第四节：计算机的基本工作原理及其发展

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1、第四节：计算机的基本工作原理及其发展一、教学目标：［认知领域］1.了解二进制的特点。2.了解二进制与计算机的关系，理解冯.诺依曼型计算机的特点［操作领域］1.了解信息技术的发展和特点。2.理解计算机的基本工作原理。［情感领域］了解学习信息技术的方法，提高学习、应用信息技术的能力。教学重点：二进制的特点。教学难点：二进制与计算机的关系。二、教学过程：（一）、导入新课：电脑是怎么丄作的？前面我们认识的电脑其实只是电脑的破件部份（英文名叫hardware）,完整的电脑系统应该是硬件和软件（英文名叫software）的

2、统一，就像录像机和VCD机，它们木身只是一个塑料和金属片堆积起來的部件，如果没有录像带和VCD碟片，以及设泄在机器内的控制程序，录像机和VCD机纯粹就是一堆废塑料和金属片，一点用处都没有。同样，没有运行在破件基础Z上的各种软件，电脑也是一堆废品。因此，在认识了电脑一家人Z后，我们花点时间了解一下电脑软件的相关知识，从而概貌性地掌握电脑工作的基木原理。这对于后面操作系统和应用软件的学习，会很启帮助。我们现在就去探究一下：这电脑，到底是如何工作的？（二）、讲授新课：电脑原理概述：前面我们已经提过，电脑的工作原理跟电

3、视、VCD机差不多，您给它发一些指令，它就会按您的意思执行某项功能。不过，您可知道，这些指令并不是肓接发给您要控制的硬件,而是先通过前而提过的输入设备，如键盘、鼠标，接收您的指令，然后再由小央处理器（CPU）来处理这些指令，最后才山输出设备输出您要的结果。现在，让我们用一道简单的计算题来凹想一下人脑的工作方式。题目很简单:8+44-2=?首先，我们得川笔将这道题记录在纸匕记在大脑中，再经过脑神经元的思考，结合我们以前掌握的知识，决定用四则运算规则和九九乘法I」诀来处理，先用心算出4F2二2这一小间结果，并记录于

4、纸上，然后再用心算出8+2=10这一最终结果，并记录于纸上。通过做这一简单运算题，我们发现规律：首先通过眼、耳等感觉器官将捕捉的信息输送到大脑中并存储起来，然后对这一信息进行加工处理，再由大脑控制人把最终结果，以某种方式表达出來。电脑正是模仿人脑进行工作的（这也是“电脑”名称的来源），其部件如输入设备、存储器、运算器、控制器、输出设备等分别少人脑的各种功能器官对应，以完成信息的输入、处理、输出。计算机的工作原理图。（展示动画）半个世纪以來，计算机己发展成为一个庞大的家族，尽管各种类型的性能、结构、应用等方而存在

5、着差别，但是它们的基本组成结构却是相同的。现在我们所使川的计算机锁件系统的结构一直沿丿IJ了由美籍著名数学家冯咄依曼提出的模型，它由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大功能部件组成。随着信息技术的发展，各种各样的信息，例如：文字、图像、声音等经过编码处理，都可以变成数据。于是，计算机就能够实现多媒体信息的处理，图像、文字、声音等信息转成数据的示意图（展示动画）各种各样的信息，通过输入设备，进入计算机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把结果送到存储器存储，最后通过输出设备显示出来。整个过程由控制器进行控

6、制。计算机的整个工作过程及基本硕件结构：（图略）计算机能够处理数值、文字、声音、图像等信息，同学们可能会问：为什么作为电子设备的计算机能处理那么多复杂的信息呢？实际上，当把这些信息转换成计算机能识别的形式就能进行处理。冃前计算机中所冇的信息都用“0”和“1”两个数字符号组合的二进制数來表示。数值、图形、文字等各种形式的信息，需要计算机加工处理时，首先必须按一定的法则转换成二进制数。然而，口常生活屮使用的数是十进制数，它的特征是：（1）有10个数字：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。（2）运算时逢十进一。（

7、3）每个数字在不同的数位上，其值的大小是不同的。数位：个十百千万……数值:100101102103104……二进制数的特征是：（1）有2个数字：0,1。（2）运算时逢二进一。（3）每个数字在不同数位上，其值以2的倍数递增。即20,21,22,23,24,……在电子计算机出现麻短短的半个多世纪里，计算机技术发展飞速，正迅速渗透到社会的各个领域之中，并逐步进入家庭，成为一个国家现代化的重要标志Z—。计算机的发展趋势：世界上笫一台电子计算机的诞生：1946年美国宾夕法尼亚大学研制成功世界上第一台电了数字计算机“EN1

8、AC”（中文译名为“埃尼亚克”）。这台计算机约二层楼高，30吨重，占地约170平方米，全机一共用了18000个电子管、1500个继电器，耗电约150T•瓦，运算速度为每秒5000次，只能存储80个字节的信息。计算机的发展，正朝着巨型化、微型化、多媒体、开放系统和智能化这儿个方向发发展。1、巨型化和微型化：巨型机由于尖端科技的发展和现代国防的迫切需要推动其发展，而巨型机技术对木世纪谁能在