计算机应用基础教案

MINBEI VOCATIONAL AND TECHNICAL COLLEGE教 案2017 2018学年第1学期课程名称： 计算机应用基础 授课教师： 计算机教学团队 课程所属系（部）： 信息与工程系 课程名称：计算机应用基础授课班级：2017级室内设计2班课程类型：纯理论课（ ）/（理论实践）课（）/纯实践课( )课程属性： 公共课（）/专业基础课（ ）/专业课（ ）课程性质： 必修课（）/专业选修课（ ）/公共选修课（ ）总学时：64学时学分：4学分使用教材：董正雄编，大学计算机应用基础学习指导，厦门大学出版社，2011年6月考核方式：考试（以证代考）参考书目：1黄佐权、王宇川，计算机应用基础教程， 2011年7月;2宋晏,刘勇,杨国兴, 计算机应用基础，电子工业出版社,2013年08月;3. 刘瑞新, 计算机应用基础（Windows 7+Office 2010）,机械工业出版社,2016年05月;标题： 第一章 信息社会与计算机1.1 信息科学与信息社会 1.2 计算机与计算机系统 1.3 PC微机系统的组装与选购教学目的与要求：1.了解信息、信息技术及主要特性，信息学科、计算科学的发展和研究领域；了解计算机的发展、特点及应用。2.掌握微机系统的基本组成，微机的CPU（中央处理器）、主板、内存、总线及其组成。3.激发学生学习本门课程的兴趣。授课时数：2学时教学重难点：1.教学重点：掌握微机系统的基本组成，微机的CPU(中央处理器)、主板、内存、总线及其组成。 2.教学难点：掌握微机系统的基本组成，微机的CPU(中央处理器)、主板、内存、总线及其组成。 教学方法与手段：讲授法 演示法 任务驱动法教学内容及过程: 第一课时新课导入：在信息爆炸的时代，计算机已经与我们的生活息息相关，无论任何一种职业都离不开计算机的使用，那么计算机是如何传达信息，辅助我们学习、生活和工作的呢？下面进入我们今天的学习。新授：1.1 信息科学与信息社会1.1.1 信息及其主要特性 n 知识点 了解信息的概念 了解信息经济的概念 了解信息社会的概念 了解信息的四个主要特性 n 知识点 了解信息学科的三位理论奠基者 了解图灵奖 1. 信息的概念n 信息一词来源于拉丁文“Information”，它在全球范围内广泛的使用。 n 就一般意义而言，信息可以理解为消息、情报、见闻、通知、报告、知识、事实、赋予某种意义的数据等等。n 从广义上讲，信息是人类一切生存活动和自然存在所传达的信号和消息，是人类社会所创造的全部知识的总和。 n 随着时间的推移，时代将不断地赋予信息以新的含义。n 现代信息的概念已经和半导体技术、微电子技术、计算机技术、通信技术、网络技术、多媒体技术等含义密切地联系在一起。n 计算机技术和通信技术能帮助人类更好地存储信息、处理信息和传输信息。n 从计算机科学的角度研究，信息可包含两个基本含义：n 一是经过计算机技术处理的资料和数据（文字、声音、影像、图形等）；n 二是经过科学收集、存储、分类、检测等处理后的信息产品的集合。 n 尽管学术界迄今尚无一致的关于信息的定义，然而对信息在现代社会中的重要地位和作用的认识却是一致的。可归纳为如下几点： 信息是用数据作为载体来描述和表示的客观现象； 信息可以用数值、文字、声音、图形、影像等多种形式表示； 信息是对数据加工处理提炼的结果，是对人类有用的知识； 信息是具有含义的符号或消息，数据是计算机内信息的载体。n 数据应该是原始的、广义的、可鉴别的抽象符号，可以用来描述事物的属性、状态、程度、方式等。n 数据符号单独表示时没有任何含义，只有放入特定场合进行解释和加工才有意义并升华为信息。 n 数据是信息的载体，信息是数据的内涵。2. 信息经济的概念n 信息经济也称作知识经济，它是在充分知识化的社会中以信息智力资源的占有、投入和配置与知识产品的生产、分配（传播）和消费（使用）为最重要因素的经济。 3. 信息社会的概念n 信息社会是以信息活动为社会发展的基本活动，以信息技术为技术基础，以信息经济为主导经济，以信息产业为主导产业，以信息文化改变着人类教育、生活和工作方式以及价值观念的新型社会形态。 4. 信息的四个主要特性v 信息具有不灭性 v 信息具有可采集和可存储性v 信息具有可传递和可共享性 v 信息具有可加工处理性 1.1.2 信息学科的几位理论奠基者与图灵奖 1. 信息论的创始人香农 n 史劳德埃尔伍德香农（Claude Elwood Shannon，1916-2001）美国数学家，信息论的创始人。1940年获麻省理工学院数学博士学位和电子工程硕士学位，1941年进入贝尔实验室数学部工作。2.计算机科学的奠基人图灵n 艾伦图灵（A.M.Turing，19121954）是英国数学家，计算机科学的创始人。1936年因发表的论文论可计算数及其在判定问题中的应用而获得史密斯奖。该文提出了一种描述计算过程的数学模型，即著名的理论计算机抽象模型，可以把推理化作一些简单的机械动作，后来人们把这个模型称之为图灵机。n 图灵机分为确定型与非确定型两大类，每类中有单带、多带等许多变种（其计算能力是等价的）。一台标准的确定型单带图灵机，由一条双向可无限长地被分为一个个小方格的磁带、一个有限状态控制器和一个读写磁头构成。 n 图灵论题认为，所有能称为可计算的函数恰恰就是用图灵机可计算的函数。3.存储程序式计算机之父冯诺依曼 n 冯诺依曼（John von Neuman，19031957）是匈牙利的美籍数学家，存储程序式计算机的创始人。1946年提出了更加完善的计算机设计报告电子计算机逻辑设计初探，并开始研制存储程序式的计算机EDVAC（Electronic Discrete Variable Automatic Calclator）该机在宾夕法尼亚大学的莫尔学院研制成功。 n 冯诺依曼提出并实现了的计算机工作模式可以简单地归结为：存储程序，顺序控制。n 冯诺依曼计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成的存储程序式计算机结构。n 冯诺依曼计算机它导致了现代意义上的计算机的产生和发展，成为后来人们设计计算机的主要依据。4. 图灵奖 n ACM（美国计算机协会，成立于1947年9月15日）在1966年纪念计算机诞生20周年时，决定设立计算机科学界的第一个奖项并命名为图灵奖，以纪念这位计算机科学之父。n 图灵奖每年评选并颁奖一次，奖金额度为25000美元，由计算机界的一些大企业提供。图灵奖被誉为计算机科学界的诺贝尔奖，专门奖励那些在计算机科学研究中做出创造性贡献、推动了计算机科学与技术发展的杰出科学家，偏重于在计算机科学理论和软件方面做出杰出贡献的科学家。1.1.3 信息科学及其发展 n 知识点 了解信息科学的发展 了解信息科学研究的主要内容 信息科学的发展n 第一个阶段是经典信息论（又称之狭义信息论）；n 第二个阶段是一般信息论；n 第三个阶段就是广义信息论。 信息科学研究的主要内容n 信息科学研究的主要内容有：阐明信息的基本概念和本质（哲学信息论）；探讨信息的度量和变换（基本信息论）；研究信息的提取方法（识别信息论）；澄清信息的传递规律（通信理论）；探明信息的处理机制（智能理论）；探究信息的再生理论（决策理论）；阐明信息的调节原则（控制理论）；完善信息的组织理论（系统理论）。 1.1.4 信息技术与计算科学 n 知识点 了解人类社会经历的四次信息技术革命 了解信息技术的核心技术 了解现代信息技术的主要技术信息技术的概念n 信息技术是人类开发和利用信息的方法和手段，既包括信息的产生、收集、存储、表示、检测和处理方面的技术，也包括信息的变换、传递、提取、显示、识别、控制和利用等方面的技术。n 信息技术包括：计算机技术、软件开发技术、通信网络技术、微电子技术、信息处理技术和多媒体技术等内容，核心技术是计算机技术、微电子技术和现代通信技术。 四次信息技术革命 n 人类社会经历的四次信息技术革命 ： 第一次是创造了语言和文字； 第二次是造纸术和印刷术的出现； 第三次是电报、电话、电视及其它通信技术的发明和应用； 第四次是计算机技术和现代通信技术在信息领域中的应用。 现代信息技术 n 现代信息技术包括如下四类技术： 电子信息技术：如电子感测技术、电子通信技术、计算机技术和电子控制技术等； 量子信息技术：如量子计算机技术等； 激光信息技术：如激光遥感、光导纤维通信、激光全息存储、激光控制技术和激光计算机等； 生物信息技术：如生物开关器件、生物存储器件、生物逻辑器件和生物计算机等等。 计算科学的概念n 在“计算作为一门学科（Computing as a Discipline）”的报告中给出的计算学科定义为：计算学科是对描述和变换信息的算法过程，包括对其理论、分析、设计、效率、实现和应用等进行的系统研究。 计算学科的根本问题仍然是“能行性”问题，即什么能被有效地自动进行。1.1.5 信息产业与人才培养 n 知识点 理解信息产业的内涵 理解信息产业的特点 理解信息人才的合理结构。 信息产业的内涵n 关于信息产业的定义，目前还没有一个为世界各国公认的统一定义。在我国信息产业部2000年编写的信息技术与信息产业一书中，把信息产业定义为“社会经济活动中从事信息技术、设备、产品的生产以及提供信息服务的产业部门的统称，是一个包括信息采集、生产、检测、转换、存储、传递、处理、分配、应用等门类众多的产业群”。信息产业的特点n 信息产业具有如下几个特点： 信息产业是战略性先导产业。 科技创新含量高。 信息产业是知识、智力和技术密集型产业，要求从业人员具有较高的知识、文化、技术、技能水平和良好的团队协作精神。 高投入、高风险、高回报。 高渗透性和高带动性。 信息人才的合理结构信息技术人才的合理结构应该是金字塔状。底层蓝领阶层与中高层人才之比约为4：1。1.2 计算机与计算机系统 计算机的诞生与发展 计算机的分类与特点 计算机系统的组成 计算机系统的应用1.2.1 计算机的诞生与发展n 知识点 了解第一台计算机诞生 了解计算机发展的四代变化第一台电子计算机的诞生 n 世界上第一台电子计算机ENIAC，是由美国宾夕法尼亚大学的物理学家莫奇利 (JohnWMauehly)博士和埃克特(JPresper Eckert)博士领导的研究小组设计制造的，于1946年2月正式通过验收并投入运行。它还不具备现代计算机的主要原理特征存储程序和程序控制的原理特征。n 世界上第一台按存储程序功能设计的计算机是由曾担任ENIAC小组顾问的著名美籍匈牙利数学家冯诺依曼(VonNeumann)博士领导设计的叫EDVAC(译作“埃德瓦克”)的计算机，从1946年开始设计，于1950年研制成功。与ENIAC相比，它的主要改进有两点：采用了二进制；使用汞延迟线作存储器。指令和程序可存入计算机内部，提高了运行效率。n 世界上第一台投入运行的存储程序式的电子计算机EDSAC(译作“埃德沙克”)是由英国剑桥大学的维尔克斯(MVWilkes)教授在接受了冯诺依曼的存储程序计算机思想后于1947年开始领导设计的，并于1949年5月制成并投入运行，比EDVAC早一年多。 ENIAC它使用了18000个电子管，10000个电容，7000个电阻，功率150千瓦，占地170m2，重量约30吨，运算速度为每秒5000次加减运算。 电子计算机的发展 n 电子计算机的发展阶段划分通常按照计算机中所采用的电子逻辑器件，分成四个阶段。 第一代计算机电子管计算机(从ENIAC问世至20世纪50年代后期) 第二代计算机晶体管计算机(20世纪50年代中期至60年代中期) 第三代计算机中小规模集成电路计算机(20世纪60年代中期至70年代初期) 第四代计算机大规模超大规模集成电路计算机(20世纪70年代初期至现在)目前，美、日等国家正在投入大量的人力和物力积极研制新一代计算机，如支持逻辑推理和支持知识库的智能计算机、神经网络计算机、生物计算机等。 微型计算机的发展 n 以微处理器为核心的微型计算机属于第四代计算机。微处理器的发展从1971年Intel公司用PMOS工艺制成世界上第一代4位微处理器4004算起，迄今已发展了四代产品。n 第四代微处理器以1985年Intel公司推出了32位字长的微处理器80386为开始标志，接着，相继推出80486、Penfium(奔腾)、Penfium Pro(高能奔腾)、PendumII、PenfiumIII、Pendum4等。 计算机的发展趋势 n 巨型化n 微小化n 网络化n 智能化n 多媒体化 1.2.2 计算机的分类与特点n 知识点 了解计算机的分类 理解计算机的的特点计算机的分类 n 按运算对象可把电子计算机分为 电子数字计算机 电子模拟计算机 混合式电子计算机计算机的分类 n 按计算机的规模和性能来分，可以把计算机分为 巨型机 大型机 中型机 小型机 工作站 微机 计算机的分类 n 按计算机的用途可以把计算机分为 通用计算机 专用计算机n 上述各种类型的计算机原则上都属于冯诺依曼结构的计算机，统称之为传统计算机。传统计算机的基本工作方式是顺序执行指令的串行方式，导致了其在并行处理、字符处理和知识处理等方面的低效能。为了突破冯诺依曼结构的局限性，二十世纪七、八十年代先后开发出不少有别于传统计算机的非传统计算机。 计算机的特点 n 运算速度快n 计算精度高n 存储容量大n 判断能力强n 工作自动化计算机的主要技术性能指标n 主频n 字长n 内存容量n 存取周期n 运算速度第二课时1.2.3 计算机系统的组成n 知识点 掌握计算机系统的概念 掌握硬件、硬件系统的概念 理解硬件系统各组成部分之间的联系 掌握软件、软件系统的概念 了解软件的发展、分类 理解软件的基本内容 计算机系统的组成 （教学重难点：通过实物演示、图表演示、讲授，帮助学生更好的掌握）硬件系统各部分之间的联系 运算器和控制器 n 运算器（教学重难点：结合第一台计算机的案例，帮助学生理解运算器的概念） 运算器是计算机中执行算术运算和逻辑运算的部件，通常称之为计算机的算术逻辑单元（ALU：Arithmetic Logic Unit）。运算器是由加法器、寄存器和移位线路组成。运算速度是运算器的重要性能指标。 n 控制器（教学重难点：引入大脑的理念，把控制器的概念人性化） 控制器是计算机的指挥机关。它类似于人类的神经中枢大脑，负责协调计算机各部件有序正常工作。控制器由指令寄存器、指令计数器、指令译码器和操作控制部件等部分组成。它的功能是从存储器中取出指令，分析指令的功能(指令译码)，产生一系列的控制信号，去控制计算机各部件协调地工作，并控制程序的执行顺序。 中央处理单元（CPU） 把运算器和控制器集成在一个芯片上，这样的集成电路称为CPU（中央处理器）。主要技术指标：主频和字长。 n 存储器 （教学重难点： 结合计算机存放信息和记忆的功能，及计算机处理信息的工作原理，加深理解） 存储器是计算机的记忆装置。计算机中的各种数据和信息，包括程序、数据、中间结果和最终结果等信息都是存放在存储器中的。其基本功能是在控制器的控制下按照指定的地址存入和取出信息。 存储器中所有存储单元的总和称为这个存储器的存储容量，存储容量的单位是KB、MB、GB、TB与PB，如640KB、1MB等，其中1KB=1024字节，1MB=1024KB，1GB=1024MB。存储器可分为内存储器（简称内存）、外存储器（简称外存）和缓冲存储器。Intel公司生产的Pentium 4（奔腾）32位微处理器n 内存储器（内存） 内存是由中央处理器直接访问的存储器，它存放着现在运行的程序和数据，也可以存储计算的结果或中间结果。它的存取速度快，对存储介质要求高，成本也高。 内存通常由两种半导体存储芯片组成包括：随机存取存储器RAM (Random Access Memory)只读存储器ROM(Read Only Memory)。 RAM中的信息可随机地读出或写入，用来存放用户输入的程序和数据，但在断电后，RAM中的信息也随之丢失。 ROM中的信息只能读出而不能写入，断电后，ROM中的原有内容保持不变，在计算机重新接通电源后，ROM中的内容仍可被读出。因此，ROM常用来存放一些固定的程序或信息，如自检程序、字库等。 n 外存储器（外存） 外存储器简称“外存”，又叫“辅助存储器”，是主机的外部设备，用来存储大量的暂时不参加运算或处理的数据和程序。要使用外存中的数据和程序，必须首先把它调入内存，然后再由CPU处理。 外存储器存取速度较慢，对存储介质要求低、造价也低。 硬盘、软盘、优盘和光盘都是外存，在脱机情况下外存可以永久地保存信息。 n 缓冲存储器（缓存） 缓冲存储器主要用于内存储器与运算器之间和内存储器与外存储器之间的速度缓冲协调。 三者之间的合理搭配使用，目的也是为了得到一个良好的性能/价格比。 CPU寄存器 高速缓存 RAM 外存及虚拟存储 n 输入设备（教学重难点：结合实例，加强掌握） 输入设备是向计算机输入程序、数据和各种信息的部件。 常用的输入设备有键盘、鼠标器、图形数字化仪、条形码阅读器、数码相机以及各种模数(AD)转换器等。 n 输出设备（教学重难点：结合实例，加强掌握） 输出设备是从计算机中输出结果和其它信息的部件。 常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、X-Y记录仪、各种数模(DA)转换器等。 从数据输入输出的角度看，磁盘机(硬盘和软盘)和光驱也可以被看作输入输出设备。 n 总线（教学重难点：结合图表演示与讲授的方法，降低对总线的理解难度） 总线是一组用于传输信息的公共信号线，所有的数据和指令信息都是通过总线传送到相关设备中去的。 总线是计算机内信息流通的总干线，通常包括：地址总线数据总线控制总线 地址总线专门用来传送地址信息；地址总线的位数决定了可以直接寻址的内存储器地址范围，如32位地址总线决定了内存储器最大容量为232=4GB；地址总线是单向的。 数据总线用来传送数据信息，这种传送是双向的；数据总线的宽度决定着字长，常见的有早期的8位和16位以及现在的32位和64位；数据总线的宽度越宽，每次交换的数据位数越多，计算机的性能也就越好。 控制总线用来传送各种控制信号，如时钟信号、读或写信号、中断请求信号等等。 微处理器CPU存储器I/O接口I/O设备数据总线地址总线控制总线计算机软件系统 n 在计算机科学与技术的发展中，软件和硬件都是不可或缺的重要方面；软件的发展以硬件为基础，反过来又促进硬件、计算机科学与技术和其它科学与技术的发展。n 软件是用户与计算机硬件之间的接口界面；要使用计算机就必须编制程序，必须有软件；用户主要是通过软件与计算机进行交往。n 硬件支持软件，软件支配硬件。软件的定义 现在，被普遍接受的软件定义是：计算机软件是在计算机上运行的各种程序、要处理的各类数据以及有关文档的总称。 程序是按照事先设计的功能和性能要求执行的指令序列； 数据是是程序能正常操纵信息的数据结构； 文档是与程序开发维护和使用有关的各种图文资料。 文档是软件的”质”的部分，程序则是文档代码化的表现形式。n 相对于计算机硬件而言，软件是计算机的无形部分，但它的作用是很大的。n 把不装备任何软件的计算机称为硬件计算机或“裸机” 。计算机软件的分类 n 按照应用的观点，软件可以分为系统软件、支撑软件和应用软件三大类。 系统软件是在计算机系统中最靠近硬件的一层，其它软件一般都是通过系统软件来发挥作用。系统软件与具体的应用领域无关，如操作系统等。操作系统则是负责管理计算机系统中的各种软硬件资源，控制程序和各种操作命令的执行。 支撑软件是支撑软件的开发和维护的软件，它们处于系统软件和应用软件的中间层。 应用软件是为特定应用领域开发的专用软件，它们处于整个计算机系统的最外层。对于具体的应用领域，应用软件的质量往往成为影响实际应用效果的决定性因素。计算机软件的基本内容 n 软件的基本内容主要有软件语言、软件方法学、软件工程和软件系统等。 软件语言用以书写软件，可分为需求级语言、功能级语言、设计级语言、实现级语言和文档语言。 软件方法学是以软件方法为研究对象的学科，主要研究软件开发过程中的指导原则与方法体系。 软件工程是一门交叉性学科，它是应用计算机科学、数学和管理等科学的原理，以工程化的方法制作软件的工程。 1.2.4 计算机系统的应用 随着计算机科学与技术的迅速发展，计算机应用技术的触角已遍及国计民生各个领域的方方面面，大到航空航天宇宙探密，小到日常的学习、工作、生活和娱乐，几乎无所不包。1.3 PC微机系统的组装与选购 PC微机系统的概念 PC微机系统的选购 PC微机系统的组装n 知识点 理解PC微机系统及硬件逻辑结构 了解选购PC微机系统的基本知识 1.3.1 PC微机系统的概念n PC微机系统的硬件逻辑结构是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备这五部分组成的。这五大逻辑组成部分的功能与计算机家族中的其它成员一样，所不同的是高度的集成技术使得我们很难在物理上区分出这五大逻辑组成部分来。n 我们在物理上所能看到的往往是：主板、CPU、内存条、硬盘、光驱、显示器、机箱、键盘、鼠标等。n 微机的可选软件非常多，依照用途的不同配置千差万别，一般共同配置的软件有：操作系统，各种设备驱动程序，字处理软件、电子表格软件、邮件处理软件等办公自动化套件，查、杀计算机病毒的软件，压缩/解压缩软件，CD/VCD播放软件，Internet相关软件等。 PC微机系统的硬件逻辑结构总线及总线控制逻辑中央处理器（CPU）运算器(ALU)控制器内存储器(主存)（主存）磁盘驱动器接口输入/输出接口输入/输出设备各种外部设备其它外设接口磁盘设备（外存）1.3.1 PC微机系统的概念n 一台典型的多媒体PC微机的硬件配置可能如下（括号内为参考产品）：CPU（Intel 奔腾4 520 2.8GHz）和CPU风扇主板（技嘉 GA-8I915P-G）内存（金士顿 256MB DDR 400,2条）硬盘（希捷 酷鱼7200.7 80G 7200转）显示器（三星 793MB）显卡（技嘉 GV-NX660V4DPU）声卡（创新SBLIVE！数码版）、音箱光驱（三星 金将军16XDVD 白金版）机箱（多彩 DLC-M6610）软驱、键盘和鼠标1.3.2 PC微机系统的选购n 1. CPU（中央处理器）n CPU是计算机系统的心脏。影响CPU性能的因素很多，主要有：CPU的时钟频率（简称主频），CPU的内存总线（Bus）速度，数据总线的宽度和地址总线的宽度，与CPU封装在一起的高速缓存（Cache）的容量和结构，CPU内部是否内置浮点协处理器等。 Pentium 4 CPUPentium III CPU2 主板（教学难点：结合图片演示与讲授，解决难点）n 一般将CPU比作微机的大脑或心脏，那么主板（Mainboard）就可称为微机的神经系统。n 主板是一种高科技、高工艺融为一体的集成产品。n 主板是微机中最大的一块电路板，是微机系统中的核心部件，上面布满了各种插槽（可连接声卡/显卡/Modem/等）、接口（可连接鼠标/键盘等）和电子元件，它们各负其责共同把各种周边设备紧紧连接在一起。 3 内存（墦难点：结合存储器和内存的功能讲授，及图片演示，帮助理解内存）内存一般指随机存取存储器，简称RAM。平常所说的内存是指动态内存,即DRAM。除此之外，还有如显示卡使用的VRAM，存储系统设置信息的CMOS RAM等。 4 磁盘驱动器与磁盘 n 磁盘驱动器能够存储大量数据，并具有直接访问文件或记录的功能。磁盘结合磁盘驱动器可以存储和检索磁盘上的数据，是一种随机存取的存储媒体。磁盘驱动器的磁头称为读写头。在磁盘驱动器内插入一张磁盘后，磁盘置于能使磁盘转动的心轴上。读写头所读的是磁脉冲。n 数据记录在被称为磁道的同心圆环上。磁盘上的磁道与唱机唱片上的纹道相似。各磁道均分成称为扇区的饼形楔状物。两个或更多的扇区组合为簇。n 大多数计算机在磁盘上保留一个表，说明数据所在的扇区与磁道位置。这个表称为文件分配表（FAT），它使计算机能够容易地找到数据。 流行的磁盘类型：硬盘。 硬 盘在计算机的存储设备中使用率最高，现在常用硬盘是以GB为存储单位，如80GB、120GB等。5 光盘驱动器和光盘 z 光盘驱动器是读取光盘信息的设备。是多媒体电脑不可缺少的硬件配置。光盘驱动器主要有三种，CDROM、CDR和CDRW。CDROM是只读光盘驱动器；CDR只能写入一次，以后不能改写；CDRW是可写、可读光盘驱动器。目前一些高档机型已配置DVD驱动器。DVD盘片的容量为4.7GB，相当于CDROM光盘（650）的7倍。z 光盘z 只读光盘 CD-ROMz 一次性写入光盘 WORMz 可抹性光盘z 倍速 ：CD:150KB/S DVD:1.3MB/S 6 显示器和显示适配卡 CRT显示器LCD显示器显示卡7 键盘键盘人体键盘8 鼠标无线鼠标鼠标鼠标接口USB口9 打印机 打印机（激光打印机、喷墨打印机和针式打印机）10 其它可选件 声卡音箱麦克风其它可选件 手写笔扫描仪移动硬盘优盘/ U盘数码相机触摸屏1.3.3 PC微机系统的组装n 由于微机的各个部件采用标准化的设计和接口，因此组装一台微机就像搭积木一样简单，任何人只要了解微机的组成并确定好一台微机的配置，并购买了所需的配件后，就可以组装自己的微机了。小结：本节课我们学习了信息科学与信息社会、计算机与计算机系统、PC微机系统的组装与选购等知识，而我们本节课的重点是掌握微机系统的基本组成，它从硬件和软件两方面进行阐述，同时我们还学习了微机的CPU（中央处理器）、 主板、内存、总线及其组成。思考题（作业）：无课后教学效果自评:本次课知识对于多部分极少接触计算机的学生来说,知识点比较不易接受,只有通过一些图片演示和机房的部分实物帮助学生了解,课后要求学生自己多去研究和探讨.标题：第一章 信息社会与计算机1.4 计算机中的信息表示与处理1.5 信息安全与道德行为规范教学目的与要求：1.理解并掌握数制及其转换方法、字、字长、字符编码、ASCII码、汉字编码、数字编码方法和数的定点与浮点表示；2.了解信息数据的组织结构和管理基本概念，信息安全、基本属性，计算机病毒及防治。授课时数：2学时教学重难点：1.教学重点：理解并掌握数制及其转换方法，掌握8421码、余3码、原码、反码、补码的编码方法。2.教学难点：理解并掌握数制及其转换方法，掌握8421码、余3码、原码、反码、补码的编码方法，数的定点与浮点表示。教学方法与手段：讲授法 任务驱动法 PPT教学内容及过程:第一课时复习导入：上节课我们重点学习了计算机系统的组成，这节课我们来了解一下计算机系统是如何对我们输入、输出的数据进行处理，以及计算机安全的相关知识。新授：1.4 计算机中的信息表示与处理 二进制及其特点 数制及其转换 计算机中的信息编码 信息数据的结构、组织和管理 中文信息处理概述1.4.1 二进制及其特点 知识点 了解进位计数制及其特点 掌握不同数制之间的转换方法 理解计算机中为什么要采用二进制 在计算机中，各种信息数据（包括数值数据、符号、图形、图像、声音和其它媒体数据）的存储和表示都是采用二进制形式进行的，其运算和处理也都是以二进制信息的运算和处理为基础的。 在计算机中为什么要采用二进制 在计算机中之所以采用二进制，是因为二进制具有一系列优于我们常用的十进制的优点：l 二进制数容易在计算机中表示l 二进制数只有0和1两种数字，只要找到具有两种稳定状态的元件，就可以用来表示二进数。但要找到具有十种稳定状态的元件来表示十进制数就非常困难了。l 二进制的算术运算比较简单l 二进制的加法、减法、乘法和除法运算都比较简单。加法只须四句口诀：0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10；乘法也只须四句口诀：0*0=0，0*1=0，1*0=0，1*1=1；而相应地十进制加法和乘法的口诀应为各100句。1.4.1 二进制及其特点 在计算机中用二进制可以节省设备 例如若采用十进制表示0999之间的数需要三位设备每位十个状态，状态总数为3*10=30；若采用二进制表示同样大小范围的数，即二进制数01111100111，则需要十位设备每位两个状态，状态总数为10*2=20。由此可见二进制比十进制节省设备。 易于采用逻辑代数 采用二进制数，就可以在分析和设计计算机时采用逻辑代数，有利于节省设备、提高速度、提高可靠性；就可以在使用计算机时利用逻辑代数进行逻辑运算（含关系运算），使计算机具有逻辑判断能力解决较复杂应用问题，进而实现人工智能等高级应用。 十进制数的特点 基为10，每一个十进制数都可以用0、1、2、9这十个数字来表示； 进位规律是“逢十进一”，借位规律是“借一当十”； 不同位的权值不同，每一位数字所表示的量值大小不仅与该位上数字的大小有关，也与该位所处位置的权值有关。设从小数点向左依次为第0位、第1位、第2位、，从小数点向右依次为第-1位、第-2位、，第i（i=0，1，2，）位上的权值为10i；任意十进制数anan-1a1a0.a-1a-2a-m（ai表示第i位上的数字）所表示的量值为 n R进制数的特点 设任意一种进位记数制，辟如R进制，它也具有与十进制相类似的三个特点： R进制的基为R，每一个数都可以用0、1、2、R-1这R个数字来表示； R进制的进位规律是“逢R进一”，借位规律是“借一当R”； R进制数所表示的量值大小与各位数字的大小和相应位的权值大小均有关系，即 其中ai表示第i位上的数字，Ri表示第i位的权值，-min。n 二进制数的特点 二进制的基为2，每一个二进制数可以用0和1两个数字来表示； 进位规律是“逢二进一”，借位规律是“借一当二”； 按照上述数位编号，第i位上的权值为2i（-min），一个二进制所表示的量值为n 二进制数与十进制数之间的转换 （教学重难点：多举例子，强化训练） 把二进制数转换成十进制数（简记作210） 210的方法是“按权展开相加”，即利用下式进行： 例如，(11001)2=1*24+1*23+0*22+0*21+1*20 =16+8+0+0+1 =(25)10又如，(101.1011)2=1*22+0*21+1*20+1*2-1+0*2-2+1*2-3+1*2-4 =4+0+1+0.5+0+0.125+0.0625 =(5.6875)10n 二进制数与十进制数之间的转换 （教学重难点：多举例子，强化训练） 十进制数转换成二进制数（简记作102） 102的方法是分为整数部分和小数部分两个部分来进行的，整数部分采用除2取余法转换，小数部分采用乘2取整法转换。 用除2取余法对整数部分转换的口诀是：“除2取余，逆序排列”。例如：对于25，可按如下方法转换得(25)10=(11001)2。 用乘2取整法对小数部分转换的口诀是：“乘2取整，顺序排列”。 例如：对于0.15625，可按如下方法转换得(0.15625)10=(0.00101)2 1.4.1 二进制及其特点 二进制数与十进制数之间的转换 （教学重难点：多举例子，强化训练） 十进制数转换成二进制数（简记作102） 由于在乘2取整的过程中积始终不会为0，故需要按精度要求进行舍入处理，常用的舍入处理方法为截断法（从有效位数之后截断）和0舍1入法（类似于十进制的四舍五入法，按有效位数的下一位0舍1入），如上例若保留小数点后七位，截断法为(0.6)10 =(0.1001100)2，舍入法为(0.6)10=(0.1001101)2。 对于既有整数部分又有小数部分的十进制小数可分整数部分和小数部分分别转换，如25.15625可按下式转换得(25.15625)10=(11001.00101)21.4.2 数制及其转换 n 为了弥补二进制位数多读写不便易出错的缺点，在实际使用中（如用机器语言或汇编语言编程时）常采用八进制或十六进制的表示方法。n 八进制数 八进制的基为8，具有0、1、2、3、4、5、6、7这八个数字；进位规律是“逢八进一”，借位规律是“借一当八”；对于一般形式anan-1a1a0.a-1a-2a-m的八进制数，第i位的数字为ai，其权值为8i，所表示的量值为ai*8i，整个数表示的总量值为n 二、八、十六进制之间的转换（教学重难点：多举例子，强化训练） 28 把二进制数转换为八进制的口诀是“三位分组，逐组转换”，即从小数点起分别向前后两个方向三位一组，不足三位时用0补足，逐组读出或写出其值即可。 000 0001 1010 2011 3100 4101 5110 6111 7=(010 101 100 101.101 101 100)2 (10101100101.1011011)2 =( 2 5 4 5.5 5 4)8 二、八、十六进制之间的转换 （教学重难点：多举例子，强化训练） 82 000 0001 1010 2011 3100 4101 5110 6111 7 把八进制数转换为二进制数的口诀是“一位分三”，即把一位八进制数字用三位二进制来表示即可。 =(101 111.010 100)2 (57.24)8 =(101111.0101)2 n 二、八、十六进制之间的转换 （教学重难点：多举例子，强化训练） 216 把二进制数转换为十六进制时，口诀是“四位分组，逐组转换”，即从小数点起分别向前后两个方向四位一组，不足四位时用0补足，逐组读出或写出即可。 0000 00001 10010 20011 30100 40101 50110 60111 71000 81001 91010 A1011 B1100 C1101 D1110 E1111 F=(0101 0110 0101.1011 0110)2 (10101100101.1011011)2 =(5 6 5.B 6)16 n 二、八、十六进制之间的转换 （教学重难点：多举例子，强化训练） 162 把十六进制数转换为二进制时的口诀是“一位写四”，即把一位十六进制数字用四位二进制来表示即可。 (57.24)16 =(0101 0111.0010 0100)2 =(1010111.001001)2 n 二、八、十六进制之间的转换 （教学重难点：多举例子，强化训练） 八进制与十六进制之间的转换 八进制与十六进制之间的转换，可以通过二进制作为中间进制来转换，即先把八进制（或十六进制）一位写三（或一位写四）得到二进制，然后四位一组（或三位一组）逐组转换得到。 由于八进制和十六进制与二进制之间有如此简单的转换关系，所以八进制和十六进制可以作为二进制的缩写来使用。八进制和十六进制正是为了在编制机器语言程序、汇编语言程序和在控制台上直读数据的简便而引入的。 n 任意R进制与十进制之间的转换 R10 把R进制数转换为十进制数的方法是“按权展开相加”，即 n 任意R进制与十进制之间的转换 10R 把十进制转换为R进制，需要分整数部分和小数部分两个部分分别转换。整数部分的转换方法是“除R取余、逆序排列”，小数部分的转换方法是“乘R取整、顺序排列”，两个部分的转换结果分别作为R进制数的整数部分和小数部分。转换方法可示意如下： n 任意R进制与十进制之间的转换 任意两种进制之间的转换 任意两种进制数之间的转换，可以通过十进制作为中间进制；先把一种进制的数转换为十进制（按权展开相加即可），然后分整数部分和小数部分把十进制表示的数转换成另一种进制。 1.4.2 数制及其转换 表示法： 八进制：4275=48+28+78+58 十进制：4956= 410+910+510+610 二进制：1011=12+02+12+12 十六进制：81AE=816+116+1016+1416第二课时1.4.3 计算机中的信息编码n 知识点 熟练掌握8421码、余3码、原码、反码、补码的编码方法 理解计算机中的信息编码方法 理解数的定点与浮点表示方法n 二十进制 人们习惯于使用十进制，而在计算机中采用二进制，这就需要把人们在程序中使用的十进制数转换为二进制形式。 人们希望把这种转换工作交由计算机来完成，这就需要一种十进制与二进制之间的过渡性进位制，用来解决十进制数的输入问题，这种过渡性进位制称作二进制编码的十进制，简称为二十进制。 在二十进制中，每一位十进制数码均用四位二进制数码来表示。由于四位二进制数码可以表示十六种（24=16）不同的状态，而一个十进制数的位只可能有十种不同的状态，所以用四位二进制数码来表示一位十进制码时可以有多种组合方式，且任一种组合方式均有六种状态是多余的。 常用的二十进制编码方法有8421码和余3码两种， n 8421码（教学重难点：多举例子，强化训练 ） 8421码是一种最简单最自然的编码方法，四位二进制位上的权值分别为8、4、2和1。例如十进制数6185写成8421码为 0110 0001 1000 0101 它在形式上象二进制数，但并不是真正的二进制数。与十进制数6185等价的二进制数为 1100000101001。 n 余3码 （教学重难点：多举例子，强化训练） 余3码是为了解决表示十进制数字的四位二进制位上的负载平衡问题而提出的，每个十进制数字的余3码为该数字加3后转换得到的四位二进制数。例如十进制数6185的余3码为 1001 0100 1011 1000n ASCII码 ASCII 码（美国国家标准信息交换码American Standard Code for Information Interchange ，简称ASCII码）本来是一个信息交换编码的国家标准，后来被国际标准化组织接受，成为国际标准ISO 646，又称为国际5号码。 ASCII码采用7位二进制编码，可以表示128个字符。字符分为图形字符与控制字符两类。图形字符包括数字、字母、运算符号、商用符号等。 34个功能/控制符，94个字符为信息符;其中：A的ASCII码值为65， a的ASCII码值为97, 0的ASCII码值为48。n 中文信息编码及标准 由于计算机是采用二进制的存储方式，所以必须将汉字代码化，即对汉字进行编码。 计算机对汉字的处理过程分为输入、内部处理及输出这三个主要环节。 每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。n 中文信息编码及标准 内部码是汉字在计算机内的基本表示形式，是计算机对汉字进行识别、存储、处理和传输所用的编码。 内部码也是双字节编码，将国标码两个字节的最高位都置为“1”，即转换成汉字的内部码。 以汉字“大”为例，其机内码如下图。n 中文信息编码及标准 字形码也叫输出码 汉字显示或打印字库，以点阵方式输出。如： 1616点阵，32 32点阵，48 48点阵等。 以“E”的88点阵字形码为例，如下图所示：1111111010000000100000001111111010000000100000001111111000000000n 计算机在进行数值运算时，必须按一定方法确定小数点的位置。通常有两种表示数的方法，一种叫做定点表示法，一种叫做浮点表示法。 n 数的定点表示法 （教学难点：多举例子，强化训练） 如果在数的表示中小数点的位置是固定的，这种表示方法称作定点表示法；采用定点表示法的计算机称为定点计算机，简称定点机。 原则上说，在定点表示中小数点位置固定在哪一位都可以；但为了方便起见，一般都把小数点固定在数的最高位之前，使计算机用纯小数进行运算。 n 数的定点表示法 n位尾数的定点数N的表示范围为|N|1-2-n，所以要求参加运算的数的绝对值都小于1，且在计算过程中也不应出现大于或等于1 的情况。因此，在使用定点机时需要选择比例因子，把数据按一定比例缩小后才能送入计算机；计算结果也应按相应比例扩大后才是实际结果。如果在计算过程中出现大于或等于1的情况，称作溢出或超载，需要停机或中断以处理出现的紧急情况或错误。 为了区分数的正负，每个数前均用一个符号位Sf来表示数的正负；通常用0表示正号，用1表示负号。 因此，定点数的形式为 n 数的浮点表示法 如果在数的表示中小数点的位置是可以变动的，这种表示法称作浮点表示法。采用浮点表示法的计算机称作浮点计算机，简称浮点机。一个二进制数N可以表示为 N=2J*S其中J是一个二进制整数，称作数N的阶码；S是一个二进制纯小数，称作数N的尾数。 因此，浮点数分为阶码和尾数两个部分，且均有各自的符号位。浮点数在浮点机中的表示形式为 n 数的定点和浮点表示法 （教学难点：多举例子，强化训练） 对于给定的字长来说，浮点机中数的表示范围比定点机大，而定点机中数的表示精度比浮点机高。 对于给定的二进制数来说，其浮点表示形式不惟一。如0.0010011=20*0.0010011=2-1*0.0100110= 2-10*0.100100。当尾数的小数点位置改变时，只要阶码也相应地改变，可以保证数的值大小不变。为了保证数的精度，在浮点机中一般采用规格化形式，即要求尾数S的第一位数字为1。n 原码、反码和补码（教学重难点：多举例子，强化训练） 计算机在实现加减乘除运算时，其乘法可以归结为加法和移位，除法可以归结为减法和移位，减法可以通过对参加运算数的编码归结为加法，所以我们只需讨论加法问题即可。