计算机文化基础教案Word文档下载推荐.docx

1、2、在不同的历史时期，对计算机的定义描述不同：1）1940年以前：“执行计算任务的人”。2）从1946年至今：计算机是一种可以接收输入、存储与处理数据并产生输出的电子设备冯诺依曼型计算机。1.1.2计算机的产生与发展1、计算工具的发展手指石子、木棒、结绳春秋战国时期：竹子做的算筹唐代：早期的算盘1642年：法国数学家 帕斯卡 手动齿轮计算机1936年：美国数学家 艾肯 分析机1946年：美国宾夕法尼亚大学 世界上第一台电子计算机ENIAC2、计算机的产生1946年2月，美国宾夕法尼亚大学造出了第一台计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Com

2、puter 电子数值积分计算机），主要元件是电子管，占地面积约为170m2，重30吨，全机使用了1.88万个电子管、1500个继电器，每小时耗电30万KW，运算速度为1秒钟完成只有5000次加法运算，其功能还不及今天的一只掌上可编程计算器，但是它的科学意义很大；它开创了新的工业革命，把人们带入了信息时代，并为计算机的技术奠定了基础。3、计算机的发展第一代1946-1958年第二代1959-1964年第三代1965-1971年第四代1971-今电子器件电子管晶体管中、小规模集成电路大规模和超大规模集成电路主存储器磁芯、磁鼓磁芯、磁鼓、半导体存储器半导体存储器外存储器磁带、磁鼓磁带、磁鼓、磁盘磁带

3、、磁盘、光盘处理方式机器语言高级语言操作系统并行处理运算速度5千-3万次/秒几十万-百万次/秒百万-几百万次/秒几百万-千亿次/秒应用领域军事领域科学计算扩大到数据处理和事物管理扩大到工业控制等领域扩大到社会各个领域上述四代计算机都是基于同一原理，按照冯诺依曼的思想体系：“以二进制、程序内存以及指令和数据统一存储”为基础。正在研究的第五代计算机非冯诺依曼型计算机，完全采用新的工作原理和体系结构。1.1.3我国计算机的发展1958年，我国第一台电子管计算机103机诞生；1959年，研制成功104机；1965年，研制成功320机；1971年，第一台集成电路计算机TQ-16；1977年，第一批小型机

4、DJS-050系列；1983年，“银河”巨型机研制成功；1992年，“银河”巨型机研制成功；1999年10月，神威计算机研制成功。1985年6月，中国第一台IBM PC兼容微型计算机长城0520CH研制成功；2001年，我国第一款通用CPU“龙芯”研制成功；2002年，“龙腾”服务器。中国第一个巨型机上的操作系统，银河巨型机的操作系统YHOS；1983年，第一套中文通用操作系统CCDOS；1989年，第一套中文字处理系统WPS。1999年3月，全球第一套完整的中文Linux发行版XteamLinux中文版1.0；1999年，我国第一个符合国际技术标准的64位高端操作系统COSIX64。1.1.

5、4未来计算机的发展1、电子计算机的发展方向：巨型化、微型化、网络化、智能化。2、计算机的未来：光计算机、生物计算机、分子计算机、量子计算机。（纳米技术、光技术、生物技术、量子技术）1.2计算机的特点与分类1.2.1计算机的主要特点计算机的5个特点：1、运算速度快2、计算精度高3、逻辑判断能力4、存储容量大5、程序控制下自动操作1.2.2计算机的分类1、按计算机的系统规模大小和功能的强弱：巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机微型机可分为：台式机、便携机（笔记本）、一体机、掌上机（PDA）2、按数据类型： 数字计算机、模拟计算机、混合计算机3、按元件：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、

6、大规模集成电路计算机4、按用途：通用计算机、专用计算机5、1989年11月，IEEE提出的划分标准： 主机、小型机、个人计算机、巨型机、小巨型机、工作站1.3计算机的应用领域计算机的应用广泛到科研、生产、国防、文化、卫生直到家庭生活。1.3.1计算机的传统应用领域科学计算（数值计算），数据处理（信息管理），过程控制。1.3.2计算机的现代应用领域1、计算机辅助系统 1）计算机辅助设计CAD 2）计算机辅助制造CAM 3）计算机辅助教育CAE 4）计算机辅助测试CAT5）计算机模拟CS2、办公自动化OA 1）事务型OA系统 2）管理型OA系统 3）决策型OA系统3、娱乐休闲 游戏、多媒体、网络I

7、T的两大阵营：PC和IA（信息家电）1.4计算机系统的组成和工作原理1.4.1计算机系统的组成一个完整的计算机系统包括两大部分：硬件系统和软件系统。一、计算机硬件的5个基本部件：1、运算器2、控制器3、存储器4、输入设备5、输出设备二、计算机软件系统1、系统软件 1）操作系统 2）支撑软件3）编译系统：机器语言、汇编语言、高级语言4）数据库管理系统2、应用软件 1）科学计算软件包（IMSL等）2）文字处理系统（WPS等）3）办公自动化系统（OAS）4）管理信息系统（MIS）5）决策支持系统（DSS）6）计算机辅助设计系统（CAD）1.4.2计算机系统的基本工作原理计算机基本工作原理是采用以“存

8、储程序”（将解题程序存放到存储器）和“程序控制”（控制程序顺序执行）为基础的设计思想。这个思想是美籍匈牙利数学家冯诺依曼（ Von Neumann ）于 1945 年提出的。根据这个原理，使用计算机前，要把处理的信息（数据）和处理的步骤（程序）事先编排好，并以二进制数的形式输入到计算机内存储中，然后由计算机控制器严格地按照程序逻辑顺序逐条执行，完成对信息的加工处理。这种基于“存储程序”和“程序控制”原理的计算机，称为冯1.4.3计算机系统的主要技术指标衡量计算机系统的主要技术指标如下：1、 字长字长是指计算机的运算部件能够同时处理的二进数据的位数。它决定了计算机的精度、寻址速度和处理能力。2、

9、 运算速度、主频运算速度指CPU每秒能执行的指令条数。单位是：MIPS。主频是指CPU的时钟频率，通常以时钟频率来表示系统的运算速度。MHz、GHz，主频越高，计算机的处理速度越快。3、 存储容量存储容量是指微型机内配置的随机存储器总字节数。在系统中直接与CPU相连，向CPU提供和原始数据，并存放CPU产生的处理结果数据。内存容量的大小也影响系统综合速度和处理信息的能力。4、 系统总线的传输速率系统总线的传输速率直接影响计算机输入、输出的性能，它与总线中的数据宽度及总线周期有关。5、 外部设备配置微型机的外设配置包括：键盘、显示器、软盘驱动器、硬盘驱动器、鼠标、光盘驱动器、声卡、音箱等。6、

10、软件配置软件的配置包括：操作系统、程序设计语言、数据库管理系统、网络通信软件、汉字软件及其他各种应用软件。7、 机器的兼容性、系统的可靠性、系统可维护性1.5计算机文化与道德1.5.1计算机文化从一般意义上理解，“文化”是指社会历史实中做创造的物质财富与精神财富的总和。文化有历史的继承性和延续性。人类历史上第一台计算机于1946年问世。从直接意义上讲，是战争的需要促进了计算机的诞生。但是计算机产生的根本动力是为人们创造更多的物质财富。1.5.2关于道德的思考计算机技术的广泛应用极大地促进了文明的进步，也带来了许多消极的影响。例如：人际关系的疏远；造成人类的依赖性；网络犯罪。1.5.3信息素养信

11、息素养的内涵主要包括信息意识、信息知识、信息能力、信息品质等4个方面。还包括：1） 运用信息工具的能力；2） 获取信息的能力；3） 处理信息的能力；4） 生成信息的能力；5） 创造信息的能力；6） 发挥信息效益的能力；7） 信息协作的能力；8） 信息免疫能力美国把信息素养和读、写、算的能力并列，作为每一个公民生存的基本能力。1.5.4法律的约束计算机犯罪问题，要依靠法律解决。1.6键盘结构与指法训练1.6.1 键盘结构键盘的类型很多，如：104键键盘、多媒体键盘、手写键盘、人体工程学键盘和红外线遥感键盘，我们通常使用的是104键键盘，如图所示。1.6.2 指法训练1. 指法操作微机上使用的是标

12、准键盘，键盘上的字符分布是根据字符的使用频度确定的。人的十个手指的灵活程度不一样，灵活一点的手指分管使用频率较高的键位，反之，不太灵活的手指分管使用频率低的键位。将键盘一分为二，左右手分管两边，键位的指法分布如图所示。2. 击键要求正确的击键姿势： 稿子放在左侧，键盘稍向左放置。 身体坐正，腰脊挺直。 座位的高度适中，便于手指操作。 两肘轻贴身体两侧，手指轻放在基准键位上，手腕悬空平直。 眼睛看稿子，不要盯着键盘。 身体其他部位不要接触工作台和键盘。正确的击键方法： 按照手指划分的工作范围击键，是“击”键，而不是“按”键。 手指的全部动作只限于手指部分，手腕要平直，手臂不动。 手腕至手指呈弧状

13、，指头的第一关机与键面垂直。 击键时以指尖垂直向键位瞬间爆发冲击力，并立即由反弹力返回。 击键力量不可太重或太轻。 指关节用力击键，胳膊不要用力，但可结合使用腕力。 击键声音清脆，有节奏感。本章小结一、什么是计算机二、计算机的特点与分类三、计算机的应用领域四、计算机系统的组成和工作原理五、计算机文化与道德六、键盘结构与指法训练作业一、习题一（一）与（二）项；二、熟记键盘键位，练习指法。第2章 计算机硬件系统本章首先阐述了计算机中二进制的应用原理及其与其他进制的互换方法；并介绍西文及汉字的编码规则；然后从程序存储及程序运行的角度讨论计算机的工作原理；重点对系统的硬件结构及其功能展开了详细的叙述。

14、2.1数据表示计算机中的信息，主要是指以数字形式存储的各种文字、语言、图形、图象、动画和声音等，而表示信息的数据是指信息的具体表现形式，是各种物理符号的组合，它反映了信息的内容。2.1.1数制数制是指用一组固定的数字按照一套统一的规则来表示数值的方法。十进制、六十进制、十二进制。基数是指在一种数制中，允许选用的基本数码的个数。十进制的基数是10，使用0-9十个数字；二进制的基数是2，使用0、1两个数字。位权是指每一位数位上数码所代表的单位大小。十进制的个位的单位大小是“1”，十位的大小是“10”等。2.1.2常用数制1、计算机采用二进制的原因：1）电路简单2）可靠性高3）逻辑性强4）运算简单2

15、、计算机为何要引入八进制、十六进制？每3位二进制数可以转换为一位八进制，每4位二进制数可以转换为一位十六进制。进制的基数越大，表达长度就越短。2、8、16分别是2的1次方、3次方、4次方，使得这三种进制之间可以直接地互相转换。二进制或十六进制保持了二进制数的表达特点，也可以说，八进制或十六进制实质上就是二进制的一种压缩表达形式。3、十、二、八、十六进制的特点数制 基本数码 基数 位权十进制D 0-9 10 10n-1二进制B 0、1 2 2n-1八进制Q 0-7 8 8n-1十六进制H 0-9，A-F 16 16n-12.1.3不同进位制之间的互相转换一、二进制、八进制、十六进制数转换为十进制

16、数 转换原则：按权展开，相加求和N=an-1Rn-1+an-2Rn-2+a1R1+a0R0+a-mR-m=例：将二进制数（1100101.101）2 转换成十进制数解：（1100101.101）2=126+125+024+023+122+021+120+12-1 +02-2+12-3=64+32+0+0+4+0+1+0.5+0.125=（101.625）10即（1100101.101）2=（101.625）10练习：2、（101101）2=（ ）10 3、（267）8=（ ）104、（1CA）16=（ ）10二、十进制数转换为二、八、十六进制数转换原则：1）整数部分：除基数取余法倒排列2）小数

17、部分：乘基数取整法正排列将十进制数（66.25）10转换成二进制数解:先求（66）10的二进制数 2 66 02 33 12 16 02 8 02 4 02 2 02 1 1 0 即（66）10=（1000010）2再求（0.25）10的二进制数0.252=0.50 00.502=1.000 1即（0.25）10=（0.01）2所以（66.25）10=（1000010.01）2将十进制数（45.25）10转换成八进制数 8 45 5 8 5 58=2.0 2所以，（45.25）10=（55.2）8十进制到转换成十六进制的学生自己下课练习。三、二、八、十六进制之间的转换 二进制和八进制之间的转换

18、：三并一，一拆三a.二到八进制：以小数点为分界线，分别向左右每三位二进制数写成相应的一位八进制数。b.八到二进制：每一位八进制数写成相应的三位二进制数，即3位二进制数取代每一位八进制数。 二进制和十六进制之间的转换：四并一，一拆四a.二到十六进制：以小数点为分界线，分别向左右每四位二进制数写成相应的一位十六进制数b.十六进制到二进制：十六进制数写成相应的四位二进制数，即4位二进制数取代每一位十六进制数。把 （10110101.01101）2 转换为八进制数。二进制数：010 110 101.011 010 八进制数： 2 6 5 . 3 2 即（10110101.01101）2=（265.32

19、）把（345.23）8转换成二进制数八进制数：3 4 5. 2 3 011 100 101.010 011即（345.23）8=（11100101.010011）2把二进制数1011101010.10111转换成十六进制数0010 1110 1010.1011 1000十六进制数： 2 E A . B 8即（1011101010.10111）2 =（2EA.B8）16将（3A8C.9D）16转换成二进制数 3 A 8 C . 9 D 0011 1010 1000 1100.1001 1101 即（3A8C.9D）16=（11101010001100.10011101）2八进制和十六进制之间的转

20、换： 不能直接转换，要以二进制作为中介将八进制数457转换成十六进制（457）8=（100101111）2=（12F）16将十六进制数3C45转换成把进制数（3C45）16=（0011110001000101）2=（036105）82.1.4数据表示单位无论数值数据还是非数值数据，在计算机内均表示为二进制形式。二进制在计算机中有不同的度量单位。1、位（bit）位是计算机存储数据的最小单位。2、字节（Byte）字节是数据处理的基本单位，即以字节为单位存储和解释信息，1B=8b。计算机中存储器容量均以字节为单位来度量，如：B、KB、MB、GB等。1KB=210B，1MB=220B，1GB=230B

21、。3、字（Word）计算机处理数据时，CPU通过数据总线一次处理的数据长度的二进制位数称为字。字长越长，计算机性能越好。8位、16位、32位、64位。2.1.5字符数据1、编码计算机内部的所有信息均需要用二进制的0和1进行编码。在计算机中，常使用单字节数据来表示西文符号。2、ASCII码ASCII是美国标准信息交换代码，也是国际上通用的英文字符编码。我国根据它制定了国家标准GB1988。ASCII表示52个英文大小写字母，32个标点符号、运算符和34个控制字符，共128个，每个字符占8位二进制数，即一个字节，最高一位为数值“0”。字符的ASCII码值的大小规律是：azAZ09空格控制符。3、汉

22、字及其编码（国标码）的基本概念1） 汉字交换码2） 汉字机内码（汉字存储和处理）3） 汉字输入码（汉字录入）4） 汉字字形码（汉字输出）2.2计算机硬件系统2.2.1 CPU中央处理器（CPU）是计算机的运算与指挥中心，由运算器和控制器组成。1、 CPU基本功能1） 运算器运算器又称算术逻辑单元（ALU），它是计算机中运算中心，主要执行算术运算和逻辑运算。2） 控制器控制器是计算机的指挥控制中心，它负责从存储器中取出指令，并对指令进行译码，根据指令的要求，按时间的先后顺序向其他部件发出响应的控制信号，保证各个部件协调一致地工作。2、 结构CPU内部结构可分为控制单元、逻辑单元和寄存器三大部分。

23、寄存器是计算机中的存储单元，用于临时保存运算的中间结果。3、 性能指标：字长、主频、运算速度2.2.2内存储器内存储器又称为主存储器，是确保计算机能够正常工作的必要条件。1、 类型1）只读存储器（ROM）信息传递具有单向性，断电后信息不会丢失。主要有：掩模ROM、PROM空存储器、EPROM可多次编程的只读存储器、E2PROM电可擦除的只读存储器、Flash Memory闪存。2）随机存储器（RAM）又称为读/写存储器，信息传递具有双向性，断电后信息会丢失。（SDRAM、DDR）只要有：静态RAM（SRAM）、和动态RAM（DRAM）两种。3）高速缓存（Cache）用少量的SRAM作为CPU与

24、DRAM存储系统之间的缓冲区，即在处理器芯片内集成SRAM作为Cache，称为片内Cache。2、 技术指标1） 容量2） 存取时间3） 奇偶校验位4） 接口类型：SIMM接口和DIMM接口2.2.3外存储器外存储器简称外存，也称辅存，是内存的延伸，其主要作用是用于存放暂时不用的系统文件、应用程序、用户程序、文档和数据等。CPU通过内存来访问外存。外存储器有磁存储器、光存储器和U盘存储器。1、 软磁盘软盘存储器由软盘、软盘驱动器和软盘适配器三部分组成。软盘是活动的存储介质，软盘驱动器是读/写装置，软盘适配器是软盘驱动器与主机连接的接口。1）结构软盘是一种涂有磁性物质的聚酯薄膜圆型盘片，被封装在

25、一个方形保护套中，构成一个整体。常用的软盘有5.25 英寸盘和3.5英寸盘（1.44MB）两种。2）存储格式软盘片存储信息是按磁道和扇区来存储的。3）软盘的格式化新软盘在使用前必须进行格式化，格式化后才能被系统识别和使用。格式化的目的是对磁盘划分磁道和扇区，同时还将磁盘分成四个区域：引导扇区（BOOT）、文件分配表（FAT）、文件目录表（FDT）和数据区。4）技术指标：面数、磁道、扇区、存储密度、容量2、硬盘硬盘一般用铝合金做盘片，把磁头、盘片和驱动器密封在一起。硬盘存储器是由电机和硬盘组成，一般置于主机箱内。现在硬磁盘的尺寸主要为9cm（3.5英寸）。一个硬盘可以有1-10张设置更多的盘片，所有的盘片串在一根轴上，两个盘片之间仅留出安置磁头的距离。硬盘的容量取决于硬盘的磁头数、柱面数及每个磁道扇区数。每一扇区的容量为 512B。（固定式硬盘、移动式硬盘）2）性能指标：存储容量、速度、访问时间、平均无故障时间。3）使用硬盘的准备工作三个处理过程：硬盘的低级格式化、硬盘分区和硬盘的高级格式化。4）硬盘的低级格式化即硬盘的初始化，主要目的是对一个新硬盘划分为磁道和扇区，并在每个扇区的地址域上记录地址信息。一般由厂家完成。5）硬盘分区把硬盘划分成若干个相对独立的逻辑存储区。6）硬盘的高级格式化装