資源簡介

(共47張PPT)
任務 三　
任務 一
了解計算機的基本知識
任務 二　
認識計算機的組成
識讀計算機的性能指標
任務 四　
查看計算機硬件的配置信息
實戰與小結
任務一
了解計算機的基本知識
1.能夠敘述計算機的發展歷程。
2.能夠識別計算機的主要類型，并敘述其特點。
一、了解計算機的發展歷程
計算機的發展歷程
發展階段 主要電子器件及應用領域 特點
第一代
（1946—1958年） 主要電子器件為電子管，使用機器語言和匯編語言，主要應用于國防和科學計算 體積大，耗電量大，存儲量小
第二代
（1958—1964年） 主要電子器件為晶體管，出現了操作系統和算法語言 體積減小，耗電量較少，運算速度較快，成本下降
續表
發展階段 主要電子器件及應用領域 特點
第三代
（1964—1971年） 主要電子器件為中小規模集成電路，體積更小，以操作系統為中心，進行軟件系統化，主要用于科學計算、數據處理、工業控制、文件處理、圖形處理等 體積、功耗進一步減少，可靠性進一步提高，增加了多種外部設備
第四代
（1971年至今） 主要電子器件為大規模集成電路，具備毫秒級操作速度及10億位存儲容量，已廣泛應用在社會谷歌領域 性能大幅度提高，體積及價格大幅下降，應用更加廣泛
當今計算機正向著微型化、巨型化、網絡化和智能化的方向發展。
微型化——計算機的體積在不斷地縮小，可嵌入、可攜帶，各種穿戴設備正在悄然走進生活。未來計算機仍會不斷趨于微型化，體積將越來越小。
巨型化——計算機將具有更高的運算速度、更大容量的存儲空間、更加強大和完善的功能，可進行大規模、復雜計算。
網絡化——計算機網絡化徹底改變了人類世界，特別是無線網絡的出現，極大地提高了人們使用網絡的便捷性。未來計算機將會進一步向網絡化方面發展。未來互聯網也將發展為包括物聯網、社會網絡、服務網絡以及與現實中各種網絡深度融合的網絡系統。
智能化——讓計算機能夠模擬人的思維能力去解決問題，從而使計算機可以越來越多地替代人類的腦力勞動，能理解自然語言，具有自適應性，能夠自主完成復雜任務。
未來計算機將有可能在光子計算機、生物計算機、量子計算機等研究領域上取得重大突破。
二、熟悉中國計算機的發展歷程
中國計算機的研制起步于20 世紀50 年代，與國外計算機發展歷程相同。相對于國際上計算機研制的狀況，國內計算機研制起步較晚，但是經過科研人員的艱苦努力，目前在量子計算等很多方向上的研究已走在世界前沿，且部分研究已達到國際領先水平。
1958 年8 月，中科院計算所研制成功我國第一臺小型電子管通用計算機103（DJS-103），標志著我國第一臺電子計算機的誕生。
1965 年，中科院計算所研制成功第一臺大型晶體管計算機109 乙。
1974 年，清華大學等單位聯合設計研制成功采用集成電路的DJS-130 小型計算機，之后又推出DJS-140 小型機，形成100 系列產品。
2013 年6 月，由國防科技大學研制的“天河二號”（TH-2）超級計算機榮登全球超算500 強排行榜榜首，以每秒33.86 千萬億次的雙精度浮點運算速度登上世界超算之巔。
2016 年6 月，由國家并行計算機工程技術研究中心使用中國自主芯片研制的“神威·太湖之光”超級計算機（見右圖），登上全球超算500 強排行榜榜首（“天河二號”位居第二），以每秒3.39 億億次雙精度浮點運算速度的優異性能，成為全球運算速度最快的超級計算機。
“神威·太湖之光”超級計算機
截至2022 年，科技部批準建立的國家超級計算中心共有十所，分別是國家超級計算天津中心、國家超級計算廣州中心、國家超級計算深圳中心、國家超級計算長沙中心、國家超級計算濟南中心、國家超級計算無錫中心、國家超級計算鄭州中心、國家超級計算昆山中心、國家超級計算成都中心及國家超級計算西安中心。
三、了解計算機的分類
1. 超級計算機——通常是指由數百、數千甚至更多的處理器（機）組成的，能計算普通個人計算機和服務器不能完成的大型復雜課題的計算機。超級計算機是計算機中功能最強、運算速度最快、存儲容量最大的一類，是國家科技發展水平和綜合國力的重要標志。
超級計算機
2. 網絡計算機——包括服務器、工作站、集線器、交換機和路由器等。
3. 工業控制計算機——主要有IPC（PC 總線工業計算機）、PLC（可編程控制系統）、DCS（分散型控制系統）、FCS（現場總線系統）及CNC（數控系統）五種類型。
大型服務器
4. 個人計算機——又稱微型計算機，包括臺式機、一體機、筆記本計算機等，通常所說的“PC”即指個人計算機，是英文“Personal Computer”的縮寫。近年來，隨著智能手機的發展，還出現了形態和功能介于手機和筆記本計算機之間的平板計算機。
筆記本計算機
5. 嵌入式系統——一種以應用為中心，以微處理器為基礎，軟硬件可裁剪，且適應系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序四個部分組成，在日常生活中，常見的嵌入式系統有智能穿戴設備、智能玩具等。
平板計算機
如今，在辦公、學習、休閑、娛樂、購物、醫療等不同領域，計算機已無處不在。隨著人臉識別、指紋識別、語音識別、大數據、云計算、物聯網、工業互聯網等的發展，計算機徹底影響和改變了人們的工作和生活。
任務二
認識計算機系統的組成
能夠敘述計算機硬件系統、軟件系統的基本組成與工作過程。
一臺完整的計算機系統是由硬件系統和軟件系統兩大部分組成的，兩者缺一不可。
一、了解計算機硬件系統
計算機硬件是指組成計算機的看得見、摸得著的實際物理設備，包括由電子、機械和光電元器件等組成的各種部件和設備。這些部件和設備按照計算機系統結構的要求構成一個有機整體，稱為計算機硬件系統。
計算機硬件系統由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備五大部分組成，見下表。
組成部分 常見設備
運算器 中央處理器（CPU）
控制器
存儲器 內存儲器 隨機存儲器（RAM，通常簡稱為“內存”）
外存儲器 硬盤（包括機械硬盤、固態硬盤）、U 盤、光驅等
輸入設備 鍵盤、鼠標、掃描儀、手寫筆、麥克風等
輸出設備 顯示器、投影儀、打印機、音箱、繪圖儀等
表 計算機硬件系統
這五大部分相互配合，協同工作。數據從輸入設備進入計算機，控制器將運算指令從存儲器中讀取出來，根據指令控制運算器處理輸入數據，如果產生中間結果則放入存儲器中，最終結果由輸出設備顯示出來。整個過程由控制器進行控制。目前，運算器和控制器一般集成在一起，組成中央處理器（CPU）。
日常生活中最常用到的個人計算機（PC）的主要組成部件有中央處理器（CPU）、主板、內存、硬盤、主機箱、主機電源、顯示器、鍵盤和鼠標等，如下圖所示。
主機箱 主機電源 顯示器 鍵盤和鼠標
計算機硬件
中央處理器（CPU） 主板 內存 硬盤
從外觀上看，臺式機由主機箱、顯示器、鍵盤、鼠標等組成。其主板固定在主機箱上，中央處理器（CPU）、內存、顯卡安裝在主板的專用插槽上，硬盤、主機電源裝在主機箱上，硬盤通過專用的接口線與主板連接。
臺式機的前部面板和背部面板設有豐富的擴展接口。USB 接口用來連接U 盤、移動硬盤和具有USB 接口的打印機、鍵盤、鼠標等設備，HDMI、VGA 接口用于連接顯示器等顯示設備，RJ45 接口用于連接網絡。在下圖中用直線將右側所列設備與其對應的接口連接起來。使用微信掃描圖右側二維碼可查看視頻講解。
臺式機的背部面板接口及其連接的設備
二、了解計算機軟件系統
計算機軟件是指為了運行、管理和維護計算機系統所編制的各種程序。計算機軟件系統按用途不同可分為系統軟件和應用軟件。系統軟件通常由計算機的設計者或專門的軟件公司提供，包括操作系統、計算機的監控管理程序、程序設計語言等。應用軟件是由軟件公司、用戶利用各種系統軟件、程序設計語言編制的，用來解決各種實際問題的程序。
直接與硬件系統交流的計算機軟件是操作系統，它是計算機硬件與應用程序及用戶之間的橋梁。目前常見的操作系統包括應用最為廣泛的微軟公司的Windows 操作系統、蘋果公司的macOS 操作系統、開源的Linux 操作系統的各種發行版（如較多應用于服務器的CentOS、銀河麒麟操作系統）等。
常見操作系統的主界面如下圖所示。
Windows macOS
CentOS 銀河麒麟
常見操作系統的主界面
常見的應用軟件類型及其代表性軟件示例如下：
辦公軟件——WPS Office、Microsoft Office 等；
瀏覽器軟件——QQ 瀏覽器、Microsoft Edge 等；
即時通信軟件——微信、QQ、阿里旺旺等；
形圖像處理軟件——Photoshop、CorelDRAW 等；
媒體軟件——酷狗音樂、騰訊視頻等；
安全軟件——360 安全衛士、金山毒霸等。
其中幾種常見應用軟件圖標如右圖所示。
WPS Office QQ 瀏覽器
微信 Photoshop
常見應用軟件圖標
任務三
識讀計算機的性能指標
一、了解計算機的主要性能指標
一臺計算機的性能由多項技術指標綜合確定，涉及體系結構、指令系統、軟硬件配置等多方面的因素，對于大多數普通用戶來說，可以大體從以下方面來評價：
1. 能夠準確識讀計算機的性能指標，并簡述其含義。
2. 能夠對計算機的配置方案進行簡單分析。
1. 運算速度與字長
運算速度（平均運算速度）是指計算機每秒鐘所能執行的指令條數，一般用“每秒百萬條指令”（MIPS）或者“每秒百萬條浮點指令”（MFPOPS）來描述。微型計算機一般采用中央處理器（CPU）主頻來描述運算速度，例如，酷睿i5-12400 的主頻是2.5 GHz。在絕對環境下（排除外部硬件影響的環境），同系列的CPU 主頻越高，運算速度就越快。判斷CPU 的性能強弱，除了要看CPU 主頻外，還需要看CPU 的核心數、線程數以及緩存容量。
字長是指計算機一次能同時處理的二進制數據的位數。字長越大，表示數的范圍越大，精度也越高。在其他指標相同時，字長越大，計算機處理數據的速度就越快。早期微型計算機的字長一般是8 位、16 位、32 位，現在主要是64 位。
2. 存儲器容量
存儲器是用來存儲數據和程序的部件。存儲器以字節為單位保存數據。每個字節（Byte，簡寫為B）都由8 個二進制位（bit）組成，即1 Byte=8 bit。存儲容量常用的計量單位有KB（千字節）、MB（兆字節）、GB（吉字節）和TB（太字節），其換算關系如下：
1 KB=1 024 B，1 MB=1 024 KB，1 GB=1 024 MB，1 TB=1 024 GB
存儲器分為內存儲器和外存儲器。
內存儲器（簡稱主存、內存），是CPU 可以直接訪問的存儲器，需要執行的程序與需要處理的數據就是存儲在內存中的。內存容量的大小反映了計算機即時存儲信息的能力。目前，微型計算機的內存容量通常有8 GB、16 GB、32 GB 等。
外存儲器（簡稱外存），包括硬盤、U 盤等，是可長期存儲數據的存儲器。外存儲器的容量越大，存儲的信息就越多，可安裝的應用軟件就越豐富。硬盤有機械硬盤（HDD）和固態硬盤（SSD）之分。機械硬盤采用磁性碟片來存儲數據，容量大、價格低，但怕震動，讀寫速度慢。固態硬盤通過存儲芯片來存儲數據，相比機械硬盤，具有能耗低、無噪聲、抗震動、散熱少、體積小和速度快的優勢，不過價格相對較高，使用壽命有限。常見的硬盤容量有256 GB、512 GB、1 TB、2 TB 等。
讀/ 寫速度、緩存大小、接口和協議等也是衡量存儲器性能的重要參數。
3. 外部設備配置及擴展能力
外部設備配置及擴展能力主要是指計算機與外部設備連接時的便捷性與兼容性，如USB 接口類型及數量、顯示器接口類型等。
二、計算機配置方案的簡單分析
某品牌在電商平臺展示的一款臺式計算機主要配置方案如下圖所示。
配置方案示例
任務四
查看計算機硬件的配置信息
1. 能夠查看計算機硬件的配置信息。
2. 能夠根據需要選擇適合的計算機配置。
利用系統工具、專業軟件可以快速查看計算機硬件的配置信息。
一、了解認知中央處理器參數
中央處理器（CPU）是計算機的核心部件，配置計算機時，主要關注主頻/ 睿頻、核心數、線程數、緩存等參數。
1. 主頻、睿頻
主頻即CPU 內核工作的時鐘頻率，表示CPU 的運算速度。主頻越高，CPU 的運算速度越快。有的CPU 在應對復雜使用情況時，會自動加速到合適的頻率，這個能加速到的最大頻率稱為睿頻，如i3-10105F 的睿頻是4.4 GHz。
主頻是CPU 性能表現的一個方面，但并不能完全代表CPU 的整體性能，還要綜合核心數、緩存大小、架構等方面來體現。
2. 核心數
通俗地說，核心數就是一個CPU 中集成的物理核心的數量。核心又稱內核，是CPU 最重要的組成部分，CPU 所有的計算、接受/存儲命令、處理數據都由核心執行。常見的CPU 核心數有雙核、四核、六核、八核、十二核等。核心數是CPU 同時處理任務數量能力的體現。在頻率、緩存大小等條件相同的情況下，核心數多的CPU 整體性能較強。
3. 線程數
線程數是指CPU 同一時刻可以同時運行的線程數量。多線程運行能充分發揮CPU效能，提高利用率。CPU 的線程數與核心數有關，如i3-12100 是4 核8 線程處理器、i5-12400 是6 核12 線程處理器等。
4. 緩存
緩存的作用是減少CPU 處理數據的等待時間。緩存容量大，CPU 的等待時間短，執行速度相對就快。緩存一般分為三級，就讀取速度和讀取優先級而言，一級緩存大于二級緩存，二級緩存大于三級緩存。
二、查看中央處理器參數
查看CPU 參數的方法有多種：可以通過Windows 自帶的命令行工具WMIC，運行命令“cpu get numberofcores”查看計算機CPU 的核心數，運行命令“cpu get*”查看CPU 更詳細的信息；可以打開Windows 的任務管理器，在“性能”標簽頁中選擇“CPU”項，查看CPU 的頻率、核心數及一/ 二/ 三級緩存大小等信息；還可以使用第三方軟件或專業網站查閱詳細的信息，如右圖所示。
通過專業網站查詢到的i5-12400F 部分參數
三、查看內存、硬盤的配置情況
內存、硬盤是計算機中重要的存儲器，是計算機不可缺少的部件。
內存為系統、軟件提供運行空間，硬盤為系統、軟件提供存儲空間。內存的大小和性能決定了計算機軟件的運行速度和可同時運行的數量，硬盤的大小和性能決定了計算機存儲數據的多少和讀寫速度。內存中存儲的數據是臨時的，一旦斷開電源，就會丟失。硬盤可以永久存儲數據，即使斷開電源數據也不會丟失。
查看內存、硬盤配置的方法有多種，可以使用專門的軟件，也可以使用系統自帶的工具。通過“系統設置”快速查看內存、硬盤配置的操作步驟如下：
1. 單擊桌面左下角的“開始”按鈕，選擇“設置”選項。
2. 在彈出的頁面中單擊“系統”，進入系統設置界面。
3. 在系統設置界面單擊“關于”，在右側即可看到內存（機帶RAM）的配置信息，如右圖所示。
查看內存配置信息
4. 在系統設置界面單擊“存儲”，可以看到系統盤的配置和使用情況，如下圖a所示。
5. 在右側單擊“查看其他驅動器上的存儲使用情況”，會顯示所有驅動器的配置和使用情況，如下圖b 所示。
a）
b）
查看硬盤配置信息
實戰與小結
購置一臺計算機
劉同學的家長為滿足辦公、線上學習及休閑娛樂的需要，欲購置一臺臺式計算機，
預算在3 000 元左右（2 800～3 200 元），請在電商平臺找出2 個較適合的方案，通過比較給出你推薦的方案，并說明理由，填寫在下表中。
表 計算機購置方案
序號 項目 方案1 方案2 備注
1 品牌型號
2 CPU
3 內存
4 硬盤
5 顯示器
6 鼠標、鍵盤
7 價格
推薦的方案與理由：
新舊對比看發展
查閱資料或利用互聯網資源，查詢一臺與你正在使用的計算機購買時同價位的新機器的購置方案，對比兩者性能上的差異，填寫在下表中。
序號 項目 舊計算機 新計算機 備注
1 品牌型號
2 CPU
3 內存
4 硬盤
5 顯示器
6 鼠標、鍵盤
7 購買時間
8 價格
對比分析結果：
新舊計算機配置方案對比
本項目主要學習計算機的發展歷程、特點、分類和應用，主要內容見下表。
項目小結

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