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1、大学计算机应用基础教案 教 师： 腾莉 单 位： 数学计算机学院 2009 2010学年第一讲 计算机基础知识概述【教学目的】了解计算机概念、特点、发展历程、类型和应用领域等基本知识。【教学重点】 计算机基本概念和分类【教学难点】计算机的概念【教学方法】多媒体教学【教学内容】一、计算机的概念计算机(computer)是一种能自动、高速进行大量算术运算和逻辑运算的电子设备。 其特点为：速度快、精度高、存储容量大、通用性强、具有逻辑判断和自动控制能力。二、计算机的发展简史1、第一台计算机：ENIAC，美国，1946年。ENIAC是为了解决新武器研发中有关弹道问题的许多复杂计算而研制的。它采用电子管
2、作为计算机的基本元件，由18000多个电子管，1500多个继电器，10000多只电容器和7000多只电阻构成，占地170m2，重量30吨，每小时耗电30万千瓦，每秒能进行5000次加法运算。由于它使用电子器件来代替机械齿轮或电动机械进行运算，并且能在运算过程中不断进行判断，做出选择，过去需要100多名工程师花费1年才能解决的计算问题，它只需要2个小时就能给出答案。 2、计算机的发展过程第一代(1946年1958年)电子管计算机：几千 几万（次/秒）主要逻辑元件是电子管，特点：体积庞大、运算速度低、成本高、可靠性差、内存容量小。主要用于科学计算，从事军事和科学研究方面的工作。第二代(1959年1
3、964年)晶体管计算机：几万几十万（次/秒）主要逻辑元件是晶体管，特点：体积小、速度快、功耗低、性能更稳定。应用扩展到数据处、自动控制等方面。第三代(1965年1970年)集成电路计算机：几十万几百万（次/秒）可靠性和存储容量进一步提高，运算速度更快，价格更低，外部设备种类繁多，与通信密切结合起来。广泛用于科学计算、数据处理、工业控制等领域。第四代(1971年以后)大规模集成电路计算机：千万万亿（次/秒）计算机的存储容量和可靠性又有了很大提高，功能更加完备。计算机的类型除小型、中型、大型机外，开始向巨型机和微型机（个人计算机）两个方面发展。三、计算机的主要特点主要特点如下：运算速度快、精确度高
4、、具有记忆和逻辑判断能力。四、计算机的分类1、科学计算：天气预报、地震分析、导弹拦截等2、数据处理（信息处理）：数据库、企业管理、办公自动化3、计算机控制（实时控制）：飞行控制、加工控制、生产线控制、交通指示灯控制等4、计算机辅助设计和辅助教学：辅助工程、辅助设计（CAD）、辅助制造（CAM）、辅助教学（CAI）等5、人工智能方面的研究和应用 6、多媒体技术应用、嵌入式应用、网络应用等【思考题】1、观察并比较第一台计算机图片和笔记本电脑图片，从中看出计算机的发展。你的感受是什么？从体积、运算能力、操作难易等角度分析比较。2、网上查找资料：我国巨型机情况；运算速度是多少？我国自行研制的巨型机称为
5、什么系列？第二讲 计算机基础知识概述【教学目的】掌握信息的表示和存储；掌握存储容量的单位；掌握数制之间的转换，特别是二进制与十进制之间；了解ASCII码。 【教学重点】 掌握存储容量；不同进制之间数据转换。【教学难点】二进制与十进制之间数据转换【教学方法】多媒体教学【教学内容】一、 信息与数据的概念 在计算机应用领域中经常使用信息和数据这两个概念，它们既有区别又紧密相关。信息通常是指：人们所关心的事情的消息或知识。信息载体上反映的信息内容，以某种使接收者（人或机器）可识别的符号传送给接收者，这种可识别的符号称为数据。二、 进位计数制及其相互转换 数制是用一组固定的数字和一套统一的规则来表示数目
6、的方法。常用的进制有：二进制、十进制、八进制、十六进制。一般我们用( ) 角标表示不同进制的数。例如：十进制用( )10表示，二进制数用( )2表示。R进制即是有R个基本符号，逢R进一。 例二进制基本符号有二个，为0、1；十进制基本符号有十个，为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。日常生活中最常用的数制是十进制。计算机数据是二进制形式。 基数：一组固定不变的不重复数字的个数。例如：二进制数基数是2，十进制数基数为10。位权：某个位置上的数代表的数量大小。表示此数在整个数中所占的权重。1、 二进制、八进制、十六进制转换为十进制方法：按权展开后，相加即得。例： (101.11)2= 122 +
7、 021 + 1 20 + 1 2-1 + 1 2-2 (101.11)8= 182 + 081 + 1 80 + 1 8-1 + 1 8-2 (101.11)16= 1162 + 0161 + 1 160 + 1 16-1 + 1 16-2 2、十进制转换为二进制、八进制、十六进制 方法：除2（8或16），取余数。例：（43）10=（101011）23、 二进制,八进制,十六进制数的相互转换1）二进制数转换成八进制数 方法:“三合一”，用三位二进制表示一位2）二进制数转换为十六进制数 方法:“四合一”，用四位二进制表示一位 3）八进制数转换成二进制数 方法：“一拉三”,把一位八进制用三位二进
8、制表示 4）十六进制数转换成二进制数 方法:“一拉四”，把一位十六进制用四位二进制表示三、 信息存储单位1、计算机中数据的存储单位1）位 (bit) 缩写为b ,指的是二进制数的一位，又称比特，是计算机存储数据的最小单位。2）字节 (byte) 缩写为B，一个字节由8位二进制数组成（1B=8b）在计算机中，通常用B（字节）、KB（千字节）、MB（兆字节）或GB（吉字节）为单位来表示存储器的存储容量或文件的大小。2、存储单位B、KB、MB与GB的换算关系1B=8bit (20B) 1KB=1024B (210B)1MB=1024KB (220B) 1GB=1024MB (230B) 1TB=10
9、24GB (240B)3、字（Word）：字是字节的组合，并作为一个独立的信息单位处理。4、机器字长：一般是指寄存器所含二进制数位数，它代表了机器的精度。 四、非数值数据在计算机中的表示1、ASCII码（American Standard Code for Information Interchange）美国标准信息交换码在西文领域的符号处理普遍采用的是ASCII码已被国际标准化组织(ISO)认定为国际标准。字符是计算机中最多的信息形式之一，是人与计算机进行通信、交互的重要媒介。在计算机中，要为每个字符指定一个确定的编码，作为识别与使用这些字符的依据。在计算机中实际用8位表示一个字符，最高位为
10、“0”字母。可表示128个字符。每个ASCII码以1个字节(Byte)储存，从0到数字127代表不同的常用符号，例如大写A的ASCII码是65,小写a则是97。2、汉字编码要在计算机中处理汉字，必须解决以下几个问题：首先必须将汉字代码化，即对汉字进行编码，使之转换成键盘上具有的符号，一般是英文字母。对应于上述汉字处理过程中的输入、内部处理及输出这三个主要环节，每一个汉字的编码都包括输入码、交换码、内部码和字形码。在计算机的汉字信息处理系统中，处理汉字时要进行如下的代码转换：输入码交换码内部码字形码。目前采用较多的有以下几种编码：1） 汉字输入码（或外码）汉字输入码主要分为三类：数字编码、拼音编
11、码和字形编码：数字编码：用数字串代表一个汉字的输入，常用的是国标区位码。拼音编码：以汉语读音为基础的输入方法。 字形编码：以汉字的形状确定的编码。2） 汉字国标交换码和机内码 1981年我国在国标GB2312-80制定了汉字交换码也称为国标交换码(简称国标码)。在国标码中，一个汉字用两个字节表示，每个字节也只用其中的七位。国标码每个字节高位置“1”作为汉字机内码。这样既解决了汉字机内码与西文机内码之间的二义性，又使汉字机内码与国标码具有极简单的对应关系。 3） 汉字字形码汉字字形码通常有两种表示方式：点阵和矢量表示方式。【思考题】1、 将97、256这两个十进制数转换成对应的二进制、八进制和十
12、六进制数。2、 字符9的ASCII码的十进制为57，那么2的是多少？A与a比较，谁的ASCII码大？第三讲 计算机系统组成【教学目的】掌握计算机的基本组成与结构；理解计算机软、硬件基本概念及相互关系；掌握计算机硬件系统；了解计算机主要硬件设备的基本知识，其性能的主要技术指标；理解指令和程序的概念；掌握计算机软件系统组成和软件分类。【教学重点】 了解计算机的基本组成，理解计算机的基本工作原理。【教学难点】计算机的工作原理【教学方法】多媒体教学【教学内容】一、计算机基本结构冯诺依曼型计算机：1、采用二进制数的形式表示数据和指令。2、将指令和数据存放在存储器中，计算机自动地逐条取出指令和数据进行分析
13、、处理和执行；即存储程序的计算机工作原理设计思想。存储程序是指把解决问题的程序和需要加工处理的原始数据存入存储器中，这是计算机能够自动、连续工作的先决条件。3、计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备组成。 1）运算器又称算术逻辑单元，是计算机对数据进行加工处理的部件，它的主要功能是对二进制数码进行加、减、乘、除等算术运算和与、或、非等基本逻辑运算，实现逻辑判断。2）控制器：用来控制计算机各部件协调工作，并使整个处理过程有条不紊地进行。其基本功能就是从内存中取指令和执行指令，然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令，执行该指令。另外，控制器在工作过程中，还要接受各部件反馈回来的信
14、息。3）存储器：具有记忆功能，用来保存信息，如数据、指令和运算结果等。4）输入输出设备 简称IO 设备。用户通过输入设备将程序和数据输入计算机，输出设备将计算机处理的结果(如数字、字母和图形)显示或打印出来。二、计算机系统完整的计算机系统包括两大部分，即硬件系统和软件系统。硬件是指构成计算机的物理设备。软件是指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的集合。三、计算机硬件系统1、中央处理器（CPU）中央处理器（Central Processing Unit，简记CPU）是微型机硬件系统的核心部件，由运算器、控制器和一组寄存器组成，并集成在一个芯片上。CPU里还有暂时存放数据与指令的部件-缓存。运算器：它的核心部件是算术逻辑单元ALU（Arithmetic Logic Unit），是算术和逻辑运算的功能部件。控制器：是计算机的神经中枢和指挥中心，它根据程序指令的要求，向其它各部件发出控制信息，控制其它各部件协调一致地工作。衡量计算机性能的主要指标为运算速度，即计算机每秒钟执行的指令数。影响运算速度的主要因素为：CPU的主频、字长。2、主板其作用为负责各个部件之间的信息传输，电脑重要的部件CPU、内存、芯片组和功能卡等，都安插在主板的插座和插口上，通过主板上的接口连接键盘、鼠标、显示器、音箱、打印机等外部设备。3、总线所谓总线（Bus），指的是连接微机系统中各
