资源简介

课题 认识计算机
课时 2课时（90 min）
教学目标 知识目标： （1）了解计算机的概念、发展及各阶段的特点 （2）了解计算机的分类和特点 （3）了解我国计算机的发展历程 能力目标： 能根据自身兴趣、计算机技术的发展现状和未来趋势做好未来职业生涯规划 素质目标： 理解计算机在当代社会中的作用与价值，发展计算思维和提升信息素养
教学重难点 教学重点：计算机的概念、发展及各阶段的特点 教学难点：计算机的分类和特点
教学方法 讲授法、问答法、讨论法、案例分析法
教学用具 电脑、投影仪、多媒体课件、教材
教学过程 主要教学内容及步骤
课前任务 【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，了解计算机发展历史的相关内容 【学生】完成课前任务
考勤 【教师】使用文旌课堂APP进行签到 【学生】按照老师要求签到
新课预热 【教师】自我介绍，与学生简单互动，介绍课程内容、考核标准等 【学生】聆听、互动 【教师】讲解学习本课程的重要性 如今，计算机已经广泛应用到社会生产、生活的各个领域，并迅速改变着人们的工作、学习和生活方式。掌握计算机基础知识，熟练操作计算机是当代社会每一位公民应具备的基本素养。 【学生】聆听、记录、理解
问题导入 【教师】请学生扫描二维码观看视频“神奇的计算机”（详见教材），并让学生思考以下问题： （1）截至目前，计算机都给人类社会带来了哪些影响？ （2）日常生活中有哪些常见的计算机类型？它们各自有什么特点？ 【学生】聆听、观看、思考、回答
传授新知 【教师】通过大家的发言，引入新的知识点，讲解计算机相关知识 计算机（computer），俗称“电脑”，是20世纪人类最伟大的发明之一。它是一种用于高速计算的电子计算机器，可以进行数值计算和逻辑计算，且具有存储记忆功能，能够按照程序自动、高速处理海量数据，是现代化的智能电子设备。 一、计算机的诞生和发展 1946年2月，世界上第一台通用电子计算机——ENIAC（图1-1）在美国宾夕法尼亚大学诞生。ENIAC占地约170平方米，重量达30余吨，功率约为150千瓦，主要元器件是电子管，采用十进制计算，每秒可进行5 000次加法运算。 ENIAC的诞生奠定了电子计算机的发展基础，开辟了信息时代。自ENIAC诞生以来，计算机技术获得了飞速发展。根据所用电子元器件的不同，计算机的发展已历经电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模及超大规模集成电路4个阶段。 【教师】多媒体展示计算机的发展阶段及其特点表格，并讲解 发展阶段起止时间主要元器件主存储器特 点主要应用第一阶段1946—1957年电子管水银延迟线或磁鼓体积庞大、功耗大、运算速度慢、可靠性差、价格昂贵科学计算第二阶段1958—1964年晶体管磁芯体积、功耗减小，可靠性及运算速度提高，价格下降，出现了高级语言科学计算、工业控制等第三阶段1965—1970年中小规模集成电路半导体体积、功耗进一步减小，可靠性及运算速度进一步提高，操作系统逐渐成熟，出现了多种应用软件科学计算、文字处理、图形图像处理等第四阶段1971年至今大规模及超大规模集成电路集成度更高的半导体性能大幅度提高，价格大幅度下降，编程语言和软件更加丰富多样应用渗透到社会各个领域
二、计算机的分类和特点 1．计算机的分类 【课堂提问】 【教师】提出以下问题： 计算机可从哪些角度进行分类？ 【学生】聆听、思考、回答 【教师】总结、讲解新知 按照性能、规模和处理能力的不同，计算机可分为巨型机、大型机、小型机和微型计算机等。 （1）巨型机。巨型机又称“超级计算机”，是运算速度最快、处理能力最强的计算机。巨型机规模庞大，造价昂贵，主要用于解决诸如气象、太空、能源、医药等尖端科学研究中的复杂计算问题。 【拓展阅读】超级计算机 超级计算机的研制水平是一个国家科技实力的重要体现。我国是世界上少数几个能研制超级计算机的国家之一，已经成功研制出“银河”“曙光”“神威”“天河”等超级计算机。 在2023年5月公布的全球超级计算机500强榜单中，我国共有134台超级计算机上榜。其中，榜单前10名中有两台超级计算机来自我国，分别是“神威·太湖之光”和“天河二号”。 （2）大型机。大型机虽然在量级上不及巨型机，但也有很快的运算速度和很大的存储容量，适用于政府部门或大型企业（如银行），其主要用于进行复杂事务处理、海量信息管理、大型数据库管理和数据通信等。 （3）小型机。小型机是指性能和价格介于微型计算机和大型机之间的一种高性能计算机，其特点是结构简单、可靠性高和维护费用低。目前，小型机已逐渐被微型计算机取代。 （4）微型计算机。微型计算机简称“微型机”或“微机”，具有体积小、功耗低、功能多、性价比高等特点，是如今最普及的一类计算机。按结构和性能的不同，微型机又可分为单片机、单板机、个人计算机（PC）、工作站和服务器等类型。 按照用途的不同，计算机可分为专用计算机和通用计算机。 （1）专用计算机。专用计算机是指为某种特殊需要而设计的计算机，如地质勘探专用计算机、自动化控制专用计算机等。 （2）通用计算机。通用计算机是指各行业、各种工作环境都能使用的计算机，目前，市场上销售的计算机大多数都是通用计算机。 按照所处理的数据类型的不同，计算机可分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机。 2．计算机的特点 【课堂提问】 【教师】提出以下问题： 计算机具有哪些显著特点？ 【学生】聆听、思考、回答 【教师】总结学生的回答 （1）运算速度快。运算速度决定了计算机处理数据的效率，它通常用计算机每秒执行加法运算的次数或平均每秒执行指令的条数来衡量。 （2）计算精度高。计算精度决定了计算机处理数据的准确性和可靠性。 （3）存储功能强。 【课堂提问】 【教师】提出以下问题： 计算机强大的存储功能主要体现在哪些方面？ 【学生】聆听、思考、回答 【教师】总结学生的回答 （4）具有逻辑判断能力。计算机不仅能进行快速、精准的计算，还能进行各种逻辑判断，并根据判断结果自动选择下一步要执行的命令。 （5）具有自动执行能力。计算机内部的操作和运算都是根据预先编制的程序自动控制执行的，人们只需把需要计算机处理的问题编写成程序并存储到计算机中，计算机就能够根据程序的指令进行工作，工作过程完全自动化，不需要人的干预。 三、我国计算机的发展历程 【课堂讨论】 【教师】请学生分组讨论以下问题： 我国的计算机事业起步于何时？经历了哪些发展阶段？ 【学生】思考、讨论、小组代表回答 【教师】聆听并点评学生的回答 1．电子管计算机 1952年，著名数学家华罗庚组织闵乃大、夏培肃和王传英等学者建立了中国首个计算机科研小组，他们作为我国计算机技术的奠基人和最主要的开拓者，开始设计和研制中国自己的电子计算机，我国的计算机事业就此拉开序幕。 1953年，计算机科研小组提出了制造一台电子管串行计算机的设想。根据这个设想，小组成员分为两组：一组负责设计计算机的存储器，由吴几康担任负责人；另一组负责设计计算机的基本逻辑电路、运算器和控制器，由夏培肃担任负责人。 1956年，吴几康负责的小组成功研制出阴极射线管存储器，这是中国研制成功的首个计算机部件，它可以存储32×32个二进制位信息，并可组合成汉字。 1956年，夏培肃负责的小组完成了首台电子计算机运算器和控制器的设计工作，并编写了中国第一本电子计算机原理讲义。同年，我国首个专门从事计算机科学技术综合性研究的学术机构——中国科学院计算技术研究所成立。 1958年，由中国科学院计算技术研究所研制的103机交付使用，这是我国研制出的首台通用数字电子计算机。 1959 年，中国科学院计算技术研究所成功研制出了我国首台大型通用数字电子计算机——104机。 【拓展阅读】103机和104机 103机和104机的问世不仅填补了我国计算机技术的空白，还解决了大量过去无法计算的经济和国防等领域的难题，是中国计算机事业起步阶段的重要里程碑。 1964年，中国科学院计算技术研究所研制的119机交付使用。 2．晶体管计算机 【课堂提问】 【教师】提出以下问题： 我国晶体管计算机的研制经历了哪些历程？ 【学生】聆听、思考、回答 【教师】总结学生的回答 在研制电子管计算机的同时，我国就已经启动了晶体管计算机的研究工作。在晶体管计算机研制时期，中国计算机研制进入高速追赶国际先进水平的阶段。 1962年，国防科技大学（原中国人民解放军军事工程学院）研制的“隔离—阻塞振荡器”成功解决了晶体管性能不稳的问题，为晶体管计算机的成功问世创造了条件。 1964年，国防科技大学成功研制出我国第一台晶体管计算机——441B机。该机采用国产晶体管，每秒可进行8 000次运算，样机连续工作268小时未发生任何故障。 1965年，中国科学院计算技术研究所成功研制出大型晶体管计算机——109乙机。该机所用器材全部为国产，每秒可完成9万次定点运算，6万次浮点运算，且性能稳定，损坏率和耗电量较低。 1967年，中国科学院计算技术研究所成功研制出109乙机的升级版本——109丙机。该机具有分时系统和管理程序，使用时间长达15年，在我国的“两弹一星”实验中发挥了重要作用，被誉为“功勋机”。 3．集成电路计算机 【课堂提问】 【教师】提出以下问题： 我国集成电路计算机的研制经历了哪些历程？ 【学生】聆听、思考、回答 【教师】总结学生的回答 我国集成电路计算机的发展始于20世纪70年代，这一时期，我国在不同计算机领域均取得了累累硕果，典型代表包括111机、150机、DJS系列机等小型计算机，长城、曙光、联想等微型计算机和银河、神威、天河等巨型计算机。 1971年，中国科学院计算技术研究所成功研制出111机。这是我国第一台采用小规模集成电路为核心电子元器件的计算机，为日后国产计算机走向集成化、微型化、高速化和智能化奠定了重要基础。 1973年，北京大学与“738厂”等联合研制的150机问世，它不仅在当时国产计算机中运算速度最高（每秒可完成100万次48位浮点数运算），同时也是中国第一台配有多道程序和自研操作系统的集成电路计算机。 1974年，清华大学等单位联合设计和研制出采用集成电路的DJS-130小型计算机，其运算速度也达到了每秒100万次。 1983年，“银河-Ⅰ”巨型计算机研制成功，运算速度达每秒1亿次，这是我国高速计算机研制的一个重要里程碑。 1985年，我国成功研制出“长城0520CH”微型计算机，它是我国首台中文化、工业化、规模化生产的微型计算机，是我国计算机产业取得重大突破和成功的重要标志。 1992年，“银河-Ⅱ”巨型计算机研制成功，其数字仿真能力是“银河-Ⅰ”的10倍。 1995年，中国科学院计算技术研究所推出了“曙光1000”并行机，它包括36个可并行运行的处理机，是国内首台具有大规模并行处理机结构的高性能计算机。曙光1000的理论峰值速度可达每秒25.6亿次，实际运算速度可达每秒15.8亿次。 1997年，“银河-Ⅲ”巨型计算机研制成功，这标志着我国高性能计算技术实现了从“跟跑”到“领跑”的历史跨越。“银河-Ⅲ”巨型计算机采用可扩展分布共享存储并行处理体系结构，由130多个处理节点组成，峰值运算速度可达每秒130亿次，是我国第一台运算速度达百亿次级的计算机。 ……(详见教材) 一路走来，中国计算机的发展历程充满了坎坷和挫折，但一次次的跌倒并没有阻止我们前行的步伐，无数科学家和工程师在这条道路上前赴后继，默默耕耘，用汗水和智慧铸就了中国计算机现在的辉煌。如今，中国的计算机尤其是超级计算机已成为世界了解中国的一张名片。未来，相信我国计算机技术还会不断取得突破，迈向一个又一个新台阶，创造更多的辉煌，为人类的进步和发展做出重要贡献。 【课堂活动】 【教师】请学生分组完成以下活动 分小组画出中国计算机发展的时间线，并进行分享和展示。 【学生】聆听、思考、讨论、制作时间线、展示 【教师】点评学生的作品 【学生】聆听、思考、理解、记忆
任务实施 【教师】组织学生分组开展“了解我国在新型计算机领域的研究成果”活动，讲述活动背景和活动要求 （1）全班学生自由分组，每组6～8人。 （2）请查阅资料，了解我国近年来在新型计算机领域的先进研究成果，并针对搜集到的资料以小组为单位进行交流或开展“我国新型计算机‘黑科技’探秘”主题班会。 （5）教师组织学生讨论，并对学生的任务实施情况进行点评。 【学生】聆听、搜集资料、思考、讨论、开展班会 【教师】指导学生进行学习活动、评价学生的表现
课堂小结 【教师】简要总结本节课的要点 计算机的诞生和发展 计算机的分类和特点 我国计算机的发展历程 【学生】总结回顾知识点
作业布置 【教师】布置课后作业 （1）完善项目总结中的思维导图 （2）完成项目考核中的相关习题 【学生】完成课后任务
教学反思

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