授課進度第4_周，第二-次課（工學時）授課日期

授課題目第一章計算機基礎知識

（教學章、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

目標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

重點

教學

計算機軟件系統(tǒng)、計算機技術指標。

難點

請選擇你授課時所采用的教學方法（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

（）,談話法（），實驗法（），參觀法（）,考察法（），自學輔導法（），

方法

練習法（習題或噪作課）（），讀書指導法（），聽說法（），寫生法（），視

唱法］）,工序法（技能課）（），實習作業(yè)法（），其他（）

請選擇你授課時所采用的教學手段（在括號中畫“J”）：

教學

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

手段

標本c）,掛圖（），模型（）,其他（）

討

論、

思考

題、

作業(yè)

1.《大學計算機基礎》（第二版）耿國華高等教育出版社2013年9月

參考2.《大學計算機基礎》（第二版）惠巧娟北京機電大學出版社2014年8月

文獻

第一章計算機基礎知識

準備工作

通過提問了解學生在過去對計算機的了解學習情況,讓學生充分認識學好計算機基礎這

門課程的重要性，介紹本門課程的教學內容及學習安排，鼓勵學生全面系統(tǒng)的學好計算機基

礎這門課程。

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行處理，具有內部存儲能力，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30多噸，耗電量每小時150

千瓦，使用了18800多個電子管，內存容量為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元，是第四次科技革命（信息

革命）的開端。

1、世界范圍內的計算機發(fā)展歷程

階段年份器件軟件發(fā)展應用

—*1946-1957電子管機器語言科學計算

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半導體、集成申,路操作系統(tǒng)和高級語言企業(yè)管理、輔助設計等

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)絡等社會的各領域

隨著科學技術的進步，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10億天氣預報

1995年曙光100025億

1999年神威1840億天氣預報

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2500萬名高端綜合應用

三、計算機的應用

1、科學計算氣象預報、國防監(jiān)測、石油勘探。

2、數(shù)據(jù)處理股票交易、票務預訂、高招錄取、銀行業(yè)務等。

3、過程檢測與控制

4、計算機輔助設計和輔助教學用CAI模擬物理現(xiàn)象、化學反應等。

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、多媒體的應用

總結一句話：計算機應用于各行各業(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行分類

巨型機（超級計算機）：用于尖端的科技領域，如天氣預報、尋找外星人等。

大型機：用于數(shù)據(jù)處理量大的領域，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

總的組成結構如課本P7圖1.1所示。

1945年,美籍匈牙利科學家馮?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、輸入設備和輸出設備五大部分。軟件系統(tǒng)包括了系統(tǒng)軟件和應用軟

件，它負責指揮控制計算機的硬件系統(tǒng)，使之按照預定的程序運行，以完成指定的任務，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?設備。

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

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。運算器是對信息進行各種運算處理的

部件，完成各種算術運算和邏輯運算。控制器負責控制指揮各個設備協(xié)調工作，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，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，主要負責對數(shù)據(jù)和控制信息的存儲。按存儲器與CPU

之間的工作關系，存儲器可以分為主（內）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存

插槽上進行使用，這就是常說的內存條。

內存（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CPU需要處理其存放的信息時，須先調入內存，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）內存（RAM）＞外存；

從制造成本上來看：高速緩存）內存（RAM）》外存；

存儲器的有關術語簡述如下：

*位（Bit）：存放一位二進制數(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、光驅與光盤、閃存盤（優(yōu)盤）和移動硬盤等。

機械式硬盤具有技術成熟，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，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。

3）輸入設備

輸入設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換為計算機能識別的二進制代碼輸入計算機，供計算機處理。

常用的輸入設備有鍵盤、鼠標、掃描儀、光筆、數(shù)字化儀、麥克風等。

4）輸出設備

輸出設備用于將存放在內存中由計算機處理的結果轉變?yōu)槿藗兯芙邮艿男问健３Ｓ玫?/p>

輸出設備有：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)絡管理軟件（5）

常用的服務程序

2）應用軟件

應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

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