资源简介

(共47张PPT)
任务 三　
任务 一
了解计算机的基本知识
任务 二　
认识计算机的组成
识读计算机的性能指标
任务 四　
查看计算机硬件的配置信息
实战与小结
任务一
了解计算机的基本知识
1.能够叙述计算机的发展历程。
2.能够识别计算机的主要类型，并叙述其特点。
一、了解计算机的发展历程
计算机的发展历程
发展阶段 主要电子器件及应用领域 特点
第一代
（1946—1958年） 主要电子器件为电子管，使用机器语言和汇编语言，主要应用于国防和科学计算 体积大，耗电量大，存储量小
第二代
（1958—1964年） 主要电子器件为晶体管，出现了操作系统和算法语言 体积减小，耗电量较少，运算速度较快，成本下降
续表
发展阶段 主要电子器件及应用领域 特点
第三代
（1964—1971年） 主要电子器件为中小规模集成电路，体积更小，以操作系统为中心，进行软件系统化，主要用于科学计算、数据处理、工业控制、文件处理、图形处理等 体积、功耗进一步减少，可靠性进一步提高，增加了多种外部设备
第四代
（1971年至今） 主要电子器件为大规模集成电路，具备毫秒级操作速度及10亿位存储容量，已广泛应用在社会谷歌领域 性能大幅度提高，体积及价格大幅下降，应用更加广泛
当今计算机正向着微型化、巨型化、网络化和智能化的方向发展。
微型化——计算机的体积在不断地缩小，可嵌入、可携带，各种穿戴设备正在悄然走进生活。未来计算机仍会不断趋于微型化，体积将越来越小。
巨型化——计算机将具有更高的运算速度、更大容量的存储空间、更加强大和完善的功能，可进行大规模、复杂计算。
网络化——计算机网络化彻底改变了人类世界，特别是无线网络的出现，极大地提高了人们使用网络的便捷性。未来计算机将会进一步向网络化方面发展。未来互联网也将发展为包括物联网、社会网络、服务网络以及与现实中各种网络深度融合的网络系统。
智能化——让计算机能够模拟人的思维能力去解决问题，从而使计算机可以越来越多地替代人类的脑力劳动，能理解自然语言，具有自适应性，能够自主完成复杂任务。
未来计算机将有可能在光子计算机、生物计算机、量子计算机等研究领域上取得重大突破。
二、熟悉中国计算机的发展历程
中国计算机的研制起步于20 世纪50 年代，与国外计算机发展历程相同。相对于国际上计算机研制的状况，国内计算机研制起步较晚，但是经过科研人员的艰苦努力，目前在量子计算等很多方向上的研究已走在世界前沿，且部分研究已达到国际领先水平。
1958 年8 月，中科院计算所研制成功我国第一台小型电子管通用计算机103（DJS-103），标志着我国第一台电子计算机的诞生。
1965 年，中科院计算所研制成功第一台大型晶体管计算机109 乙。
1974 年，清华大学等单位联合设计研制成功采用集成电路的DJS-130 小型计算机，之后又推出DJS-140 小型机，形成100 系列产品。
2013 年6 月，由国防科技大学研制的“天河二号”（TH-2）超级计算机荣登全球超算500 强排行榜榜首，以每秒33.86 千万亿次的双精度浮点运算速度登上世界超算之巅。
2016 年6 月，由国家并行计算机工程技术研究中心使用中国自主芯片研制的“神威·太湖之光”超级计算机（见右图），登上全球超算500 强排行榜榜首（“天河二号”位居第二），以每秒3.39 亿亿次双精度浮点运算速度的优异性能，成为全球运算速度最快的超级计算机。
“神威·太湖之光”超级计算机
截至2022 年，科技部批准建立的国家超级计算中心共有十所，分别是国家超级计算天津中心、国家超级计算广州中心、国家超级计算深圳中心、国家超级计算长沙中心、国家超级计算济南中心、国家超级计算无锡中心、国家超级计算郑州中心、国家超级计算昆山中心、国家超级计算成都中心及国家超级计算西安中心。
三、了解计算机的分类
1. 超级计算机——通常是指由数百、数千甚至更多的处理器（机）组成的，能计算普通个人计算机和服务器不能完成的大型复杂课题的计算机。超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。
超级计算机
2. 网络计算机——包括服务器、工作站、集线器、交换机和路由器等。
3. 工业控制计算机——主要有IPC（PC 总线工业计算机）、PLC（可编程控制系统）、DCS（分散型控制系统）、FCS（现场总线系统）及CNC（数控系统）五种类型。
大型服务器
4. 个人计算机——又称微型计算机，包括台式机、一体机、笔记本计算机等，通常所说的“PC”即指个人计算机，是英文“Personal Computer”的缩写。近年来，随着智能手机的发展，还出现了形态和功能介于手机和笔记本计算机之间的平板计算机。
笔记本计算机
5. 嵌入式系统——一种以应用为中心，以微处理器为基础，软硬件可裁剪，且适应系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等综合性严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序四个部分组成，在日常生活中，常见的嵌入式系统有智能穿戴设备、智能玩具等。
平板计算机
如今，在办公、学习、休闲、娱乐、购物、医疗等不同领域，计算机已无处不在。随着人脸识别、指纹识别、语音识别、大数据、云计算、物联网、工业互联网等的发展，计算机彻底影响和改变了人们的工作和生活。
任务二
认识计算机系统的组成
能够叙述计算机硬件系统、软件系统的基本组成与工作过程。
一台完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成的，两者缺一不可。
一、了解计算机硬件系统
计算机硬件是指组成计算机的看得见、摸得着的实际物理设备，包括由电子、机械和光电元器件等组成的各种部件和设备。这些部件和设备按照计算机系统结构的要求构成一个有机整体，称为计算机硬件系统。
计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成，见下表。
组成部分 常见设备
运算器 中央处理器（CPU）
控制器
存储器 内存储器 随机存储器（RAM，通常简称为“内存”）
外存储器 硬盘（包括机械硬盘、固态硬盘）、U 盘、光驱等
输入设备 键盘、鼠标、扫描仪、手写笔、麦克风等
输出设备 显示器、投影仪、打印机、音箱、绘图仪等
表 计算机硬件系统
这五大部分相互配合，协同工作。数据从输入设备进入计算机，控制器将运算指令从存储器中读取出来，根据指令控制运算器处理输入数据，如果产生中间结果则放入存储器中，最终结果由输出设备显示出来。整个过程由控制器进行控制。目前，运算器和控制器一般集成在一起，组成中央处理器（CPU）。
日常生活中最常用到的个人计算机（PC）的主要组成部件有中央处理器（CPU）、主板、内存、硬盘、主机箱、主机电源、显示器、键盘和鼠标等，如下图所示。
主机箱 主机电源 显示器 键盘和鼠标
计算机硬件
中央处理器（CPU） 主板 内存 硬盘
从外观上看，台式机由主机箱、显示器、键盘、鼠标等组成。其主板固定在主机箱上，中央处理器（CPU）、内存、显卡安装在主板的专用插槽上，硬盘、主机电源装在主机箱上，硬盘通过专用的接口线与主板连接。
台式机的前部面板和背部面板设有丰富的扩展接口。USB 接口用来连接U 盘、移动硬盘和具有USB 接口的打印机、键盘、鼠标等设备，HDMI、VGA 接口用于连接显示器等显示设备，RJ45 接口用于连接网络。在下图中用直线将右侧所列设备与其对应的接口连接起来。使用微信扫描图右侧二维码可查看视频讲解。
台式机的背部面板接口及其连接的设备
二、了解计算机软件系统
计算机软件是指为了运行、管理和维护计算机系统所编制的各种程序。计算机软件系统按用途不同可分为系统软件和应用软件。系统软件通常由计算机的设计者或专门的软件公司提供，包括操作系统、计算机的监控管理程序、程序设计语言等。应用软件是由软件公司、用户利用各种系统软件、程序设计语言编制的，用来解决各种实际问题的程序。
直接与硬件系统交流的计算机软件是操作系统，它是计算机硬件与应用程序及用户之间的桥梁。目前常见的操作系统包括应用最为广泛的微软公司的Windows 操作系统、苹果公司的macOS 操作系统、开源的Linux 操作系统的各种发行版（如较多应用于服务器的CentOS、银河麒麟操作系统）等。
常见操作系统的主界面如下图所示。
Windows macOS
CentOS 银河麒麟
常见操作系统的主界面
常见的应用软件类型及其代表性软件示例如下：
办公软件——WPS Office、Microsoft Office 等；
浏览器软件——QQ 浏览器、Microsoft Edge 等；
即时通信软件——微信、QQ、阿里旺旺等；
形图像处理软件——Photoshop、CorelDRAW 等；
媒体软件——酷狗音乐、腾讯视频等；
安全软件——360 安全卫士、金山毒霸等。
其中几种常见应用软件图标如右图所示。
WPS Office QQ 浏览器
微信 Photoshop
常见应用软件图标
任务三
识读计算机的性能指标
一、了解计算机的主要性能指标
一台计算机的性能由多项技术指标综合确定，涉及体系结构、指令系统、软硬件配置等多方面的因素，对于大多数普通用户来说，可以大体从以下方面来评价：
1. 能够准确识读计算机的性能指标，并简述其含义。
2. 能够对计算机的配置方案进行简单分析。
1. 运算速度与字长
运算速度（平均运算速度）是指计算机每秒钟所能执行的指令条数，一般用“每秒百万条指令”（MIPS）或者“每秒百万条浮点指令”（MFPOPS）来描述。微型计算机一般采用中央处理器（CPU）主频来描述运算速度，例如，酷睿i5-12400 的主频是2.5 GHz。在绝对环境下（排除外部硬件影响的环境），同系列的CPU 主频越高，运算速度就越快。判断CPU 的性能强弱，除了要看CPU 主频外，还需要看CPU 的核心数、线程数以及缓存容量。
字长是指计算机一次能同时处理的二进制数据的位数。字长越大，表示数的范围越大，精度也越高。在其他指标相同时，字长越大，计算机处理数据的速度就越快。早期微型计算机的字长一般是8 位、16 位、32 位，现在主要是64 位。
2. 存储器容量
存储器是用来存储数据和程序的部件。存储器以字节为单位保存数据。每个字节（Byte，简写为B）都由8 个二进制位（bit）组成，即1 Byte=8 bit。存储容量常用的计量单位有KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）和TB（太字节），其换算关系如下：
1 KB=1 024 B，1 MB=1 024 KB，1 GB=1 024 MB，1 TB=1 024 GB
存储器分为内存储器和外存储器。
内存储器（简称主存、内存），是CPU 可以直接访问的存储器，需要执行的程序与需要处理的数据就是存储在内存中的。内存容量的大小反映了计算机即时存储信息的能力。目前，微型计算机的内存容量通常有8 GB、16 GB、32 GB 等。
外存储器（简称外存），包括硬盘、U 盘等，是可长期存储数据的存储器。外存储器的容量越大，存储的信息就越多，可安装的应用软件就越丰富。硬盘有机械硬盘（HDD）和固态硬盘（SSD）之分。机械硬盘采用磁性碟片来存储数据，容量大、价格低，但怕震动，读写速度慢。固态硬盘通过存储芯片来存储数据，相比机械硬盘，具有能耗低、无噪声、抗震动、散热少、体积小和速度快的优势，不过价格相对较高，使用寿命有限。常见的硬盘容量有256 GB、512 GB、1 TB、2 TB 等。
读/ 写速度、缓存大小、接口和协议等也是衡量存储器性能的重要参数。
3. 外部设备配置及扩展能力
外部设备配置及扩展能力主要是指计算机与外部设备连接时的便捷性与兼容性，如USB 接口类型及数量、显示器接口类型等。
二、计算机配置方案的简单分析
某品牌在电商平台展示的一款台式计算机主要配置方案如下图所示。
配置方案示例
任务四
查看计算机硬件的配置信息
1. 能够查看计算机硬件的配置信息。
2. 能够根据需要选择适合的计算机配置。
利用系统工具、专业软件可以快速查看计算机硬件的配置信息。
一、了解认知中央处理器参数
中央处理器（CPU）是计算机的核心部件，配置计算机时，主要关注主频/ 睿频、核心数、线程数、缓存等参数。
1. 主频、睿频
主频即CPU 内核工作的时钟频率，表示CPU 的运算速度。主频越高，CPU 的运算速度越快。有的CPU 在应对复杂使用情况时，会自动加速到合适的频率，这个能加速到的最大频率称为睿频，如i3-10105F 的睿频是4.4 GHz。
主频是CPU 性能表现的一个方面，但并不能完全代表CPU 的整体性能，还要综合核心数、缓存大小、架构等方面来体现。
2. 核心数
通俗地说，核心数就是一个CPU 中集成的物理核心的数量。核心又称内核，是CPU 最重要的组成部分，CPU 所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。常见的CPU 核心数有双核、四核、六核、八核、十二核等。核心数是CPU 同时处理任务数量能力的体现。在频率、缓存大小等条件相同的情况下，核心数多的CPU 整体性能较强。
3. 线程数
线程数是指CPU 同一时刻可以同时运行的线程数量。多线程运行能充分发挥CPU效能，提高利用率。CPU 的线程数与核心数有关，如i3-12100 是4 核8 线程处理器、i5-12400 是6 核12 线程处理器等。
4. 缓存
缓存的作用是减少CPU 处理数据的等待时间。缓存容量大，CPU 的等待时间短，执行速度相对就快。缓存一般分为三级，就读取速度和读取优先级而言，一级缓存大于二级缓存，二级缓存大于三级缓存。
二、查看中央处理器参数
查看CPU 参数的方法有多种：可以通过Windows 自带的命令行工具WMIC，运行命令“cpu get numberofcores”查看计算机CPU 的核心数，运行命令“cpu get*”查看CPU 更详细的信息；可以打开Windows 的任务管理器，在“性能”标签页中选择“CPU”项，查看CPU 的频率、核心数及一/ 二/ 三级缓存大小等信息；还可以使用第三方软件或专业网站查阅详细的信息，如右图所示。
通过专业网站查询到的i5-12400F 部分参数
三、查看内存、硬盘的配置情况
内存、硬盘是计算机中重要的存储器，是计算机不可缺少的部件。
内存为系统、软件提供运行空间，硬盘为系统、软件提供存储空间。内存的大小和性能决定了计算机软件的运行速度和可同时运行的数量，硬盘的大小和性能决定了计算机存储数据的多少和读写速度。内存中存储的数据是临时的，一旦断开电源，就会丢失。硬盘可以永久存储数据，即使断开电源数据也不会丢失。
查看内存、硬盘配置的方法有多种，可以使用专门的软件，也可以使用系统自带的工具。通过“系统设置”快速查看内存、硬盘配置的操作步骤如下：
1. 单击桌面左下角的“开始”按钮，选择“设置”选项。
2. 在弹出的页面中单击“系统”，进入系统设置界面。
3. 在系统设置界面单击“关于”，在右侧即可看到内存（机带RAM）的配置信息，如右图所示。
查看内存配置信息
4. 在系统设置界面单击“存储”，可以看到系统盘的配置和使用情况，如下图a所示。
5. 在右侧单击“查看其他驱动器上的存储使用情况”，会显示所有驱动器的配置和使用情况，如下图b 所示。
a）
b）
查看硬盘配置信息
实战与小结
购置一台计算机
刘同学的家长为满足办公、线上学习及休闲娱乐的需要，欲购置一台台式计算机，
预算在3 000 元左右（2 800～3 200 元），请在电商平台找出2 个较适合的方案，通过比较给出你推荐的方案，并说明理由，填写在下表中。
表 计算机购置方案
序号 项目 方案1 方案2 备注
1 品牌型号
2 CPU
3 内存
4 硬盘
5 显示器
6 鼠标、键盘
7 价格
推荐的方案与理由：
新旧对比看发展
查阅资料或利用互联网资源，查询一台与你正在使用的计算机购买时同价位的新机器的购置方案，对比两者性能上的差异，填写在下表中。
序号 项目 旧计算机 新计算机 备注
1 品牌型号
2 CPU
3 内存
4 硬盘
5 显示器
6 鼠标、键盘
7 购买时间
8 价格
对比分析结果：
新旧计算机配置方案对比
本项目主要学习计算机的发展历程、特点、分类和应用，主要内容见下表。
项目小结

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