計算機基礎(chǔ)-計算機基礎(chǔ)知識

授課進(jìn)度第4_周，第二-次課（工學(xué)時）授課日期

授課題目第一章計算機基礎(chǔ)知識

（教學(xué)章、節(jié)1.1計算機概述

或主題）1.2計算機系統(tǒng)組成

1.掌握計算機的五大部件。

2.掌握計算機的工作原理。

教學(xué)

目標(biāo)3.掌握完整的計算機系統(tǒng)組成。

計算機系統(tǒng)的硬件組成

教學(xué)

重點

教學(xué)

計算機軟件系統(tǒng)、計算機技術(shù)指標(biāo)。

難點

請選擇你授課時所采用的教學(xué)方法（在括號中畫“J”）：

講授法（J）,討論法（），演示法（V）,案例法（）,發(fā)現(xiàn)法（），探究法

教學(xué)

（）,談話法（），實驗法（），參觀法（）,考察法（），自學(xué)輔導(dǎo)法（），

方法

練習(xí)法（習(xí)題或噪作課）（），讀書指導(dǎo)法（），聽說法（），寫生法（），視

唱法］）,工序法（技能課）（），實習(xí)作業(yè)法（），其他（）

請選擇你授課時所采用的教學(xué)手段（在括號中畫“J”）：

教學(xué)

實物（），多媒體（J）,投影（J）,影像：）,CAI課件（），PPT（J）,

手段

標(biāo)本c）,掛圖（），模型（）,其他（）

討

論、

思考

題、

作業(yè)

1.《大學(xué)計算機基礎(chǔ)》（第二版）耿國華高等教育出版社2013年9月

參考2.《大學(xué)計算機基礎(chǔ)》（第二版）惠巧娟北京機電大學(xué)出版社2014年8月

文獻(xiàn)

第一章計算機基礎(chǔ)知識

準(zhǔn)備工作

通過提問了解學(xué)生在過去對計算機的了解學(xué)習(xí)情況,讓學(xué)生充分認(rèn)識學(xué)好計算機基礎(chǔ)這

門課程的重要性，介紹本門課程的教學(xué)內(nèi)容及學(xué)習(xí)安排，鼓勵學(xué)生全面系統(tǒng)的學(xué)好計算機基

礎(chǔ)這門課程。

講授新課

一、電子計算機的概念

電子計算機是一種能自動高速而精確地對信息進(jìn)行處理，具有內(nèi)部存儲能力，由程序來

控制其操作過程的現(xiàn)代化電子裝置。

二、計算機的發(fā)展簡史

1946年誕生了世界上第一臺電子計算機，由美國國防部和賓西法尼亞大學(xué)聯(lián)合研制成

功的，稱為“埃尼亞克”。ENIAC占地面積為170平方米，重:達(dá)30多噸，耗電量每小時150

千瓦，使用了18800多個電子管，內(nèi)存容量為16千字節(jié)，字長為12位，運行速度僅有每

秒5000次，且可靠性差。但它的誕生揭開了人類科技的新紀(jì)元，是第四次科技革命（信息

革命）的開端。

1、世界范圍內(nèi)的計算機發(fā)展歷程

階段年份器件軟件發(fā)展應(yīng)用

—*1946-1957電子管機器語言科學(xué)計算

二1958-1964晶體管匯編語言、高級語言數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制

三1964-1974半導(dǎo)體、集成申,路操作系統(tǒng)和高級語言企業(yè)管理、輔助設(shè)計等

四1974年至今大規(guī)模、集成電路操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、網(wǎng)絡(luò)等社會的各領(lǐng)域

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，個人計算機向高集成化、低功耗、高穩(wěn)定、高處理速度、高存儲

容量方向發(fā)展

2、以超級計算機研發(fā)為代表的我國計算機發(fā)展歷程

1992年銀河通用并行巨型機10億天氣預(yù)報

1995年曙光100025億

1999年神威1840億天氣預(yù)報

2004年曙光4000A10萬億國防安全

2008年曙光5D00A230萬億工程計算、商務(wù)計算等

2009年天河一號超級計算機1206萬名國防安全

2010年天河一號2500萬名高端綜合應(yīng)用

三、計算機的應(yīng)用

1、科學(xué)計算氣象預(yù)報、國防監(jiān)測、石油勘探。

2、數(shù)據(jù)處理股票交易、票務(wù)預(yù)訂、高招錄取、銀行業(yè)務(wù)等。

3、過程檢測與控制

4、計算機輔助設(shè)計和輔助教學(xué)用CAI模擬物理現(xiàn)象、化學(xué)反應(yīng)等。

5、人工智能代替人類到危險的環(huán)境中去工作。

6、計算機通信

7、多媒體的應(yīng)用

總結(jié)一句話：計算機應(yīng)用于各行各業(yè)的方方面面。

四、計算機的分類

1、按計算機的性能和作用進(jìn)行分類

巨型機（超級計算機）：用于尖端的科技領(lǐng)域，如天氣預(yù)報、尋找外星人等。

大型機：用于數(shù)據(jù)處理量大的領(lǐng)域，速度千億次/秒

中型機：介于大型機和小型機器之間，速度為數(shù)百億次/秒

小型機：系統(tǒng)規(guī)模小、價格較低，可靠性高便于維護(hù)和使用。速度為十億次/秒

微型機：功能全、體積小、靈活性大、價格便宜、使用方便，現(xiàn)在的速度也不慢了。

五、計算機系統(tǒng)的組成

總的組成結(jié)構(gòu)如課本P7圖1.1所示。

1945年,美籍匈牙利科學(xué)家馮?諾依曼提出了“存儲程序、程序控制”的原理。總體上

講，一個完整的計算機系統(tǒng)包括了硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。其中，硬件系統(tǒng)包括了控

制器、運算器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分。軟件系統(tǒng)包括了系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟

件，它負(fù)責(zé)指揮控制計算機的硬件系統(tǒng)，使之按照預(yù)定的程序運行，以完成指定的任務(wù)，是

計算機系統(tǒng)的靈魂。

硬件：指計算機系統(tǒng)中的各種看得見摸得著的電了?設(shè)備。

硬件系統(tǒng)由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分組成。

1）中央處理器CPU

運算器和控制器合稱為中央處理單元，簡稱CPU。運算器是對信息進(jìn)行各種運算處理的

部件，完成各種算術(shù)運算和邏輯運算?？刂破髫?fù)責(zé)控制指揮各個設(shè)備協(xié)調(diào)工作，確保系統(tǒng)自

動運行。

在實際制造中，利用大規(guī)模集成電路技術(shù)，把整個運算器、控制器（和高速緩存器）集

成在一塊體積不大芯片上（大約4cm*4cm,厚約3mm）。

2）存儲器

是計算機系統(tǒng)中的信息記憶單元，主要負(fù)責(zé)對數(shù)據(jù)和控制信息的存儲。按存儲器與CPU

之間的工作關(guān)系，存儲器可以分為主（內(nèi)）存儲器和輔（外）存儲器。其中主存包括了只讀存

儲器ROM、隨機存儲器RAM和高速緩沖存儲器Cacheo

只讀存儲器（ROM）一般用于存放計算機的基本程序和數(shù)據(jù)，如BIOSROM。其存儲的

信息在制造時就被固化并永久保存不能輕易改變。

隨機存儲器（RAM）將RAM集成塊集中在一起的一小塊電路板，它插在計算機中的內(nèi)存

插槽上進(jìn)行使用，這就是常說的內(nèi)存條。

內(nèi)存（RAM）的讀寫速度較快，能直接與CPU交換信息，斷電后信息丟失，只能在計算

機工作時存儲信息，且制造成本高、容量小。

目前內(nèi)存的存儲容量通常有2GB、4GB等規(guī)格。

輔存不能直接與CPU交換信息，當(dāng)CPU需要處理其存放的信息時，須先調(diào)入內(nèi)存，再由

CPU運算處理。輔存讀寫速度較慢，但制造成本低，容量大，能夠長久存放信息。

從讀寫速度.上來看：高速緩存）內(nèi)存（RAM）＞外存；

從制造成本上來看：高速緩存）內(nèi)存（RAM）》外存；

存儲器的有關(guān)術(shù)語簡述如下：

*位（Bit）：存放一位二進(jìn)制數(shù)即。或1。位是計算機中存儲信息的最小單位。

*字節(jié)（Byte）：8個二進(jìn)制位為一個字節(jié)。為了便于衡量存儲器的大小，統(tǒng)一以字節(jié)

（Byte簡寫為B）為單位，字節(jié)是計算機中存儲信息的基本單位。

存取容量：指存儲器所包含的存儲單元的數(shù)量，即存儲信息的字節(jié)數(shù)。常用的容量單

位有B、KB、MB、GB、TB,它們之間的換算關(guān)系是:

1B=8b

1KB=21CB=1O24B（一千個字節(jié)）

1MB=2,0KB=1024KB（一百萬個字節(jié)）

1GB=2，CMB=1024MB（十億個字節(jié)）

1TB=2，nGB=1024GB（一萬億個字節(jié)）

輔存的種類很多，常用的主要有：硬盤、光驅(qū)與光盤、閃存盤（優(yōu)盤）和移動硬盤等。

機械式硬盤具有技術(shù)成熟，容量大造價低，比一般的外存的讀寫速度快的特點，目前是

計算機的基本輔助存儲部件。工作時其盤片高速旋轉(zhuǎn)，因此要避免震動。

固態(tài)硬盤（SSD）是一種采用固態(tài)電子存儲芯片陣列而制成的。

優(yōu)點：讀寫速度快、體枳小重量輕、耐震無噪音：由于不像傳統(tǒng)硬盤那樣屏蔽于法拉

第籠中，磁場干擾、靜電等。

缺點：成本高、容量低、易受外界影響、寫入壽命有限、數(shù)據(jù)難以恢復(fù)。

3）輸入設(shè)備

輸入設(shè)備用于向計算機輸入命令、程序、數(shù)據(jù)、文本、圖像、音頻和視頻等信息。其主

要作用是把人們可讀的信息轉(zhuǎn)換為計算機能識別的二進(jìn)制代碼輸入計算機，供計算機處理。

常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀、麥克風(fēng)等。

4）輸出設(shè)備

輸出設(shè)備用于將存放在內(nèi)存中由計算機處理的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兯芙邮艿男问?。常用?/p>

輸出設(shè)備有：顯示器、打印機、繪圖儀、音箱等。

軟件：軟件系統(tǒng)是指計算機系統(tǒng)所使用的各種程序及其文檔的集合。按照軟件的實際用

途，計算機軟件一般可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。

1）系統(tǒng)軟件

（1）操作系統(tǒng)（2）語言處理程序（3）數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（4）網(wǎng)絡(luò)管理軟件（5）

常用的服務(wù)程序

2）應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件是在計算機硬件和系統(tǒng)軟件的支持下，為解決各類專業(yè)和實際問題而設(shè)計開發(fā)

的一類軟件。如文字處理、電子表格、多媒體制作工具等。

操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)：是管理和控制計算機的全部硬件、軟件資源的程序。主要功能有：用戶與計

算機硬件的接口、硬件功能的擴充、計算機系統(tǒng)的控制及管理等。

六、微型計算機的主要性能指標(biāo)

字長是指計算機運算部件在一個時間周期內(nèi)能同時處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，是