第一章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)

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1、 年 月 日 課題 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識 周次 學(xué)時(shí) 1、了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展 2、了解計(jì)算機(jī)的分類與應(yīng)用 教學(xué)目標(biāo) 3、了解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成 4、了解計(jì)算機(jī)軟件組成

2、 5、掌握數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示與運(yùn)算 6、了解數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示與存儲 教具 進(jìn) 度 與 方 法 授 課 內(nèi) 容 導(dǎo)入： 計(jì)算機(jī)是一種處理信息的電子工具，它能自動(dòng)、高速、精確的對信息進(jìn)行存儲、傳送與加工處理。計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，對人類社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了及其深刻的影響?？梢哉f，當(dāng)今世界是一個(gè)豐富多彩的計(jì)算機(jī)世界，計(jì)算機(jī)知識已融化到人類文化之中，成為人類文化不可缺少的一部分。在進(jìn)入信息時(shí)代的今天，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識，掌握和使用計(jì)算機(jī)已成為每

3、一個(gè)人的迫切需求。下面我們就來了解計(jì)算機(jī)的有關(guān)知識。 提問： 在計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之前，人們采用了哪些方法和工具進(jìn)行計(jì)算？ 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識 1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展 一、早期計(jì)算工具的發(fā)展 1、算籌時(shí)代 2、算盤時(shí)代 二、早期計(jì)算機(jī)史的發(fā)展 1、機(jī)械時(shí)代 教 法 與 說 明 教 學(xué) 內(nèi) 容 結(jié)合P3表1.1進(jìn)行講授 結(jié)合P4圖1-5進(jìn)行講授 結(jié)合P5圖1-6、1-7進(jìn)行講授 結(jié)合P5圖1-8、圖1-9進(jìn)行講授 提問： 什么是微型計(jì)算機(jī)？它具

4、有哪些特點(diǎn)？ 提問： 我們所知道的未來新型計(jì)算機(jī)有哪些？它們分別具有怎樣的特點(diǎn)？ 提問： 根據(jù)我們對計(jì)算機(jī)的了解，請大家談?wù)勅绾巫寣τ?jì)算機(jī)分類。 2、機(jī)電時(shí)代 三、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展 1、1946年，美國賓夕法尼亞大學(xué)研制出世界上第一臺電子數(shù)值計(jì)算機(jī)ENIAC。 用途：進(jìn)行彈道計(jì)算的數(shù)值分析。 2、計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)時(shí)代 時(shí)代 年份 電子器件 特點(diǎn) 第一代 1946~1953 電子管 磁鼓、磁帶； 機(jī)器語言和匯編語言 第二代 1954~1963 晶體管 磁芯存儲器（王安）、 出現(xiàn)高級程序設(shè)計(jì)語言 第三代

5、1964~1970 中小規(guī)模集成電路 大型化，集中式計(jì)算，遠(yuǎn)程終端 第四代 1971~至今 大、超大規(guī)模集成電路 超大型化，計(jì)算機(jī)化，嵌入式，圖形用戶界面，多媒體，網(wǎng)絡(luò)通信，網(wǎng)格計(jì)算 三、微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展 四、未來新型計(jì)算機(jī) 1、超導(dǎo)計(jì)算機(jī) 2、量子計(jì)算機(jī) 3、光子計(jì)算機(jī) 4、生物計(jì)算機(jī) 5、神經(jīng)計(jì)算機(jī) 1.2 計(jì)算機(jī)的類型 一、 計(jì)算機(jī)的分類 教 法 與 說 明 教 學(xué) 內(nèi) 容 提問： 根據(jù)我們對計(jì)算機(jī)的了解，請大家談?wù)?，微機(jī)分成哪幾類。 結(jié)合P11圖1-12、13進(jìn)行講授

6、結(jié)合P12圖1-14、1-15、P13圖1-16、1-17、進(jìn)行講授 提問： 根據(jù)我們對計(jì)算機(jī)的了解，請大家談?wù)動(dòng)?jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和原理。 結(jié)合P14圖1-18進(jìn)行講授 結(jié)合P19圖1-19、20、21進(jìn)行講授 結(jié)合P17圖1-24進(jìn)行講授 結(jié)合P18圖1.25進(jìn)行講授 1、微機(jī)定義的不確定性 按產(chǎn)品：個(gè)人計(jì)算機(jī)、蘋果微機(jī)、筆記本、平板微機(jī)、掌上微機(jī) 2、PC系列微機(jī) 3、蘋果系列微機(jī) 4、掌上微機(jī) 1.3 計(jì)算機(jī)基本工作原理及結(jié)構(gòu) 一、計(jì)算機(jī)的基本工作原理 1、馮諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)模型

7、 2、采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令 3、存儲程序 二、指令與指令系統(tǒng) 1、指令 2、指令系統(tǒng) 3、指令的執(zhí)行 三、微機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1.早期的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 多總線設(shè)計(jì)，南北橋結(jié)構(gòu) 2.目前的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 以CPU為核心的控制中心分層結(jié)構(gòu)， 3.微機(jī)系統(tǒng)的“1-3-5-7”規(guī)則 教 法 與 說 明 教 學(xué) 內(nèi) 容 提問：根據(jù)對計(jì)算機(jī)硬件的了解，請大家談?wù)動(dòng)?jì)算機(jī)的硬件有哪些？

8、結(jié)合P22圖1.28進(jìn)行講授 結(jié)合P22圖1.29進(jìn)行講授 結(jié)合P24圖1.30進(jìn)行講授 結(jié)合P26圖1.31進(jìn)行講授 結(jié)合P28圖1.33、34進(jìn)行講授 結(jié)合P29表1.3進(jìn)行講授 結(jié)合P30表1.35、36、37進(jìn)行講授 結(jié)合P38圖1.42進(jìn)行講授 結(jié)合P39圖1.43進(jìn)行講授 結(jié)合P41圖1.44進(jìn)行講授 提問：讓學(xué)生說出自己常用的軟件，然后歸類。

9、 小結(jié) 作業(yè) 四、非馮諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu) 非馮諾依曼結(jié)構(gòu)：是由數(shù)據(jù)而不是由指令來驅(qū)動(dòng)程序執(zhí)行。 1.4 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成 一、 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 1、計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 2、微機(jī)硬件的基本組成 從外觀看，一臺微機(jī)由主機(jī)（包括內(nèi)存）和外部設(shè)備（包括外存）組成。在主機(jī)箱內(nèi)有主板（包括CPU和內(nèi)存、總線擴(kuò)展槽）、外存、輸入輸出接口電路等， 二、CPU系統(tǒng) 1. CPU的組成 中央處理器CPU（核心）：它執(zhí)行對信息的處理與控制，是整個(gè)微型機(jī)的核心，它是一個(gè)大規(guī)模集成電路芯片。決定

10、微機(jī)的檔次。 2、CPU的類型 主流產(chǎn)品Intel公司的Pentium(奔騰）系列和AMD公司的Athlon(速龍）系列P4 CPU:奔騰、賽揚(yáng)、至強(qiáng)、迅馳 3、CPU的技術(shù)性能 字長：CPU一次所能處理的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù)；CPU字長有8bit，16bit，32bit，64bit等，目前流行的微機(jī)主要采用32bit。 工作頻率：即CPU每秒所能執(zhí)行的指令條數(shù)，常用主頻表示，CPU主頻通常以MH（兆赫）和GH（千兆赫）為單位，１MH 指每秒執(zhí)行１百萬條指令。目前流行的CPU的主頻均已達(dá)GH 數(shù)量級 高速緩存（cache)（128KB～2MB) 4. CPU技

11、術(shù)的新發(fā)展 多核CPU技術(shù) 64位CPU 低功耗CPU 嵌入式CPU 二、 主板 1、主板功能：主板是計(jì)算機(jī)中重要的部件。主要功能是傳輸電子信號。計(jì)算機(jī)的性能、功能、兼容性都取決于主板設(shè)計(jì)。目前主板的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為控制中心結(jié)構(gòu)。主流產(chǎn)品是ATX主板。 北橋芯片－決定主板性能高低 南橋芯片－決定主板功能多少 BIOS芯片－決定主板兼容性好壞 2、 CPU插座 目前CPU均采用Socket插座，Socket插座根據(jù)CPU引腳的多少進(jìn)行編號 3、 芯片組 生產(chǎn)芯片組的廠商有Intel、AMD、VIA、SIS等少數(shù)企業(yè)。 4 、存儲器系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)的存儲器用來存放程序

12、和數(shù)據(jù)，其容量的大小、存取數(shù)據(jù)速度的快慢將直接影響到微機(jī)系統(tǒng)的性能。 1. 內(nèi)存 2. 硬盤驅(qū)動(dòng)器 3. 軟盤驅(qū)動(dòng)器 4. 光盤和光盤驅(qū)動(dòng)器 5. 優(yōu)盤 6. 移動(dòng)硬盤 5、總線與接口 1. 總線 2. I/O接口 6 、輸入輸出設(shè)備 1. 鍵盤 2. 鼠標(biāo) 3. 掃描儀 4. 顯示器 5. 打印機(jī) 1．5、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的組成 一、 系統(tǒng)軟件 1. 操作系統(tǒng) 2. 網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 3. 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 4. 程序設(shè)計(jì)軟件 5. 語言處理程序 二、 應(yīng)用軟件 1. 辦公自動(dòng)化 2. 多媒體應(yīng)用軟件 3. 輔助設(shè)計(jì)軟件 4. 企業(yè)應(yīng)用軟件 5. 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件 6. 安全防護(hù)軟件 7. 系統(tǒng)工具軟件 8. 娛樂休閑軟件 1.6 數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示與存儲 1、數(shù)值數(shù)據(jù)的表達(dá) 2、字符數(shù)據(jù)的表示 1、 計(jì)算機(jī)基本原理和結(jié)構(gòu) 2、 計(jì)算機(jī)軟硬件的組成 第1章課后習(xí)題 7