第一章计算机系统基础

1年月日课题计算机基础知识周次学时1、了解计算机的发展2、了解计算机的分类与应用教学目标3、了解计算机硬件系统组成4、了解计算机软件组成5、掌握数据在计算机中的表示与运算6、了解数据在计算机中的表示与存储教具进度与方法授课内容导入：计算机是一种处理信息的电子工具，它能自动、高速、精确的对信息进行存储、传送与加工处理。计算机的广泛应用，推动了社会的发展与进步，对人类社会生产、生活的各个领域产生了及其深刻的影响。可以说，当今世界是一个丰富多彩的计算机世界，计算机知识已融化到人类文化之中，成为人类文化不可缺少的一部分。在进入信息时代的今天，学习计算机知识，掌握和使用计算机已成为每一个人的迫切需求。下面我们就来了解计算机的有关知识。提问：在计算机出现之前，人们采用了哪些方法和工具进行计算？计算机基础知识1.1计算机的发展一、早期计算工具的发展1、算筹时代2、算盘时代二、早期计算机史的发展1、机械时代2教法与说明教学内容结合P3表1.1进行讲授结合P4图1-5进行讲授结合P5图1-6、1-7进行讲授结合P5图1-8、图1-9进行讲授提问：什么是微型计算机？它具有哪些特点？提问：我们所知道的未来新型计算机有哪些？它们分别具有怎样的特点？提问：根据我们对计算机的了解，请大家谈谈如何让对计算机分类。2、机电时代三、现代计算机的发展1、1946年，美国宾夕法尼亚大学研制出世界上第一台电子数值计算机ENIAC。用途：进行弹道计算的数值分析。2、计算机发展的四个时代时代年份电子器件特点第一代1946~1953电子管磁鼓、磁带；机器语言和汇编语言第二代1954~1963晶体管磁芯存储器（王安）、出现高级程序设计语言第三代1964~1970中小规模集成电路大型化，集中式计算，远程终端第四代1971~至今大、超大规模集成电路超大型化，计算机化，嵌入式，图形用户界面，多媒体，网络通信，网格计算三、微型计算机的发展四、未来新型计算机1、超导计算机2、量子计算机3、光子计算机4、生物计算机5、神经计算机1.2计算机的类型一、计算机的分类3教法与说明教学内容提问：根据我们对计算机的了解，请大家谈谈，微机分成哪几类。结合P11图1-12、13进行讲授结合P12图1-14、1-15、P13图1-16、1-17、进行讲授提问：根据我们对计算机的了解，请大家谈谈计算机的基本结构和原理。结合P14图1-18进行讲授结合P19图1-19、20、21进行讲授结合P17图1-24进行讲授结合P18图1.25进行讲授1、微机定义的不确定性按产品：个人计算机、苹果微机、笔记本、平板微机、掌上微机2、PC系列微机3、苹果系列微机4、掌上微机1.3计算机基本工作原理及结构一、计算机的基本工作原理1、冯·诺依曼计算机结构模型数据流控制流输入设备输出设备运算器控制器存储器2、采用二进制形式表示数据和指令3、存储程序二、指令与指令系统1、指令2、指令系统3、指令的执行三、微机系统结构1.早期的计算机系统结构多总线设计，南北桥结构2.目前的计算机系统结构以CPU为核心的控制中心分层结构，3.微机系统的“1-3-5-7”规则4教法与说明教学内容提问：根据对计算机硬件的了解，请大家谈谈计算机的硬件有哪些？结合P22图1.28进行讲授结合P22图1.29进行讲授结合P24图1.30进行讲授四、非冯·诺依曼计算机结构非冯·诺依曼结构：是由数据而不是由指令来驱动程序执行。1.4计算机硬件系统的组成一、计算机系统的组成1、计算机系统2、微机硬件的基本组成从外观看，一台微机由主机（包括内存）和外部设备（包括外存）组成。在主机箱内有主板（包括CPU和内存、总线扩展槽）、外存、输入输出接口电路等，二、CPU系统1.CPU的组成中央处理器CPU（核心）：它执行对信息的处理与控制，是整个微型机的核心，它是一个大规模集成电路芯片。决定微机的档次。2、CPU的类型主流产品Intel公司的Pentium(奔腾）系列和AMD公司的Athlon(速龙）系列P4CPU:奔腾、赛扬、至强、迅驰3、CPU的技术性能字长：CPU一次所能处理的数据的二进制位数；CPU字长有8bit，16bit，32bit，64bit等，目前流行的微机主要采用32bit。工作频率：即CPU每秒所能执行的指令条数，常用主频表示，CPU主频通常以MH（兆赫）和GH（千兆赫）为单位，１MH指每秒执行１百万条指令。目前流行的CPU的主频均已达GH数量级高速缓存（cache)（128KB～2MB)4.CPU技术的新发展多核CPU技术64位CPU低功耗CPU嵌入式CPU二、主板1、主板功能：主板是计算机中重要的部件。主要功能是传输电子信号。计算5结合P26图1.31进行讲授结合P28图1.33、34进行讲授结合P29表1.3进行讲授结合P30表1.35、36、37进行讲授结合P38图1.42进行讲授结合P39图1.43进行讲授结合P41图1.44进行讲授机的性能、功能、兼容性都取决于主板设计。目前主板的系统结构为控制中心结构。主流产品是ATX主板。北桥芯片－决定主板性能高低南桥芯片－决定主板功能多少BIOS芯片－决定主板兼容性好坏2、CPU插座目前CPU均采用Socket插座，Socket插座根据CPU引脚的多少进行编号3、芯片组生产芯片组的厂商有Intel、AMD、VIA、SIS等少数企业。4、存储器系统计算机的存储器用来存放程序和数据，其容量的大小、存取数据速度的快慢将直接影响到微机系统的性能。1.内存2.硬盘驱动器3.软盘驱动器4.光盘和光盘驱动器5.优盘6.移动硬盘5、总线与接口1.总线2.I/O接口6、输入输出设备1.键盘2.鼠标3.扫描仪4.显示器5.打印机1．5、计算机软件系统的组成6提问：让学生说出自己常用的软件，然后归类。小结作业一、系统软件1.操作系统2.网络服务3.数据库系统4.程序设计软件5.语言处理程序二、应用软件1.办公自动化2.多媒体应用软件3.辅助设计软件4.企业应用软件5.网络应用软件6.安全防护软件7.系统工具软件8.娱乐休闲软件1.6数据在计算机中的表示与存储1、数值数据的表达2、字符数据的表示1、计算机基本原理和结构2、计算机软硬件的组成第1章课后习题