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第二课 计算机

发布时间:2014-05-11 13:44:54  

第二课 计算机---信息处理工具

堡子店镇中学 王伟英

【学习目标】

(1)信息处理需要信息处理工具,当今使用最广泛的信息处理工具是计算机;

(2)了解计算机的工作原理,说出微型计算机的主要硬件设备的名称及各自的功能;

(3)了解主机内部基本构成,理解硬件设备之间的连接;

(4)理解计算机软件及其重要作用。

【重点难点】计算机系统的组成与工作原理

【自主学习】

要求:结合导学案基础知识及问题导航,高效预习课本。

问题导航:1、计算机的产生和发展。

2、计算机的基本工作原理

【学法指导】

1、依据学习目标和自主学习要求,进行快速、高效预习。

2、按照合作探究要求,积极讨论,精彩展示。

【自学提纲】

通过上节课的学习,我们每个人都生活在信息社会,每个人都在进行着信息处理工作。信息处理工作可以是信息活动的某一过程或环节,也可以是一个完整的信息活动过程。信息处理的过程包括信息输入、信息处理和信息输出。信息处理需要信息处理工具的,下面就以计算工具为例来了解一下信息处理工具的发展。

一、从手脑计算工具到计算机器

这部分内容介绍了计算工具的发展历程,从手指计数到今天的计算机,要从历史角度来认识计算工具。电脑是 20 世纪最伟大的发明之一,它的普及和迅速发展对人类传统的生活方式、工作 方式、 社会经济结构及教育模式产生了及其深刻的影响。 利用计算机进行信息处理已经成为 现代人的素质中必须具备的组成部分,它与阅读、写作等基本技术一起,已经成为衡量一个 文化水平高低的标志之一。 电脑,也称为电子计算机或计算机。自从 1946 年世界上第一台计算机问世以来,已被广泛地应用于科学计算、工程设计、数据处理等方面。 信息处理需要信息处理工具,当今使用最广泛的信息处理工具是计算机。

二、计算机的发展史

根据计算机所采用的物理器件不同,可分为四个阶段。

第一代: 计算机,开始于1946年,结构上以CPU为中心,使用机器语言,速度慢、存储量小,主要用于数值计算。

第二代: 计算机,开始于1958年,结构上以存储器为中心,使用高级语言应用范围扩大到数据处理和工业控制。

第三代:中小规模集成电路计算机,开始于1964年,结构上仍以存储器为中心,增加了多种外部设备,软件得到一定发展,计算机处理图像、文字和资料功能加强。

第四代:大、超大规模集成电路计算机,开始于1971年,应用更加广泛,出现了微型计算机。

三、计算机的发展趋势:

随着计算机技术的发展,网络的发展及软件业的发展,使计算机的发展已经进入了一 个崭新的时代。目前,计算机正向巨型化、微型化、网络化和智能化的方向发展。 (1)巨型化:高速度、大容量、功能强 (2)微型化(3)网络化(4)智能化

四、计算机的分类特点及应用领域

1、计算机按照规模大小和功能强弱分类,有 、 、 微型机PC( )。 计算机按照设计的目的和用途分类,可以分为通用计算机和专用计算机两种。我们日常使用的微机就是通用计算机;专门与某些设备配套使用的计算机就是专用计算机。

2、计算机的特点: 计算机作为一种通用的智能工具,具有运算速度快、运算精度高、通用性强的特点, 特别是它具有记忆功能、逻辑判断能力以及程序控制能力。 (1)运算速度快

(2)运算精度高(3)通用性强(4)记忆功能和逻辑判断能力 (5)程序控制能力

3、计算机的应用领域: 自计算机问世以来,计算机技术以惊人的速度飞速发展,并广泛深入到社会的各个领 域,对人类社会的发展产生了深刻和巨大的影响。 (1)科学计算(2)数据处理(信息处理) (3)实时控制(过程控制) (4)计算机辅助工程(5)计算机通信(6)人工智能 计算机的应用范围非常广泛,从人造卫星到日常生活,从科学计算到儿单玩具都有计 算机的踪影。人们只有提高计算机方面的知识水平,才能使计算机充分发挥作用。

五、计算机的工作原理

教材14页信息岛中给出了计算机工作原理图,图中的实线代表“控制信号”的流向,包括原始数据、中间数据、处理结果、程序指令等。虚线代表“数据信号”的流向。 接下来教材对组成计算机的五大部件输入设备、存储器、运算器、控制器、输出设备作了详细的介绍。计算机具体的工作流程学生可以参考教材16页的信息岛“计算机工作过程” 了解。

计算机的工作原理这一部分内容是比较抽象但又非常重要的内容。为了使学生更容易理解该部分内容,先介绍一个人们解决实际问题的例子(用word文档形式输入并打印一篇作文),再让学生结合例子阅读教材,以小组讨论的形式得出结论。

例子剖析:首先我们先用计算机键盘将作文内容输入到word软件中——存盘——点击“文件”菜单下的“打印”命令——放纸并将作文内容暂存到打印任务中——通过打印机打印输出。这里的键盘就是输入设备,存盘就是将程序和数据送入存储器,也就是计算机工作过程的第一步:将程序和数据通过输入设备送入存储器;点击“文件”菜单下的“打印”命令就是让计算机分析出要完成的工作是打印,也就是计算机工作过程的第二步:启动运行后,计算机从存储器中取出程序指令送到控制器去识别,分析该指令要求做什么;计算机能够将文字由硬盘上暂存到打印任务中是通过运算器来处理的,所以放纸并将作文内容暂存到打印任务中也就是计算机工作过程的第三步:控制器根据指令含义发出相应命令,将存储单元中存放的操作数据取出送往运算器进行运算,再把运算结果送回到存储器指定的单元中;打印机就是输出设备,通过打印机打印输出就是计算机工作过程的第四步:当运算任务完成后,就可以根据指令将结果通过输出设备输出。这样学生就能够很好的理解计算机的工作过程,进而也就能够读懂教材第14页中“计算机工作原理图”,也就更容易理解计算机的五大设备以及作用了。

1、“存储程序控制”原理的基本内容:

(1)采用二进制形式表示数据和指令;(需要教师解释计算机采用二进制形式表示数据和指令的原理,关于二进制是与现实生活中的十进制比较进行讲解)

(2)将程序预先存放在主存储器中,使计算机在工作时能够自动高速地从存储器中取出指令,并加以执行;

(3)由 、 、 、 和输入设备五大基本部件

组成计算机系统,并规定了这五大部件的基本功能。

2、计算机工作过程:

第一步:将程序和数据通过输入设备送入 ;

第二步:启动运行后,计算机从存储器中取出程序指令送到 去识别,分析该指令要求做什么;

第三步:控制器根据指令含义发出相应命令,将存储单元中存放的操作数据取出送往 进行运算,再把运算结果送回到存储器指定的单元中;

第四步:当运算任务完成后,就可以根据指令将结果通过 输出。

3、五大部件及其基本功能:

(1)输入设备:能把数据转换成计算机可以接受的数字信号即二进制语言并输入到计算机中。常见的输入设备有 、 、光笔、扫描仪等。

(2)存储器(寄存器):用来存储程序和数据并根据指令向其他部件提供这些数据。分为内存储器(内存或内存条)和外存储器(硬盘、U盘、光盘等)

(3)运算器和控制器:两者组成计算机的核心部件即中央处理器CPU,是计算机的大脑。运算器执行数值计算和逻辑运算,控制器分析程序指令,控制计算机的各部分协调工作。

(4)输出设备:用来输出结果的部件。常见的输出设备有显示器、打印机等。

3、计算机功能特点

计算机三项基本功能: 、逻辑比较判断、存储和读取操作。

计算机三大特征: 、 、能保存数据和结果。

【合作探究】

1、 计算机的发展可分为几代?各代的特点是什么?

2、 计算机的工作原理是什么?五大部件的基本功能是什么?

3、 计算机的工作过程分几步?是如何工作的?

【当堂训练】

1、计算机按照规模大小和功能强弱分类,有巨型机、 、 、小型机、微型机。 计算机按照设计的目的和用途分类,可以分为 和 两种。

2、计算机系统由 、 基本部件组成,并规定了这五大部件的基本功能。

【课堂小结】

1、 2、 3、

【布置作业】

1、收集相关的资料,了解计算机应用的行业、领域,并讨论。

2、了解计算机的工作原理,说出微型计算机的主要硬件设备的名称及各自的功能

【知识拓展】

计算机的产生和发展

计算机的产生是20世纪最重要的科学技术大事件之一。1946年美国宾夕法尼亚大学经过几年的艰苦努力,研制出世界上第一台电子计算机--埃尼阿克(ENIAC)。

一、 计算机的发展史

根据计算机所采用的物理器件不同,可分为四个阶段。

第一代:电子管计算机,开始于1946年,结构上以CPU为中心,使用机器语言,速度慢、存储量小,主要用于数值计算。

第二代:晶体管计算机,开始于1958年,结构上以存储器为中心,使用高级语言应用范围扩大到数据处理和工业控制。

第三代:中小规模集成电路计算机,开始于1964年,结构上仍以存储器为中心,增加了多种外部设备,软件得到一定发展,计算机处理图像、文字和资料功能加强。

第四代:大、超大规模集成电路计算机,开始于1971年,应用更加广泛,出现了微型计算机。

计算机硬件发展的同时,软件始终伴随其步伐迅猛发展,就计算机的编程语言而言,也划分为三代。

第一代:机器语言。每条指令用二进制编码,效率很低。

第二代:汇编语言。用符号编程,和具体机器指令有关,效率不高。

第三代:高级语言:如FORTRAN、COBOL、BASIC、PASCAL等都属于高级语言。

二、我国计算机的发展

我国从1956年开始电子计算机科研和教学工作。

1983年12月研制成功每秒运行1亿次的“银河”巨型计算机;

1992年11月研制成功每秒运行10亿次的“银河Ⅱ”巨型计算机;

1997年研制成功每秒运行130亿次的“银河Ⅲ”巨型计算机。

三、计算机的发展趋势

计算机的发展向微型化和巨型化、多媒体化和网络化方向发展。

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