第一章计算机基础知识及常见故障排查电子教案.docx
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第一章计算机基础知识及常见故障排查电子教案
第一章计算机基础知识及常见故障排查(计划6学时)
第一次课(2学时)
课题:
§1.1计算机的发展—§1.2计算机的基本工作原理及系统组成
课型:
理论课、多媒体课件教学
教学目的与要求
了解:
1、了解计算机的概念、发展史、分类及应用;掌握计算机的主要特点。
2、了解计算机未来的发展趋势。
3、2、WindowsXP的安装;
3、桌面的概念及基本操作与设置
掌握:
1、掌握计算机的基本结构和软硬件系统的组成。
2、掌握计算机的工作原理;掌握计算机的性能和技术指标。
3、掌握多媒体技术的基本概念和多媒体计算机的组成。
重点与难点
重点:
计算机的特点和分类。
计算机的基本结构;计算机硬件与软件部分的组成。
难点:
计算机的基本工作原理及系统组成。
教学进程
组织教学
复习提问引入新课
结合同学们对计算机的了解开始介绍本课知识
讲授新课:
1.1计算机的发展
1.1.1计算机的发展史
1.第一计算机的诞生WindowsXP操作系统概述
1946年2月在美国宾夕法尼亚大学成功研制世界上第一台电子数字计算机即ENIAC
冯•诺依曼设计计算机的思路,计算机是一种不需要人为干预,能按照事先存储的程序自动、连续、快速、高效、精确地完成信息存储、数值计算、数据处理和过程控制等多种功能的现代化智能电子设备。
2.计算机的发展阶段划分
(1)第一代电子管计算机
第一代电子计算机的发展时期是从1946年至1958年。
它们主要采用电子管作为主要部件。
主要用于科学计算。
(2)第二代晶体管计算机
第二代计算机的发展时期是从1959年到1964年。
它们全部采用晶体管作为电子器件。
不仅用于科学计算,还用于数据处理和事务处理及工业控制。
(3)第三代中小规模集成电路计算机
第三代计算机的发展时期是从1965年到1971年。
这一时期的主要特征是以中、小规模集成电路为电子器件。
它们不仅用于科学计算,还用于文字处理、企业管理、自动控制等领域,
(4)第四代大规模超大规模集成电路计算机
第四代计算机的发展时期是指从1971年至今。
这阶段的计算机采用大规模集成电路和超大规模集成电路为主要电子器件。
3.我国的计算机发展
自1958年我国第一台电子管计算机103机诞生以来,我国的巨型计算机发展相对迅速。
1.1.2计算机的特点
1.运算速度快
计算机能以极快的速度进行计算。
现在普通的微型计算机每秒可执行几十万条指令,而巨型机则达到每秒几十亿次甚至几百亿次。
随着计算机技术的发展,计算机的运算速度还在提高。
2.运算精度高
电子计算机具有无法比拟的计算精度,目前已达到小数点后上亿位的精度。
3.具有记忆和逻辑判断能力且具有海量存储容量
4.可靠性高
微型计算机除了具有上述特点外,还具有体积小、重量轻、耗电少、维护方便、可靠性高、易操作、功能强、使用灵活、价格便宜等特点。
计算机还能代替人做许多复杂繁重的工作。
1.1.3计算机的分类
根据计算机性能指标来分类,国内外通常把计算机分为6大类
(1)超级计算机或称巨型机
(2)小超级机或称小巨型机
(3)大型主机:
它包括我们通常所说的大、中型计算机
(4)小型机
(5)工作站
(6)微型机或称个人计算机
另外计算机还可以按照用途和数据表示原理来进行分类。
按照用途可以分为:
①专用机,其主要特点是针对性强、特定服务、专门设计。
②通用机,其主要用于科学计算、数据处理、过程控制解决各类问题。
按照原理分类可以分为:
①数字机:
速度快、精度高、自动化、通用性强;②模拟机:
用模拟量作为运算量,速度快、精度差;③混合机:
集中前两者优点、避免其缺点,处于发展阶段
1.1.4计算机的发展趋势
从类型上来看,计算机技术正向着巨型化、微型化、网络化和智能化4个方面发展。
巨型化:
指运算速度高、存储容量大、功能更完善的计算机系统。
其运算速度通常在每秒1亿以上,存储量超过百万兆字节。
微型化:
计算机的微型化得益于大规模、超大规模集成电路的飞速发展。
计算机的核心部件——运算器和控制器可以集成在一块大规模超大规模集成电路芯片,即中央处理器(微处理器)上。
网络化:
起初网络的目的只是“帮助计算机主机同终端完成通信”,而今天网络技术已经从计算机技术的配角地位上升到与计算机技术紧密结合、不可分割的地位,产生了“网络计算机”的概念。
智能化:
即要求计算机具有人类的智能比如图像识别、定理证明、研究学习、探索、联想、启发和理解人的语言等等。
未来,计算机技术可能会向着纳米技术、光技术、生物技术和量子技术方向发展,也由此提出了纳米计算机、光计算机、生物计算机和量子计算机等概念。
1.1.5计算机的应用
1.科学计算
2.数据处理
3.计算机辅助系统
计算机辅助系统包括CAD、CAM和CAE和CAT、CS等。
(1)计算机辅助设计(ComputerAidedDesign,简称CAD)
(2)计算机辅助制造(ComputerAidedManufacturing,简称CAM)
(3)计算机辅助教育(ComputerAidedEducation,简称CAE)
(4)计算机辅助测试(ComputerAidedTest,简称CAT)是指利用计算机处理大批量数据,完成各种复杂的测试工作的系统。
(5)计算机模拟(ComputerSimulation,简称CS)是指利用计算机模拟进行工程、产品、决策的试验、模拟军事演习及模拟训练。
4.过程控制(或实时控制)
5.人工智能(或智能模拟)
人工智能(ArtificialIntelligence)是计算机模拟人类的智能活动,诸如感知、判断、理解、学习、问题求解和图像识别等。
6.计算机通信和网络应用
1.2计算机的基本工作原理及系统组成
1.2.1计算机的基本工作原理
1.计算机指令与指令系统
一条计算机指令是用一串二进制代码表示的,它通常包括两方面的信息,即操作码和地址码操作码用来表征该指令的操作特性和功能,即指出进行什么操作;地址码指出参与操作的数据在存储器中的地址。
一台计算机所能执行的全部指令的集合,称为这台计算机的指令系统。
2.计算机基本工作原理
计算机基本工作原理即冯·诺依曼原理 。
其基本思想是:
存储程序与程序控制。
计算机是依靠硬件和软件的协同工作来执行给定的工作任务。
一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
1.2.2计算机硬件系统
计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本构件组成。
1.中央处理器
中央处理器简称CPU(CentralProcessingUnit),它是计算机系统的核心,包括运算器和控制器两部分。
运算器主要完成算术运算和逻辑运算,控制器是对计算机发布命令的“决策机构”,用来协调和指挥整个计算机系统的操作。
2.存储器
存储器通常分为内存储器和外存储器。
存储器的容量单位为:
1字节记作1B,1KB=210B=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,1TB=1024GB。
位(bit)是计算机中存储数据的最小单位,指二进制数中的一个位数,其值为“0”或“1”。
位的单位为bit,称为“比特”。
字节(byte)是计算机中存储数据的基本单位,计算机存储容量的大小是以字节的多少来衡量的。
一个字节等于8位,即1byte=8bit。
一个字(word)包括2个字节。
(1)内存储器
内存储器(内存)是微型计算机主机的组成部分,用来存放当前正在使用的或随时要使用的程序或数据。
内存储器按其工作特点分为只读存储器ROM(Read-OnlyMemory)和随机存取存储器RAM(RandomAccessMemory)两种。
只读存储器ROM是一种一旦写入信息之后,在程序运行中只能读出而不能写入的固定存储器。
断电后,ROM中存储的信息仍保留不变,随机存取存储器RAM中存放的信息在关闭电源时会全部丢失。
(2)外存储器
外存储器一般不直接与微处理器打交道,外存中的数据应先调入内存,再由微处理器进行处理。
外存储器一般可以分为软磁盘、硬磁盘、磁带机、光盘、可移动磁盘等等
硬盘一般由多个盘片组成,盘片的每一面都有一个读写磁头。
硬盘在使用时,要把盘片格式化成若干个磁道,每个存储表面的同一磁道形成一个圆柱面称为柱面,每个磁道再划分为若干个扇区。
每个扇区存储空间被划分为512字节。
硬盘存储容量的计算公式:
硬盘总容量=每扇区字节数×磁头数×柱面数×每磁道扇区数。
只读型光盘CD-ROM
只能读取,不能修改和写入。
CD-ROM最大的特点是存储容量大,一张CD-ROM光盘,其容量为650MB左右。
除了内存储器和外存储器之外,为提高CPU的处理速度,当今计算机中大都配有高速缓冲存储器(cache),也称缓存。
缓存的存取速度比内存要快。
可移动磁盘分为两大类:
基于芯片存储的U盘或闪盘,另一类是基于硬盘的移动硬盘。
通过USB接口与电脑相连。
3.输入、输出设备
输入设备(InputDevice):
向计算机输入数据和信息的设备。
计算机最基本的输入设备是鼠标和键盘
输出设备(OutputDevice)是人与计算机交互的一种部件,用于将计算机中的数据或信息输出给用户。
它把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。
计算机最基本的输出设备是显示器、打印机,常见的还有绘图仪、影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备等。
显示器分为液晶(LCD)显示器和传统的阴极射线管(CRT)显示器
打印机是计算机的输出设备之一,用来打印程序结果、图形和文字资料等。
打印机的种类很多,按照工作方式可分为针式打印机、喷墨式打印机、激光打印机等。
1.2.3计算机软件系统
软件系统可分为系统软件和应用软件两大类。
1.系统软件
(1)操作系统(OperatingSystem,OS)
操作系统是管理、控制和监督计算机软、硬件资源协调运行的程序系统,由一系列具有不同控制和管理功能的程序组成。
它是直接运行在计算机硬件上的、最基本的系统软件,是系统软件的核心。
包括五大功能模块:
处理器管理、作业管理、存储器管理、设备管理、文件管理
1)单用户操作系统(SingleUserOperatingSystem)
2)批处理操作系统(BatchProcessingOperatingSystem)
3)分时操作系统(Time-SharingOperatingSystem)
4)实时操作系统(Real-TimeOperatingSystem)
5)网络操作系统(NetworkOperatingSystem)
6)微机操作系统
(2)程序设计语言
1)机器语言
2)汇编语言
3)高级语言
4)面向对象的语言
(3)语言处理系统(翻译程序)
(4)服务程序
2.应用软件
(3)语言处理系统(翻译程序)
(4)服务程序
2.应用软件
(1)通用软件:
字处理、表格处理、电子演示等。
(2)专用软件
1.2.4计算机的主要性能指标
1.运算速度
2.字长
3.内存储器的容量
4.外存储器的容量
课堂小结
本节课所学知识点比较多,但应分清主次,应重点复习需掌握的内容
作业布置:
1、复习今天所讲的内容,尤其是计算机的工作原理。
2、做P29-30页选择题第1、3—10题,简答题1题
3、预习新课
思考题:
同学回去观察一下教室的计算机,复习计算机硬件的组成。
第二次课(2学时)
课题:
§1.3计算机基本故障的检测及排除方法-§1.4计算机中的常见数据与编码
课型:
理论课、实践课、任务驱动多媒体教学
教学目的与要求
了解:
计算机故障排除的基本原则
掌握:
1、使学生掌握数据编码和常用进制的转换。
2、计算机基本故障的检测及排除方法。
重点与难点
重点:
计算机基本故障的检测及排除方法,数据编码和常用进制的转换。
难点:
数据编码和常用进制的转换。
教学进程
组织教学
复习提问引入新课
计算机系统的组成
讲授新课:
1.3计算机基本故障的检测及排除方法
1.3.1计算机故障排除的基本原则
1.先调查,后熟悉
2.先机外,后机内
3.先机械,后电气
4.先软件,后硬件
5.先清洁,后检修
6.先电源,后机器
7.先通病,后特殊
1.3.2常见的软件故障及排除方法
常见的软件故障有丢失文件、文件版本不匹配、内存冲突、内存耗尽等等。
1.丢失文件
2.文件版本不匹配
3.非法操作
4.蓝屏错误信息
5.资源耗尽
防止软件故障的五个注意事项:
(1)在安装一个新软件之前,考察一下它与你的系统的兼容性;
(2)在安装一个新的程序之前需要保护已经存在的被共享使用的DLL文件,防止在安装新文件时被其他文件覆盖;
(3)在出现非法操作和蓝屏的时候仔细研究提示信息分析原因;
(4)随时监察系统资源的占用情况;
(5)使用卸载软件删除已安装的程序。
1.3.3常见的硬件故障及排除方法
1.清洁法2.直接观察法3.插拔法4.交换法5.程序诊断法
1.4计算机中的常见数据与编码
1.4.1计算机中数据的表示方式及转换方法
1.计算机中进位计数制
进位计数制是指按指定进位方式计数的数制。
表示数值大小的数码与它在数中所处的位置有关,简称进位制。
使用较多的是二进制、十进制、八进制和十六进制。
(1)十进制(Decimalnotation)
十进制的特点:
有十个数码:
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。
运算规则:
逢十进一,借一当十。
进位基数是10。
设任意一个具有n位整数,m位小数的十进制数D,可表示为:
D=Dn-1×10n-1+Dn-2×10n-2+…+D1×101+D0×100+D-1×10-1+…+D-m×10-m
『举例』:
将十进制数(123.45)10按权展开。
解:
(123.45)10=1×102+2×101+3×100+4×10-1+5×10-2=100+20+3+0.4+0.05
(2)二进制(Binarynotation)
二进制的特点是有两个数码:
0、1。
运算规则:
逢二进一,借一当二。
进位基数是2。
设任意一个具有n位整数,m位小数的二进制数B,可表示为:
B=Bn-1×2n-1+Bn-2×2n-2+…+B1×21+B0×20+B-1×2-1+…+B-m×2-m
权是以2为底的幂。
『举例』:
将(1000000.10)2按权展开。
(100000.10)2=1×26+0×25+0×24+0×23+0×22+0×21+0×20+1×2-1+0×2-2=(64.5)10
(3)八进制(Octalnotation)
八进制的特点是:
有八个数码:
0、1、2、3、4、5、6、7。
运算规则:
逢八进一,借一当八。
进位基数是8。
(4)十六进制(Hexadecimalnotation)
十六进制的特点:
有十六个数码:
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。
十六个数码中的A,B,C,D,E,F六个数码,分别代表十进制数中的10,11,12,13,14,15。
运算规则:
逢十六进一,借一当十六。
进位基数是16。
(5)N进制
N进制的特点是:
有N个数码:
0、1…N-2、N-1。
运算规则:
逢N进一,借一当N。
进位基数是N。
2.十进制、二进制、八进制和十六进制数的转换关系
十进制
二进制
八进制
十六进制
十进制
二进制
八进制
十六进制
0
0
0
0
8
1000
10
8
1
1
1
1
9
1001
11
9
2
10
2
2
10
1010
12
A
3
11
3
3
11
1011
13
B
4
100
4
4
12
1100
14
C
5
101
5
5
13
1101
15
D
6
110
6
6
14
1110
16
E
7
111
7
7
15
1111
17
F
十进制数:
数字后加D或不加,如:
10D或10。
二进制:
数字后加B,如:
10010B。
八进制:
数字后加Q,如:
123Q。
十六进制:
数字后加H,如:
2A5EH。
(1)二进制与十进制之间的转换
二进制转换成十进制只需按权展开后相加即可。
『举例』(10010.11)2=1×24+0×23+0×22+1×21+0×20+1×2-1+1×2-2=(18.75)10
十进制转换成二进制时,整数部分的转换与小数部分的转换是不同的。
整数部分:
除2取余,逆序排列。
『举例』将十进制数(123)10转换成二进制数。
解:
小数部分:
乘2取整,顺序排列。
『举例』将十进制数(123.125)10转换位二进制数。
解:
对于这种既有整数又有小数的十进制数,可以将其整数部分和小数部分分别转换为二进制,然后再组合起来,就是所求的二进制数了。
(123)10=(1111011)2
(0.125)10=(0.001)2
(123.125)10=(1111011.001)2
(2)二进制与八进制、十六进制之间的互换
将二进制转换成八进制时,以小数点位中心向左和向右两边分组,每三位一组进行分组,两头不足补零。
(001101101110.110101)2=(1556.65)8
将二进制转换成十六进制时,以小数点位中心向左和向右两边分组,每四位一组进行分组,两头不足补零。
(001101101110.11010100)2=(36E.D4)16
将八进制转换成二进制时,即可按照类似十进制转换成二进制的方法将每位八进制数转化为三位二进制数。
将十六进制转换成二进制时,即可按照类似十进制转换成二进制的方法将每位十六进制数转化为四位二进制数。
1.4.2计算机中数据的算术运算及逻辑运算
1.二进制的算术运算
(1)加法运算规则:
0+0=0 0+1=1 1+0=11+1=10
(2)减法运算规则:
0-0=0 0-1=1(向高位借1)1-0=11-1=0
(3)乘法运算规则:
0×0=0 0×1=0 1×0=0 1×1=1
2、逻辑运算
①逻辑乘,也称“与”运算,运算符为“·”或“∧”0·0=0 0·1=0 1·0=0 1·1=1 使用逻辑变量时,A·B可以写成AB
②逻辑加,也乘“或”运算,运算符为“+”或“∨” 0+0=0 0+1=1 1+0=11+1=10
③逻辑非,也称“反”运算,运算符是在逻辑值或变量符号上加“—”。
2.常用运算
异或运算:
A⊕B=
课堂小结
本讲最为难的内容是掌握数据编码在计算机中的使用。
以及常用各进制之间的转换。
教师结合学生完成实例的情况,对本节课的教学过程进行小结,指出学生在练习中存在的问题。
作业布置:
1、复习今天所讲的内容。
2、
(1)写出下列数制的按权展开式
568.9D123H100110B246Q
(2)数制转换(请写出步骤)
57D=()B=()H=()O
32.5D=()B=()H=()O
100101B=()O=()H
10101B=()D
456H=()D
3、预习新课
思考题:
二进制的优点和缺点
第三次课(2学时)
课题:
§1.4.3计算机中常见的信息编码-§1.5计算机病毒及其分
课型:
理论课、任务驱动多媒体教学
教学目的与要求
了解:
计算机中常用的编码
掌握:
1、计算机中常见的信息编码。
2、计算机病毒及其分类.计算机病毒预防措施。
重点与难点
重点:
计算机中常见的信息编码。
计算机病毒及其分类.计算机病毒预防措施。
难点:
计算机中常见的信息编码
教学进程
组织教学
复习提问引入新课
v1.写出以下各种进制数的按权展开式:
▪(10100.101)2
▪(34.125)8
▪(123.615)10
▪(3AB.48)16
v2.将下列二进制数、八进制数和十六进制数转换成十进制数:
▪(1001.001)2=()10
▪(315.6)8=()10
▪(31C.6)16=()10
1.4.3计算机中常见的信息编码
1.字符编码
在使用最普遍的编码是美国国家标准信息交换码即ASCII码((AmericanNational StandardCodeforInformationInterchange)
ASCII码是用7位二进制数进制编码的,能表示27=128个字符,这些字符包括26个英文字母(大小写)、0-9十个阿拉伯数字、32个专用符号(!
、#、$、%、^、*、(、)、<、>等)、34个控制字符。
例如,英文字母A的ASCII编码是1000001,a的ASCII编码是1100001,数字0的ASCII编码是110001。
需要注意的是在ASCII码表中字符的顺序是按ASCII码值从小到大排列的,
2.计算机中汉字的表示
计算机中汉字的表示也是用二进制编码,同样是人为编码的。
根据应用目的的不
同,汉字编码分为外码、交换码、机内码和字形码。
(1)外码(输入码)
(2)交换码
国标码。
国标码字符集中收集了常用汉字和图形符号7445个,其中图形符号682个,汉字6763个,按照汉字的使用频度分为两级,第一级为常用汉字3755个,第二级为次常用汉字3008个。
制为21-7E),国标码表示汉字的范围为2121~7E7E(十六进制)。
区位码是国标码的另一种表现形式,把国标GB2312-80中的汉字、图形符号组成一个94×94的方阵,分为94个“区”,每区包含94个“位”,其中“区”的序号由01至94,“位”的序号也是从01至94.
(3)机内码
汉字在设备或信息处理系统内部最基本的表达形式。
每个汉字占两个字节,每个字节最高位为1。
汉字机内码=汉字的国标码+8080H
(4)汉字字形码(汉字字模)
点阵:
汉字字形点阵的代码
16×16、24×24、32×32、48×48。
编码、存储方式简单、无需转换直接输出,放大后产生的效果差
矢量:
存储的是描述汉字字形的轮廓特征
例如:
以32×32点阵方式存储一个汉字需要多少空间
32×32÷8=128B
例如:
以16×16点阵方式表示两级汉字,需要空间
(16×16÷8)×6763≈212KB
字形码是汉字的输出码,输出汉字时都采用图形方式,无论汉字的笔画多少,每个汉字都可以写在同样大小的方块中。
1.5计算机病毒及其分类
1.5.1计算机病毒的定义
“计算机病毒,是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者毁坏数据,影响计算机使用,并能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。
”
1.5.2计算机病毒的特征
传染性是病毒的基本特征。
寄生性:
病毒程序嵌入到宿主程序之中,依赖于宿主程序的执行而生存,这就是计算机病毒的寄生性。
隐蔽性:
病毒一般是具有很高编程技巧、短小精悍的程序。
通常附在正常程序中或磁盘较隐蔽的地方,也有个别的以隐含文件形式出现。
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- 第一章 计算机基础知识 常见故障 排查 电子 教案