计算机应用基础课程教案文档格式.docx

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二、讲授新课

（一）什么是计算机？

计算机是电子数字计算机的简称，是一种自动、高速、精确地进行计算与信息处理的电子设备。

一般中文文献中使用“计算机”作为正式名称，但更为形象的一个词是“电脑”。

（二）计算机的运算基础

计算机实质上是对数字化信息进行处理的机器。

电子计算机中通过电子线路的电位高低来表示数字。

电子线路中的电位规定只有两种状态——高电位和低电位，因此数据表示形式是二进制的。

2、计算机的工作原理——冯.诺依曼计算机模型

计算机的运算基础是二进制

（三）计算机的工作原理

⏹计算机内采用二进制表示信息

⏹计算机包括运算器、控制器、存储器和输入输出设备

⏹程序存储：

将计算步骤存放到存储器中，计算机不需要人的干预，会自动执行所存入的程序。

⏹概括为：

存储程序，逐条执行。

（四）计算机的分类

1、按信息的表示和处理方式分

分为：

数字电子计算机、模拟电子计算机及数字模拟混合电子计算机。

2、按计算机用途分

专用计算机与通用计算机

3、按计算机规模与性能分

巨型机：

银河、曙光、神火、联想深腾6800、曙光4000A

大型机：

IBM4831

中型机

小型机：

IBMAS400

微型机：

70年代，计算机技术的第二次飞跃

（五）计算机发展简况

1、第一台计算机ENIAC

1946年在美国宾夕法尼亚大学研制成功

重30多吨，占地约170平方米，大约使用了18000个晶体管

运算速度：

5000次加减法速度/秒，存储容量：

20个10位的十进制数

编程：

对大约6000个多位开关进行机械定位，并用转插线把选定的各个控制部分互连起来以构成程序序列

ENIAC计算机

（六）计算机的分代

♦第一代（1945年至1958年）

电子管，几千次/秒，主要用于科学计算和军事。

♦确立了模拟量可变换成数字量进行计算，开创了数字化技术的新时代；

♦形成了电子计算机的基本结构：

冯.诺依曼结构；

♦确定了程序设计的基本方法；

♦首创使用阴极射线管CRT作为计算机的字符显示器。

♦第二代（1958年至1964年）

晶体管，几十万次/秒，应用领域扩大到数据处理和事务处理方面。

♦开创了计算机处理文字和图形的新阶段。

♦高级语言已投入使用

♦开始有了通用机和专用机之分

♦开始使用鼠标器作为输入设备。

♦第三代（1964年至70年代中期）

小规模集成电路，几百万次/秒，应用已遍及科学计算、工业控制、数据处理等各个方面。

♦运算速度已达到100次/S以上。

♦操作系统更完善

♦应用已遍及科学计算、工业控制、数据处理等各个方面

♦第四代（70年代中期以后）

大规模、超大规模集成电路，上亿次/秒，应用已扩展到所有行业或部门。

♦将CPU、存储器及各I/O接口集成在大规模集成电路和超大规模集成电路芯片上，速度越来越快、容量越来越大。

♦目前已进入网络计算机时代，计算机集文字、声音、图像于一体。

（七）计算机的特点

1．运算速度快

2．计算精度高

3．具有记忆（存储）能力

4．具有逻辑判断能力

5．高度自动化与灵活性

5、计算机的应用

（八）计算机的应用领域

1．科学计算

2、实时控制

3．数据处理

4．计算机辅助设计（CAD）、辅助制造（CAM）和辅助教学（CAI）

5．文字处理和办公室自动化

6．人工智能

7．计算机网络应用

三、归纳与总结

计算机从产生至今，按其组成的元器件分为四代，同学们应掌握每代计算机的特点及计算机的主要应用领域。

四、课外作业及学习指导（学法、参考书、资料收集等指导）

课后请同学自行看课本p1～6页的内容。

2

1.2计算机数制与编码1.3计算机的基本运算

了解计算机中使用的数制，掌握各种数制的表示形式及相互之间的转换，基本的四则运算、逻辑运算。

数制的表示及转换，数据的四则运算、逻辑运算

各种数制的相互转换

在日常生活中我们使用的计数制有十进制、十二进制、二十四进制、六十进制等，在计算机中，数据的存储和处理采用的是二进制，由于二进制数较长，在书写和阅读时不便，在书写二进制数时，常将它转换成八进制或十六进制书写，我们应熟悉二进制、八进制、十六进制之间的转换。

（一）数制与编码

计算机中所表示和使用的数据可分为两大类：

数值数据——用以表示量的大小、正负，如整数、小数等。

字符数据（又称非数值数据）——用以表示一些符号、标记，如英文字母A-Z或a-z、数字0-9、各种专用符号+、-、*、/、[、]、（、）及标点符号等。

汉字、图形和声音也属非数值数据。

各种数据在计算机内部都是用二进制编码形式表示。

（二）数制的基本概念

1、十进制计数制

十进制数值可用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9共10个数字符中的数字串来表示，数字符又称数码。

其加法规则是“逢十进一”。

如：

725.36=7×

102+2×

101+5×

100+3×

10-1+6×

10-2

其中10称为基数，10i称为十进制数的权。

2、R进制计数制

1）基数（Radix）:

一个数制所包含的数字符号的个数称为该数制的基数，用R表示。

十进制数（Decimal）:

用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9十个数字表示，基数R=10。

二进制数（Binary）:

用0,1二个数字表示，基数R=2。

八进制数（Octal）:

用0,1,2,3,4,5,6,7八个数字表示，基数R=8。

十六进制数（Hexadecimal）:

用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F十六个数字表示，基数R=16。

数制的记法：

任一个R进制数N，记作（N）R，或在数的后面加上字母（D、B、O、H）。

无任何标记的数，默认为十进制数。

如，二进制数1010，记作：

（1010）2或1010B

八进制数732，记作：

（732）8或732O

十六进制数A960E，记作：

（A960E）16或A960EH

十进制数6075，记作：

6075或6075D、（6075）10

2）位值（权）：

由位置决定的值就叫做位值（或称权），用基数R的i次幂Ri表示。

3）数值的按权展开：

任一R进制数的值都可表示为：

各位数码本身的值与其权的乘积之和。

例如：

256.789D=2×

102+5×

101+6×

100+7×

10-1+8×

10-2+9×

10-3

101.01B=1×

22+0×

21+1×

20+0×

2-1+1×

2-2=5.25D

B5EH=12×

162+5×

161+15×

160=3167D

210.34O=2×

82+1×

81+0×

80+3×

8-1+4×

8-2=136.4375D

可见，按权展开可以把二、八、十六进制数转换为十进制数据。

练习：

进行数制转换

（1001010.101）2=（74.625）10

（3E.C5）16=（62.76953125）10

（三）二、十和十六进制数的特点

1、十进制数

基数R=10，即含有十个数码：

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9。

权为10i。

加法规则为“逢十进一”。

2．二进制数（计算机中采用的数制）

基数R=2，即含有两个数码：

0,1。

权为2i。

加法规则为“逢二进一”。

二进制的特点：

1）简单可行，容易实现。

2）运算规则简单。

仅有四条加法运算规则，

0+0=0，0+1=1，1+0=1，1+1=10

3）适合逻辑运算。

0表示假值（False）,1表示真值（True）。

二进制的缺点：

数字冗长、书写繁复且容易出错、不便阅读。

3．十六进制数

基数R=16，即含有十个数码：

0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F；

其中A、B、C、D、E、F分别表示数码10、11、12、13、14、15。

权为16i。

加法规则为“逢十六进一”。

（四）各种数制间的转换

1、非十进制数转换成十进制数：

按权展开，逐项相加。

2、十进制转换成二进制：

对于整数部分，采用“除2取余”,对于小数部分，则采用“乘2取整”法。

3、二进制转换成十六进制：

“四位并一位”，即以小数点为基准，整数部分从右至左，每四位一组，最高位不足四位，添0补足四位，小数部分从左至右，每四位一组，最低位有效位不足四位时，添0补足四位，再按权连接。

4、十六进制转换成二进制：

“一位折四位”，即把一位十六进制数折成四位二进制数，然后按权连接即可。

三、新课巩固及练习

课堂练习：

（256）10＝（）2＝（）8＝（）16

（1011010110101.1010）2＝（）10

（101001010）2＝（）8＝（）16

（165）8＝（）2

2AD＝（）2

＝（）10

四、归纳与总结

由于二、八、十六进制在我们日常生活中较少接触，多数同学对它们很不熟悉，而二、八、十、十六进制之间的转换是本章的重点和难点，也是一级考试中必考的内容，我们应熟练掌握各进制之间转换的规律，课后多做相应的练习，争取能快速熟练地进行各进制之间的转换。

五、课外作业及学习指导

习题资料p2820～27题

3

1.4计算机的系统组成1.5计算机系统处理信息的基本过程

了解计算机的系统组成，掌握计算机的主要硬件构成及其功能，计算机系统处理信息的基本过程。

计算机系统的硬件组成及主要的硬件功能

计算机存储器的类型、功能、使用及区别

现在很多同学都有电脑了，要想更好地使用我们的电脑，还需要了解计算机的系统组成，今天我们就来学习这部分的内容。

（一）计算机系统的组成

计算机系统通常是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。

硬件（hardware）是指实际的物理设备，包括计算机的主机和外部设备。

软件（software）是指实现算法的程序和相关文档，包括计算机本身运行所需的系统软件和用户完成特定任务所需要的应用软件。

计算机系统的组成示意图：

P13图1.2

（二）计算机的硬件组成及其功能

计算机的基本结构

冯.诺依曼提出的存储程序计算机的组成及其功能：

1、运算器（ALU）：

对二进制数码进行算术运算或逻辑运算

2、控制器（CU）：

指挥全机各部件自动、协调地工作

3、存储器（memory）：

用于保存程序和数据