在自主探究学习的过程中勇于克服困难，体验成功。

【教学重点】

(1)IP 地址的格式

(2)子网掩码的理解

【教学难点】

(1)判断IP地址的类型

(2)子网掩码的划分规则

【授课类型】新授课、理论课

【教学方法】讲授法、演示法、任务驱动法

【教具配备】多媒体教室、自制多媒体课件

【教学过程及时间分配】；

一、新课导入（1分钟）

教师设疑启发：大家知道写信需要地址，打电话需要电话号码，那么Internet上的计算机有地址或号码吗？

学生讨论

二、讲授新课

(一)IP地址 (30分钟)

1．IP地址定义

IP地址是网络上任意一个设备用来区别于其他设备的唯一可标识的地址。

2．IP地址的表示形式

每个IP地址由32位二进制组成，如：

11000000101010001111111100000001

为了方便记忆，把32位二进制数分成4段，每段8位，中间用小数点隔开，将每8位二进制数转换成十进制数。

学生思考： IP地址每段表示的十进制数最小值、最大值各为多少？

教师演示：查看本机的 IP 地址

方法一、通过IPCONFIG命令

方法二、右击“网上邻居”，选属性，右击本地链接，选属性，找到Internet协议，选属性

学生上机操作

3．IP地址的组成

一个IP地址由网络地址和主机地址两部分组成。

网络地址：用于标识一个逻辑网络。

主机地址：用于标识一个网络中的一台主机。

学生思考：

(1)同一网络中的主机的网络标识是否相同？

(2)同一网络中的主机的主机标识能否相同？

4．IP地址的分类

IP地址中的网络地址分为（A、B、C、D、E）五类，每一类网络可以从IP地址的第一个数字看出。(可以二进制位,也可以是十进制位)

A类地址：高端第1位为0，前一个字节表示网络编号，后三个字节表示主机编号，IP地址范围为1—126,用于大型网络。

B类地址：高端前二位为10， 前两个字节表示网络编号，后两个字节表示主机地址，IP地址范围为128—191,用于中型网络。

C类地址：高端前三位为110， 前三个字节表示网络编号，后一个字节表示主机地址，IP地址范围为192—223,用于较小型网络。

D类地址：高端前四位为1110，其余位用于标识主机，IP地址范围为224—139,目前主要用于多路传送和组寻址等。

E类地址：高端前四位为1111，IP地址范围为240—255,它是实验地址，保留将来使用。

说明：A类、B类与C类地址为基本的IP地址

学生思考：

1．A、B、C三类网络，每类网中的网络数与主机数各是多少？

2．下列IP地址分别属于哪类网络，它们的网络标识和主机标识分别是什么？哪些主机在同一网络中。

①59.49.241.1 ②221.11.167.51 ③59.168.61.23

④139.56.123.69 ④139.56.66.56 ⑤221.11.167.80

5．几种特殊的IP地址

(1)如果IP地址的第1个字段值为127，则表明是本机地址。这种地址是用来做循环测试用的，不可用作其它用途。

(2)在地址分配时，主机部分为0和255的两个值不能分配给任何主机。 主机地址全为0是网络标识地址，代表这个网络。

主机地址全为1是广播地址，代表网络中的所有主机。

6．动态地址和静态地址

动态地址是指，当用户上网时，网络临时分配给用户某一地址。

静态地址是指，某台计算机拥有固定不变的IP地址。

学生思考：

我们什么时候使用动态IP地址，什么时候使用静态IP地址？

7．下一代的网际协议IPv6

目前我们使用的第二代互联网IPv4技术。它的最大问题是网络地址资源有限，以至目前的IP地址资源将要用完。地址不足，严重地制约了我国及其他国家互联网的应用和发展。

IPV6包括128位二进制。

学生练习（课件）

二、子网和子网掩码（10分钟）

在实际应用中，还会出现网络数不够的情况，这时采用将主机标识部分的一些二进制位划出来，用作本网络的各个子网，剩余的部分用作相应子网内的主机标识部分，这样，地址就变形为：

“网络+子网+主机”

子网掩码也是由32位二进制位组成，采用4字段点分十进制表示。

确定子网掩码的规则

(1)凡是IP地址的网络和子网标识部分都用二进制1表示；

(2)凡是IP地址的主机标识部分都用二进制0表示；

? 各标准类地址的默认子网掩码如下：

A类：255.0.0.0

B类：255.255.0.0

C类：255.255.255.0

例：如果单位某台主机的IP地址为172.18.150.4，同时该单位没有做过子网分割，那么与这个IP地址对应的子网掩码为多少？

答：因为172.18.150.4为B类IP地址，因此，网络地址为172.15.0.0，而主机地址为0.0.150.4

所以，根据子网掩码的构成特点，网络地址的二进制形式中的每一位用1代替，转成十进制形式即为255.255，而主机部分的二进制形式中的每一位用0代替，即0.0

因些，与IP地址172.18.150.4对应的子网掩码为255.255.0.0

注意：

（1）子网掩码的某一段中1必须是连续的，0也必须连续。

（2）必须与IP地址配合使用才有意义。单独的子网掩码不具有任何意义。 学生练习(课件)

三、小结：（3分钟）

1．IP地址的表示形式

2．IP地址的组成

3．IP地址的分类

4．静态IP地址与动态IP地址

5．子网掩码的组成

6．确定子网掩码的规则

四、作业：（1分钟）

1．如何查看本机的的IP地址?

2．Internet网络中的每个主机都有唯一的IP地址，如何确定这些地址的类别？

3．通过网络，课下学习有关IPV6的相关知识。

【板书设计】

课题：IP地址与子网掩码

一、IP地址

1．IP地址的概念

2．IP地址的表示形式

3．IP地址的查看方法

4．IP地址的组成

5．IP地址的分类

6．静态IP地址与动态IP地址

二、子网掩码

1．子网掩码的组成

2．确定子网掩码的规则

 

浅谈二进制思想-《IP地址》教学有感

常州市第三中学 夏国生

众所周知，二进制是计算技术中广泛采用的一种数制,现代的电子计算机技术全部采用的是二进制，因为它只使用0、1两个数字符号，非常简单方便，易于用电子方式实现。计算机内部处理的信息，都是采用二进制数来表示的。二进制（Binary）数用0和1两个数字及其组合来表示任何数。进位规则是“逢2进1”，数字1在不同的位上代表不同的值，按从右至左的次序，这个值以二倍递增。除了数值外，英文字母、符号、汉字、声音、图象等数据在计算机内部也采用二进制数的形式来编码。目前最常用的是使用国际标准代码ASCII码（美国标准信息交换码）。

二进制的由来：

戈特弗里德·威廉·莱布尼茨(Gottfried Wilhelm Leibniz，1646年7月1日-1716年11月14日)是德国历史上的一线哲学家和数学家，与牛顿各自独立发明微积分，拓扑学的提出者，作为计算机基础的“二进制”的主要发现者，历史上少见的通才，他的研究领域涉及到数学、哲学、逻辑学、力学、地质学、法学、历史、语言、法律及神学等，被誉为17世纪的亚里士多德。莱布尼茨重新发现二进制的时间大约是在1672-1676年。1679年3月15日，他写了题为《二进算术》的论文，对二进制进行了充分的讨论，并建立了二进制的表示及运算。1696年,他向奥古斯特公爵介绍了二进制，公爵深感兴趣。1697年1月，莱布尼兹还特地制作了一个纪念章献给公爵。上面刻写着拉丁文：“从虚无创造万有,用一就够了”。由此可看出,莱布尼茨对二进制的极大偏爱存在神学方面的原因。在他看来,一切数都可以用0和1创造出来，这正可以作为基督教《圣经》所说上帝从“无”创造“有”的象征。也就是说,从二进位制中，莱布尼茨发现了上帝创造世界的证据。

二进制与太极图：

太极八卦，博大精深，在中华民族传统科学文化中占有重要地位。它的内涵和精神，应当作科学的分析和研究。几千年来，中国传统科学与西方科学是沿相向平行的方向发展的。20世纪初相对论创立以后 ，中国传统科学与西方现代科学，才有了在自然构造的对称性这一普遍原理上实现联系达到统一的前景。所以爱因斯坦说：“令人惊奇的倒是这些发现 (在中国 )全都做出来了。” 太极图也是一个二进制的递进关系，从这个角度讲，古太极图的发明者肯定是看懂了伏羲八卦中的二进制关系，然后反其道而行之，作出了古太极图，同时中间又画了八卦鱼这个符号，它很有意义。从太极图上可以体悟到，任何事物在发展的初期会发展很快，可到了后期，由于各种各样的原因，就会变慢，不会一直沿着直线发展，到了最后只能沿着外沿旋转浅析《易经》与“二进制”国学智慧。据说爱因斯坦看到了我们的古太极图后讲了一句话：“近现代的科学技术似乎就是为了表达东方人的思想”。此话一出，引起世人对东方文化的关注，爱因斯坦曾提出一个“有界无边”的宇宙模型。所谓“有界”就是它是一个圆，“无边”就是圆在沿着外围慢慢向外扩张。而现在所拍到的星系爆炸图都是螺旋方向的，为什么?在星系爆炸的后期，由于万有引力的作用不可能沿直线运动，只能沿着这个螺旋方向。所以太极图道出了事物发展的一般规律，任何事物到一定程度不能着急，欲速则不达。黑格尔在《精神现象学》写完以后，他认为他掌握了宇宙、自然界和人类社会发展的一般规律，他认为东方人没有哲学思想，东方人头脑中仅有一点点朦胧的辩证色彩在他看到这副图后，他发现这张图里学问很大，而且表达手法比他的思想要简洁很多。各卦爻之间都是相互对立的，而且可以看出其中的变化，蕴含着肯定与否定，量变到质变的思想，所以说它是一个辩证的符号系统，不是 “a>b>c”的符号关系。

二进制思想的应用：埃塞俄比亚人的乘法

据说埃塞俄比亚人惯用翻倍和减半的办法做乘法。例如有个人要买15只羊，每只羊售价13元，他是这样计算要花多少钱的：把13写在左面，15写在右面，然后将左面的数字减半；得6又1/2。他们不用分数，因此省略1/2，把6写在3的下面。再将右面的数字翻倍，得30。按此程序计算下去，直到左面的数字为1。

二进制思想的应用：有1000瓶液体，无色无味，外表完全一样，其中一瓶是毒药，有10条警犬，警犬喝过毒药后两小时后死亡。问，如何在两个小时后确定哪瓶是毒药。

分析：因为要通过10只警犬，区分出1000瓶中的唯一一瓶毒药。
     首先，假想10只警犬即十个二进制位，可以表示两个值，两种状态。则，可以演化出2^10 = 1024种状态。
     然后，对1000瓶药水进行编号。
     从00000 00001
     00000 00011
      .....
     11111 01000
     总共1000个编号。对警犬1喂最后一位为1的药水，对警犬2位倒数第二位为1的的药水.....对警犬十喂倒数第十位为1的药水。
     此时根据警犬的状态，可判断药水是否有毒。
如：
     当警犬1死，其余不死时，判断00000 00001有毒。
     当警犬2死，其余不死时，判断00000 00010有毒。
总结：  
     即，几号警犬死亡，则对应位为1，其余位为0的标签药水有毒。

不知道你看懂了吗？

《IP地址与二进制》评课记录

万江：执教者整体水平较好，在教师的教育观念与教学思想的更新上，对教学内容的驾驭与处理上，教学方法与教学手段的优化组合上，教学模式的研究探索上，均有一定程度的创新和突破，采用“任务驱动”式教学模式。教师在整个教学过程，以完成一个个具体的任务为线索，把教学内容巧妙地隐含在每个任务之中。学生在教师的引导下，通过完成一个个任务逐步掌握所学的知识与技能。真正为学生营造一个建构知识、寓学于实践的环境，让他们在这个环境里，充满兴趣愉快地进行学习，突出了在“做”中“学”的思想。通过教师“展示任务”、“讲解演示”，激发和保持了学生的学习积极性。学生通过任务的完成，使他们有成就感。 

姚雪娟：创设情境，让学生体会信息技术的趣味性和实用性，所举的例子都贴近学生的学习和生活，是学生所熟悉和感兴趣的。调动了学生学习积极性。

石红：该教师在学生练习阶段突出了自主性学习和协作性学习。首先，选择的主题与学生的学习生活、社会生活密切相关。其次，给予学生个体选择的机会。可以在多个主题中选择自己喜欢的主题。第三，采用分组协作式学习。使学生之间保持融洽的关系、相互合作的态度，共同完成作品。有利于提高学生自我协调的能力，培养与人共事的协作精神、利于学生健康情感的形成。