计算机应用基础教案：计算机概述.pdf

课题：计算机概述教学目标：1、了解计算机的概念特点、发展史、应用2、熟悉计算机的分类3、掌握计算机系统的组成教学重点： 冯•诺依曼思想教学难点：计算机系统的组成一、计算机的概念和特点1、计算机概念：计算机(Computer)是 种电子器件构成的、具有计算能力和逻辑判断能力、具有自动控制和记忆功能的信息处理设备2、计算机特点：( 1)运算速度快计算机能以极快的速度进行运算和逻辑判断, 现在高性能计算机每秒能进行10亿加减运算由于计算机运算速度快，使得许多过去无法处理的问题都能得以及时解决例如天气预报问题，要迅速分析大量的气象数据资料，才能作出及时的预报若手工计算需十天半月才能发出，事过境迁，消息陈旧，失去了预报的意义现在用计算机只需十几分钟就可完成•个地区内数天的天气预报 2 ) 计算精度高计算机具有以往计算工具无法比拟的计算精度，一般可达十几位，甚至几十位、儿 百位有效数字的精度这样的计算精度能满足一般实际问题的需要1949年瑞特威斯纳(Reitwiesner)用 ENIAC机把圆周率兀算到小数点后27703位，打破了著名数学家商克斯(W.Shanks)花了 15年时间于1873年创下的小数点后707位的记录。

这样的计算精度 是任何其他工具所不可能达到的 3 ) 记忆能力强计算机的存储系统具有存储和“ 记忆” 大量信息的能力， 能存储输入的程序和数据， 保留计算结果现代的计算机存储容量极大，一台计算机能轻而易举地将一个中等规模的图书馆的全部图书资料信息存储起来，而且不会“ 忘却” 人用大脑存储信息，随着脑细胞的老化，记忆能力会逐渐衰退，记忆的东西会逐渐遗忘，相比之下计算机的记忆能力是超强的 4 ) 具有自动运行能力和一定的逻辑判断能力计算机能够自动连续执行事先编制的程序 能根据不同信息的具体情况作出判断，自动执行相应正确的处理人是有思维能力的，思维能力本质上是一种逻辑判断能力，也可以说是因果关系分析能力计算机借助于逻辑运算，可以进行逻辑判断，并根据判断的结果自动地确定下一步该做什么，从而使计算机能解决各种不同的问题，具有很强的通用性1976年，美国数学家阿皮尔( K A pple)和 海 肯 ( W.Haken)用计算机进行了上百亿次的逻辑判断，通过证明了 1900多个定理，解决了 100多年来未能解决的著名难题——四色问题( 四色问题是指：对无论多么复杂的地图分区域作色时，为使相邻区域颜色不同，最多只需4种颜色就够了) 。

计算机是个自动化电子装置， 在工作过程中不需人工干预， 能自动执行存放在存储器中的程序程序是人经过仔细规划事先设计好的， 程序一旦设计好并输入计算机后，向计算机发出命令，随后计算机便成为人的替身，不知疲倦地工作起来利用计算机这个特点，我们可以让计算机去完成那些枯燥乏味、令人厌烦的重复性劳动，也可让计算机控制机器深入到人类躯体难以胜任的、有毒的、有害的场所作业二、计算机的分类计算机的分类很多，一般可以从下面几个方面来划分：1. 从计算机规模来分：有巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机(Personal Computer)2 . 从信息表现形式和被处理的信息来分： 有数字计算机( 数字量、 离散的) 、 模拟计算机( 模拟量、连续的) 、数字模拟混合计算机3 . 按照用途分来：分为通用计算机、专用计算机4 . 按采用操作系统来分：分为单用户机系统、多用户机系统、网络系统和实时计算机系统5 . 从字长来分：4 位、8 位、16位、32位、64位计算机三、计算机的发展史1、第一台电子计算机诞生世界上第一台计算机于1946年在美国宾夕法尼亚大学研制成功，取名为ENIAC,是英文 Electronic Numerical Integrator And Calculator 的缩写。

ENI AC：采用电子管为基本元件、真正能自动运行长 30.48米，宽 1米，占地面积170平方米，30个操作台，约相当于10件普通房间的大小，重达30吨，耗电量150千瓦，造价48万美元它使用18000个电子管，70000个电阻，10000个电容，1500个继电器，6000多个开关，每秒执行5000次加法或400次乘法，是继电器计算机的1000倍、手工计算的 20万倍.2、计算机发展简史根据采用的主要电子元件的变化，我们把计算机的发展分为这样几个阶段：( 1 ) 第一代：电子管计算机(946-1957)主要电子元件是电子管，所以又把它叫做电子管计算机这一代计算机体积庞大，耗电量大，运算速度低，而且价格昂贵，所以当时仅用于军事研究及科学运算 2 ) 第二代：晶体管计算机(1958〜1964)主要的电子元件是晶体管， 用晶体管代替电子管作电子元件， 计算机的运算速度提高了体积变小了， 同时成本也降低了， 并且耗电量大为降低， 可靠性则大大提高 为了方便使用，这个阶段创造了程序设计语言 3 ) 第三代：中小规模集成电路计算机(1965〜1970)随着半导体工艺的发展，成功地制造了集成电路，计算机也采用了中、小规模集成电路作为计算机的主要元件，速度快，体积小了。

并且有了高级程序设计语言，计算机开始应用于社会各个领域 4 ) 第四代：大规模超大规模集成电路计算机(1971〜至今)1971年起，大规模集成电路制作成功，使计算机进入第四代一大规模、超大规模集成电路计算机时代3、计算机的发展方向新一代计算机(New Generation Computer)或未来型计算机(Future Generation ComputerSystem)应该是一种智能计算机它将具有知识表示和推理能力，可以模拟或部分代替人的智能活动今后，计算机的总趋势是运算速度越来越快，体积越来越小，重量越来越轻，能耗越来越少，生产成本越来越低，适用领域越来越大，性能越来越强，使用越来越方便，并且朝着微型化、巨型化、智能化、多媒体化和网络化方向发展四、微型计算机1、微型计算机的概念将计算机的核心器件中央处理器（ 运算器和控制器） 集成在i块半导体芯片上的计算机,称为微型计算机，简称微机2、程序存储、程序控制美籍匈牙利科学家冯•诺依曼，对计算机的发展做出了巨大贡献，他提出了“ 程序存储、程序控制” 的设计思想，同时指出计算机的构成包括如下儿个方面：（ 1 ）由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大基本部件组成计算机系统，并规定了五大部件的基本功能。

2 ）计算机内部应采用二进制表示数据和指令 3 ）程序存储、程序控制（ 将程序事先存入主存储器中，计算机在工作时能在不需要操作人员干预的情况下，自动逐条取出指令并加以执行） 五、计算机的应用1、科学计算在科学计算技术工作中，科学计算问题是大量而复杂的例如，在进行气象预报时，需要了解多个气象方程式来预测气象的变化， 计算的准确性要求较高， 这就需要计算机来进行计算；又如，导弹的发射，它的飞行轨迹需要大量的计算才能精确定位，只有采用计算机才能解决这个问题2、数据处理数据处理是目前计算机应用是最广泛的领域之例如：高考招生工作中考生录取工作和统计工作，铁路、飞机客票预订系统，企业内部成本核算管理、人事管理、工资管理、财务管理、合同管理以及银行系统的业务管理等等，都属于数据处理范围3、过程检测和控制计算机既具有高速计算能力， 又有可靠的逻辑判断能力 计算机地工业控制方面的应用可以节省劳动力，减轻劳动强度，提高生产效率，节省原料• ，降低生产成本4、计算机辅助设计和辅助教学计算机辅助设计， 是指利用计算机来帮助设计人员进行产品和工程设计，以提高设计工作的自动化程度，节省人力和物力计算机辅助教学是指利用帮助学习的自学系统， 它充分利用了计算机的图形功能， 使教学内容形象生动，如， 在用计算机辅助教学作物理实验时，某些物体的快速变化过程使可以在计算机分解成一步一步的慢动作， 使得原本真实环境中难以观察清楚的现象可以在计算机屏幕上看得一清二楚，极大地提高了教学效果。

5、人工智能人工智能是让计算机模仿人的一部分功能， 从最早的只能模仿人动作的机械手， 到现在能听、会说、能“ 思考” 的智能机器人，机器人可以代替人到恶劣危险的环境中去工作，它们不畏严寒，不惧高温，帮助人类完成自身难以完成的工作6、计算机通信计算机通信是近几年迅速发展起来的一个重要的计算机应用领域，我们可以通过线，再借助于调制解调器，把电脑联入因特网浏览各种各样的信息，包括国内外新闻；也可以将信的内容输入计算机，填上收信人的地址和姓名， 就可以发一封电子邮件，因特网还可以帮你解答问题，让你下载软件7、多媒体应用多媒体技术开始于20 世纪8 0 年代，把声音、图像、文字处理能力融为一体，使计算机具有计算机、电视机、游戏机、机、机和VCD机的综合功能，达到了一机多能六、计算机系统Ir 运 算 黠控 制 骷C硬件系统，Y存储器，输入设备,P计算机系统•输牛系舜系统软件，应用软件＜1、 •个完整的计算机系统由计算机硬件系统及软件系统两大部分构成2、计算机硬件是计算机系统中由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成。

3、CPU：控制器+ 运算器，是计算机的核心4、内存储器（ Memory） ，是计算机用来存放程序和数据的记忆部件，分为随机存取存储器RAM （ Random Access Memory）和只读存储器 ROM （ Read-Only Memory）两种RAM中的信息：可随机地读出或写入，一旦 关 机 （ 断电）后，信息不再保存ROM中的信息：只有在特定条件下才能写入，通常只能读出而不能写入，断电后，ROM中的原有内容保持不变ROM一般用来存放自检程序、配置信息等 1）位 （ bit） ：表示一位二进制信息，可存放一个0 或 1位是计算机中存储信息的最小单位 2）字 节 （ Byte） ：是计算机中存储器的一个存储单元，由 8 个二进制位组成字 节 （ B）是存储容量的基本单位，常用的单位有：KB lKB=2loByte=1024ByteMB 1MB=2'°KB = 1024KBGB 1GB=2,OMB=1O24MBTB 1TB=2,OGB =1024GB5、输入设备：把原始数据和处理这些数据的程序通过输入接口输入到计算机的存储器中常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、写字板、数字化仪、条形码阅读器、数码相机、扫描仪、模——数 （ A/D）转换器等。

从读取数据的角度看，当从磁盘、光盘、电子盘或磁带读取文件时，它们是输入设备，6、输出设备：输出计算机的处理结果常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪、X/Y记录仪、数/ 模（ D/A）转换器等从保存数据的角度看，当向磁盘、光盘、电子盘或磁带保存文件时，它们是输出设备7、计算机软件是在计算机硬件设备上运行的各种程序及其相关文档的总称它分为系统软件与应用软件两类系统软件包括操作系统（ OS） 、程序设计语言、系统检测、诊断程序、编译系统、通用数据库管理系统（ Visual Basic COM、dclphi）等应用软件包括管理软件( M IS ),字、表处理软件( WPS Office 2003、WPS Office 2005 GSE、Microsoft Office2003> MicrosoftOffice XP)、应用数据库管理系统、用程序设计语言编写的源程序等。