第一章——计算机基础知识[1,2].docVIP

第一章 计算机基础知识 教学内容 §1.1 计算机概论 §1.2 计算机中信息的表示与编码 §1.3 计算机的系统组成与工作原理 §1.4 微型计算机系统结构与配置 教学目标 掌握计算机的概念，了解计算机的发展史及应用； 掌握计算机的主要特点，了解计算机未来的发展趋势； 清楚计算机与计算器的本质区别； 了解二进制数在计算机中的应用，掌握各种数制的表示及其相互转换； 掌握计算机硬件系统的组成和各部件的相互关系及其功能； 掌握计算机软件的概念、分类及应用； 掌握计算机的基本工作原理； 了解微型机的主要部件； 掌握微型机的主要性能指标以及微机的配置。 教学重点及难点 重点： 计算机的概念、特点和分类； 计算机系统的组成； 计算机的工作原理； 二进制数的表示及其转换； 信息编码。 难点： 冯·诺依曼的三个思想，计算机硬件系统五大部分的相互关系，计算机的工作原理； 各种进位制数的相互转换； 微型机的主要性能指标； 计算机中不同数制之间的转换； 信息编码。 教学方式与方法 演示讲解法，案例教学法，与多媒体教学演示相结合 实施教学 第一部分：新授课（80*2分钟） 第二部分：练习（5*2分钟） 第三部分：概括和总结（5*2分钟） 第四部分：布置作业（5*2分钟） 第五部分：熟悉教材（5*2分钟）§1.1 计算机概论 计算机的产生 1. 根源：发明科学计算的机器 2. 经历了3个时代：算盘时代、机械时代、机电时代。 算法时代：经历时间最长，手动完成； 机械时代：由人来提供动力使各种机械装置自动传送数据。 机电时代：由电力来代替力使各种机械装置自动传送数据。 1946年ENIAC的研制标明了正式进入了计算机时代。 计算机是一种能够存储和执行人们预先设定的指令序列（程序），进行信息处理的电子设备。 由于计算机能代替人脑部分工作,所以又被称为电脑。英文名为Computer。通常人们所说的PC机是指个人计算机，它是“Personal Computer”的缩写。 计算机的发展 1946年2月，世界上第一台真正意义上的电子计算机ENIAC（电子数字积分和计算机）诞生于美国宾西法尼亚大学。 占地170平方米，重达30吨，启动电力160千瓦，18800个电子管，70000多个电阻器，5000000个焊接点，内存容量16KB,字长12位，每秒5000次。 2. 计算机的发展已经经历四代。划分标准：计算机所采用的逻辑元件。P10 表1.1 第一代（1946~1957）电子管5千~4万（次/秒） 其特点是体积庞大，运算速度慢，价格高昂，耗电量大。多用于国防军事方面。 第二代（1958~1964）晶体管几万~几十万（次/秒） 体积较第一代变小，耗电量降低，运算速度和可靠性得到了进一步的提高，在这一阶段，人们开始使用计算机高级语言编写程序，其应用领域也扩展到数据处理，事务管理和工业控制等方面，同时其用途也渐渐地由军用转向民用。 第三代（1965~1970）集成电路几十万~几百万（次/秒） 所谓集成电路就是把几个、几十个，或更多的晶体管集成到一个几平方毫米，甚至更小的硅片上。现在的家电大多数都采用集成电路。 第三代计算机的逻辑元件就采用了集成电路。第三代的计算机的体积更小，更省电，运算速度更高，稳定性更好，在软件方面出现了操作系统及计算机网络。计算机被广泛应用于科学计算、工业控制、数据、事务处理和实务控制等多方面。 第四代（1971~）集成电路几百万~几亿（次/秒） 在这个阶段，计算机逻辑元件的集成度更高，每个芯片上都有超过10万个的元件，使得计算机进一步小型化、微机化。运算速度可达每秒几百万次，同时由于采用了高清晰度的彩色显示器，外部设备更新、更好，在软件方面出现了WINDOWS和UNIX，同时形成了INTERNET（国际互联网）。 未来计算机的发展方向：智能计算机。 我国计算机的研制情况 1958年，第一台计算机研制成功 1964年，研制出晶体管计算机 1970年，研制出集成电路计算机 1983年，研制出“银河-I”号巨型计算机（每秒钟1亿次） 1992年，“银河-II”巨型计算机研制成功（每秒10亿次） 1997年，“银河-III”每秒百亿次巨型计算机研制成功 1999年，银河四代巨型机研制成功 2000年， “神威I”研制成功（每秒3480亿次），继美、日之后，世界上第三个具备研制高性能计算机 2010年11月，在国际超级计算机TOP 500组织正式发布第36届世界超级计算机500强排名中，中国在前十中占有２席，“天河一号”排名第一，“曙光星云”排名第三。 计算机的特点 高速度：计算机的运算速度通常是以每秒进行多少次加法运算来表示。 目前巨型机的速度可达每秒百亿次，微机也可达每秒几十万次。例如：“天气预报”需对收集到的有关温度、湿度、气压、空气密度等数据进