資源簡介

高一信息技術知識要點
必修二 第二單元
相關課程標準：
1.理解計算機、移動終端在信息系統中的作用，描述計算機和移動終端的基本工作原理。
2.通過分析常見的信息系統，理解軟件在信息系統中的作用，借助軟件工具與平臺開發網絡應用軟件。
學習目標：
1.理解計算機、移動終端在信息系統中的作用；
2.描述計算機、移動終端的基本工作原理；
3.理解軟件在信息系統中的作用；
4.理解軟件與硬件的關系；
5.了解軟件的開發過程，并能使用軟件開發工具與平臺設計開發簡單的網絡應用軟件。
知識要點：
一、硬件：
㈠計算機：
計算機由硬件和軟件兩部分組成。
硬件是指組成計算機的電子和機械部件，軟件是指存儲在計算機中的程序與數據，以及相關的文檔資料。程序包括固化在只讀存儲器中的指令、操作系統和各種應用程序等。計算機在指令（程序）的控制下接受輸入（數據）、處理數據、存儲數據并實現輸出（信息）。
服務器是專門給網絡中其他計算機或設備提供一種或多種服務的高性能計算機。服務器提供的服務包括存儲數據，以及對網絡上硬件、軟件或其他資源的控制訪問。
1.計算機硬件：
計算機的硬件從外觀上看，包括主機和外圍設備（如顯示器、鍵盤等），實際分為運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五個部分，其中運算器和控制器合稱中央處理器（CPU）。
⑴中央處理器：
中央處理器是采用大規模集成電路工藝制成的芯片。由運算器和控制器組成。運算器是計算機對數據進行加工處理的部件。控制器負責從存儲器中取出指令，并對指令進行譯碼；根據指令的要求，按時間的先后順序向其他部件發出控制信號，保證各部件協調一致地工作。
中央處理器是整個計算機運作的核心部件。計算機處理速度很大程度上取決于中央處理器的性能。中央處理器的主要性能指標有以下幾個：
①核心數：指中央處理器含有內核的數量。一般來說，同等條件下，核心數越大，CPU性能越好。
②時鐘頻率：指中央處理器運算時的工作頻率。時鐘頻率越高，中央處理器的運算速度越快。
③字長：指中央處理器同時處理的二進制數位。字長越大表示中央處理器在一定周期內處理的數據越多。
④緩存容量：中央處理器的運算速度高于內存存取速度，高速緩存則用于緩解中央處理器與內存之間的速度差異。通常高速緩存的容量比內存小很多，但是讀取速度卻比內存快得多。緩存容量越大，中央處理器性能越好。
⑵存儲器：
存儲器是計算機存儲數據的部件。按數據保存方式分類，存儲器可以分為只讀存儲器（ROM）和隨機訪問存儲器（RAM）。只讀存儲器是永久性存儲，隨機訪問存儲器斷電后數據清空。
計算機中的存儲器主要有寄存器、高速緩存、主存儲器（內存）、輔助存儲器（外存）等。
①主存儲器安裝在計算機內部，通常被制成具有多個內存芯片的內存條。
②輔助存儲器用來儲存需要長久保存的大量數據和程序，通常由存儲設備和存儲介質兩部分組成。目前常用的輔助存儲器有磁介質存儲器（典型代表是機械硬盤）、光存儲設備（最常見的是光盤驅動器）和固態存儲器（主要有優盤、存儲卡和固態硬盤）。
③高速緩存是一種存取速度比內存更快的存儲器。
④寄存器是中央處理器內部存放數據的小型存儲區域，主要用于存放參與運算的數據和運算結果等。
⑶輸入設備：
輸入設備是給計算機輸入信息的設備。它負責將輸入的信息（包括數據和指令）轉換成計算機能識別的二進制數，送往存儲器保存。
常見的輸入設備有鍵盤、鼠標、操縱桿、掃描儀、麥克風、攝像頭、虛擬鍵盤、繪圖板、觸摸屏、體感設備、射頻識別（RFID）等。
⑷輸出設備：
輸出設備是輸出計算機處理結果，將計算機中存儲的數據轉換成外界能接受的表現形式的設備。
常見的輸出設備有顯示器、觸摸屏、打印機、音箱、繪圖儀、投影儀和3D打印機等。
2.計算機的設計思想：
日前廣泛使用的計算機遵循馮·諾依曼的設計思想，包括如下內容：
⑴采用二進制形式表示指令和數據；
⑵計算機硬件包括控制器、運算器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大基本部件。
⑶采用存儲程序和程序控制自動執行的工作方式。
3.計算機的工作原理：
⑴輸入設備接受外界信息（程序和數據），控制器發出指令將數據送入內存；
⑵控制器向內存發出取指令命令，程序指令逐條送入控制器；
⑶控制器對指令進行譯碼，并根據指令的操作要求，向存儲器和運算器發出存數、取數命令和運算命令；
⑷運算器進行計算，并把計算結果保存在內存中；
⑸在控制器發出的取數和輸出命令的執行下，保存在內存中的數據被讀取，通過輸出設備輸出計算結果。
㈡移動終端：
移動終端又稱為移動通信終端，是指可以在移動中使用的計算機設備，包括智能手機、筆記本電腦、平板電腦、POS機、車載電腦、可穿戴設備等。
移動終端的核心硬件部分組成、工作原理同計算機基本類似。
㈢計算機和移動終端在信息系統中的作用：
計算機是信息系統的物質基礎。
移動終端使得信息系統處理信息不受時空限制，增加了信息系統應用的靈活性和便捷性。
二、軟件：
計算機軟件是指為運行、管理和維護計算機而編制的各種程序、數據和文檔的總稱。計算機軟件是計算機硬件與用戶之間的橋梁。
㈠計算機軟件的作用：
1.控制與管理計算機硬件資源，提高計算機資源的使用效率，協調計算機各組成部分的工作。
2.在硬件提供的基本功能基礎上，進一步擴大計算機的功能，提高計算機完成各類應用任務的能力。
3.向用戶提供盡可能方便、靈活的計算機操作使用界面。
4.為專業人員提供計算機軟件的開發工具和環境，提供對計算機進行調度、維護和診斷等所需要的工具。
5.幫助用戶完成特定應用的信息處理任務。
㈡計算機軟件的分類：
計算機軟件通常分為系統軟件和應用軟件。
1.系統軟件：
系統軟件是控制和管理計算機及外部設備，支持應用軟件開發和運行的相關程序集合。一般來講，系統軟件包括操作系統（OS）、設備驅動程序、語言處理程序等。系統軟件提供了使用計算機的基本功能，但是并不針對某一特定應用領域。
操作系統是管理和控制計算機硬件與軟件資源的計算機程序，是直接運行在計算機“裸機”上最基本的系統軟件。常見的個人計算機操作系統有Windows、Unix、Linux和Chrome OS等；常見的服務器操作系統有Windows Server、Mac OS X Server、Unix和Linux等。常見的移動操作系統有iOS、Android等。
2.應用軟件：
應用軟件是為了某種特定的用途而開發的軟件。常見的有辦公處理軟件、開源軟件、移動應用（App）等。
㈢計算機軟件和硬件的關系：
1.互相依存；
2.協同發展。
㈣軟件開發：
軟件開發是一項包括需求分析、設計、實現和測試的系統工程。一般流程有：
1.需求分析；
2.系統設計；
3.編碼；
4.軟件測試；
5.投放使用。

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