大学计算机基础教案934021214

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1、大学计算机基础教案课程名称大学计算机应用基础周次第 周第 次课授课时间2005年9月2006年2月周学时5学时章节名称第1章 信息社会、计算机与因特网第1节 信息与计算机第2节 计算机系统第3节 因特网授课方式课堂讲授教学目的了解信息与计算机的概念；了解计算机硬件系统和计算机软件系统；了解因特网的应用。教学重点计算机硬件系统和计算机软件系统的构成教学难点教学方法讲授实验教学环境多媒体教室计算机房教学过程及内容备注第1章 信息社会、计算机与因特网1.1 信息与计算机随着计算机的发展，计算机应用已渗透到我们工作和生活的周围。本节讨论与信息和信息技术相关的基本知识、计算机的发展及其主要应用领域。1.

2、1.1 信息与信息技术1什么是信息广义地说，信息就是消息。一般认为信息就是经过加工后的数据，它对接受者的决策或行为有现实或潜在的价值。虽然信息都是从数据中提取的，但并非一切数据都能产生信息。2信息的基本特征（1）客观性；（2）主观性；（3）抽象性，即二重性；（4）整体性，即系统性；（5）时效性；（6）层次性；（7）不完全性；3信息技术信息技术主要包括传感技术，通信技术，计算机技术和缩微技术等。计算机技术与现代通信技术一起构成了信息技术的核心内容。1.1.2 信息社会与信息素养1. 信息化信息化，包括信息资源、信息网络、信息技术、信息产业、信息化人才、信息化政策法规和标准等六大要素。2. 信息社

3、会信息社会也称为信息化社会，一般是指这样一种社会：信息产业高度发达且在产业结构中占据优势，信息技术高度发展且在社会经济发展中广泛应用，信息资源充分开发利用且成为经济增长的基本资源。3.信息素养信息素养这一概念是美国信息产业协会主席保罗泽考斯基（Panl Zurkow Ski）于1974年在美国提出的，完整的信息素养应包括三个层面：文化素养（知识层面）、信息意识（意识层面）、信息技能（技术层面）。1.1.3 信息处理的历史与计算机1. 信息处理的历史纵观人类社会信息处理的历史过程，可将其分为四个阶段。（1）信息处理的原始阶段。人类大脑器官思维能力及其表达能力语言的形成。语言是思维的工具，也是传播

4、信息的工具。（2）信息处理的手工阶段。文字的产生和使用，这是一次信息载体和传播手段的重要革命。（3）信息处理的机电阶段。以蒸汽机的出现为标志，工业革命开创了一个全新的时代。工业革命的思想和技术在信息处理方面同样产生了一系列成果。（4）信息处理的现代阶段。电子计算机的出现是信息革命的一个最重要的标志，计算机作为信息处理工具，在信息的存储、交流和传播方面，是目前任何其它技术无法与之相比的。现代通信技术的出现是信息革命的第二个重要的标志，全球性的通信网络使人类信息的交流和传播在时间和空间上大大缩短和消除了距离的限制，加快了信息交流，实现了包括文字、图像及声音等多媒体信息的高速传递和处理。2.计算机的

5、发展第一台电子计算机“ENIAC”（Electronic Numerical Integrator and Calculator 电子数字积分机和计算器）于1946年在美国宾夕法尼亚大学研制成功。它是当时数学、物理等理论研究成果和电子管等电子器件产生相结合的结果，这台计算机的功能虽然无法与今天的计算机相比，但它的诞生却是科学技术发展史上的一次意义重大的事件，展示了新技术革命的曙光。根据电子计算机所采用的物理器件，一般将电子计算机的发展分成四个阶段，也称为四代。表1是电子计算机发展过程简表。表 1 电子计算机发展过程简表计算机代起迄年份 物理器件 主存储器 软 件 应用范围 第一代 1946 1

6、957 电子管 磁芯、磁鼓 汇编语言 科学计算第二代 1958 1964 晶体管 磁芯、磁带 程序设计语言 管理程序 科学计算数据处理第三代 1965 1970 中、小规模 集成电路 磁芯、磁盘 操作系统 高级语言 逐步广泛应用第四代 1971 超大、大规模集成电路 半导体、磁盘数据库 网络软件 普及到社会生活各方面50多年来，随着技术的更新和应用的推动，计算机有了飞速的发展。今天，集处理文字、图形、图像、声音为一体的多媒体计算机方兴未艾，计算机也进入到了以计算机网络为特征的时代。电子计算机的发展趋势，可以概括为“巨”、“微”、“网”、“智”四个字。目前，正处于超大规模集成电路全面发展和计算机

7、广泛应用阶段。据专家预计，新一代的计算机应是“智能”计算机，它应当具有像人一样的能看、能听、能思考能力。3.计算机的分类 按照信息、元件、规模和用途的不同，电子计算机也相应有不同的分类。1）按数据类型分类电子计算机可以分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机三种。2）按元件分类电子计算机可以分为电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模集成电路计算机等。3）按规模分类电子计算机可以分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等。4）按用途分类电子计算机可以分为通用计算机和专用计算机两种。4.计算机的特点 概括起来，电子计算机主要有以下几个显著特点： （1）自动化程度高；（2）运算速度快；（

8、3）数据存储容量大；（4）通用性强。5. 计算机的应用 计算机的应用十分广泛，目前已渗透到人类活动的各个领域，归纳起来，目前计算机主要应用在以下几个方面：（1）数值计算（科学计算）；（2）数据处理（信息处理）；（3）过程控制（实时控制）；（4）计算机辅助设计 （CAD Computer Aided Design ）；（5）人工智能 （ AI Artificial Intelligence ）；（6）计算机网络；（7）多媒体技术。1.1.4 信息的表示1.二进制数字表示无论是什么类型的信息，在计算机内部都采用了二进制形式来表示，这些信息包括数字、文本、图形图像以及声音、视频等。在二进制系统中只有

9、两个数0和1。尽管计算机内部均用二进制数来表示各种信息，但计算机与外部的交往仍采用人们熟悉和便于阅读的形式，其间的转换，则由计算机系统的软硬件来实现的。2.信息存储单位（1）位（bit），简记为b，是计算机内部存储信息的最小单位。（2）字节（byte），简记为B，是计算机内部存储信息的基本单位。一个字节由8个二进制位组成，即1B = 8b。在计算机中，其它经常使用的信息存储单位还有：千字节KB（Kilobyte）、兆字节MB（Megabyte）、千兆字节GB（Gigabyte）和太字节TB（Terabyte），其中1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024

10、GB。（3）字（word），一个字通常由一个字节或若干个字节组成，是计算机进行信息处理时一次存取、加工和传送的数据长度。3.非数字信息的表示文本、图形图像、声音之类的信息，称为非数字信息。在计算机中用得最多的非数字信息是文本字符。由于计算机只能够处理二进制数，这就需要用二进制的“0”和“1”按照一定的规则对各种字符进行编码。计算机内部按照一定的规则表示西文或中文字符的二进制编码称为机内码。1)ASCII码 目前，计算机中一般都采用国际标准化组织规定的 ASCII 码（美国标准信息交换码）来表示英文字母和符号。基本 ASCII 码的最高位为0，其范围用二进制表示为00000000 0111111

11、1，用十进制表示为0 127 ，共128种。2)汉字编码 ASCII码只是基本上满足了英语信息处理的需要，那汉字在计算机中如何表示呢？当然，也只能采用二进制编码，GB2312-80是1981年我国国家标准局颁布的信息交换用汉字编码字符集基本集。在一个汉字处理系统中，输入、内部处理、输出对汉字代码要求不尽相同，所以用的代码也不尽相同。汉字信息处理系统在处理汉字和词语时，要进行一系列的汉字代码转换。下面介绍主要的汉字代码。 汉字输入码（外码） 为了能直接使用西文标准键盘进行输入，必须为汉字设计相应的编码方法，汉字编码方法主要有：拼音输入、数字输入、字形输入、音形输入等方法。 汉字内部码（内码） 汉

12、字内部码是汉字在设备和信息处理系统内部最基本的表达形式，是在设备和信息处理系统内部存贮、处理和传输汉字用的代码。 汉字字形码（输出码） 汉字字形码是汉字字库中存储的汉字字形的数字化信息，用于汉字的显示和打印。3）Unicode 编码。随着因特网的迅速发展，进行信息交换的需求越来越大，不同的编码越来越成为信息交换的障碍，于是Unicode 编码应运而生。Unicode 编码是由国际标准化组织ISO 于20 世纪90 年代初制定的一种字符编码标准，它用两个字节表示一个字符，因此允许表示65536 个字符，世界上几乎所有的书面语言都能用单一的Unicode 编码表示。1.1.5 未来信息技术的发展方

13、向信息技术发展的趋势主要围绕以下几个方面：（1）电信网、电视网、计算机网的信息化功能日趋统一。（2）集成电路技术、软件技术、计算机技术、通信技术、广播电视技术等多专业技术彼此联系、相互结合、互为支撑的趋势日渐明显。（3）数字化。（4）设计和生产自动化、加工微细化和产品的低功耗化。（5）计算机更高的运算速度、更大的存储容量；通信更高的传输速率和更宽的带宽。（6）软件的开放性，各种软件将遵循统一的标准，不同的软件之间可以相互访问。1.2 计算机系统一个计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，其基本结构如图1所示。图1.计算机系统示意图计算机硬件系统从功能上可以划分为五大基本组成部分，它们是运算

14、器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。它们之间的关系如图2所示。其中细线箭头表示由控制器发出的控制信息流向，粗线箭头为数据信息流向。图2.计算机硬件组成计算机五大硬件部件的基本功能为：1. 运算器 运算器是执行算术运算和逻辑运算的功能部件。2. 控制器 控制器是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。 3. 存储器 存储器的主要功能是用来存储程序和各种数据信息，并能在计算机运行中高速自动完成指令和数据的存取。4. 输入设备 输入设备是用来输入计算程序和原始数据的设备。常见的输入设备有键盘、图形扫描仪、鼠标器、摄像头以

15、及模数转换器等等。5. 输出设备 输出设备是用来输出计算结果的设备。常见的输出设备有显示器、打印机、激光印字机、数字绘图仪等等。 计算机硬件系统的五个组成部分中，通常将运算器、控制器和内部存储器合称为主机，而把运算器和控制器合称为中央处理器（CPU Central Processing Unit ），输入输出设备以及外部存储器合称为外部设备。 1.2.2 计算机软件系统 软件系统是为了方便用户操作使用计算机和充分发挥计算机效率，以及为解决各类具体应用问题的各种程序的总称。 软件系统分为系统软件和应用软件两大类。 1. 系统软件 系统软件是为提高计算机效率和方便用户使用计算机而设计的各种软件，它又分为操作系统、支撑软件、编译系统和数据库管理系统等。 操作系统 操作系统是为了合理、方便地利用计算机系统，而对其硬件资源和软件资源进行管理和控制的软件。操作系统是计算机的最基本的系统软件，对计算