第一章 信息技術(shù)基礎(chǔ)知識

1、第一章 信息與信息技術(shù) 目的要求 ：1、使學(xué)生了解信息和信息技術(shù)的含義。 2、使學(xué)生掌握信息技術(shù)以及信息處理的過程。 3、使學(xué)生認(rèn)識信息技術(shù)的發(fā)展變化及與人類社會的關(guān)系。 重、難點：1、信息和信息技術(shù)的概念； 2、信息技術(shù)的處理過程及發(fā)展。 教法與教具： 教學(xué)過程： 教 師 活 動 學(xué) 生 活 動人類已跨進(jìn)21世紀(jì)，迎來了如火如荼的信息時代?，F(xiàn)在我們?nèi)绻?jīng)?？磮蠹?，你注意到?jīng)]有什么方面的新聞最多？學(xué)生：計算機。是的，計算機已經(jīng)進(jìn)入我們的日常生活中，掌握計算機是我們迫切的需要。那么誰能描述一下計算機？同學(xué)們踴躍回答問題：屏幕 + 機箱。計算機最主要的作用是用來處理一些信息的，這就是要求我們了解的

2、一門課程：信息技術(shù)（Information Technology，簡稱IT）。IT是干什么的呢？它和人類社會有什么關(guān)系？以及我們現(xiàn)在計算機課為什么叫“信息技術(shù)”？計算機是如何處理信息的？就是我們今天所要解決的內(nèi)容。講授新課：（板書）一、信息的含義自從有了人類，在人們的生活和生產(chǎn)活動，就有了信息交流。信息交流的方式伴隨著人類社會的發(fā)展而發(fā)展。今天人們生活在信息的汪洋大海之中。我們每時每刻都不能離開信息，都在自覺或不自覺地獲取信息、處理信息和利用信息。1991年1月的海灣戰(zhàn)爭，大家記憶猶新，使人們更清楚地認(rèn)識到，在高科技戰(zhàn)爭中，每一個軍事行動都離不開信息。在“愛國者”導(dǎo)彈與“飛毛腿”導(dǎo)彈在對抗中，

3、可以看到準(zhǔn)確、快速處理信息的重要性。多國部隊用兩顆“鎖眼”式照相衛(wèi)星，日夜不停地監(jiān)視遠(yuǎn)在4300公里外的伊拉克“飛毛腿”導(dǎo)彈的動態(tài)，衛(wèi)星每12秒鐘就可以拍攝一張立體圖像，只要“飛毛 學(xué)生介紹 自己了解 的計算機 腿”導(dǎo)彈一發(fā)射，偵查衛(wèi)星就能從導(dǎo)彈的尾焰熱量釋放中得到數(shù)據(jù)信息，立即通過網(wǎng)絡(luò)不停地將信息傳遞到美國科羅拉多州和澳大利亞的空軍地面站，兩個地面站的計算機快速地對接收到的信息進(jìn)行處理，極快地確認(rèn)和計算出“飛毛腿”導(dǎo)彈的飛行軌跡。隨著“飛毛腿”導(dǎo)彈的不斷飛行，偵查衛(wèi)星不斷發(fā)送和網(wǎng)絡(luò)不斷傳遞信息，及時判斷，快速地發(fā)射導(dǎo)彈，兩導(dǎo)彈碰在一起，在天空形成一個巨大的火球。在同一時間內(nèi)，衛(wèi)星監(jiān)視系統(tǒng)將“

4、飛毛腿”導(dǎo)彈的移動發(fā)射架位置，迅速傳遞并發(fā)命令摧毀發(fā)射架，這一切都發(fā)生在短程的幾十分鐘之內(nèi)。這是一場武器的較量，更是一場“信息”的戰(zhàn)爭。就是說，只有掌握準(zhǔn)確的信息，進(jìn)行高速處理、傳遞、指揮武器系統(tǒng)，才能克敵制勝。讓學(xué)生意識到信息是一種寶貴的資源，并且體會到只有經(jīng)過處理的信息，才能成為有用的信息。 信息簡單的解釋就是指對人們有用的消息。 （板書）二、什么是信息技術(shù) （重點） 通過閱讀書上的例子：1990年到1999年十年中,我國普通高等學(xué)校本科、?？粕痛T士研究生的招生情況，分析相應(yīng)的教育發(fā)展情況來討論回答：什么是信息技術(shù)？信息技術(shù)（Information Technology, IT）是指獲取

5、信息、處理信息、存儲信息和傳輸信息的技術(shù)。 人們獲取信息的途徑很多，計算機是獲取信息的極其重要的途徑。那么計算機并不能自動的獲取信息，我們要利用它有目的的獲取信息，并且對信息進(jìn)行必要的加工處理，才能得到有用的新的信息，所以我們必須要學(xué)習(xí)和掌握信息技術(shù)。 （板書）三、信息技術(shù)的發(fā)展時間處理信息的方式舉例遠(yuǎn)古感官耳、眼科學(xué)發(fā)展文字、紙張書、信19世紀(jì)末電報、電話20世紀(jì)到現(xiàn)在無線電、計算機技術(shù)電視、計算機等 學(xué)生總結(jié) 信息的概念 學(xué)生閱讀 課本例子 討論回答 什么是IT？ 學(xué)生看投影 的圖表，了解 IT的發(fā)展 科學(xué)計算數(shù)據(jù)處理自動控制CADCAI計算機通信（舉例說明計算機的應(yīng)用領(lǐng)域）信息只有通過傳

6、遞流通，才能讓人們資源共享，才能發(fā)揮信息的作用。在當(dāng)今信息時代單靠傳統(tǒng)方法傳遞信息已不能滿足人們對信息的需求，只有依靠計算機網(wǎng)絡(luò)的傳遞、存儲和處理信息的功能，才能高質(zhì)量地處理信息、高效和可靠地傳遞信息、方便地使用信息。所以社會的需求，促使計算機技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展以及互相滲透結(jié)合，促進(jìn)了計算機網(wǎng)絡(luò)的誕生和發(fā)展。向?qū)W生介紹因特網(wǎng)發(fā)展的概況、功能和信息高速公路的建立，將會改變?nèi)藗兊墓ぷ鞣绞胶蜕罘绞?。可視電話、電視會議、家庭影院、遠(yuǎn)距教育將變?yōu)楝F(xiàn)實，地球會變“小”，人們在“地球村”上方便地生活和工作。計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷成熟，是計算機的應(yīng)用更加廣泛，可以說計算機成為信息技術(shù)的核心。本節(jié)總結(jié)： 這節(jié)課

7、我們初步了解了信息以及信息技術(shù)，明確了信息技術(shù)處理信息的過程，知道了信息技術(shù)在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用和信息技術(shù)飛速發(fā)展的一些情況。作業(yè)布置：課后思考、討論：人們獲取信息有哪些主要途徑？板書設(shè)計：第一節(jié) 信息與信息技術(shù)一、 信息的含義二、 什么是信息技術(shù)信息技術(shù)（Information Technology, IT）是指獲取信息、處理信息、存儲信息和傳輸信息的技術(shù)。三、信息技術(shù)的發(fā)展計算機和網(wǎng)絡(luò)成為信息技術(shù)的核心。反思：信息與信息技術(shù)是信息技術(shù)基礎(chǔ)的第一課，通過本課教學(xué)要讓學(xué)生了解開設(shè)信息技術(shù)這門課程的重要性。信息和信息技術(shù)是比較抽象的概念，本課的教學(xué)重點并不是在于讓學(xué)生知道信息及信息技術(shù)的概念，而是

8、讓學(xué)生體會生活中無處不在的信息，體會信息技術(shù)給生活帶來的巨大變化。 學(xué)生討論并 舉出實際生 活中信息傳 遞、使用的 例子 學(xué)生討論 網(wǎng)絡(luò)的作用 第二節(jié) 計算機的基礎(chǔ)知識教學(xué)目的：1、了解電腦的發(fā)展歷史及發(fā)展趨勢，特別是我國計算機的發(fā)展歷程。2、了解電腦的分類及其特點。3、簡單了解計算機的工作原理，了解計算機的軟硬件結(jié)構(gòu)。4、使學(xué)生充分認(rèn)識到計算機在現(xiàn)代社會中的重要作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)電腦的濃厚興趣。教學(xué)重點：計算機的發(fā)展歷史及其軟硬件結(jié)構(gòu)教學(xué)難點：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)過程：第一課時 電腦的發(fā)展歷史及趨勢一、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)

9、展對人類傳統(tǒng)的生活方式、工作方式、社會經(jīng)濟結(jié)構(gòu)及教育模式產(chǎn)生了及其深刻的影響。利用計算機進(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、寫作等基本技術(shù)一起，已經(jīng)成為衡量一個文化水平高低的標(biāo)志之一。電腦，也稱為電子計算機或計算機。自從1946年世界上第一臺計算機問世以來，已被 廣泛地應(yīng)用于科學(xué)計算、工程設(shè)計、數(shù)據(jù)處理等方面。二、電腦的發(fā)展歷史： 1、世界上第一臺計算機：1946年2月16日，美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾電工學(xué)校物理學(xué)家穆奇里和工程師愛開爾特等一批研究人員，經(jīng)過四年的艱苦努力終于研制出世界上第一臺大型數(shù)字電子計算機，它的名字叫ENIAC（埃尼阿克）。它用了18000多個電

10、子管，1500多個繼電器，每小時消耗電150度，每秒運算5000多次，占地167平方米，重量達(dá)30多噸。真是個令人望而生畏的龐然大物。2、電腦的發(fā)展歷程：計算機從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，計算機差不多每10年就更新?lián)Q代一次。 第一代：電子管計算機 1946年，世界上第一臺電子數(shù)字積分式計算機埃尼克（ENIAC）在美國賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院誕生。1949年，第一臺存儲程序計算機EDSAC在劍橋大學(xué)投入運行，ENIAC和EDSAC均屬于第一代電子管計算機。 電子管計算機采用磁鼓作存儲器。磁鼓是一種高速運轉(zhuǎn)的鼓形圓筒，表面涂有磁性材料，根據(jù)每一點的磁化方向來確定該

11、點的信息。第一代計算機由于采用電子管，因而體積大、耗電多、運算速度較低、故障率較高而且價格極貴。本階段，計算機軟件尚處于初始發(fā)展期，符號語言已經(jīng)出現(xiàn)并被使用，主要用于科學(xué)計算方面。第二代：晶體管計算機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，貝爾實驗室制成了第一臺晶體管計算機TRADIC，使計算機體積大大縮小。1957年，美國研制成功了全部使用晶體管的計算機，第二代計算機誕生了。第二代計算機的運算速度比第一代計算機提高了近百倍。 第二代計算機的主要邏輯部件采用晶體管，內(nèi)存儲器主要采用磁芯，外存儲器主要采用磁盤，輸入和

12、輸出方面有了很大的改進(jìn)，價格大幅度下降。在程序設(shè)計方面，研制出了一些通用的算法和語言，操作系統(tǒng)的雛形開始形成。 第三代：集成電路計算機60年代初期，美國的基爾比和諾伊斯發(fā)明了集成電路，引發(fā)了電路設(shè)計革命。隨后，集成電路的集成度以每3-4年提高一個數(shù)量級的速度增長。 1962年1月，IBM公司采用雙極型集成電路，生產(chǎn)了IBM360系列計算機。、第三代計算機用集成電路作為邏輯元件，使用范圍更廣，尤其是一些小型計算機在程序設(shè)計技術(shù)方面形成了三個獨立的系統(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)模集成電路計算機1971年發(fā)布的 INTEL4004，是微處理器（CPU）的開端，也是大規(guī)模

13、集成電路發(fā)展的一大成果。INTEL4004用大規(guī)模集成電路把運算器和控制器做在一塊芯片上，雖然字長只有4位、且功能很弱，但它是第四代計算機在微型機方面的先鋒。 1972-1973年，8位微處理器相繼問世，最先出現(xiàn)的是INTEL8008。盡管它的性能還不完善，僅展示了無限的生命力，驅(qū)使眾多廠家技人競爭，微處理器得到了蓬勃的發(fā)展。后來出現(xiàn)了INTEL8080、MOTOROLA6800。 1978年以后，16位微處理器相繼出現(xiàn)，微型計算機達(dá)到一個新的高峰。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（PEN

14、TIUM）、奔騰三代（PENIUM）、奔騰四代（PENIUMIV）。 個人電腦（PC）不斷更新?lián)Q代，日益風(fēng)靡世界（圖3-1、圖3-2）。第四代計算機以大規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲器，使計算機向著微型化和巨型化兩個方向發(fā)展。從第一代到第四代，計算機的體系結(jié)構(gòu)都是相同的，即都由控制器，存儲器，運算器和輸入輸出設(shè)備組成，稱為馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)第五代 智能計算機1xp1年,日本東京召開了一次第五代計算機-智能計算機研討會,隨后制定出研制第五代計算機的長期計劃.第五代計算機的系統(tǒng)設(shè)計中考慮了編制知識庫管理軟件和推理機,機器本身能根據(jù)存儲的知識進(jìn)行判斷和推理.同時,多媒體技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,使

15、人們能用語音,圖像,視頻等更自然的方式與計算機進(jìn)行信息交互。 智能計算機的主要特征是具備人工智能，能像人一樣思維，并且運算速度極快，其硬件系統(tǒng)支持高度并行和快速推理，其軟件系統(tǒng)能夠處理知識信息。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算機（也稱神經(jīng)計算機）是智能計算機的重要代表。第六代：生物計算機半導(dǎo)體硅晶片的電路密集，散熱問題難以徹底解決，大大影響了計算機性能的進(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，其存儲量相當(dāng)于半導(dǎo)體芯片的數(shù)百萬倍。一個蛋白質(zhì)分子就是一個存儲體，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，研制生物計算機（也稱分子計算機、基因

16、計算機），已成為當(dāng)今計算機技術(shù)的最前沿。生物計算機比硅晶片計算機在速度、性能上有質(zhì)的飛躍，被視為極具發(fā)展?jié)摿Φ摹暗诹嬎銠C”。三、計算機的發(fā)展趨勢：隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展及軟件業(yè)的發(fā)展，使計算機的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入了一個嶄新的時代。目前，計算機正向巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化的方向發(fā)展。（1）巨型化：高速度、大容量、功能強（2）微型化（3）網(wǎng)絡(luò)化（4）智能化計算機的分類特點及應(yīng)用領(lǐng)域1、計算機的分類：由于計算機的發(fā)展太快，隨著時間的推移，分類的界線一直在不停地調(diào)整。但從理解計算機的角度來看，計算機可以按用途和規(guī)模進(jìn)行劃分。計算機按照規(guī)模大小和功能強弱分類，有巨型機、大型機、中型機、小型

17、機、微型機。計算機按照設(shè)計的目的和用途分類，可以分為通用計算機和專用計算機兩種。我們?nèi)粘Ｊ褂玫奈C就是通用計算機；專門與某些設(shè)備配套使用的計算機就是專用計算機。2、計算機的特點：計算機作為一種通用的智能工具，具有運算速度快、運算精度高、通用性強的特點，特別是它具有記憶功能、邏輯判斷能力以及程序控制能力。（1）運算速度快（2）運算精度高（3）通用性強（4）記憶功能和邏輯判斷能力（5）程序控制能力3、計算機的應(yīng)用領(lǐng)域：自計算機問世以來，計算機技術(shù)以驚人的速度飛速發(fā)展，并廣泛深入到社會的各個領(lǐng)域，對人類社會的發(fā)展產(chǎn)生了深刻和巨大的影響。（1）科學(xué)計算（2）數(shù)據(jù)處理（信息處理）（3）實時控制（過程控制

18、）（4）計算機輔助工程（5）計算機通信（6）人工智能總之，計算機的應(yīng)用范圍非常廣泛，從人造衛(wèi)星到日常生活，從科學(xué)計算到兒單玩具都有計算機的蹤影。人們只有提高計算機方面的知識水平，才能使計算機充分發(fā)揮作用。第三節(jié) 計算機的硬件和軟件一個完整的計算機系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分，他們的關(guān)系如圖：CPU內(nèi)存硬盤、軟盤、光盤鍵盤、鼠標(biāo)顯示器、打印機、音箱硬 件計算機系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件軟 件 一、計算機的硬件組成：計算機硬件的組成有五個部分，即控制器、運算器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。1、中央處理器（CPU）中央處理器簡稱CPU，它是計算機的核心，中央處理器包括了控制器和運算器兩個部分。2、存

19、儲器：存儲器是計算機的記憶和存儲部件，用來存放信息。計算機的存儲器可以分為內(nèi)存儲器和外存儲器，內(nèi)存儲器又可分為只讀存儲器（ROM）和隨機存儲器（RAM）。外存儲器包括軟盤、硬盤、光盤等。3、輸入輸出設(shè)備（1）常見的輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)是微機中最常見、使用最多的的輸入設(shè)備。（2）常見的輸出設(shè)備：顯示器是實現(xiàn)人機對話的重要工具，是不可缺少的輸出設(shè)備。打印機是將計算機處理結(jié)果打印在紙張上的輸出設(shè)。二、軟件的概念：軟件是相對于硬件而言的，軟件由程序、數(shù)據(jù)、文檔這三部分組成。軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大部分。教學(xué)反思：1、本課設(shè)計運用了“雙主”教學(xué)模式。讓學(xué)生在一個個典型“問題”的驅(qū)動下展開學(xué)習(xí)活動，

20、引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁，由易到難，由單一任務(wù)到綜合問題，循序漸進(jìn)地了解一系列“問題”。思路清晰，過渡自然，層次清楚，方法得當(dāng)。在這節(jié)課中，由于本節(jié)課為理論課，內(nèi)容比較多，而且還需要一節(jié)課完成，所以，以課件的形式提出若干個“問題”，由于設(shè)計和安排合理，提高了信息技術(shù)課的教學(xué)效果。2、調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。教師對教材進(jìn)行二次加工，將枯燥的知識運用在一個個問題中。通過“課件”中的圖片、影像等資料的演示及教師的必要解說，學(xué)生們在一堂課內(nèi)完成了六個問題的學(xué)習(xí)。3、“問題”的設(shè)計符合學(xué)生特點，滿足了學(xué)生的求知欲和成就感。本課共設(shè)6個小任務(wù)。教師充分考慮到學(xué)生的認(rèn)知能力、年齡和興趣特點，遵循由淺入深、循序漸進(jìn)等

21、原則，把教學(xué)的知識點安排在“課件”中，學(xué)生通過自己的努力完成學(xué)習(xí)后，教師給予了表揚，不但激發(fā)了學(xué)生的興趣，而且還滿足了其成就感，這為本學(xué)科做了一個良好的開端。 第三節(jié) 信息與信息技術(shù)課 題：信息與二進(jìn)制編碼課 時：1課時課 型：新授課教學(xué)方法：講練法 教學(xué)用具：課件、投影、教學(xué)目標(biāo)：1、知識目標(biāo)：實施傳統(tǒng)的“講練”法模式，使學(xué)生了解信息編碼；安全使用計算機的方法。2、能力目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生能對二進(jìn)制做簡單計算。教學(xué)重點：計算機的安全使用；使用計算機的良好首先的培養(yǎng)。教學(xué)難點：二進(jìn)制的計算。課前準(zhǔn)備：1、復(fù)習(xí)計算機系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；儲存容量的基本計算；2、課件、多媒體教室的試用。教 學(xué) 過 程一、復(fù)習(xí)：（5分鐘）師：同學(xué)們，通過上節(jié)課的學(xué)