2019-2020年高一信息技术《第06课现代信息处理工具—计算机》教案.doc

2019-2020年高一信息技术第06课现代信息处理工具计算机教案年级：高一 科目： 信息技术 备课人： 石俊峰 上课日期： 年 月 日课 题第06课现代信息处理工具计算机学习目标1、能够描述计算机的基本功能和基本特征2、了解用计算机解决问题的一般步骤学习重点计算机解决问题的一般步骤学习难点计算机工作原理学具准备教学过程自主预习合作探究激情展示练习拓展方法措施过程设计回顾引入 在日常生活中，我们可以通过各种途径和方法获取信息。使用Word等文字处理软件可以对文字和图像信息进行编辑处理，制作出图文并茂的电子文档。使用PowerPoint等多媒体制作软件可以对文字、照片、动画等信息进行加工和组合，制作出内容丰富，形式多样的多媒体演示文稿。 各种各样的信息反映了客观事物的方方面面。有些信息表面看起来似乎没有直接的关系，经过处理后，就能从中找到联系，发现规律，从而帮助人们更准确地认识客观世界。要想有效地利用信息，实现信息的价值，必须对信息进行加工处理。在相当长的一段时间里，特别在计算机问世以前，信息加工主要是依靠人工方式来完成，如学校学生情况汇总表、图书馆图书分类目录编制、运动会成绩统计排序的功能都是利用人力对相关信息加工的结果。但是，单纯依靠人工对信息加工不但速度慢、差错多、成本高，而且在很多情况下无法满足要求。如天气预报、航天飞机飞行轨迹的测定等，计算量大，对结果的实时性准确性要求非常高，单靠人力是无法完成的，这就有求于计算机这个现代化工具。计算机信息处理系统可以帮助人们快速、准确、及时地加工信息。了解一些计算机的基本功能、基本特征以及解决问题的一般步骤，将有助于我们更好地发挥计算机的功能，提高工作质量和效率。问题引导 本节课，我们重点解决以下几个问题1、计算机的基本功能是什么？2、数据与信息有何不同？3、计算机具有哪些基本特征？4、为什么说计算机不是万能的？5、用计算机处理信息需要经过哪几个阶段？6、为什么说学习算法和编程知识很有必要？教学活动 随着超大规模集成电路和信息处理技术的发展,计算机应用几乎无所不在。小到手机、家用电器,大到飞机、汽车。还有取款用的自动取款机（ATM），买东西时用的销售点终端机（POS），买车票机票所用的自动售票机它们都在使用计算机或嵌有微处理器（microprocessor）芯片的设备进行信息处理工作。计算机已经实实在在地成为信息处理的重要工具。自动取款机（ATM）收银pos机地铁自动售票机一、计算机的基本功能 1、计算机的基本功能是什么？ 计算机之所以能够得到如此广泛的应用，主要有两方面的原因。一是计算机本身的特点，计算机能够快速、准确地执行指令。二是信息处理技术的发展。计算机本身只能对二进制数进行运算，所以它最初的应用仅限于科学计算领域。现在，计算机能够在众多领域里应用，是因为人们发现了把各种形态的信息转换成二进制数据的方法，从最初的文字，到后来的图形、图像、声音以及视频等，都能通过计算机来进行处理。 在某些人看来，计算机似乎无所不能。实际上，计算机是“笨拙”的，它只是一堆由集成电路构成的高速电子开关，只会按照程序的规定执行指令。计算机一般只“认识”数十条到数百条不同的指令。实际上这些指令只有算术（如+、-、*、/）和逻辑运算（如and、or、not）、存储、输入输出以及控制、转移等几种基本功能。 所以，计算机的基本功能是计算（puting），信息加工处理本质上都是通过计算完成的。2、人类社会计算工具的演变人类社会的计算工具经历了从石块、结绳，到算筹，直至电子计算机的演变，计算速度越来越快、计算精度越来越高，极大地推进了人类社会的发展。以下是人类社会计算工具的大致演变过程：远古时代 石块古代算筹古代算盘17世纪帕斯卡机 加法器17世纪莱布尼兹 乘法器19世纪巴贝齐 差分机1946年 ENIAC 3、数据与信息有何不同？ 我们经常提到“数据”和“信息”两个词，它们在计算机科学中有不同的含义。 数据（data）是指计算机能够生成和处理的数字、字母和符号等，是信息的一种表现形式。在计算机或通信系统中，数据常常作为信息的载体。例如，计算机里处理的二进制数是数据，它可以表示工程计算的数据，编写的文章，由图形、图像设备生成的图形和图像，录制的声音和视频等信息。信息（information）则是指数据、信号、消息中所包含的意义。如电视上重大新闻，报纸上各类比赛结果等。二、计算机的基本特征 既然计算机的基本功能如此“简单”，那么计算机为何得到人们的青睐呢？主要是计算机的程序能通过这些指令的组合来实现各种各样的处理功能，并且它的运算速度快，能准确地执行指令，而且还有很大的存储容量。1、速度快 计算机的实际速度取决于多方面的因素。首先，计算机主要元器件所采用的材料和制造工艺。计算机主要元器件从电子管、晶体管，发展到集成电路，而集成电路又从小规模（SSI）、中规模（MSI）、大规模（LSI），发展到超大规模（VLSI）和甚大规模（ULSI），使计算机的运算速度不断翻倍。随着硅晶体纯度的提高、光刻工艺的突破、低阻抗导电材料的使用和封装技术的改进等，现在一块集成电路上可集成上万亿个晶体管。其次，是计算机的体系结构。由于并行体系和流水线结构模式、超高速缓存、虚拟存储、超标量、精简指令集计算技术（RISC）以及新型总线和接口等技术的使用，采用同样元器件的计算机，速度也能够成倍地提高。现在，超级计算机每秒能执行上万亿条指令（instruction）。此外，影响计算机速度的还有软件（software）的质量，也就是解决问题的算法的效率。2、准确性高 计算机的准确性源于它的设计。经过半个多世纪的研究和研制时的反复测试，计算机系统及其组成的电路在设计上隐含的错误已越来越少。影响准确的一个因素是它的可靠性。衡量的标准是系统平均无故障时间。由于超大规模成电路的设计、制造技术和工艺的不断进步，现在的计算机连续数日、数周乃至数月稳定地运行已不足为奇。3、存储容量大 除了快速和准确外，影响计算机解决问题能力的另一个关键因素是它的存储容量。计算机的存储容量越来越大。计算机的数据通常保存在内存储器和外存储器中，不同的计算机的存储容量差异很大。就内存储器而言，当今一般的PC机通常有数亿字节，有的大型计算机则可达到数百亿字节。计算机的外存储器的存储容量更为庞大，可存放暂时不用的数据，需要时，这些数据可以用很快的速度调入内存进行处理。除此以外，用计算机处理信息，还有什么优势呢？当我们在工作、学习、生活中大量使用计算机来处理信息时，就能减少重复劳动，降低成本，节省时间，提高效率。三、计算机并非万能尽管计算机已经在许多领域里发挥了神奇的作用，但它只会按照人们设计好的程序行事，不能脱离程序的安排去完成任何工作。至今为止，计算机还不具备人所独有的创造性思维活动。尽管人们已经进行了大量的研究，计算机仍然没有人的“直觉”，这是机器与会思想的人的本质区别。正是由于存在这一限制，在许多重大、复杂的系统中，计算机只能担当辅助决策的工具角色。 今天的计算机远没有达到一名医生或法官的智能程度，尽管计算机能够对大量的数据进行加工处理，辅助人们做出决定，或者在特定的规则指引下按照预先给定的程序自行做出某些决定，但最后的决策还是由人来作出。讨论交流“计算机解决不了的问题”1、讨论主题：计算机解决不了的问题。2、活动安排：每个人各举一个例子，说明目前计算机无法解决的问题以及使用效果不理想的应用。（1）目前计算机无法解决的问题：_（2）使用计算机效果不理想的应用：_3、交流方式：请 在小组交流活动中，举例说明哪些问题是目前计算机无法解决的，哪些问题使用计算机来处理的效果不理想，并试着分析原因。4、结果呈现：分别交流 目前计算机没法解决问题和使用效果不理想应用的典型事例及其主要原因和破解之道。典型事例主要原因破解之道12345、活动评价项 目计算机解决不了的问题评价指标分析透彻（6分）事例典型（5分）基本理解（3分）还需帮助（2分）评 价6、活动分析事实上，计算机能为我们解决许多问题，但也有一些问题，目前计算机尚无法圆满地解决，比如无法对一些主客性的问题作出判断。如：简答题，问答题等,计算机无法根据回答的文字内容判断对与错，而需要人根据实际情况进行智能化设问才能作出判断。由于科学家目前仍缺乏对地震成因的了解，无法构建精确的数学模型，因而计算机在预测地震方面也无能为力。而我们经常感到天气预报与天气实况存在较大的差异，也是由于相同的原因。这方面的例子举不胜举。四、用计算机解决问题的一般步骤 1、用计算机处理信息需要经过哪几个阶段？ 当我们解答一道数学题时，总是先分析题目，接着寻找解题的方法，然后开始实施具体的解题过程。计算机作为人类大脑的延伸，它处理信息，一般也要经历分析问题、寻找解题途径和方法以及用计算机处理这三个阶段（见图1）。 第一阶段要求确定问题类型和解题目标（见图2），就是你需要计算机帮助解决什么实际问题？如：管理信息、多媒体信息处理、远程控制和科学计算等； 第二阶段主要是建立模型，寻找合适的算法和工具（见图3）。首先是要寻找现有的、合适的模型、算法和工具，使我们能够较为科学地、迅速地解决问题。如：用Office办公系统套装软件进行办公事务处理，用计算机系统自带的“录音机”和“计算器”进行录音和科学计算等。其次，如果现有的、合适的模型、算法和工具遇到困难时，可自行建立模型、设计算法和编程，而这通常需要具有一定编程水平的专业人员来完成。 第三阶段为用计算机处理。第二、三解决都属于信息加工范畴。图1 用计算机处理信息的三个阶段图2 分析问题图3 寻找解决问题的途径和方法 2、为什么说学习算法和编程知识很有必要？ 计算机处理信息涉及面很广，问题有简单的，也有相当复杂的。为了适应信息社会的需要，有相当多比较成熟的信息加工工具已产品化，供用户选择使用，如：字处理软件Word、表处理软件Excel、图像处理软件Photoshop、音频处理软件Goldwave和视频处理软件“会声会影”等。用户在使用时会感到方便、实用。其实，正因为在这些软件里包含了很多实用的“模型”和“算法”，才使得人们处理信息时感到得心应手。 五、小结通过本节课的学习，我们对计算机的基本功能和基本特征，计算机解决问题的一般步骤有了一定的了解。值得一提的是，计算作为计算机的基本功能，是计算机信息处理功能的本质。作为人类大脑的延伸，计算机解决问题的过程其实就是人类解决问题的过程。计算机按照人类预先设定的指令完成各种计算，使问题的解决变得便捷高效。但“电脑”毕竟不是“人脑”，虽然计算机能帮助人类处理大量信息，却无法代替人类。练习反馈1、计算机的基本功能是：_。2、数据是指_，是信息的一种表现形式，常常作为信息的_。3、计算机的基本特征：_、_、_。4、目前世界上运算速度最快的计算机速度是每秒_次算术运算。我国运算速度最快的计算机是_。5、正在使用的计算机的内存容量是_M或_G,你家里的计算机的内存容量是_。6、计算机比较适合应用于_领域，但诸如_等工作并不完全适合用计算机来处理。7、使用计算机处理信息，一般要经历_、_、_等三个阶段。8、如果现有的模型、算法和工具无法解决问题，就需要_。9、如果某张电话费帐单与真实情况不符，向电信公司查询，得到的答复是：帐单是计算机输出的，不可能错的！你认为这样的答复对吗？试分析可能导致差错的原因。教学反思