計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)1

1、計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)教學(xué)目的：1、了解電腦的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢(shì)，特別是我國(guó)計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程。2、了解電腦的分類及其特點(diǎn)。3、簡(jiǎn)單了解計(jì)算機(jī)的工作原理，了解計(jì)算機(jī)的軟硬件結(jié)構(gòu)。4、使學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電腦的濃厚興趣。教學(xué)重點(diǎn)：計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史及其軟硬件結(jié)構(gòu)教學(xué)難點(diǎn)：電腦的軟硬件結(jié)構(gòu)教學(xué)方法：講解加演示 “雙主”教學(xué)法教學(xué)過(guò)程：第一課時(shí) 電腦的發(fā)展歷史及趨勢(shì)一、引入：電腦是20世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，它的普及和迅速發(fā)展對(duì)人類傳統(tǒng)的生活方式、工作方式、社會(huì)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)及教育模式產(chǎn)生了及其深刻的影響。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理已經(jīng)成為現(xiàn)代人的素質(zhì)中必須具備的組成部分，它與閱讀、

2、寫(xiě)作等基本技術(shù)一起，已經(jīng)成為衡量一個(gè)文化水平高低的標(biāo)志之一。電腦，也稱為電子計(jì)算機(jī)或計(jì)算機(jī)。自從1946年世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，已被 廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算、工程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)處理等方面。二、電腦的發(fā)展歷史： 1、世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)：1946年2月16日，美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電工學(xué)校物理學(xué)家穆奇里和工程師愛(ài)開(kāi)爾特等一批研究人員，經(jīng)過(guò)四年的艱苦努力終于研制出世界上第一臺(tái)大型數(shù)字電子計(jì)算機(jī)，它的名字叫ENIAC（埃尼阿克）。它用了18000多個(gè)電子管，1500多個(gè)繼電器，每小時(shí)消耗電150度，每秒運(yùn)算5000多次，占地167平方米，重量達(dá)30多噸。真是個(gè)令人望而生畏的龐然大物。2、電腦的發(fā)展歷程

3、：計(jì)算機(jī)從20世紀(jì)40年代誕生至今，已有50多年了。隨著數(shù)字科技的革新，計(jì)算機(jī)差不多每10年就更新?lián)Q代一次。 第一代：電子管計(jì)算機(jī) 1946年，世界上第一臺(tái)電子數(shù)字積分式計(jì)算機(jī)埃尼克（ENIAC）在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院誕生。1949年，第一臺(tái)存儲(chǔ)程序計(jì)算機(jī)EDSAC在劍橋大學(xué)投入運(yùn)行，ENIAC和EDSAC均屬于第一代電子管計(jì)算機(jī)。 電子管計(jì)算機(jī)采用磁鼓作存儲(chǔ)器。磁鼓是一種高速運(yùn)轉(zhuǎn)的鼓形圓筒，表面涂有磁性材料，根據(jù)每一點(diǎn)的磁化方向來(lái)確定該點(diǎn)的信息。第一代計(jì)算機(jī)由于采用電子管，因而體積大、耗電多、運(yùn)算速度較低、故障率較高而且價(jià)格極貴。本階段，計(jì)算機(jī)軟件尚處于初始發(fā)展期，符號(hào)語(yǔ)言已經(jīng)出現(xiàn)并被

4、使用，主要用于科學(xué)計(jì)算方面。第二代：晶體管計(jì)算機(jī)1947年，肖克利、巴丁、布拉頓三人發(fā)明的晶體管，比電子管功耗少、體積小、質(zhì)量輕、工作電壓低、工作可靠性好。1954年，貝爾實(shí)驗(yàn)室制成了第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)TRADIC，使計(jì)算機(jī)體積大大縮小。1957年，美國(guó)研制成功了全部使用晶體管的計(jì)算機(jī)，第二代計(jì)算機(jī)誕生了。第二代計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度比第一代計(jì)算機(jī)提高了近百倍。 第二代計(jì)算機(jī)的主要邏輯部件采用晶體管，內(nèi)存儲(chǔ)器主要采用磁芯，外存儲(chǔ)器主要采用磁盤，輸入和輸出方面有了很大的改進(jìn)，價(jià)格大幅度下降。在程序設(shè)計(jì)方面，研制出了一些通用的算法和語(yǔ)言，操作系統(tǒng)的雛形開(kāi)始形成。 第三代：集成電路計(jì)算機(jī)60年代初期，美國(guó)

5、的基爾比和諾伊斯發(fā)明了集成電路，引發(fā)了電路設(shè)計(jì)革命。隨后，集成電路的集成度以每3-4年提高一個(gè)數(shù)量級(jí)的速度增長(zhǎng)。 1962年1月，IBM公司采用雙極型集成電路，生產(chǎn)了IBM360系列計(jì)算機(jī)。、第三代計(jì)算機(jī)用集成電路作為邏輯元件，使用范圍更廣，尤其是一些小型計(jì)算機(jī)在程序設(shè)計(jì)技術(shù)方面形成了三個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)：操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)和應(yīng)用程序，總稱為軟件。第四代：大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)1971年發(fā)布的 INTEL4004，是微處理器（CPU）的開(kāi)端，也是大規(guī)模集成電路發(fā)展的一大成果。INTEL4004用大規(guī)模集成電路把運(yùn)算器和控制器做在一塊芯片上，雖然字長(zhǎng)只有4位、且功能很弱，但它是第四代計(jì)算機(jī)在微型機(jī)方面的

6、先鋒。 1972-1973年，8位微處理器相繼問(wèn)世，最先出現(xiàn)的是INTEL8008。盡管它的性能還不完善，僅展示了無(wú)限的生命力，驅(qū)使眾多廠家技人競(jìng)爭(zhēng)，微處理器得到了蓬勃的發(fā)展。后來(lái)出現(xiàn)了INTEL8080、MOTOROLA6800。 1978年以后，16位微處理器相繼出現(xiàn)，微型計(jì)算機(jī)達(dá)到一個(gè)新的高峰。INTEL公司不斷推進(jìn)著微處理器的革新。緊隨8086之后，又研制成功了80286。80386、80486、奔騰（PENTIUM）、奔騰二代（PENTIUM）、奔騰三代（PENIUM）、奔騰四代（PENIUMIV）。 個(gè)人電腦（PC）不斷更新?lián)Q代，日益風(fēng)靡世界（圖3-1、圖3-2）。第四代計(jì)算機(jī)以大

7、規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲(chǔ)器，使計(jì)算機(jī)向著微型化和巨型化兩個(gè)方向發(fā)展。從第一代到第四代，計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)都是相同的，即都由控制器，存儲(chǔ)器，運(yùn)算器和輸入輸出設(shè)備組成，稱為馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)第五代： 智能計(jì)算機(jī)1981年,日本東京召開(kāi)了一次第五代計(jì)算機(jī)-智能計(jì)算機(jī)研討會(huì),隨后制定出研制第五代計(jì)算機(jī)的長(zhǎng)期計(jì)劃.第五代計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中考慮了編制知識(shí)庫(kù)管理軟件和推理機(jī),機(jī)器本身能根據(jù)存儲(chǔ)的知識(shí)進(jìn)行判斷和推理.同時(shí),多媒體技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,使人們能用語(yǔ)音,圖像,視頻等更自然的方式與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交互。 智能計(jì)算機(jī)的主要特征是具備人工智能，能像人一樣思維，并且運(yùn)算速度極快，其硬件系統(tǒng)支持高度并行和快速推理，其軟件系統(tǒng)能夠處理知識(shí)信息。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)（也稱神經(jīng)計(jì)算機(jī)）是智能計(jì)算機(jī)的重要代表。第六代：生物計(jì)算機(jī)半導(dǎo)體硅晶片的電路密集，散熱問(wèn)題難以徹底解決，大大影響了計(jì)算機(jī)性能的進(jìn)一步發(fā)揮與突破。研究人員發(fā)現(xiàn)，遺傳基因脫氧核糖核酸（DNA）的雙螺旋結(jié)構(gòu)能容納巨量信息，其存儲(chǔ)量相當(dāng)于半導(dǎo)體芯片的數(shù)百萬(wàn)倍。一個(gè)蛋白質(zhì)分子就是一個(gè)存儲(chǔ)體，而且阻抗低、能耗少、發(fā)熱量極小。 基于此，利用蛋白質(zhì)分子制造出基因芯片，研制生物計(jì)算機(jī)（也稱分子計(jì)算機(jī)、基因計(jì)算機(jī)），已成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的最前沿。生物計(jì)算機(jī)比硅晶片計(jì)算機(jī)在速度、性能上有質(zhì)的飛躍，被視為極具發(fā)展?jié)摿Φ摹暗诹?/p>