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计算机文化基础教案

大连理工大学出版社《计算机文化基础》课程教案201 --201 学年度学期所属系部:任课教师:授课教师:年月日教学过程:[引入新课]:现在计算机已经成了我们生活中必不可少的工具,那么它是什么时候开始进入人们的生活的呢?今天我们就来解开这个密。

[讲授新课]:一、计算机的发展及其应用1.计算机的发展2.计算机的发展趋势随着微电子技术、光学技术、超导技术和电子仿生技术的发展,计算机的发展将呈多元化发展的态势。

总体上来讲,计算机的发展趋势是向巨型化、微型化、网络化、智能化方向发展。

目前,第一台超高速全光数字计算机已研制成功,光子计算机的运算速度比电子计算机快1000倍。

在不久的将来,超导计算机、神经网络计算机等全新的计算机也会诞生。

未来的计算机将是微电子技术、光学技术、超导技术和电子仿生技术相互结合的产物。

3.计算机的分类与应用领域(1)计算机的特点计算机作为一种通用的信息处理工具,它具有极高的处理速度、很强的存储能力、精确的计算和逻辑判断能力,其主要特点有:运算速度快、“记忆”能力强、计算机精度高、能进行逻辑判断、可靠性高、通用性强等。

(2)计算机的分类随着计算机技术的发展和应用的推动,尤其是微处理器的发展,计算机的类型越来越多样化,分类的标准也不是固定不变的。

根据计算机的运算速度等性能指标来划分,计算机主要可分为:高性能计算机、微型机、工作站、服务器、嵌入式计算机等。

(3)计算机的应用领域现在计算机应用几乎渗透到人类生产和生活的各个领域,按计算机的应用范围归纳为:科学计算、数据处理、过程控制、计算机辅助工程、人工智能、网络通信、数字娱乐等。

二、信息在计算机中的表示1.数的进制进位数制,简称“进制”是按进位的原则进行计算的数制。

进制的特点:(1)数制的基数确定了所采用的进位计数制。

表示一个数时所用的数字符号的个数称为基数(Radix)。

如十进制数制的基数为10;二进制的基数为2。

对于N进位数制,有N个数字符号。

如十进制中有10个数字符号:0~9;二进制有2个符号:0和1;八进制有8个符号:0~7;十六进制共有16个符号:0~9、A~F。

(2)逢N进一。

如十进制中逢10进1;八进制中逢8进1;二进制中逢2进1;十六进制中逢16进1。

(3)采用位权表示方法。

处在不同位置上的相同数字所代表的值不同,一个数字在某个位置上所表示的实际数值等于该数值与这个位置的因子的乘积,而该位置的因子由所在位置相对于小数点的距离来确定,简称为位权(Weight)。

位权与基数的关系是:位权的值恰是基数的整数次幂。

数据的表示:可以用数据后加一个特定的字母来表示它所采用的进制:字母D表示数据为十进制(也可以省略);字母B表示数据为二进制;字母O表示数据为八进制;字母H表示数据为十六进制。

例如:567.17D(十进制的567.17)、110.11(十进制的110.11,省略了字母D)、110.11B(二进制的110.11)、245O(八进制的245)、234.5BH(十六进制的234.5B)。

2.不同进位计数制间的转换(1)十进制数转换成二进制数十进制数转换成二进制数,可以将其整数部分和小数部分分别转换后再组合到一起。

整数部分转换:“除2取余法,倒着写”。

即将十进制数反复除以2,取余数,直到商为零止,第一次得到的余数是二进制数的最低位,最后一次得到的余数是二进制的最高位。

小数部分转换:“乘2取整法,顺着写”。

即将十进制数小数部分不断乘以2,取整数,直到小数为零或到达有效精度为止,最先得到的整数为最高位(小数点后第一位),最后一次得到的整数为最低位。

例:把十进制整数197.6875转换成二进制数。

解:整数部分转换过程如下:即(197)10=(11000101)2小数部分转换过程如下:0.6875×2=1.375 取整数部分 1 (最高位,小数点后第一位)0.375×2=0.75 取整数部分00.75×2=1.5 取整数部分10.5×2=1 取整数部分 1 (最低位)即(0.6875)10=(0.1011)2∴组合结果:(197.6875)10=(11000101.1011) 2一个十进制小数不一定能完全准确地转换成二进制小数,这时可以根据精度要求,只转换到小数点后某一位为止即可。

(2)十进制转换成八进制整数部分转换:除8取余;小数部分的转换:乘8取整。

例把十进制数474.187 5转换成八进制数。

解:整数部分转换过程如下:小数部分转换过程如下:∴组合结果:(474.187 5)10=(732.14)8知识小贴士:对小数的转换如出现转换无限进行的情况,处理方法同十进制小数到二进制小数的转换。

(3)十进制转换成十六进制整数部分转换:除16取余;小数部分的转换:乘16取整。

例把十进制数1192.9032转换成十六进制数,要求精确到小数点后4位。

解:整数部分转换过程如下:小数部分转换过程如下:∴组合结果:(1192.9032)10=(4A8.E738)16二进制、八进制、十六进制数间的相互转换(1)二进制数与八进制数之间的相互转换由于23 =8,81=8,因此1位八进制数可用3位二进制数表示,或者3位二进制数可用1位八进制数表示。

二进制数转换为八进制数,可概括为“三位并一位”,即:以小数点为基准,整数部分从右到左,每三位一组,最高位不足三位时,添0补足三位;小数点部分从左到右,每三位一组,最低有效位不足三位时,添0补足三位。

然后,将各组的三位二进制数按权展开后相加,得到一位八进制数。

同理,八进制数转换为二进制数,可概括为“一位拆三位”。

例把二进制数10011100111001.1011转换成八进制。

解:分组:10 011 100 111 001 . 101 1补0:010 011 100 111 001 . 101 100转换:2 3 4 7 1 . 5 4所以,(10011100111001.1011)2=(23471.54)8(2)二进制数与十六制数之间的相互转换由于24 =16,161=16,因此1位十六进制数可用4位二进制数表示,或者4位二进制数可用1位十六进制数表示。

二进制数转换为十六进制数,可概括为“四位并一位”,即:以小数点为基准,整数部分从右到左,每四位一组,最高位不足四位时,添0补足四位;小数点部分从左到右,每四位一组,最低有效位不足四位时,添0补足四位。

然后,将各组的四位二进制数按权展开后相加,得到一位十六进制数。

同理,十六进制数转换为二进制数,可概括为“一位拆四位”。

3.数据的存储单位在计算机中,数据存储的最小单位为比特(bit),1比特为1个二进制位。

字节(Byte,B),1个字节为8个二进制位。

除字节外,还有千字节(KB)、兆字节(MB)、吉字节(GB)、太字节(TB)。

它们的换算关系是:2 B1 KB=1 024 B=101 MB=1 024 KB=1048 576 B=220B1 GB=1 024 MB=1 048 576 KB=1 073 741 824 B=230B1 TB=1 024 GB=240B[课堂小结]:计算机中信息存储单位的表示;不同数制之间的转换;[作业布置]:课后习题授课教师:年月日教学过程:[引入新课]:一台计算机能够正常的运行需要具备什么条件呢?今天我们就来解开这个密。

[讲授新课]:一、计算机系统的基本组成与性能指标一台完整计算机系统由硬件(Hardware)系统和软件(Software)系统两大部分组成:1.计算机系统2.计算机硬件系统计算机硬件是构成计算机系统的物理实体或物理装置。

按照冯·诺依曼计算机体系结构,计算机硬件包括输入、运算器、控制器、存储器、输出五个部分。

CPU (Central Process Unit ,中央处理器)是计算机的心脏,也称为微处理器,主要由运算器和控制器组成。

目前最具代表性的产品是Intel 出产的微处理器系列,从1985年起已经陆续推出了80386、80486、Pentium (奔腾)、Pentium Pro (高能奔腾)、Pentium Ⅱ、Celeron (赛扬)、Pentium Ⅲ、Pentium 4。

时钟频率:指时钟脉冲发生器输出周期性脉冲的频率。

如:P Ⅲ的800MHz 、P4的 2.4GHz 等。

字长:字长越大,处理信息的速度越快。

如32位微处理器、64位微处理器。

控制器:从内存储器中读取指令,并控制计算机的各部分完成指令所指定的工作。

运算器:在控制器的指挥下,按指令的要求从内存储器中读取数据,完成运算,运算的结果再保存到内存储器中的指定地址。

主板(Main board )是安装在微型计算机主机箱中的印刷电路板,这是连接CPU 、内存储器、外存储器、各种适配卡、外部设备的中心枢纽。

总线(Bus )是连接计算机中CPU 、内存、外存、输入输出设备的一组信号线以及相关的控制电路,它是计算机中用于在各个部件之间传输信息的公共通道。

根据同时可以传送的数据位数分为16位总线、32位总线等,位数越多数据传送越快。

根据传送的信号不同,总线又分为数据总线(Data bus ,用于数据信号的传送)、地址总线(Address bus ,用于地址信号的传送)和控制总线(Control bus ,用于控制信号的传送)。

在微型计算机中常用的总线标准有ISA 总线、EISA 总线、PCI 总线、USB 通用总线等。

存储器是用来存放数据的设备。

存储器又分为内存储器、外存储器、高速缓冲存储器。

3、计算机软件系统运算器存储器 控制器输出所谓计算机软件,就是指支持计算机运行或解决某些特定问题而需要的程序、数据以及相关的文档。

系统软件是指维持计算机系统正常运行和支持用户运行应用软件的基础软件,包括操作系统、程序设计语言、数据库管理系统等。

操作系统(operating system ,简称“os ”)是管理计算机硬件与软件资源的程序,同时也是计算机系统的内核与基石。

其功能是控制其他程序运行,管理系统资源并为用户提供操作界面。

程序设计语言按照其发展过程可分为机器语言、汇编语言、高级语言(面向过程)和第四代语言(即4GL 非过程化、面向对象)。

程序(program )是为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的集合。

一般分为系统程序(软件)和应用程序(软件)两大类。

应用软件则是指为解决某个或某类给定的问题而设计的软件。

如文字处理软件、绘图软件、数值计算软件以及用户针对各种应用而自行开发的软件等。

软件生命周期:即可行性研究与计划、需求分析、概要设计、详细设计、实现(包括单元测试)、组装测试(集成测试)、确认测试、使用和维护。

通常按习惯性地将软件的生命周期分为三个阶段:计划阶段、开发阶段和维护阶段。

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