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《计算机原理》课程教案 张永超 本课程是计算机专业本科生的核心课程，是主干必修课。课程以阐述原理为主，讲述计算机系统及其各功能部件的工作原理以及逻辑实现，计算机系统及其各功能部件的设计原理以及并行处理技术。设置这一课程的目的是使学生掌握计算机的基本工作原理，掌握计算机各主要部件的硬件结构、相互联系和作用，掌握计算机系统的设计原理以及软硬件的界面，从而对整个计算机系统有完整的了解，为计算机专业的后继课程的学习打下基础。 本课程得主要内容 计算机系统概论 数字逻辑基础（复习及提高） 信息编码和数据表示 运算方法与运算器 5、中央处理器 6、存储器与存储系统 7、处理机设计 8、输入输出系统 二、本课程教学重点与难点 重点：信息编码和数据表示 控制器 存储系统 输入输出系统 三、教材选用 《计算机组织原理》.外语教学与研究出版社 四、教学手段：PPT+版书+实验 五、课程内容和学时分配 （整体安排按信息表示、信息处理、信息输出思路。） 计算机系统概论 一、教学内容： 1、了解计算机的发展； 2、了解计算机系统的组成以及各部分的主要功能； 3、掌握键盘的使用，熟练掌握标准指法操作； 4、了解计算机中数据的表示编码。 二、教学目的 使学生了解计算机基础知识，掌握计算机系统的概念 三、教学基本要求 了解计算机的特点、发展史（包括微型计算机的发展史）、类型、应用领域及前景；掌握计算机软件系统及硬件系统构成，了解微机的硬件系统，包括掌握微机系统硬件组成及主要性能指标。 四、重点与难点 重点：计算机的发展史和应用领域，计算机软件系统及硬件系统构成 难点：计算机系统的层次结构 五、教学方法：讲授(ppt) 六、教学过程： 第一课时：计算机概述 1、什么是计算机（概念） 2、计算机发展过程 阶段 年份 物理器件 软件特征 应用范围 第一代 46-58 电子管 机器语言、汇编语言 科学计算 第二代 59-64 晶体管 高级语言 科学计算、数据处理、工业控制 第三代 65-70 小规模集成电路 操作系统 科学计算、数据处理、工业控制、文字处理、图形处理 第四代 70至今 大规模集成电路 数据库网络等 各个领域 3、计算机技术发展的趋势 巨型化、高性能、开放式、多媒体化、智能化、网络化 4、计算机的分类： 1）、根据规模大小分类：巨型机、大型机、中型机、小型机、微机、 2）、根据用途分类：通用计算机、专用计算机 5、计算机的主要应用 科学计算、数据处理、计算机控制、计算机辅助系统、人工智能、办公自动化系统中的应用 注：记住一些专用名字的缩写 详细内容及要求 第二、三课时：计算机系统 计算机系统：是由硬件系统和软件系统两部分组成；两者相辅相成，构成计算机系统的统一体。 1、计算机硬件系统 硬件系统组成 由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五部分组成。 1) 中央处理器CPU 运算器和控制器合称为中央处理单元,简称CPU。 CPU的作用是处理数据、存取数据或指令、协调各部件工作等。 2) 存储器 存储器用于保存数据和程序。 存储器分为内部存储器和外部存储器 内存又分为只读存储器（ROM）和随机存储器(RAM) 外存分为软盘、硬盘、光盘、磁带 它们的特点和缺点 存储器的有关术语简述如下： *位（Bit）：存放一位二进制数即0或1。位是计算机中存储信息的最小单位。 *字节（Byte）：8个二进制位为一个字节。为了便于衡量存储器的大小，统一以字节（Byte简写为B）为单位。字节是计算机中存储信息的基本单位 *地址：整个内存被分成若干个存储单元，每个存储单元一般可存放8位二进制（字节编址）。每个存储单元可以存放数据或程序代码。为了能有效地存取该单元内的内容，每个单元必须有唯一的编号（称为地址）来标识。 *读操作（Read）：按地址从存储器中取出信息，不破坏原有的内容，称为对存储器进行“读”操作。 *写操作（Write）：把信息写入存储器，原来的内容被覆盖，称为对存储器进行“写”操作。 *主频 主频是衡量CPU运行速度的重要指标。它是指系统时钟脉冲发生器输出周期性脉冲的频率。通常以赫兹（Hz）为单位。目前的奔腾Ⅵ微处理器的主频已高达1.5GHz、2.2GHz。 *字长 字长是CPU可以同时处理的二进制数据位数。如64位微处理器，一次能够处理64位二进制数据。常用的有16位、32位、64位微处理器。 3）输入设备 输入设备用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机可以识别的二进制形式存放到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光