第一章计算机的基本概念.docx
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第一章计算机的基本概念
果陇小学新教师
教育技术培训教案
总学时:
45
第一章计算机的基本概念
1、什么是计算机
在人类历史上,计算工具的发明和创造走过了漫长的道路。
在原始社会,人们曾使用绳结、垒石或枝条作为计数和计算的工具。
我国在春秋战国时期有了筹算法的记载,到了唐朝已经有了至今仍在使用的计算工具——算盘。
欧洲16世纪出现了对数计算尺和机械计算机。
在20世纪50年代之前,人工手算一直是主要的计算方法,算盘、对数计算尺、手摇或电动的机械计算机一直是人们使用的主要计算工具。
到了20世纪40年代,一方面由于近代科学技术的发展,对计算量、计算精度、计算速度的要求不断提高,原有的计算工具已经满足不了应用的需要,另一方面,计算理论、电子学以及自动控制技术的发展,也为现代电子计算机的出现提供了可能,在20世纪40年代中期诞生了第一代电子计算机。
对计算机(Computer)人们往往从不同角度提出不同的见解,有多种描述:
“计算机是一种可以自动进行信息处理的工具”;“计算机是一种能快速而高效地自动完成信息处理的电子设备”;“计算机是一种能够高速运算、具有内部存储能力、由程序控制其操作过程的电子装置”等等。
2、计算机的发展历程
世界上第一台计算机:
1946年2月16日,美国宾夕法尼亚大学莫尔电工学校物理学家穆奇里和工程师爱开尔特等一批研究人员,经过四年的艰苦努力终于研制出世界上第一台大型数字电子计算机,它的名字叫ENIAC(埃尼阿克)。
它用了18000多个电子管,1500多个继电器,每小时消耗电150度,每秒运算5000多次,占地167平方米,重量达30多吨。
真是个令人望而生畏的庞然大物。
计算机从20世纪40年代诞生至今,已有50多年了。
随着数字科技的革新,计算机差不多每10年就更新换代一次。
第一代:
电子管计算机
1946年,世界上第一台电子数字积分式计算机——埃尼克(ENIAC)在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院诞生。
1949年,第一台存储程序计算机——EDSAC在剑桥大学投入运行,ENIAC和EDSAC均属于第一代电子管计算机。
电子管计算机采用磁鼓作存储器。
磁鼓是一种高速运转的鼓形圆筒,表面涂有磁性材料,根据每一点的磁化方向来确定该点的信息。
第一代计算机由于采用电子管,因而体积大、耗电多、运算速度较低、故障率较高而且价格极贵。
本阶段,计算机软件尚处于初始发展期,符号语言已经出现并被使用,主要用于科学计算方面。
第二代:
晶体管计算机
1947年,肖克利、巴丁、布拉顿三人发明的晶体管,比电子管功耗少、体积小、质量轻、工作电压低、工作可靠性好。
1954年,贝尔实验室制成了第一台晶体管计算机——TRADIC,使计算机体积大大缩小。
1957年,美国研制成功了全部使用晶体管的计算机,第二代计算机诞生了。
第二代计算机的运算速度比第一代计算机提高了近百倍。
第二代计算机的主要逻辑部件采用晶体管,内存储器主要采用磁芯,外存储器主要采用磁盘,输入和输出方面有了很大的改进,价格大幅度下降。
在程序设计方面,研制出了一些通用的算法和语言,操作系统的雏形开始形成。
第三代:
集成电路计算机
60年代初期,美国的基尔比和诺伊斯发明了集成电路,引发了电路设计革命。
随后,集成电路的集成度以每3-4年提高一个数量级的速度增长。
1962年1月,IBM公司采用双极型集成电路,生产了IBM360系列计算机。
第三代计算机用集成电路作为逻辑元件,使用范围更广,尤其是一些小型计算机在程序设计技术方面形成了三个独立的系统:
操作系统、编译系统和应用程序,总称为软件。
第四代:
大规模集成电路计算机
1971年发布的INTEL4004,是微处理器(CPU)的开端,也是大规模集成电路发展的一大成果。
INTEL4004用大规模集成电路把运算器和控制器做在一块芯片上,虽然字长只有4位、且功能很弱,但它是第四代计算机在微型机方面的先锋。
1972-1973年,8位微处理器相继问世,最先出现的是INTEL8008。
尽管它的性能还不完善,仅展示了无限的生命力,驱使众多厂家技人竞争,微处理器得到了蓬勃的发展。
后来出现了INTEL8080、MOTOROLA6800。
1978年以后,16位微处理器相继出现,微型计算机达到一个新的高峰。
INTEL公司不断推进着微处理器的革新。
紧随8086之后,又研制成功了80286。
80386、80486、奔腾(PEN-TIUM)、奔腾二代(PENTIUMⅡ)、奔腾三代(PENIUMⅢ)、奔腾四代(PENIUMIV)。
个人电脑(PC)不断更新换代,日益风靡世界(图3-1、图3-2)。
第四代计算机以大规模集成电路作为逻辑元件和存储器,使计算机向着微型化和巨型化两个方向发展。
从第一代到第四代,计算机的体系结构都是相同的,即都由控制器,存储器,运算器和输入输出设备组成,称为冯·诺依曼体系结构
第五代智能计算机
1981年,日本东京召开了一次第五代计算机---智能计算机研讨会,随后制定出研制第五代计算机的长期计划.第五代计算机的系统设计中考虑了编制知识库管理软件和推理机,机器本身能根据存储的知识进行判断和推理.同时,多媒体技术得到广泛应用,使人们能用语音,图像,视频等更自然的方式与计算机进行信息交互。
智能计算机的主要特征是具备人工智能,能像人一样思维,并且运算速度极快,其硬件系统支持高度并行和快速推理,其软件系统能够处理知识信息。
神经网络计算机(也称神经计算机)是智能计算机的重要代表。
第六代:
生物计算机
半导体硅晶片的电路密集,散热问题难以彻底解决,大大影响了计算机性能的进一步发挥与突破。
研究人员发现,遗传基因——脱氧核糖核酸(DNA)的双螺旋结构能容纳巨量信息,其存储量相当于半导体芯片的数百万倍。
一个蛋白质分子就是一个存储体,而且阻抗低、能耗少、发热量极小。
基于此,利用蛋白质分子制造出基因芯片,研制生物计算机(也称分子计算机、基因计算机),已成为当今计算机技术的最前沿。
生物计算机比硅晶片计算机在速度、性能上有质的飞跃,被视为极具发展潜力的“第六代计算机”。
计算机的特点及应用
3、计算机的特点
计算机不同于以往任何计算工具,其主要特点如下:
第一,在处理对象上,它已不再局限于数值信息,而是可以处理包括数字、文字、符号、图形、图像乃至声音等一切可以用数字加以表示的信息。
第二,在处理内容上,它不仅能做数值计算,也能对各种信息做非数值处理,例如进行信息检索、图形处理;不仅可以做加、减、乘、除算术运算,也可以做是、非逻辑判断。
第三,在处理方式上,只要人们把处理的对象和处理问题的方法步骤以计算机可以识别和执行的“语言”事先存储到计算机中,计算机就可以完全自动地对这些数据进行处理。
第四,在处理速度上,它运算高速。
目前一般计算机的处理速度都可以达到每秒百万次的运算,巨型机可以达到每秒近千亿次运算。
第五,它可以存储大量数据。
目前一般微型机都可以存储几十万、几百万、几千万到上亿个数据。
计算机存储的数据量越大,可以记住的信息量也就越大。
需要时,计算机可以从浩如烟海的数据中找到这些信息,这也是计算机能够进行自动处理的原因之一。
第六,多个计算机借助于通信网络互连起来,可以超越地理界限,互发电子邮件,进行网上通讯,共享远程信息和资源。
计算机具有超强的记忆能力、高速的处理能力、很高的计算精度和可靠的判断能力。
人们进行的任何复杂的脑力劳动,如果可以分解成计算机可以执行的基本操作,并以计算机可以识别的形式表示出来,存放到计算机中,计算机就可以模仿人的一部分思维活动,代替人的部分脑力劳动,按照人们的意愿自动地工作,所以有人也把计算机称为“电脑”,以强调计算机在功能上和人脑有许多相似之处,例如人脑的记忆功能、计算功能、判断功能。
电脑终究不是人脑,它也不可能完全代替人脑;但是说电脑不能模拟人脑的功能也是不对的,尽管电脑在很多方面远远比不上人脑,但它也有超越人脑的许多性能,人脑与电脑在许多方面有着互补作用。
总之,计算机从第一代发展到第四代,已由仅仅包含硬件的系统发展到包括硬件和软件两大部分的计算机系统。
计算机的种类也一再分化,发展成微型计算机、小型计算机、通用计算机(包括巨型、大型、中型计算机)以及各种专用机等。
由于技术的更新和应用的推动,计算机一直处在飞速发展之中。
依据信息技术发展功能价格比的莫尔定律(Moore’Law),计算机芯片的功能每18个月翻一番,而价格减一半。
该定律的作用从60年代以来,已持续30多年,预计还会持续近20年。
集处理文字、图形、图像、声音为一体的多媒体计算机的发展正方兴未艾。
各国都在计划建设自己的“信息高速公路”。
通过各种通信渠道,包括有线网和无线网,把各种计算机互联起来,已经实现了信息在全球范围内的传递。
用计算机来模仿人的智能,包括听觉、视觉和触觉以及自学习和推理能力是当前计算机科学研究的一个重要方向。
与此同时,计算机体系结构将会突破传统的冯.诺依曼提出的原理,实现高度的并行处理。
为了解决软件发展方面出现的复杂程度高、研制周期长和正确性难于保证的“软件危机”而产生的软件工程也出现新的突破。
新一代计算机的发展将与人工智能、知识工程和专家系统等研究紧密相联,并为其发展提供新的基础。
计算机的组成和工作原理
4、计算机的组成和工作原理
计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。
计算机硬件指的是计算机系统中由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备,其基本功能是接受计算机程序的控制来实现数据输入、运算、数据输出等一系列操作。
虽然目前计算机的种类很多,制造技术发生了极大的变化,但在基本的硬件结构方面,一直沿袭着冯·诺依曼的体系结构,从功能上都可以划分为五个基本组成部分,即输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器
1.运算器运算器又称算术逻辑单元(ArithmeticLogicUnit简称ALU)。
它是计算机对数据进行加工处理的部件,包括算术运算(加、减、乘、除等)和逻辑运算(与、或、非、异或、比较等)。
2.控制器控制器负责从存储器中取出指令,并对指令进行译码;根据指令的要求,按时间的先后顺序,负责向其它各部件发出控制信号,保证各部件协调一致地工作,一步一步地完成各种操作。
控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。
硬件系统的核心是中央处理器(CentralProcessingUnit,简称CPU)。
它主要由控制器、运算器等组成,并采用大规模集成电路工艺制成的芯片,又称微处理器芯片。
3.存储器存储器是计算机记忆或暂存数据的部件。
计算机中的全部信息,包括原始的输入数据。
经过初步加工的中间数据以及最后处理完成的有用信息都存放在存储器中。
而且,指挥计算机运行的各种程序,即规定对输入数据如何进行加工处理的一系列指令也都存放在存储器中。
存储器分为内存储器(内存)和外存储器(外存)两种。
4.输入设备输入设备是给计算机输入信息的设备。
它是重要的人机接口,负责将输入的信息(包括数据和指令)转换成计算机能识别的二进制代码,送入存储器保存。
5.输出设备输出设备是输出计算机处理结果的设备。
在大多数情况下,它将这些结果转换成便于人们识别的形式。
运算器和控制器在结构关系上非常密切,它们之间有大量信息频繁地进行交换,共用一些寄存单元,因此将运算器和控制器合称为中央处理器(CPU),将中央处理器和内存储器合称为主机,将输入设备和输出设备称为外部设备。
由于外存储器不能直接与CPU交换信息,而它与主机的连接方式和信息交换方式与输出设备和输入设备没有很大差别,因此,一般地把它列入外部设备的范畴,外部设备包括输入设备、输出设备和外存储器;但从外存在整个计算机的功能看,它属于存储系统的一部分,称之为外存储器或辅助存储器。
计算机软件指的是为了告诉计算机做些什么和按什么方法、步骤去做,以计算机可以识别和执行的操作表示的处理步骤和有关文档。
在计算机术语中,计算机可以识别和执行的操作表示的处理步骤称为程序。
计算机软件是计算机程序和有关文档。
在计算机中,硬件和软件的结合点是计算机的指令系统。
计算机的一条指令是计算机硬件可以执行的一步操作。
计算机可以执行的指令的全体称为该机的指令系统。
任何程序,必须转换成该机的硬件能够执行的一系列指令。
现代计算机的基本工作原理(由冯·诺依曼提出)计算机的指令和数据均采用二进制表示。
在计算机中,硬件和软件是不可缺少的两个部分。
硬件是组成计算机系统的各部件的总称,它是计算机系统快速、可靠、自动工作的物质基础,是计算机系统的执行部分。
在这个意义上讲,没有硬件就没有计算机,计算机软件也不会产生任何作用。
但是一台计算机之所以能够处理各种问题,具有很大的通用性,能够代替人们进行一定的脑力劳动,是因为人们把要处理这些问题的方法,分解成为计算机可以识别和执行的步骤,并以计算机可以识别的形式存储到了计算机中。
也就是说,在计算机中存储了解决这些问题的程序。
目前所说的计算机一般都包括硬件和软件两个部分,而把不包括软件的计算机称为“裸机”。
计算机软件就是计算机程序及其有关文档。
计算机系统概述
计算机系统由硬件系统和计算机软件系统两大部分组成。
1.计算机硬件系统
由一系列电子元器件按照一定逻辑关系联接而成,是计算机系统的物质基础。
2.计算机软件系统
由操作系统、语言处理系统、以及各种软件工具等各种软件程序组成。
计算机软件指挥、控制计算机硬件系统按照预定的程序运行、工作,从而达到我们预定的目标。
计算机系统组成
1.冯.诺依曼(VonNeumann)
“存储程序”的思想
“二进制”的思想
2.硬件系统由五大部件组成:
(1).运算器
运算器也称为算术逻辑单元ALU,是执行算术运算和逻辑运算的功能部件。
(2).控制器
控制器是计算机的指挥中心,它的主要功能是按照人们预先确定的操作步骤,控制微机各部件步调一致地自动工作。
运算器和控制器合在一起称为中央处理器,简称CPU(CentralProcessingUnit)。
(3).存储器
存储器是计算机用来存储信息的重要功能部件。
内存储器由许多存储单元组成,每个存储单元可以存放若干二进制代码,该代码可以是数据或程序代码。
内存容量的大小通常用字节(Byte)表示。
位(bit):
存放一位二进制数即0或1,称为位(简写为b)。
字节(Byte):
8个二进制位为一个字节。
存储系统采用典型的存储层次:
高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器及海量存储器。
(4).输入设备
输入设备用来接收用户输入的原始数据和程序,常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。
(5).输出设备
将存放在计算机中的信息(包括程序和数据)传送到外部媒介,常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。
将上述计算机硬件的5大功能部件用总线连接起来,就构成了一个完整的计算机硬件系统。
WindowsXP的基本应用
一、操作题
1. 练习WindowsXP的启动与关闭。
2. 打开“我的电脑”窗口,显示或隐藏窗口中的工具栏。
3. 桌面操作。
(1) 将“我的文档”图标名称改为“MyFiles”。
(2) 在桌面上建立一个名为“我的信息”的文件夹,然后将它删除。
(3) 将任务栏放在屏幕的右边,并设置任务栏的“快速启动”工具栏,最后恢复原状。
(4) 将“开始”菜单的样式设置为“经典[开始]菜单”样式。
(5) 将窗口和按钮设置为Windows经典样式。
(6) 用任务栏的“快速启动”工具栏按钮启动“InternetExplorer浏览器”。
(7) 将自己的照片设置为屏幕保护程序;将菜单的颜色设置为绿色;练习调整屏幕的分辨率。
4. 用多种方法启动资源管理器,观察资源管理器窗口,理解左窗格中“+”、“-”号的意义,比较“我的电脑”与“资源管理器”,总结它们的异同。
5. 通过“资源管理器”浏览C盘及文件夹的内容。
6. 将“C:
\Windows”文件夹窗口中的图标以“详细信息”方式显示,并按“大小”排列。
7. 练习文件或文件夹的选定操作。
8. 在D盘创建一个名为“Myfiles”文件夹,执行如下操作:
(1) 在“Myfiles”文件夹下创建名为“Myfile1”的子文件夹。
(2) 在“Myfile1”文件夹下依次建立名为“练习1.txt”的文本文件、名为“练习2.doc”的Word文件和名为“练习3.xls”的Execl工作簿文件。
(3) 复制“练习1.txt”和“练习2.doc”至“Myfiles”文件夹下。
(4) 移动“练习3.xls”至“Myfiles”文件夹下。
(5) 删除“Myfiles”文件夹下的“练习1.txt”和“练习2.doc”文件。
(6) 删除“Myfile1”文件夹。
(7) 将“Myfiles”文件夹更名为“我的文件”。
(8) 使用快捷方式向导在桌面上建立快速启动“计算器”的快捷方式,已知“计算器”的文件名及位置为:
c:
\windows\system32\calc.exe。
9. 利用控制面板,将鼠标指针方案改为“三维青铜色”方案,并设置“在打字时隐藏指针”效果;练习修改系统时间和日期。
10. 通过WindowsXP帮助系统,显示“复制文件或文件夹”的帮助信息。
二、思考题
2. 屏幕保护程序的作用是什么?
3. 复制和移动有什么差别?
4. 什么样的删除是永久删除?
回收站的有什么样的作用?
5. 如何在计算机中查找文件?
6. 文件与文件夹的显示方式有哪些?
如何排序显示
Word培训资料
一、Word的启动
方法1:
用鼠标双击桌面上的Word图标。
方法2:
开始程序单击Word图标。
二、浏览Word屏幕
1.标题栏:
(控制程序图标、程序名、文件名、最小化、还原、关闭)。
2.菜单栏:
各种命令的集合。
3.工具栏:
由菜单命令中筛选出来,以按钮的形式代表操作命令。
使用:
用鼠标单击即可。
显示/隐藏:
“视图”“工具栏”
移动:
用鼠标置于‘工具栏’没有按钮的地方或标题处,
按左键拖动即可。
4.标尺:
利用标尺可调整边距、改变栏宽、设置段落缩进。
5.编辑区:
可建立、编辑、修改文档的地方,即工作空间。
6.滚动条:
可移动编辑窗口(有水平和垂直滚动条)
7.状态栏:
显示当前工作状态。
三、选择输入法
1.单击任务栏上的输入法图标。
2.使用键盘:
Ctrl+空格:
中英文输入切换;
Shift+空格:
全角与半角切换。
Shift+Ctrl:
输入法切换;
四、选择字符的技巧:
注:
在Word的文档进行编辑时,必须“先选后做”
1.任意选取
单击要选取的开始处,拖动鼠标左键拖动直到选取的最后一个字符放开即可,选区呈黑底白字。
2.整行选取:
鼠标单击行左边选取栏。
3.选取一段:
鼠标双击段左边选取栏。
4.选取整篇:
在左边选取栏上,三击鼠标或Ctrl+A。
5.选取一句:
按Ctrl+鼠标单击句子任意处。
6.选取一列:
按Alt+鼠标拖动。
技巧:
按Shift键+鼠标单击。
五、新建文档
方法1:
文件新建空文档确定。
方法2:
用工具栏的“新建”按钮。
六、编辑修改
1.添加字符:
在要添加文字的地方单击鼠标,输入文字。
2.删除字符:
A.选择字符后直接输入新字符
B.将光标移至字符后按“”键
C.将光标移至字符前按“Delete”键
3.移动字符:
选取要移动的字符后按鼠标拖动
4.对齐方式:
工具栏中的“左对齐、居中、右对齐”按钮。
5.复制字符:
A.选好复制字符编辑复制将光标移到要粘贴的地方编辑粘贴
B.使用键盘:
Ctrl+C(复制) Ctrl+V(粘帖)
七、文件管理
1.保存文件
方法一:
用菜单“文件”“保存”/“另存为”。
方法二:
用工具栏的‘保存’按钮。
2.给文件加密码
Word97:
文件另存为选项输入密码确定保存。
Word2000:
文件另存为工具常规选项输入密码确定保存。
3.关闭文件:
文件关闭
4.打印预览:
文件打印预览关闭
5.Word的退出:
单击“文件”“退出”或Alt+F4
八、关闭系统:
(退出Windows95/98)
方法1:
开始关闭系统关闭计算机是
方法2:
Alt+F4
一、设置文字的字体、大小及颜色
1.格式化工具栏中“字体”、“字号”、“字体颜色”等按钮。
2.选取文字单击Mouse右键字体
3.选取文字格式字体设置粗体、斜体及文字下划线
1.选取文字直接单击工具栏的B粗体、I斜体、U下划线按钮(撤消时只需再次单击即可)
2.选取文字格式字体
二、字符缩放的设置
1.选取文字直接单击格式化工具栏上的“缩放”按钮
2.选取文字格式字体“字符间距”标签缩放
三、动态效果的设置
选取文字格式字体“动态效果”标签
四、特殊效果的设置
方法:
格式字体效果区
设置上下标(例:
H2O,M2)、设置删除线、双删除线、阴影、空心、阴文、阳文、大型/全部大写字母、隐藏文字
五、文字边框和底纹的设置
方法:
格式边框和底纹
“边框”标签:
设置文字和段落的各种边框
“底纹”标签:
设置文字和段落的各种底纹(注意应用范围)
“页面边框”标签:
在“艺术型”项可设置各种页面边框
六、着重号的设置:
1.其它格式工具栏中的“着重号”按钮
2.格式字体着重号
七、突出显示的设置
其它格式工具栏中的“突出显示”按钮
八、自动添加段落边框
A.工具自动更正自动功能(在Word2000中选择“键入时自动套用格式”标签)勾选“边框”复选框
B.在空白处连续输入三个或多个连字符(例:
=、#、*、~)后按Enter即可。
九、设置段落的对齐方式
1.用格式工具栏的‘对齐’按钮。
2.格式段落“缩进和间距”标签对齐方式。
3.用键盘:
左对齐Ctrl+L、右对齐Ctrl+R、居中Ctrl+E、
两端对齐Ctrl+J、分散对齐Ctrl+Shift+D。
十、设置文字缩进
1.用标尺来设置缩进文字
2.格式段落“缩进和间距”标签“特殊格式”项
十一、竖排正文的方法:
1.工具栏上“更改文字方向”按钮
2.格式文字方向
十二、并排字符、组合字符、分散字符的设置
在Word97中:
格式并排字符/组合字符/分散字符
在Word2000中:
格式中文版式
一、编辑版面
注:
对页面进行设置切换到页面视图中
纸张大小和页面方向:
文件页面设置“纸张大小”标签
页边距的设置:
文件页面设置“页边距”标签
快捷方法:
在标尺上按Alt+Mouse拖动
3、垂直对齐页面上的文本:
文件页面设置“版面”标签垂直对齐
4、创建页眉/页脚:
视图页眉/页脚“在页眉和页脚间切换”按扭
注:
单击“关闭按钮”或双击主文档通退出“页眉/页脚编辑”状态,返回到正文编辑状态。
5、创建奇偶页不同的页眉/页脚
视图页眉/页脚“页面设置”按扭“版面”标签勾选“奇偶页不同”复选框
6、分页
将光标置于要插入分页符处插入分隔符选中分页符确定
7、分栏
选取要进行分栏的文字格式分栏
设置栏间距:
格式分栏设置宽度和间距编辑区中的
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