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教师教案（2009——2010学年第一学期）课程名称：计算机文化基础授课学时：72授课班级：10建筑设备10道路桥梁10酒店管理10房地产经营任课教师：朱良学周次3教学时数2+2章节第一章第1节、第2节、第3节、第4节教学目的及要求了解计算机的产生和发展、计算机的特点及应用，掌握常用的软硬件知识，为计算机采购、组装与维护打下良好的基础，了解计算机工作原理。教学重点与难点教学重点：计算机系统的组成教学难点：计算机工作原理教学手段全部课程在计算机实验室进行授课。先在大屏幕上演示，然后让学生自行训练。或者边讲边练。教学方法主要通过多媒体课件进行讲解，学生作相应的练习作业P23页1、参考资料计算机文化基础（地质）大学计算机应用基础（高教）章计算机基础知识教学目标：了解计算机的发展简况掌握常用的软硬件知识，为计算机采购、组装与维护打下良好的基础了解计算机的工作原理，同时掌握计算机中的信息表示方法对各种计算机操作系统有一个大致了解1.1计算机的发展1.1.1电子计算机的问世1946年，世界上第一台电子数字计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorandCalculator）在美国宾夕法尼亚大学诞生。ENIAC计算机共用了18000多个电子管，重达30吨，占地面积约170平方米，耗电150千瓦，每秒能计算5000次加法。但与现代计算机相比，除了体积大、速度慢、能耗大外，它还有许多不足，如存储容量太小，要用外接线路的方法来设计计算程序等，但它却标志着计算技术已经进入了新的电子计算机时代。在ENIAC计算机研制的同时，另两位科学家冯•诺依曼与莫尔合作研制了EDVAC（ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer）计算机，它采用存储程序方案，即程序和数据一样都存在内存中，此种方案沿用至今，所以现在的计算机都被称为以存储程序原理为基础的冯•诺依曼型计算机。1.1.2现代计算机技术的发展1.第一代电子计算机第一代电子计算机是电子管计算机，时间大约为1946年第一台计算机研制成功到20世纪50年代后期。这一时期计算机的主要特点是：采用电子管作为基本元件，程序设计使用机器语言或汇编语言；主要用于科学和工程计算；运算速度为每秒几千次至几万次。2.第二代电子计算机第二代电子计算机是晶体管计算机，时间大约从20世纪50年代中期到20世纪60年代后期。这一时期计算机主要采用晶体管为基本元件，体积缩小、功耗降低，提高了运算速度（每秒运算可达几十万次）和可靠性；用磁芯作主存储器，外存储器采用磁盘、磁带等；程序设计采用高级语言，如FORTRAN、COBOL、ALGOL等；在软件方面还出现了操作系统。计算机的应用范围进一步扩大，除进行传统的科学和工程计算外，还应用于数据处理等更广泛的领域。3.第三代电子计算机第三代电子计算机是集成电路计算机，时间大约从20世纪60年代中期到20世纪70年代前期。这一时期的计算机采用集成电路作为基本元件，体积减小，功耗、价格等进一步降低，而运算速度及可靠性则有了更大的提高；用半导体存储代替了磁芯存储器；运算速度每秒可达几十万次到几百万次；在软件方面，操作系统日臻完善。这时计算机设计思想已逐步走向标准化、模块化和系列化，应用范围更加广泛。4.第四代电子计算机第四代电子计算机是大规模集成电路计算机，时间从20世纪70年代初至今。这一时期计算机的主要功能元件采用大规模集成电路；并用集成度更高的半导体芯片作为主存储器；运算速度可达每秒百万次至亿次。1.1.3新一代的计算机巨型化：由于科学技术发展的需要，许多部门要求计算机具有更高的速度和更大的存储容量，从而使计算机向巨型化发展。微型化：计算机体积更小、重量更轻、价格更低、更便于应用于各个领域及各种场合。目前市场上已出现的各种笔记本计算机、膝上型和掌上型计算机都是向这一方向发展的产品。网络化：计算机网络是计算机技术和通信技术互相渗透、不断发展的产物。计算机联网可以实现计算机之间的通信和资源共享。目前，各种计算机网络，包括局域网和广域网的形成，无疑将加速社会信息化的进程。多媒体化：传统的计算机处理信息的主要对象是字符和数字，人们通过键盘、鼠标和显示器对文字和数字进行交互。而在人类生活中，更多的是图、文、声、像等多种形式的信息。由于数字化技术的发展进一步改进了计算机的表现能力，使现代计算机可以集图形、声音、文字处理为一体，使人们面对的是有声有色、图文并茂的信息环境，这就是通常所说的多媒体计算机技术。1.2计算机系统的组成硬件系统由计算机所包含的基本硬件，和为用户提供人机交互手段以及大规模数据存储能力所配置的外部设备组成。常见的外部设备有键盘、鼠标、显示器、硬盘、打印机等等。软件系统包括系统软件、编译程序、数据库管理软件和各种应用软件等。系统软件用于有效地管理计算机系统的各种资源，合理地组织计算机的工作流程，并为用户提供友好的人机接口。比如最常见的系统软件就是操作系统。1.2.1计算机硬件系统计算机硬件系统包括计算机的主机和外部设备。它由五大功能部件组成，即：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。1.运算器运算器又称算术逻辑单元（ArithmeticLogicUnit，简称ALU）。它是计算机对数据进行加工处理的部件，包括算术运算（加、减、乘、除等）和逻辑运算（与、或、非、异或、比较等）。2.控制器控制器负责从存储器中取出指令，并对指令进行译码；根据指令的要求，按时间的先后顺序，负责向其他各部件发出控制信号，保证各部件协调一致地工作，一步一步地完成各种操作。控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。3.存储器存储器是计算机记忆或暂存数据的部件。（1）内存储器微型计算机的内存储器是由半导体器件构成的。随机存储器（RandomAccessMemory）特点：可以读出，也可以写入。读出时并不损坏原来存储的内容，只有写入时才修改原来所存储的内容。断电后，存储内容立即消失，即具有易失性。只读存储器（ReadOnlyMemory）特点是只能读出原有的内容，不能由用户再写入新内容。原来存储的内容是采用掩膜技术由厂家一次性写入的，并永久保存下来。它一般用来存放专用的固定的程序和数据，并且不会因断电而丢失。（2）外存储器外存储器主要有磁盘存储器、磁带存储器和光盘存储器等。磁盘是最常用的外存储器，通常可以分为软磁盘和硬磁盘两类。内存储器最突出的特点是存取速度快，但是容量小、价格贵；外存储器的特点是容量大、价格低，但是存取速度慢。内存储器用于存放那些立即要用的程序和数据；外存储器用于存放暂时不用的程序和数据。内存储器和外存储器之间常常频繁地交换信息。需要指出的是外存储器也属于输入输出设备，它只能与内存储器交换信息，不能被计算机系统的其他部件直接访问。4.输入设备输入设备是给计算机输入信息的设备。它是重要的人机接口，负责将输入的信息（包括数据和指令）转换成计算机能识别的二进制代码，送入存储器保存。常见的输入设备有以下几种：（1）键盘（Keyboard）5.输出设备输出设备是输出计算机处理结果的设备。在大多数情况下，它将这些结果转换成便于人们识别的形式。（1）显示器（Display）显示器是微型机不可缺少的输出设备，用户通过它可以很方便地查看送入计算机的程序、数据、图形等信息及经过计算机处理后的中间结果、最后结果。显示器是人机对话的主要工具。（2）打印机（Printer）打印机是计算机的另一种输出设备，用于把文字或图形在纸上输出，供阅读和保存。打印机按工作原理可以粗分为两类：击打式打印机和非击打式打印机。现在使用的打印机多数都是非击打式的喷墨打印机和激光打印机。属于击打式的针式打印机已经越来越少了，但它特别适合打印票据，所以财务人员还经常使用它。1.2.2计算机软件系统1.系统软件系统软件是指控制和协调计算机及其外部设备，支持应用软件的开发和运行的软件。其主要的功能是进行调度、监控和维护系统等等。系统软件是用户和裸机的接口，主要包括：（1）操作系统操作系统（OperatingSystem）是最基本最重要的系统软件。它负责管理计算机系统的各种硬件资源（例如CPU、内存空间、磁盘空间、外部设备等），并且负责解释用户对机器的管理命令，使它转换为机器实际的操作。常见的操作系统有：DOS、Windows、Linux、UNIX等。（2）文字处理程序微机用于办公自动化，文字处理是其重要内容，所以文字处理程序也是很基本的系统软件，如WPS、Word等。（3）计算机语言处理程序计算机语言可分为机器语言、汇编语言和高级语言。机器语言（MachineLanguage）。是指机器能直接认识的语言，它是由“1”和“0”组成的一组代码指令。汇编语言（AssembleLanguage）。实际是由一组与机器语言指令—一对应的符号指令和简单语法组成的。高级语言（HighLevelLanguage）。比较接近日常用语，对机器依赖性低，即适用于各种机器的计算机语言。如：BASIC、VisualBASIC、FORTRAN、C、C++、Java等。（4）数据库管理系统日常许多业务处理，都属于对数据组进行管理，所以计算机制造商也开发了许多数据库管理程序（DBMS）。较著名的适用于微机系统数据库管理程序的有SQLServer、Oracle、Mysql和VisualFoxPro等。另外，还有联网及通信软件、各类服务程序和工具软件等。2.应用软件应用软件是用户为解决各种实际问题而编制的计算机应用程序及其有关资料。如微软的Office系列，就是针对办公应用的。计算机软件已发展成为一个巨大的产业，软件的应用范围也涵盖了生活的方方面面，很多问题都有相应的软件来解决。以下是一些主要应用领域的软件：办公应用：MicrosoftOffice、WPS、OpenOffice等平面设计：Photoshop、Illustrator、Freehand、CorelDRAW等视频编辑与后期制作：AdobePremiere、AfterEffects、Ulead的会声会影等网站开发：FrontPage、Dreamweaver等辅助设计：AutoCAD、Rhino、Pro/E等三维制作：3DSMax、Maya等多媒体开发：Authorware、Director、Flash等程序设计：VisualStudio.Net、BolandC++、Delphi等1.2.3硬件和软件的关系硬件与软件是相辅相成的。硬件是计算机的物质基础，没有硬件就无所谓计算机。软件是计算机的灵魂，没有软件，计算机的存在就毫无价值。硬件系统的发展给软件系统提供了良好的开发环境，而软件系统发展又给硬件系统提出了新的要求。1.2.4计算机的性能指标1．运算速度计算机的运算速度是指计算机每秒钟执行的指令数。影响运算速度的主要因素有以下几个：（1）CPU的主频。（2）字长。（3）指令系统的合理性。2．存储器的指标（1）存取速度。内存储器完成一次读（取）或写（存）操作所需的时间称为存储器的存取时间或者访问时间。（2）存储容量。存储容量一般用字节（Byte）数来度量。3．I／O的速度主机I／O的速度，取决于I/O总线的设计。这对于慢速设备（例如键盘、打印机）关系不大，但对于高速设备则效果十分明显。例如对于当前的硬盘，它的外部传输率已可达20MB／S、40MB／S以上。1.3计算机的外存储器一般在电脑里最常见的外部存储器有软盘、硬盘和光盘三种。1.3.1软盘和软驱1．认识软盘3．认识软盘驱动器软盘驱动器对软盘进行读写操作，现在我们使用的都是3吋软驱，可以读写1.44M的3吋软盘。软驱由控制电路板、马达、磁头定位器和磁头组成1.3.2硬盘硬盘与其他记录介质相比，速度快、容量大，因此成为了计算机中最重要的存储设备。硬盘的结构和软盘差不多，是由磁道（Track）、扇区（Sector）、柱面（Cylinder）和磁头（Head）组成的。1.3.3USB与移动存储器1．USB简介USB是Univer