【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 每秒鐘5000次。雖然世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)十分龐大，性能也不是很高，但是它卻奠定了計(jì)算機(jī)的發(fā)展基礎(chǔ)，在科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上，開辟了一個(gè)新的紀(jì)元。自世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問世以來，在隨后的幾十年中，電子計(jì)算機(jī)以異常迅猛的速度發(fā)展。電子計(jì)算機(jī)從誕生到現(xiàn)在大致上經(jīng)歷了四代：第一代是電子管計(jì)算機(jī)，開始于1946年，結(jié)構(gòu)上以中央處理機(jī)為中心，使用機(jī)器語言，存儲(chǔ)量小，主要用于數(shù)值計(jì)算。第二代是晶體管計(jì)算機(jī)，開始于1958年，結(jié)構(gòu)上以存儲(chǔ)器為中心，使用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言，應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大到數(shù)據(jù)處理和工業(yè)控制等方面。第三代是中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)，開始于1964年，這一代計(jì)算機(jī)仍然以存儲(chǔ)器為中心，機(jī)種多樣化、系列化，外部設(shè)備不斷增加、功能不斷擴(kuò)大，軟件的功能進(jìn)一步完善，除了用于數(shù)值計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理外，已經(jīng)可以處理圖像、文字等資料。第四代是大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)，開始于1971年，應(yīng)用范圍非常廣泛，已經(jīng)深入到社會(huì)生活和生產(chǎn)的眾多方面。因?yàn)橛辛舜笠?guī)模和超大規(guī)模集成電路，計(jì)算機(jī)的核心部件可以集成在一塊或幾塊芯片上，從而出現(xiàn)了微型計(jì)算機(jī)。三、練習(xí)討論回答：信息和計(jì)算機(jī)有什么聯(lián)系？舉幾個(gè)信息的例子 口述：人類處理信息的過程，舉幾個(gè)利用計(jì)算機(jī)處理信息的例子。四、小結(jié)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的不斷發(fā)展，使得信息的獲取和處理變得更加快捷，人們可以方便地獲取來自全球的各種信息，也可以將信息快速地傳遞到世界各地。我們的處理信息的能力直接影響我們的生活和學(xué)習(xí)，因此學(xué)好信息學(xué)這門學(xué)科般的更加的重要。[教學(xué)目的與要求](1)了解計(jì)算機(jī)組成各部分的名稱和作用。(2)知道什么是計(jì)算機(jī)軟件，了解計(jì)算機(jī)軟件的作用。(3)了解計(jì)算機(jī)處理信息的過程。[課時(shí)安排] 建議1課時(shí)。[教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)](1)計(jì)算機(jī)是由特定功能的各種設(shè)備組合在一起的一個(gè)整體。(2)計(jì)算機(jī)硬件和軟件的概念。[教材分析與教法建議](1)在講授計(jì)算機(jī)硬件時(shí)建議采用直觀教學(xué)法，教師通過展示計(jì)算機(jī)的各組成部分，讓學(xué)生體驗(yàn)到計(jì)算機(jī)是由中央處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等組成的一個(gè)有機(jī)整體。(2)通過觀看錄像片(介紹計(jì)算機(jī)基本組成)讓學(xué)生體驗(yàn)感受計(jì)算機(jī)的基本組成。(3)教師還可以在計(jì)算機(jī)教室中實(shí)際地拆裝計(jì)算機(jī)，讓學(xué)生感受計(jì)算機(jī)的基本組成。如果學(xué)校條件許可還可以分成若干小組，在教師的指導(dǎo)下(在切斷電源的條件下)，由學(xué)生拆裝計(jì)算機(jī)，親身體驗(yàn)，了解計(jì)算機(jī)的各組成部分。值得提請(qǐng)老師注意的是，學(xué)生分小組拆裝計(jì)算機(jī)后，必須經(jīng)計(jì)算機(jī)教師檢查合格，各接插件均符合要求后才可以通電開機(jī)。在說明計(jì)算機(jī)的基本組成時(shí)，可以分兩個(gè)方面來說。一個(gè)是從外觀上看，計(jì)算機(jī)由主機(jī)箱、鍵盤和顯示器組成；二是從邏輯組成來看，即控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備，在教學(xué)過程中要講述清楚。(4)講授計(jì)算機(jī)軟件時(shí)，我們可以結(jié)合通過計(jì)算機(jī)處理相關(guān)工作的實(shí)例，直觀地進(jìn)行教學(xué)。(5)通過教學(xué)讓學(xué)生知道，如果計(jì)算機(jī)僅有硬件，沒有軟件是沒有辦法進(jìn)行工作的；計(jì)算機(jī)再怎么聰明，沒有人編寫系統(tǒng)軟件或應(yīng)用軟件，它也沒有辦法進(jìn)行處理。[參考資料]一、計(jì)算機(jī)的硬件和軟件現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)面對(duì)用戶的不再是簡(jiǎn)單的、由電子線路組成的機(jī)器，而是由硬件和軟件兩部分組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。1．硬件計(jì)算機(jī)硬件從外觀上看主要有主機(jī)箱、鍵盤和顯示器；從邏輯功能上看，可以分為控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五個(gè)部分，一般地又把運(yùn)算器和控制器合稱為中央處理器。判斷一臺(tái)計(jì)算機(jī)的性能主要看兩個(gè)指標(biāo)，第一是CPU的型號(hào)與主頻，第二是總線類型。打開計(jì)算機(jī)主機(jī)箱，里面有一塊印刷電路板，這就是計(jì)算機(jī)的主機(jī)板(簡(jiǎn)稱主板)，一般地，計(jì)算機(jī)的重要控件都做在計(jì)算機(jī)的主板上。主板的類型和品種很多，從類型上來說，它們都是以CPU來分類的，CPU芯片在主板上是可以插拔的。主板上還許多部件，如ROM、RAM、總線槽、插座、電池等。(1)CPU CPU是中央處理器(Central Processing Unit)的英文縮寫，它是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算控制中心，是計(jì)算機(jī)中集成度最高、最貴重的一塊芯片。它是由幾千~幾千萬個(gè)晶體管組成的超大規(guī)模的集成電路芯片。計(jì)算機(jī)所有數(shù)據(jù)的加工處理都是在CPU中完成的。CPU還負(fù)責(zé)發(fā)出控制信號(hào)，使計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件協(xié)調(diào)一致地工作。(2)存儲(chǔ)器 ①內(nèi)部存儲(chǔ)器 內(nèi)部存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱為內(nèi)存，計(jì)算機(jī)要執(zhí)行的程序、要處理的信息和數(shù)據(jù)，都必須先存入內(nèi)存，才能由CPU取出進(jìn)行處理。內(nèi)存一般可以分為隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)兩種。ROM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)只能讀出，而用一般的方法不能寫入。它的最大優(yōu)點(diǎn)是它保存的數(shù)據(jù)在斷電后不會(huì)丟失，因此用來保存計(jì)算機(jī)經(jīng)常使用且固定不變的程序和數(shù)據(jù)。ROM中保存的最重要的程序是基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS，這是一個(gè)對(duì)輸入輸出設(shè)備進(jìn)行管理的程序。RAM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可以隨時(shí)取出來(稱為讀出)，也可以隨時(shí)存入新數(shù)據(jù)(稱為寫入)或?qū)υ瓉淼臄?shù)據(jù)進(jìn)行修改。RAM的缺點(diǎn)是斷電以后所存儲(chǔ)的所有數(shù)據(jù)都將丟失。充當(dāng)內(nèi)存的集成電路芯片是做在一小條印刷電路板上的，稱為內(nèi)存條。內(nèi)存條可以很方便地插在主板上，其容量有8MB、16MB、32MB、64MB、128MB、256MB等。在選擇內(nèi)存條時(shí)，要考慮容量稍大一些的，但不要插滿槽口，為今后的升級(jí)及內(nèi)存的擴(kuò)充留有余地。②外部存儲(chǔ)器內(nèi)存的容量有限，且價(jià)格較貴，關(guān)機(jī)以后內(nèi)存中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就消失了，因此計(jì)算機(jī)還必須有外部存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱外存)來存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。外存的特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量大、價(jià)格較低，所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)關(guān)機(jī)后也不會(huì)丟失。外存有軟盤、硬盤、光盤等。(3)輸入/輸出設(shè)備輸入設(shè)備就是把數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)的設(shè)備，它接受用戶的程序和數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼送入計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中存儲(chǔ)起來，供計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)使用。輸出設(shè)備就是把經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)，以人們能夠識(shí)別的形式輸出的設(shè)備。輸入/輸出設(shè)備就如同人有了眼睛可以看、耳朵可以聽、嘴巴可以講、手可以寫字一樣，輸入／輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)與外界溝通的橋梁。輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)器、掃描儀、手寫筆等。鍵盤主要用來輸入各種文字、數(shù)據(jù)和命令。鼠標(biāo)器主要用于繪圖以及快速地移動(dòng)光標(biāo)進(jìn)行選擇或輸入。掃描儀用來將圖形或圖像資料輸入到計(jì)算機(jī)中。輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、音箱等。顯示器，能顯示計(jì)算機(jī)輸出的文字、圖形或圖像；打印機(jī)能把計(jì)算機(jī)輸出的文字、圖形、圖像等打印到紙上，打印機(jī)的種類很多，有針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、熱敏打印機(jī)、激光打印機(jī)等；音箱能輸出經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理的聲音信息。2．軟件計(jì)算機(jī)所做的一切都是靠運(yùn)行軟件來完成的。20世紀(jì)50年代以前人們普遍認(rèn)為軟件就是程序，其實(shí)這并不完整。70年代有人提出：軟件由程序和開發(fā)、利用、維護(hù)它的一切文檔組成。1983年美國IEEE組織給軟件下了一個(gè)明確的定義：軟件是計(jì)算機(jī)程序、方法、規(guī)則相關(guān)的文檔以及在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行所必需的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)軟件大體上可以分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。(1)系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是一種綜合管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，為用戶提供工作環(huán)境和開發(fā)工具的大型軟件。系統(tǒng)軟件主要有操作系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)語言兩類。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的大管家，它負(fù)責(zé)管理和控制計(jì)算機(jī)各個(gè)部件協(xié)調(diào)一致地工作，是一個(gè)最基本、最重要的系統(tǒng)軟件。一臺(tái)計(jì)算機(jī)必須安裝了操作系統(tǒng)才能正常工作。DOS、Windows、Unix、Linux等都是計(jì)算機(jī)上使用的操作系統(tǒng)軟件。程序設(shè)計(jì)語言是用來編制軟件的專門語言。我們使用的各種軟件都是用程序設(shè)計(jì)語言編寫的。程序設(shè)計(jì)語言的種類很多，有BASIC、PASCAL、C、FoxBASE、Visual BASIC、Visual FoxPro等。(2)應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是計(jì)算機(jī)用戶為了解決某些具體問題而編制的軟件。如圖書館資料檢索軟件、人事管理軟件、工資管理軟件、輔助教學(xué)軟件等。還有為各種不同用途編制的專用軟件，如文字處理軟件、電子表格軟件、防病毒軟件等。二、微處理器的發(fā)展歷史你知道神奇的計(jì)算機(jī)芯片是用什么材料制成的嗎？Intel公司的創(chuàng)始人摩爾曾有過這樣一段精彩的解釋：我們需要為芯片尋找一種基質(zhì)，因此我們考察了地球的基質(zhì)，它主要是沙粒，所以我們使用了沙粒(硅可由海沙濾取而得)。我們需要為芯片上的線路和開頭尋找一種金屬導(dǎo)體，我們考察了地球上的所有金屬，發(fā)現(xiàn)鋁是最豐富的，所以我們使用了鋁。下面讓我們循著Intel公司的發(fā)展歷程，去探尋中央處理器的發(fā)展史。1971年，Intel公司首先推出了世界上第一個(gè)4位微處理器芯片Intel 4004，它集成了2300個(gè)晶體管，同年，第一臺(tái)使用了4004芯片的微型計(jì)算機(jī)誕生了。1972年，Intel公司推出了8位微處理器芯片8008，之后的幾年中，8位微型計(jì)算機(jī)得到了飛速的發(fā)展，并打開了一定的市場(chǎng)。其中，最為著名的是蘋果公司的Apple II。1978年，Intel公司推出了16位微處理器芯片8086，主頻為5~8MHz。隨后又有8018801880286等16位芯片出現(xiàn)。這一階段在微型計(jì)算機(jī)市場(chǎng)大獲成功的是IBM公司的IBM PC。1985年，Intel公司推出32位微處理器80386，指令中增加了頁式存儲(chǔ)管理，加強(qiáng)了圖形處理的能力。同一年，Microsoft(微軟)公司推出了Windows 操作系統(tǒng)，這是微型計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的一次革命性的進(jìn)步。1989年Intel公司研制成功80486芯片。微型計(jì)算機(jī)市場(chǎng)日趨繁榮，出現(xiàn)了百家爭(zhēng)鳴的局面。1993年Intel公司公布了新一代的處理器80586，并給它起了個(gè)商品名Pentium(奔騰)，簡(jiǎn)稱P5，集成度為310萬個(gè)器件/片，時(shí)鐘頻率為60~133MHz，1995年2月，Intel公司推出了Pentium Pro芯片，簡(jiǎn)稱P6，集成度為550萬個(gè)器件/片，時(shí)鐘頻率為133MHz，1997年1月Intel公司推出了第一片帶MMX技術(shù)的多功能奔騰處理器。MMX是MultiMedia Extensions(多媒體擴(kuò)展)的縮寫，是為加快多媒體操作運(yùn)算而在CPU內(nèi)部新增了57條指令。這57條指令是特別為音頻信號(hào)、視頻信號(hào)以及影像處理而設(shè)計(jì)的，從而使得本來由聲卡、解壓卡、顯示卡等支持的部分工作，又可以回到高速的CPU中完成。1997年下半年起，各CPU制造商競(jìng)相將MMX技術(shù)納入32位及64位微處理器中。1998年的PentiumII是帶有MMX技術(shù)的P6級(jí)的微處理器，內(nèi)含750萬個(gè)晶體管，主頻普遍在200MHz以上。1999年2月，Intel公司又推出了PentiumIII，其核心速度在 450MHz以上。PentiumIII是在PentiumII的基礎(chǔ)上新增加了70條能夠增強(qiáng)音頻、視頻和3D圖形效果的SSE(Streaming SIMI Extensions，數(shù)據(jù)流單指令多數(shù)據(jù)擴(kuò)展)指令集。2000年，Intel公司推出了Pentium IV微處理器，主頻達(dá)到1GMHz以上?？v觀計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史，微處理器性能的不斷提高是計(jì)算機(jī)應(yīng)用得以迅速發(fā)展的真正動(dòng)力，它比歷史上任何發(fā)明都進(jìn)展得更為迅速。[參考教案] [課題] 第2課計(jì)算機(jī)的組成 [教學(xué)目的與要求](1)了解計(jì)算機(jī)組成各部分的名稱和作用。(2)知道什么是計(jì)算機(jī)軟件，了解計(jì)算機(jī)軟件的作用。(3)了解計(jì)算機(jī)處理信息的過程。[課時(shí)安排] 1課時(shí)。[教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)](1)計(jì)算機(jī)是由特定功能的各種設(shè)備組