資源簡介

信息系統(tǒng)中的計算機和移動終端
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.描述計算機和移動終端的基本工作原理；
2.理解計算機、移動終端在信息系統(tǒng)中的作用。
學(xué)習(xí)內(nèi)容
信息系統(tǒng)中的計算機與移動終端是信息系統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分之一。
計算機和移動終端的作用
計算機具有海量存儲、高速運算的特點，信息系統(tǒng)中的計算機主要用于數(shù)據(jù)存儲、加工、計算、分類和整理，實現(xiàn)對信息的管理和對各種設(shè)備的實時控制。
移動終端是指可以在移動中使用的計算機設(shè)備，主要用于實現(xiàn)人機交互，其移動性主要體現(xiàn)為移動通信能力和便攜化體積。移動終端包括手機、筆記本電腦、平板電腦、車載電腦等。移動終端不僅可以通話、拍照、聽音樂、玩游戲，而且可以實現(xiàn)定位、信息處理、指紋掃描、身份證掃描、條碼掃描、IC卡掃描以及酒精含量檢測等豐富的功能，成為移動執(zhí)法、移動辦公和移動商務(wù)的重要工具。
計算機的工作原理
實驗
以小組為單位，在信息技術(shù)實驗室中開展“組建計算機系統(tǒng)”的實驗。
實驗：組建計算機系統(tǒng)
【實驗?zāi)康摹?
(1)了解計算機的硬件構(gòu)成，對計算機各組成部分有直觀的認識。
(2)理解計算機各部件的功能，了解計算機的各項技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)，了解計算機的組裝過程。
【實驗內(nèi)容】
(1)分組組裝計算機硬件。
(2)測試計算機硬件組裝的正確性。
(3)安裝操作系統(tǒng)和驅(qū)動程序。
【實驗器材】
(1)硬件：計算機主板、中央處理器(CPU)、內(nèi)存、顯卡(有些主板集成了顯卡)、聲卡(有些主板集成了聲卡)、硬盤、光驅(qū)、機箱、電源、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等。
(2)軟件：主板、顯卡、聲卡等硬件的驅(qū)動程序以及計算機操作系統(tǒng)的安裝軟件等。
(3)工具：十字螺絲刀、一字螺絲刀、鑷子、尖嘴鉗等工具。
【實驗步驟】
(1)清點并整理安裝工具和所需軟硬件。
(2)在機箱主板托板上安裝和固定計算機主板。
(3)固定軟、硬盤驅(qū)動器，光盤驅(qū)動器。
(4)固定CPU，安裝內(nèi)存條，安裝顯卡、聲卡。
(5)安裝主機電源。
(6)連接信號線和排線，連接主機電源線，連接軟、硬盤驅(qū)動器，連接光盤驅(qū)動器的電源線和信號線。
(7)蓋上機箱蓋，連接顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、音箱等外接線。
(8)接通電源，開機測試。
(9)設(shè)置計算機BlOS。
(10)安裝計算機操作系統(tǒng)。
(11)安裝計算機硬件驅(qū)動程序。
【安全警示】
(1)本實驗中計算機電源為交流電，操作時應(yīng)特別小心。
(2)器材和工具邊緣較尖銳，小心割傷皮膚。
(3)實驗前認真準(zhǔn)備實驗內(nèi)容，實驗中要嚴格按照實驗室的有關(guān)規(guī)章進行操作。
【注意事項】
(1)計算機系統(tǒng)由各種高度集成的電子器件構(gòu)成，能夠承受的電壓、電流比較小，在安裝前，應(yīng)先消除身上的靜電，方法為用手摸一下自來水管等接地設(shè)備。
(2)在組裝計算機的過程中不要連接電源線，不要在通電后觸摸機箱內(nèi)的任何物件。
(3)對各個部件要輕拿輕放，不要碰撞，尤其是硬盤。
(4)在緊固部件、接插數(shù)據(jù)線和電源線時，要適度用力，不要動作過猛。
計算機系統(tǒng)本身就是基本、重要的信息系統(tǒng)，也是其他信息系統(tǒng)的重要組成元素。
1.計算機的發(fā)展
計算機的發(fā)展以硬件物理器件的變革為主要特征，先后經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路的技術(shù)變革。2016年，我國自行研制的超級計算機“神威·太湖之光”在國際超級計算大會(ISC)上亮相。“神
威·太湖之光”超級計算機安裝了40960個中國自主研發(fā)的“申威26010”眾核處理器，該眾核處理器采用64位自主神威指令系統(tǒng)，峰值性能為12.5億億次/秒，持續(xù)性能為9.3億億次/秒。
2.計算機工作的基本原理
計算機的基本原理是存儲程序和程序控制。
計算機開始運行之前，要預(yù)先把指揮計算機如何進行操作的指令序列(稱為程序)和原始數(shù)據(jù)輸送到計算機內(nèi)存儲器中。每一條指令中明確規(guī)定了計算機從哪個地址取數(shù)、進行什么操作、然后送去什么地址等步驟。
計算機在運行時，先從內(nèi)存中取出第一條指令，通過控制器的譯碼，按指令的要求，從存儲器中取出數(shù)據(jù)進行指定的運算和邏輯操作等加工，然后再按地址把結(jié)果送到內(nèi)存中。接下來，再取出第二條指令，在控制器的指揮下完成規(guī)定操作。依此進行下去，直至遇到停止指令。
“存儲程序”原理
任何復(fù)雜的運算都可以分解為一系列簡單的操作步驟，這些簡單操作步驟是計算機能夠直接實現(xiàn)的“指令”，如加法指令、減法指令等。解決一個問題，先確定分解的算法，然后編制運算過程，選取能實現(xiàn)其操作的適當(dāng)指令，組成“程序”。把程序和處理問題所需的數(shù)據(jù)預(yù)先按照一定順序存放在計算機的存儲器中，計算機運行時，首先從存儲器取出
第一條指令，實現(xiàn)第一個基本操作，然后自動地逐條取出指令，執(zhí)行一系列的基本操作，從而完成一個復(fù)雜的運算，這就是存儲程序的基本過程。
3.計算機的系統(tǒng)架構(gòu)
計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。兩者之間相互依存，互為補充，如下圖所示。
(1)硬件。
硬件是計算機系統(tǒng)的物理裝置，即由電子線路、元器件和機械部件等構(gòu)成的具體裝置，是看得見、摸得著的實體。下表為計算機的基本組成部件。
(2)軟件。
軟件一般是指一系列按照特定順序組織的計算機數(shù)據(jù)和指令的集合。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，如下表所示。
系統(tǒng)軟件還包含支撐軟件，支撐軟件有接口軟件、工具軟件、環(huán)境數(shù)據(jù)庫等，它能支持用機的環(huán)境，提供軟件研制工具。
4.計算機的主要性能指標(biāo)
計算機功能的強弱或性能的好壞，不是由某項指標(biāo)決定的，而是由它的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、硬件組成、軟件配置等多方面的因素綜合決定的，一般可以用下表中的指標(biāo)來評價計算機的性能。
此外，可靠性、兼容性、可維護性和輸入輸岀數(shù)據(jù)的傳輸率等，也是衡量計算機性能的技術(shù)指標(biāo)。
中國科學(xué)院計算技術(shù)研究所于2009年研制出首款國產(chǎn)商用4核處理器“龍芯3A”，其工作頻率為900MH~1GHz。2012年研制出首款國產(chǎn)商用8核處理器“龍芯3B”，主頻達到1GHz。
2015年3月31日，中國發(fā)射首枚使用“龍芯”的北斗衛(wèi)星。
除上表中羅列的性能指標(biāo)外，計算機還有其他一些指標(biāo)，如所配置外圍設(shè)備的性能指標(biāo)以及所配置系統(tǒng)軟件的情況等。另外，各項指標(biāo)之間也不是彼此孤立的，在實際應(yīng)用時，應(yīng)該把它們綜合起來考慮。
移動終端的工作原理
人們旅游時可以用手機訂票、獲取電子登機牌、查看目的地未來一周天氣；出門時可以使用手機AP軟件預(yù)約、騎行共享單車；娛樂消費時可以使用電子優(yōu)惠券、手機電子支付、查看娛樂消費地點的網(wǎng)友評價；休閑時可以用手機或平板電腦進行網(wǎng)絡(luò)閱讀、聽音樂、看視頻；還可以用手機等終端進行購物、交友、聊天、搜索、理財、學(xué)習(xí)等。這些豐富多彩的應(yīng)用背后都有移動終端、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等的身影。
根據(jù)中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心( CNNIC)2017年6月發(fā)布的第40次《中國互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計報告》顯示：截至2017年6月，我國手機網(wǎng)民規(guī)模達7.24億，增長率連續(xù)三年超過10%；我國網(wǎng)民使用手機和平板電腦上網(wǎng)的比例分別為96.3%和28.7%，使用臺式電腦和筆記本電腦上網(wǎng)的比例分別為55.0%和36.5%。手機等移動終端已取代臺式電腦，成為信息系統(tǒng)接入設(shè)備的主體。
1.硬件和軟件
從計算機技術(shù)的角度來看，移動終端所包含的軟硬件結(jié)構(gòu)和計算機相仿。移動終端具有中央處理器、存儲器、輸入輸出等設(shè)備，是一臺具備通信功能的微型計算機設(shè)備。相對于計算機設(shè)備而言，移動終端的輸入、輸出方式更多樣化，如觸摸屏、定位、攝像頭和各種感應(yīng)單元等。
2.移動互聯(lián)網(wǎng)
移動互聯(lián)網(wǎng)是移動網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)融合的產(chǎn)物，用戶可以使用手機、平板電腦等移動終端，通過移動網(wǎng)接入互聯(lián)網(wǎng)，隨時隨地享用互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)，體現(xiàn)了“無處不在的網(wǎng)絡(luò)、無所不能的業(yè)務(wù)”的思想。它改變的不僅是接入手段，也不僅是桌面互聯(lián)網(wǎng)的簡單復(fù)制，而是一種新的能力、新的思想和新的模式，正在開辟信息通信業(yè)發(fā)展的新時代。
移動互聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)可分為三個層次，即應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層和終端層，如下圖所示。
3.云計算
在計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲圖中，一般用“云”的符號代表互聯(lián)網(wǎng)。也就是說，云計算( Cloud computing)是通過互聯(lián)網(wǎng)以服務(wù)的形式將計算資源提供給用戶。
云計算是分布式處理的一個典型應(yīng)用，是成千上萬臺計算機和服務(wù)器利用計算機網(wǎng)絡(luò)共同完成任務(wù)的一種超級計算模式，其本質(zhì)為分布式的計算和存儲。
云計算是一種按使用量付費的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問，進入可配置的計算資源共享池(資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲、應(yīng)用軟件、服務(wù))，這些資源能夠被快速提供，只需投人很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進行很少的交互。
云計算是分布式計算、并行計算、虛擬化、負載均衡等傳統(tǒng)計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展融合的產(chǎn)物。
隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，智能手機已普及應(yīng)用，大大地改變了人們的社會生活方式與交往方式。

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