大学计算机基础教案5.1

哈尔滨学院数学与计算机学院教案周次第5周，第1次课授课时间200年月日/星期授课时数章节名称1.1信息技术概述1.2计算机的发展与应用授课方式课堂讲授（）；实验课（）；多媒体教学（√）；网络教学（）；双语（）教学目的信息技术（掌握）；信息技术分类（了解）；信息获取、分析、加工（了解）。ENIAC相关知识（掌握）；存储程序控制（掌握）；四代计算机（掌握）；第五代计算机（了解）；计算机的发展趋势（掌握）；计算机的特点（了解）；计算机的分类（掌握）；计算机的应用（掌握）。教学重点计算机发展与应用教学难点计算机发展与应用教学方法讲授教学环境教学用具教学过程及内容备注1.1信息技术概述与信息获取、信息分析、信息加工有关的知识称为“信息学基础知识”，而与信息获取、信息分析与信息加工有关的基础知识和实际能力则称为“信息能力”。信息获取包括信息发现、信息采集与信息优选；信息分析包括信息分类、信息综合、信息查错与信息评价；信息加工包括信息的排序与检索、信息的组织与表达、信息的存储与变换以及信息的控制与传输等。1.2计算机的发展与应用电子计算机是一种按照预先存储的程序，自动地、高速地、精确地进行信息处理的现代化电子设备。1.2.1计算机的发展历程世界上第一台计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator即电子数值积分计算机），是1946年由美国的宾夕法尼亚大学研制成功的。它的诞生在人类文明史上具有划时代的意义，从此开辟了人类使用电子计算工具的新纪元。教学过程及内容备注随着电子技术的不断发展，计算机以主要逻辑元器件的类型为标志，经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路这样四个代重大技术变革。每一代的变革在技术上都是一次新的突破，在性能上都是一次质的飞跃。1．电子管计算机第一代从1946年～1957年，计算机的逻辑元件采用电子管，通常称为电子管计算机。它的内存容量仅有几千个字节，输入输出方式也很落后。不仅运算速度低，且体积巨大，成本很高。该阶段的计算机还没有系统软件，用机器语言和汇编语言编程。计算机只能在少数尖端领域中得到应用，如科学、军事和财务等方面的计算。尽管存在这些局限性，但它却奠定了计算机发展的基础。2．晶体管计算机第二代从1958年～1964年，与第一代相比有很大改进，计算机的逻辑元件采用晶体管，即晶体管计算机。在这一时期出现了采用磁芯和磁鼓的存储器，内存容量扩大到几十千字节。晶体管比电子管平均寿命提高100～1000倍，耗电却只有电子管的百分之一，体积仅占电子管的百分之一，运算速度明显地提高，每秒可以执行几万次到几十万次的加法运算。该阶段的系统软件出现了监控程序，提出了操作系统概念，出现了高级语言，如FORTRAN、ALGOL60等。3．集成电路计算机第三代从1965年～1970年，计算机的逻辑元件采用中小规模的集成电路。这种器件把几十个或几百个分立的电子元件集中做在一块几平方毫米的硅片上（称为集成电路芯片），使计算机的体积和耗电量大大减小，运算速度却大大提高，每秒钟可以执行几十万次到一百万次的加法运算。集成电路计算机使用半导体存储器作为主存，造价更低，但性能和稳定性进一步提高。该时期，系统软件有了很大发展，出现了分时操作系统和会话式语言，采用结构化程序设计方法，为研制复杂的软件提供了技术上的保证。4．大规模与超大规模集成电路计算机第四代从1970年至今，计算机的逻辑元件采用大规模集成电路。在一个几平方毫米的硅片上，至少可以容纳相当于几千个晶体管的电子元件。计算机的成本进一步降低，体积进一步缩小，存储装置进一步改善，功能和可靠性进一步提高。从20世纪80年代开始，发达国家开始研制第五代计算机，研究的目标是能够打破以往计算机固有的体系结构，使计算机能够具有像人一样的思维、推理和判断能力，向智能化发展，实现接近人类的思考方式。另外人们还在探索各种新型的计算机，如利用光作为载体进行信息处理的光计算机，利用蛋白质、DNA的生物特性设计的生物计算机，模仿人类大脑功能的神经元计算机，以及具有学习、思考、判断和对话的能力，可以立即辨别外界物体形状和特征的建立在模糊数学基础上的模糊电子计算机等。教学过程及内容备注1.2.2

计算机的发展趋势

目前，计算机朝着巨型化、微型化、网络化、智能化的方向发展。1．巨型化巨型化是指计算机向高速度、高精度、大容量、功能强方向发展。在许多领域都需要这样的计算机，比如模拟核实验、破解人类基因、气象预报等。一个国家的巨型机水平，在一定程度上标志着该国计算机技术水平。2．微型化微型化是指计算机向功能齐全、使用方便、体积微小、价格低廉方向发展。计算机的微型化可以拓展计算机的应用领域，微型机的研制、开发和广泛应用，则标志着一个国家计算机科学普及的程度。3．网络化计算机网络是指地理位置不同并具有独立功能的多个计算机系统，通过通信设备和线路相互连接起来，在网络软件的控制下，实现数据通信和资源共享。计算机的许多应用如远程教育、电子商务、信息通讯等都离不开网络的支持，计算机技术与网络技术已经结合成一体，相互促进融合，共同发展。4．智能化使计算机更加高速、准确地处理信息与数据，并且使计算机能模拟人的思维，进行判断、分析、处理信息一系列人工智能等方面研究，是计算机技术发展的一个重要方面。1.2.3计算机的特点1．运算速度快

计算机的运算速度一般是指单位时间内执行指令的平均条数。2．计算精度高

计算机中采用二进制表示各种信息。数据的精确度主要取决于数据的字长。目前微机的字长有32位、64位等，字长越长，精度越高，这样计算机的数值计算非常精确。3．存储容量大，记忆力强一台计算机的硬盘完全可以容纳一个数字图书馆。4．具有逻辑判断能力计算机不仅能够进行算术运算，还具有逻辑判断能力，可以用于逻辑推理和定理证明等逻辑加工方面的工作。5．自动化程度高计算机能够按照预先编制的程序自动执行，不需要人工来干预。1.2.4计算机的分类从不同角度对计算机有不同的分类方法，下面从计算机处理数据的方式、使用范围、规模和处理能力三个角度进行说明。按计算机处理数据信息的形式分类，可以分为数字计算机、模拟计算机、数模混合计算机。通常我们所应用的计算机都是数字计算机。按计算机使用范围分类，分为通用计算机和专用计算机。按计算机的运算速度、输入输出能力、数据存储以及机器体积等性能指标，可以将计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机，我们通常用到的是微型机。教学过程及内容备注

1.2.5计算机的应用随着计算机技术的不断发展，计算机的应用领域越来越广泛，应用水平越来越高，已经渗透到各行各业，改变着人们传统的工作、学习和生活方式，推动着人类社会的不