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1、九年級(jí)信息技術(shù)下冊(cè) 計(jì)算機(jī)的奧妙教案 青島版
教學(xué)內(nèi)容: 3.1 計(jì)算機(jī)的奧妙
本課學(xué)習(xí)目標(biāo):
知識(shí)目標(biāo):
①了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成;
②了解計(jì)算機(jī)硬件、軟件及功能;
③掌握計(jì)算機(jī)信息存儲(chǔ)的基本單位和換算關(guān)系。
技能目標(biāo)
①通過觀察與實(shí)踐,了解計(jì)算機(jī)的工作過程,熟悉計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成;
②能夠熟練地對(duì)計(jì)算機(jī)的基本容量單位進(jìn)行換算。
情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
①在使用計(jì)算機(jī)的過程中,感受計(jì)算機(jī)給人類生活帶來(lái)的方便;
②在小組活動(dòng)中,提升合作意識(shí),體驗(yàn)與他人交流、合作的快樂。
教學(xué)過程:
【閱讀與思考】
1701年,德國(guó)數(shù)學(xué)家萊布尼茨獲得一幅來(lái)自中國(guó)的八卦圖
2、。八卦圖是由陰和陽(yáng)構(gòu)成的圖符,相傳產(chǎn)生于我國(guó)周代,在《易經(jīng)》中有較詳細(xì)的記載。萊布尼茨從中悟出二進(jìn)制原理,把陽(yáng)變?yōu)?,把陰變?yōu)?,于是二進(jìn)制就產(chǎn)生了。1848年.英國(guó)數(shù)學(xué)家布爾推出二進(jìn)制代數(shù)法則,為二進(jìn)制計(jì)算機(jī)的誕生奠定了基礎(chǔ)。世界上第一臺(tái)十進(jìn)制計(jì)算機(jī)誕生之后,馮·諾依曼提出計(jì)算機(jī)應(yīng)采用二進(jìn)制,于是現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)就誕生了。
【學(xué)習(xí)與探究】
一、計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史
1946年,美國(guó)人莫奇利和埃克特研制成功了第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC(埃尼阿克),這是人類計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的一座里程碑。ENIAC使用了18800個(gè)電子管,占地l70余平方米,重達(dá)30噸,可謂是“龐然大物”。從1946年ENIAC誕
3、生到現(xiàn)在,電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段。
計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史
第一代 電子管
第二代 晶體管
第三代 中小規(guī)模集成電路
第四代 大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路
二、計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件是物質(zhì)基礎(chǔ),是軟件的載體。硬件系統(tǒng)通常指機(jī)器的物理系統(tǒng),是看得到、摸得著的物理器件。它包括計(jì)算機(jī)主機(jī)及其外圍設(shè)備。硬件系統(tǒng)主要由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備等組成。
1、中央處理器
中央處理器(簡(jiǎn)稱CPU)由控制器和運(yùn)算器兩個(gè)部件構(gòu)成,并集成在一塊芯片上,它是計(jì)算機(jī)的核心部分??刂破髫?fù)責(zé)指揮和控制其他各個(gè)部件協(xié)同工作。運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),
4、負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種運(yùn)算?,F(xiàn)在流行的CPU主要包括Intel、AMD等品牌的產(chǎn)品。通常我們所說(shuō)的奔騰Ⅲ、奔騰Ⅳ等都是指CPU的型號(hào)。
2、存儲(chǔ)器
存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中存放程序和數(shù)據(jù)的地方,并根據(jù)命令提供數(shù)據(jù)給有關(guān)部分使用,它分為內(nèi)存儲(chǔ)器(又稱主存儲(chǔ)器)和外存儲(chǔ)器,簡(jiǎn)稱內(nèi)存和外存。
內(nèi)存由隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)構(gòu)成。RAM可隨機(jī)讀或?qū)?,用?lái)存放正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù),斷電后完全丟失。ROM只有在特定條件下才能寫入,用來(lái)存放一些固定的程序或信息。
為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量,又不使成本有很大的提高,在計(jì)算機(jī)中還配備了存儲(chǔ)容量史大的磁盤存儲(chǔ)器和光盤存儲(chǔ)器,統(tǒng)稱為外存儲(chǔ)器,簡(jiǎn)稱外存。外存
5、可存儲(chǔ)大量的信息,計(jì)算機(jī)需要使用時(shí),再調(diào)入內(nèi)存。常見的外存主要有硬盤、軟盤、可移動(dòng)硬盤、光盤、u盤等。外存具有存儲(chǔ)容量大、可靠性高、價(jià)格低、可長(zhǎng)期保存信息等優(yōu)點(diǎn)。
3、輸入設(shè)備
輸入設(shè)備是用戶和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交流的主要裝置之一。它的主要作用是把程序和數(shù)據(jù)(如文字、數(shù)字、聲音、圖像等)等信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)適用的編碼,并按順序送往內(nèi)存儲(chǔ)器。鍵箍、鼠標(biāo)、掃描儀、觸摸屏、光筆、游戲桿、語(yǔ)音輸入裝置、數(shù)碼相機(jī)等都屬于輸入設(shè)備。常用的輸入設(shè)備是鍵盤和鼠標(biāo)。
4、輸出設(shè)備
輸出設(shè)備是用來(lái)顯示或打印輸出計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)結(jié)果的設(shè)備,常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、音箱等,常用的輸出設(shè)備是顯示
6、器和打印機(jī)。
【練一練】
1.下列既是輸入設(shè)備又是輸出設(shè)備的是 。
A.打印機(jī) B.磁盤驅(qū)動(dòng)器 C.掃描儀 D.鍵盤
2.在顯示器的技術(shù)指標(biāo)中,1024×768、1440×900等表示 。
A.顯示器屏幕的大小B.顯示器顯示字符的最大行數(shù)和列數(shù)
c.顯示器的顏色指標(biāo)D.顯示器的分辨率
三、計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)
如果把計(jì)算機(jī)硬件看成是計(jì)算機(jī)的軀體,那么計(jì)算機(jī)軟件就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂。沒有軟件支持的計(jì)算機(jī)稱為“裸機(jī)”,只是一些物理設(shè)備的堆砌,幾乎是不能工作的。計(jì)算機(jī)軟件指計(jì)算機(jī)程序及其相關(guān)文檔的總和,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)軟件負(fù)責(zé)
7、管理、控制、維護(hù)計(jì)算機(jī)的軟硬件資源,為用戶提供一個(gè)便利的操作界面和編制應(yīng)用軟件的資源環(huán)境。系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和工具軟件等。
操作系統(tǒng)是對(duì)所有軟硬件資源進(jìn)行管理及分配的核心軟件,它是所有軟件的基礎(chǔ)和核心。常用的操作系統(tǒng)有DOS、Windows(windowsxx、windows XP、windows VISTA、windows7)、UNIX等。
【練一練】
操作系統(tǒng)是一種 。
A.應(yīng)用軟件B.系統(tǒng)軟件c.工具軟件D.調(diào)試軟件
程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言用于編寫各類計(jì)算機(jī)程序,它是利用計(jì)算機(jī)解決問題的主要方法和手段。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言分為低級(jí)語(yǔ)言(機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言)和高級(jí)語(yǔ)青。機(jī)器
8、語(yǔ)言由“O”和“l(fā)”組成,是CPU能夠直接理解和執(zhí)行的語(yǔ)言;匯編語(yǔ)言采用助記符來(lái)表示機(jī)器語(yǔ)言,從而比較容易理解和掌握。低級(jí)語(yǔ)言與計(jì)算機(jī)硬件密切相關(guān),因此被稱為“面向機(jī)器”的語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言是“面向用戶”的語(yǔ)言,克服了低級(jí)語(yǔ)言在編程和識(shí)別上的不便,與自然語(yǔ)言比較接近,具有較強(qiáng)的通用性。典型的高級(jí)語(yǔ)言有BASIC、c、Java、VB、c++等。
工具軟件是指用來(lái)測(cè)試計(jì)算機(jī)性能,診斷并排除汁算機(jī)故障,使用戶能夠更有效地使用軟硬件資源的服務(wù)科序,如PC Tool、NORTON、文件壓縮和解壓縮程序、防病毒軟件等。
2、應(yīng)用軟件
應(yīng)用軟件是為解決實(shí)際問題而專門編制的程序,它的功能往往非常單一,并且一
9、臺(tái)計(jì)算機(jī)有什么功能,主要是由應(yīng)用軟件決定的。常用的應(yīng)用軟件有字處理軟件(如WORD、WPS)、網(wǎng)頁(yè)制作軟件(如FrontPage)、圖像處理軟件(如Photoshop)等。應(yīng)用軟件因其應(yīng)用領(lǐng)域的小同而顯得豐富多彩,并且朝著“開源”的方向發(fā)展。
【加油站】開源軟件
開源軟件的主要特征是可以免費(fèi)使用和公布源代碼。例如,Linux就是公開了源代碼的操作系統(tǒng)軟件。
四、計(jì)算機(jī)的工作過程
計(jì)算機(jī)的工作過程是執(zhí)行程序的過程。具體而言,計(jì)算機(jī)的工作過程是這樣的:各種各樣的信息通過輸入設(shè)備進(jìn)人計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器,然后通過輸入設(shè)備發(fā)出運(yùn)行程序的命令,系統(tǒng)接收到運(yùn)行程序的命令后,控制器便從存儲(chǔ)器中取出第一條程
10、序指令,進(jìn)行分析,然后向受控對(duì)象發(fā)出控制信號(hào),執(zhí)行該指令??刂破髟?gòu)拇鎯?chǔ)器中取出下一條指令,進(jìn)行分析,執(zhí)行該指令,周而復(fù)始地重復(fù)取指令、分析指令、執(zhí)行指令的過程,直到程序中的全部指令執(zhí)行完畢然后送到運(yùn)算器,運(yùn)算完畢把結(jié)果送到存儲(chǔ)器存儲(chǔ),最后通過輸出設(shè)備顯示出來(lái)。
【練一練】
1.圖片在計(jì)算機(jī)中是以 來(lái)存儲(chǔ)的。
A.二進(jìn)制B.八進(jìn)制C.十進(jìn)制D.十六進(jìn)制
2.下列存儲(chǔ)器中,存取速度最快的是 。
A.U盤B.硬盤C.內(nèi)存D.光盤
五、計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)
一臺(tái)PC機(jī)(個(gè)人計(jì)算機(jī),也稱作微機(jī))性能的好壞,不是由某項(xiàng)指標(biāo)來(lái)決定的,而是由它的指令系統(tǒng)、硬件組成、軟件配置
11、等多方面因素綜合決定的。對(duì)于普通用戶而言,可以從下面幾個(gè)指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)的性能。
1、主頻
主頻(Master Clock Frequency)又稱時(shí)鐘頻率,是指CPU在單位時(shí)間(秒)內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)。它在很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。時(shí)鐘頻率越快,計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度也越快,但由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同,并非所有時(shí)鐘頻率相同的CPU性能都一樣。主頻的單位有MHz、GHz等。比如Pentium4 3.06GHz的CPU,它的主頻就是3.06GHz。
2、字長(zhǎng)
字長(zhǎng)(word Length)是指計(jì)算機(jī)的CPU能同時(shí)處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù),它與計(jì)算機(jī)的功能和用途有很大的關(guān)系。字長(zhǎng)決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度
12、,字長(zhǎng)越長(zhǎng),計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度就越高。
計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)和運(yùn)算。二進(jìn)制數(shù)由“O”、“l(fā)”兩個(gè)數(shù)字組成,每個(gè)二進(jìn)制數(shù)所占的數(shù)位稱為“位”(bit),又稱為“比特”。
早期計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)一般是8位、16位、32位。目前使用的計(jì)算機(jī)大部分已達(dá)到64位。
3、內(nèi)存容量
內(nèi)存是CPU可以直接訪問的存儲(chǔ)器,需要執(zhí)行的程序與處理的數(shù)據(jù)就存放在內(nèi)存中。內(nèi)存容量的大小反映了計(jì)算機(jī)即時(shí)存儲(chǔ)信息的能力。隨著操作系統(tǒng)的升級(jí)、應(yīng)用軟件的不斷豐富,人們對(duì)計(jì)算機(jī)內(nèi)存容量的需求也不斷提高。例如,運(yùn)行windowsxx操作系統(tǒng)至少需要32M的內(nèi)存容量,windows Xp需要128M以上的內(nèi)存容量,win
13、dows7則需要512M以上的內(nèi)存容量。
4、外存
外存容量通常是指硬盤容量。外存儲(chǔ)器容量越大,可存儲(chǔ)的信息就越多,可安裝的應(yīng)用軟件就越豐富。目前,硬盤容量一般為160~320G,有的甚至已達(dá)到1000G以上。
5、存取周期
計(jì)算機(jī)的存取周期是指對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行一次完整的存取(即讀/寫)操作所需要的時(shí)間。存取周期越短,則存取速度越快。存取周期的大小直接影響微機(jī)運(yùn)算速度的快慢。
除了上述這些主要性能指標(biāo)外,微型計(jì)算機(jī)還有其他一些指標(biāo),比如外圍設(shè)備的性能指標(biāo)、系統(tǒng)軟件的情況等。另外,各項(xiàng)指標(biāo)也不是彼此孤立的,在實(shí)際應(yīng)用時(shí),應(yīng)該把它們綜合起來(lái)考慮。
【練一練】1.以下不屬于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)主要性能指標(biāo)的是 。
A.字長(zhǎng)B.操作系統(tǒng)性能C.主頻D.內(nèi)存容量
2.我們說(shuō)某計(jì)算機(jī)的內(nèi)存是16MB,就是指它的內(nèi)存容量為 字節(jié)。
【加油站】性價(jià)比
性價(jià)比是用來(lái)衡量計(jì)算機(jī)產(chǎn)品優(yōu)劣的概括性指標(biāo)?!靶浴感阅?,代表計(jì)算機(jī)的使用價(jià)值,它包括計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量、存取周期、輸入輸出設(shè)備的配置和計(jì)算機(jī)的可靠性等情況;“價(jià),,指價(jià)格,代表計(jì)算機(jī)的售價(jià)。性價(jià)比高,表明計(jì)算機(jī)產(chǎn)品價(jià)廉物美。
【實(shí)踐與創(chuàng)新】課本P50大顯身手