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教 案
第一讲 计算机系统基本知识及硬件
授课教师 ：
课
时：2学时 学生必须达到的标准
了解计算机概念和发展史
知道计算机的两大主要组成部分
知道计算机硬件的五大组成以及各自的功能 能够简单叙述计算机的工作原理 了解计算机的分类
认识个人计算机（即PC机）的各个部件
本讲主要目的
介绍计算机概念和发展史
讲解计算机的两大主要组成部分
讲解计算机硬件的五大组成以及各自的功能 简单讲解计算机的工作原理 介绍计算机的分类
认识个人计算机（即PC机）的各个部件
本讲重点
计算机的两大主要组成部分
计算机硬件的五大组成以及各自的功能 计算机的工作原理
本讲难点
计算机的工作原理
内存的计量单位和换算规则
课程知识讲解
1. 课程地位： （时间：5 分钟）
信息技术基础 （ITB—Information Technology Base）是进入专业课程学习之前的预备课程。主要是针对没有计算机基础的人员设置的，通过该课程的学习，学员可以掌握计算机的常用知识和操作，能够达到学习第一学期专业课程的要求，同时满足将来就业和以后工作中的需要。主要从计算机硬件基础及操作系统、办公软件应用和网络基础三方面，对学员进行强化训练。
2. 就业技能描述：
提问：那么，我们学习这门课程什么时候用呢？
首先，在我们就业前大家都要做的一件事是：发简历。那么你是不是要编写自己的简历呀？你会不会呢？会，通过这门可课程的学习大家都会。
再就是，假如我们被某个公司聘用了，在参加某个项目时，经理让你来收集整理一下客户的需求资料，然后需要做一个项目演说。这时你就需要编写项目文档和制作项目演示文稿。这些你会吗？会呀，通过这里的学习和训练，相信大家都能轻松应对。
3.课程大纲介绍： 详见PPT大纲。
提问：我们学完了这些我们都能做些什么呀？
（展示贯穿案例：个人简历、项目文档、项目演示PPT、项目进度控制表等）
4.对学员的要求：
亮明游戏规则，详见PPT。
5.进入本章主题：什么是计算机？ （时间：5 分钟）
计算机是个抽象的概念，大家的印象来源于具体的实物，通过几张具体的图片引出概念。
计算机：是一种能按照人们事先编写的程序连续、自动地工作，能对输入的数据信息进行加工、存储、传送，由电子和机械部件组成的电子设备。
6.计算机的功能：
提问：计算机都能干什么呀？平时大家都用他来干什么？
通过回答来引导分析计算机的功能。
7.了解计算机的发展史 （时间：10 分钟）
1642年世界第一台机械式加法计算机
1642年：法国科学家帕斯卡（B.Pascal）发明了著名的帕斯卡机械计算机，首次确立了计算机器的概念。
1673年发明的乘法计算机
1674年：莱布尼茨改进了帕斯卡的计算机，使之成为一种能够进行连续运算的机器，并且提出了“二进制”数的概念。（据说这个概念来源于中国的八卦）
1822年研制的差分机
1822年：英国科学家巴贝奇（C.•Babbage）制造出了第一台差分机， 它可以处理3个不同的5位 数，计算精度达到6位小数。
1834年研制的分析机
1834年：巴贝奇提出了分析机的概念，机器共分为三个部分：堆栈，运算器，控制器。他的助手， 英国著名诗人拜伦的独生女阿达•奥古斯塔（Ada Augusta）为分析机编制了人类历史上第一批计算机程序。
1936年制造的手摇式机械计算机
1936年：阿兰.图灵发表论文《论可计算数及其在判定问题中的应用》，首次阐明了现代电脑原理，从理论上证明了现代通用计算机存在的可能性，图灵把人在计算时所做的工作分解成简单的动作，与人的计算类似，机器需要：（1）存储器，用于贮存计算结果；（2）一种语言，表示运算和数字；(3)扫描；（4）计算意向，即在计算过程中下一步打算做什么；（5）执行下一步计算。具体到一步计算，则分成：（1）改变数字和符号；（2）扫描区改变，如往左进位和往右添位等；（3）改变计算意向等。整个计算过程采用了二进位制，这就是后来人们所称的“图灵机”。
电动机械式计算机(1930年)
1941年研制的Z-3型计算机
1941年：楚泽完成了Z3计算机的研制工作，这是第一台可编程的电子计算机。可处理7位指数、14位小数。使用了大量的真空管。每秒种能作3到4次加法运算，一次乘法需要3到5秒。
1943年12月，“巨人”计算机运行
1943年：贝尔实验室把U型继电器装入计算机设备中，制成了M—2型机，这是最早的编程计算机之一。此后的两年中，贝尔实验室相继研制成功了M－3和M－4型计算机，但都与M－2型类似，只是存储器容量更大了一些。
代号“ENIAC” - 世界第一台真正的电子计算机问世
1946年：2月14日，美国宾西法尼亚大学摩尔学院教授莫契利（J.Mauchiy）和埃克特（J.Eckert）共同研制成功了ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer):计算机。这台计算机总共安装了17468只电子管，7200个二极管，70000多电阻器，10000多 只电容器和6000只继电器，电路的焊接点多达50万个,机器被安装在一排2.75米高的金属柜里，占地面积为170平方米左右，总重量达 到30吨，其运算速度达到每秒钟5000次加法，可以在3/1000秒时间内做完两个10位数乘法。
1952年：1月，由计算机之父，冯•诺伊曼（Von Neumann）设计的IAS电子计算机EDVAC问世。这台IAS计算机总共采用了2300个电子管，运算速度却比拥有18000个电子管的“埃尼阿克”提高了10倍，冯•诺伊曼的设想在这台计算机上得到了圆满的体现。
8.计算机的发展阶段：（时间：5 分钟） 按所使用的电子元器件分四个阶段：
第一代（1946~1956）
电子管时代
5千~4万（次/秒） 第二代（1957~1964）
晶体管时代
几十万~百万（次/秒） 第三代（1965~1970）
集成电路时代
百万~几百万（次/秒） 第四代（1971~90年代）集成电路时代
几百万~几亿（次/秒）
9.计算机的特点：（时间：5 分钟）
从上面的计算机所经历的发展阶段和速度的变化，可以看住计算机所具备的特点：
计算机运算速度越来越快、精度也越来越高；（案例：祖冲之的圆周率） 存储能力强：
具有逻辑判断能力 自动化程度高
可靠性高、通用性强
10.计算机的应用领域：
计算机的具有的特点，使其功能越来越强大，随之计算机的应用领域也越来越广泛，几乎渗透我们生活的各个角落。
数值计算
计算机广泛地鹫在用于科学和工程技术方面的计逄，如：人造卫星轨迹计算，导弹发射的各项参数计算。 数据处理
用计算机对数据及时地加以记录、整理和算，加工成人们的要求的形式，称为数据处理。如：对工厂的生产管理、计划调度、统计报表、质量分析和控等，我们还可以用计算机实现办公自动化，用计算机进行文字录入、排版、制版和打印。 自动控制
在生产过程中，采用计算机进行自动控制，可以大提高产品的数量和质量，提高生产率。
辅助设计
计算机辅助设计（Computer Aided Design,简称CAD）是借助计算机进行设计的一项实用技术，采用计算机辅助设计过程实现自动化或是半自动化，不仅可以缩短设计周期，而且对保证产品质量有重要作用。 辅助教学
计算机辅助教学（简称CAI）是利用计算机对学生进行教学。CAI的专用软件称为课件，是CAD的一大分支，它可按不同教学方式以及不同领域内容进行分类。 人工智能
计算机有记忆能，又擅长进行逻辑推理运算，因此计算机可以模仿人的思维，让计算机具有一定的学习和推理功能，能够自己积累知识，并且独立解决问题，这就是人工智能。
娱乐活动
我们可以爽媒体电脑上看电视、VCD，听音乐、玩游戏、在网上聊天等等。
11.计算机的组成： （时间：15 分钟）
计算机由计算机硬件和计算机软件组成。
硬件是计算机的“躯体”。软件是计算机的“灵魂”。
一台计算机是由硬件系统和软件系统两大部分构成的，硬件是物质基础，而软件可以说是计算机的灵魂，没有软件，计算机是一台“裸机”，是什么也不能干的，有了软件，才能灵动起来，成为一台真正的“电脑”。所有的软件，都是用计算机语言编写的。
计算机的主要部件包括输入设备、中央处理器（CPU）、存储器和输出设备。
1.输入设备（Input Devices）：计算机系统接收信息的设备
提问：大家来说说我们平时使用的那些是输入设备？
2.中央处理器（CPU）：中央处理器是在计算机内部对数据进行处理并对过程进行控制的部件。中央处理器由运算器、控制器和处理器总线等组成。是执行所有工作、思考所有问题或进行所有处理的计算机部件 。
运算（算术逻辑单元）：负责计算机执行的所有数学与逻辑功能 。 控制器（控制单元）：控制计算机的所有其它部件 3.存储器：有内存和外存
提问：大家来说说我们平时使用的那些是存储设备？
4.输出设备（Output Devices）：计算机系统输出信息的设备
提问：大家来说说我们平时使用的那些是输出设备？
12.存储器的计量单位：（时间：10 分钟）
我们知道生活中计量长度用“米”和“千米”，重量用“克”和“千克”。那么计算机存储数据用什么来计量呢？也用“米”吗？一“米”数据？
前面我们我们也有了解：计算机之父-----冯.诺伊曼就提出了用二进制来表示数据，因此计算机存储器以位和字节计量： 8 bit 1 byte 210=1024 byte 1 KB 210=1024 KB 1 MB 210=1024 MB 1 GB 210=1024 GB 1 TB 有关二进制的知识，我们在第六章再详细的了解，不懂的同学也不要担心。
13.小结（1） （时间：5 分钟）
好了这里对前面讲的内容来做个简单的小结： 提问：
1）.计算机的发展经历了那几个阶段？ 2）.计算机由那两部分组成？
3）.计算机硬件五个组成部分是什么？各有什么作用？
14.计算机的工作原理：（时间：20 分钟）
计算机完成某件事的过程和人很相似，只是CPU运算的速度比人脑快，所以处理一件事件所需时间很短，甚至可以忽略。
首先通过输入设备接受程序所需要的原始数据，然后在控制器（相当人的神经系统）的指挥下，把数据零时存储在内存当中，当CPU的运算器需要计算的时候，再在控制系统的指挥下把所需数据取过来，计算完成再把结果返回内存中零时存储，然后把结果输出在显示设备上，最后把需要永久存储的数据存储到外部存储器如：硬盘等。这里的每一步都需要控制系统的参与，就像人的每一个动作都有神经系统来指挥一样。值得注意的地方是：内存是专门供CPU工作来零时存储数据的地方，当计算机断电或程序执行完毕后这些数据立马消失，我们若要想保留一些数据计算结果时，就一定要存储在外存当中。
对照人们完成一件事的过程，来仔细分析和体会计算机的执行过程。
15.计算机的分类： （时间：10 分钟）
按计算机数据表示的方式：数字计算机，模拟计算机，混合计算机 数字计算机
这种计算机的资料处理方式均以数字来表示。一般所用的电子计算机都用数字来进行运算。 模拟计算机
这种计算机以非数字方式处理资料。模拟数据就是连续变化的量。 如：声音、电流、波形等。 混合计算机
综合以上两种的计算机来处理资料。
按用途分类：通用计算机和专用计算机
专用计算机大多针对某种特殊的要求和应用场合而设计的计算机
通用计算机则是为满足大多数应用场合而推出的计算机，可灵活应用于多种领域
按规模，性能分类：
微型计算机
微型计算机即个人计算机，简称微机（PC）。
微型机应用于办公自动化、数据库管理、图像识别、语音识别、专家系统，多媒体技术等领域，并且开始成为城镇家庭的一种常规电器。
小型计算机，
小型机的机器规模小、结构简单、设计试制周期短，便于及时采用先进工艺技术，软件开发成本低，易于操作维护。它们广泛应用于工业自动控制、大型分析仪器、测量设备、企业管理、大学和科研机构等，也可以作为大型与巨型计算机系统的辅助计算机。
大型计算机，
这类计算机具有极强的综合处理能力和极大的性能覆盖面。在一台大型机中可以使用几十台微机或微机芯片，用以完成特定的操作。可同时支持上万个用户，可支持几十个大型数据库。主要应用在政府部门、银行、大公司、大企业等。
巨型计算机
巨型机有极高的速度、极大的容量。用于国防尖端技术、空间技术、大范围长期性天气预报、石油勘探等方面。目前这类机器的运算速度可达每秒百亿次。
16.认识微机的基本硬件组成： （时间：10 分钟）
微型计算机系统的硬件，宏观上可分为主机箱、显示器、键盘、鼠标、打印机等几部分。
主机内部可分为：CPU、主板、内存、CPU风扇、显卡、软驱、光驱、硬盘、显卡、网卡、电视卡、声卡等；
通过图片来认识具体的硬件设备。（略）
17.小结（2） （时间：5分钟）
这里就刚才讲的内容来做个简单的小结： 提问：
1）.简述计算机的工作原理。
2）.简述计算机的分类。
本讲总结：（时间：8 分钟）
本章内容到这里就结束了，我们一起来总结一下今天所以的内容： 提问：
1）.什么是计算机？
2）.计算机是两大组成部分是什么？
3）.计算机硬件有那几部分组成？各自 的功能是什么? 4）.计算机工作原理是什么？
5）.内存的计量单位及换算标准是什么？
扩展部分：
大家想了解更多的硬件知识，请看本章课堂案例视频：新电脑课堂----组装维护篇
课下理论作业：（时间：2 分钟） 1.什么是计算机？
2.计算机由______和______组成。
3.什么是计算机的硬件？什么是计算机的软件？分别举出三个实例。
4.硬件的五大组成部分是什么？
5．简述计算机工作原理（可以画图说明）。
