(共45张PPT)
粤教版普通高中教科书
信息技术 必修2
2.3 信息系统中的计算机和移动终端
信息技术 王凤龙
会考常考
计算机和移动终端的作用
台式电脑
服务器
自动取款机器
手机
笔记本电脑
平板电脑
计算机
移动终端
对比上图，思考计算机和移动终端的区别是什么呢？
计算机及其作用
计算机（computer）俗称电脑，是现代一种用于高速计算的电子计算机器。具有海量存储和高速运算的特点。信息系统中的计算机主要用于数据存储、加工、计算、分类和整理，实现对信息的管理和对各种设备的实时控制。
台式电脑
服务器
自动取款机
移动终端及其作用
移动终端是指可以在移动中使用的计算机设备，其移动性主要体现为移动通信能力和便携化体积。移动终端可以实现通话、拍照、听音乐、玩游戏、定位、支付、信息处理、指纹扫描等丰富的功能。成为移动执法、移动办公和移动商务的重要工具。
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定位
办公
购物
听音乐
手机、笔记本电脑和平板
丰富的功能
2.3.2 计算机的工作原理
计算机的发展、计算机工作的基本原理
计算机的系统架构、计算机的主要性能指标
计算机的发展
以 硬件物理器件（电子元器件）为划分标准，共经历4代：
体积大，功耗大
寿命短，成本高
体积小，重量轻
功耗小，成本低
体积更小，重量更轻，耗电更省
寿命更长，成本更低，运算速度更高
元件数
几十~几百
几千~几亿+
1946
1958
1964
1971
至今
电子管
晶体管
中小规模集成电路
大规模和超大规模集成电路
ENIAC
地位：世界上第一台通用计算机和第二台电子计算机
时间：1946年2月15日
诞生地：美国 宾夕法尼亚大学
发明者：冯·诺依曼、埃克特、莫希利等人
用途：弹道导弹计算（美国军方）
特点：
ENIAC（埃尼阿克）
ENIAC长30.48米，宽6米，高2.4米，占地面积约170平方米，30个操作台，重达30英吨，耗电量150千瓦，造价48万美元。它包含了17,468根真空管（电子管），7,200根水晶二极管，1,500 个中转，70,000个电阻器，10,000个电容器，1500个继电器，6000多个开关，计算速度是每秒5000次加法或400次乘法，是使用继电器运转的机电式计算机的1000倍、手工计算的20万倍。
神威·太湖之光
地位：世界运算速度最快的计算机（2016年）
时间：2016年在国际超级计算大会（ISC）上亮相
性质：中国自主研发的超级计算机
研制者：国家并行计算机工程技术研究中心
落户位置：国家超级计算无锡中心
主要性能：
峰值性能：12.5亿亿次/秒
持续性能：9.3亿亿次/秒
世界排名：
2016年，以超第二名近三倍的运算速度夺得第一
2022年，全球超级计算机500强排名位列前十
计算机工作的基本原理
计算机之父 冯·诺依曼
计算机使用二进制进行存储和运算
存储程序和程序控制（核心）
计算机有五个部分组成
冯·诺依曼体系结构
——计算机制造的三个基本原则
存储程序和程序控制
存储程序：计算机开始运行之前，要预先把指挥计算机如何进行操作的指令序列（称为程序）和原始数据输送到计算机内存储器中。每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数、进行什么操作、然后送去什么地址等步骤。
软件 （数据和指令的集合）
内存储器
将已写好的程序调入内存
存储程序和程序控制
存储程序：计算机开始运行之前，要预先把指挥计算机如何进行操作的指令序列（称为程序）和原始数据输送到计算机内存储器中。每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数、进行什么操作、然后送去什么地址等步骤。
利用python编写的程序代码（指令序列）
存储程序和程序控制
程序控制：计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去，直至遇到停止指令。
冯·诺依曼体系结构示意图
计算机的系统架构
计算机系统架构图
硬件系统
硬件是计算机系统的物理装置，即由电子线路、元器件和机械部件等构成的具体装置，是看得见、摸得着的实体。
计算机外部设备
计算机主板
计算机硬盘
硬件系统-输入输出设备
又称为IO设备，是人与计算机之间进行信息交换的“桥梁”
键盘、鼠标、扫描仪
显示器、打印机
输入设备
负责将外部世界的数据信息输入到计算机内部
输出设备
负责将计算机处理后的结果显示或打印出来
硬件系统-存储器
用于存储程序、数据和文件，由快速的内存储器和慢速的外存储器组成
内存储器（主存储器）
储存容量较小，但速度快，用于临时存储正在运行的程序和数据，断电后数据会丢失（RAM）。
外存储器（辅存储器)
存储容量较大，但速度慢，用于存储需要长期存储的程序和数据，一般断电后数据不会丢失。
分类 存储内容 断电后数据 图片
只读存储器 ROM 不可修改 不丢失
随机存储器 RAM 可修改 丢失
硬件系统-存储器
用于存储程序、数据和文件，由快速的内存储器和慢速的外存储器组成
内存储器
存储容量较小，但速度快，用于临时存储正在运行的程序和数据，断电后数据会丢失（RAM）。
外存储器
存储容量较大，但速度慢，用于存储需要长期存储的程序和数据，一般断电后数据不会丢失。
内存储器能直接与CPU交换信息，外存储器的程序和数据只有调入内存才能被CPU运行和处理
内存条RAM
硬盘
硬盘
光盘
硬件系统-中央处理器CPU
CPU相当于人类的大脑，是计算机的核心
硬件系统-中央处理器CPU
由运算器和控制器组成，是计算机系统的运算和控制核心
运算器
负责进行各种算术运算和逻辑运算，现在普通计算机的运算速度可达每秒几亿次以上。
控制器
负责读取、分析并执行指令，同时控制计算机各部件有条不紊地进行协同工作。
与
and
或
or
非not
算术运算
逻辑运算
控制计算机各部件有条不紊地进行协同工作
常见的CPU厂商
英特尔Intel
超威半导体AMD
华为 海思麒麟
中科院 龙芯
龙芯是由我国中国科学院计算所自主研发的通用高性能微处理芯片，从2001年以来共开发了1号、2号、3号三个系列处理器和龙芯桥片系列，在政企、安全、金融、能源等应用场景得到了广泛的应用。
高通 晓龙
软件系统
软件一般是指一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合
中国铁路12306网络订票系统
浏览器中”右击→检查”可查看网页源代码
用户数据
车次数据
各类文件
图音视频
软件
指令
数据
软件系统
软件一般是指一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合
常见的软件
软件系统的分类
系统软件
系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的软件，主要功能是调度、监控和维护计算机系统。包括操作系统、诊断程序、语言处理程序、设备驱动程序等。
操作系统是指控制和管理整个计算机系统的硬件和软件资源，方便用户使用计算机的系统软件
DOS
Windows
Linux/Unix
安卓Android/苹果iOS
操作系统是用户与计算机之间进行交互的接口
应用软件
应用软件是直接面向最终用户的具体软件。是以操作系统为基础，用程序设计语言编写，或用数据库管理系统构造，用于满足用户的各种具体需求。
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学习
刷视频
导航
办公
购物
听音乐
游戏
出行
针对不同需求而开发的应用软件
计算机的系统架构 - 总结
计算机系统架构图
1、计算机的发展以硬件物理器件划分，共经历了 （ ）代 ？
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
真题练习
C
2、计算机的基本原理是存储程序和 （ ）代 ？
A. 程序控制
B. 存储控制
C. 运算控制
D. 外部控制
3、计算机硬件中最核心的部件是 （ ），它由运算器和控制器组成 ？
A. 存储器
B. 输入设备
C. 输出设备
D. 中央处理器CPU
4、打印机在计算机硬件系统中属于（ ）？
A. 存储器
B. 输入设备
C. 输出设备
D. 控制器
A
D
C
5、下列不属于外存储器的是 （ ） ？
A. 硬盘
B. 光盘
C. U盘
D. ROM
真题练习
D
6、操作系统在计算机属于 （ ） ？
A. 系统硬件
B. 应用软件
C. 系统软件
D. 编程软件
7、QQ、微信、抖音、淘宝在计算机中属于 （ ） ？
A. 系统硬件
B. 应用软件
C. 系统软件
D. 编程软件
8、一个完整的计算系统由（ ）两大部分组成？
A. 主机和外设
B. 内存和外存
C. 运算器和控制器
D. 硬件系统和软件系统
C
B
D
计算机的主要性能指标
某知名品牌电脑的参数列表
如何衡量一台电脑性能高低呢？这些电脑参数又有什么意义呢？
计算机的主要性能指标
查看本机性能指标的方法：
1、直接查看，控制面板→系统和安全→系统
2、通过第三方软件查看，如鲁大师、360硬件大师等
计算机的主要性能指标
货运搬运机器人
A点
B点
搬运一趟货物所需时间：60S
A点
B点
30S
A点
B点
60S
如何提高效率
字长
CPU时钟频率与运算速度
主要性能指标 - 字长
字长是指CPU一次所能直接处理的一组二进制位数。在其他指标相同时，字长越长，计算机功能越强、精度越高、速度越快。常见的有32位、64位等。
010110000011111011011111011001011001111111111101001011111110101000100010111101101100011110111100111110010110100001011011011000010101010110010000111001010100110010011111110100101011001010100111011110111011101011000101100010011000101110001111101110010101010010010011011100111001010110011……
图片数据
10 KB
二进制数
81920 bit位
字长 处理次数
16位 5120次
32位 2560次
64位 1280次
128位 640次
字长越长，计算机
处理数据的速度就越快
主要性能指标 - CPU时钟频率与运算速度
CPU时钟频率（主频）是指CPU在单位时间（如1秒）内发出的脉冲数。它在很大程度上决定了计算机的运算速度，时钟频率越高，运算速度越快。主频的单位是赫兹（HZ），现在一般用兆赫兹（MHz）和吉赫兹（GHz）来表示。
运算速度是指计算机1秒所能完成的运算次数或执行的指令条数。是衡量计算机进行数值计算或信息处理的一项主要指标，一般采用主频来描述，主频越高，运算速度就越快。运算速度的单位一般是百万次/秒（MIPS）。
1GHz = 10亿Hz ≈ 10亿次/秒
主要性能指标 - 存储容量与存取周期
存储器 维度 内存储器 外存储器
读写速度 快 慢
存储容量 小 大
存储内容 临时存储正在运行的程序和数据 需要长期存储的程序和数据
容量大小决定 可运行的程序大小 程序运行效率和打开数量 整个计算机系统
存储(安装)程序和数据的大小
存储器分类 只读存储器ROM 随机存储器RAM 硬盘、U盘、光盘等
数据易失性 断电后数据会丢失(RAM) 断电后数据不会丢失
内存储器与外存储器的区别
存储容量与存取周期是反映存储器性能的两个重要参数。
① 存储容量是存储器所能容纳信息量。② 存取周期是指存储器完成一次读（取）或写（存）信息所需的时间，存取周期越短，存取速度越快。
主要性能指标 - 外部设备
外部设备是指系统允许配置外部设备的种类和数量，这一指标反映了计算机输入/输出数据的能力。
键盘/鼠标/耳机
音响
主机箱
主要性能指标 - 总结
1、下列不属于移动终端设备的是（ ）？
真题练习
B
C. 手机
D. 笔记本电脑
A. 平板电脑
B. 台式电脑
2、计算机系统由硬件系统和软件系统组成，硬件系统由输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备组成。图中手拿的硬件是由运算器和控制器组成，它是（ ）？
真题练习
D
A. 输入设备
B. 输出设备
C. 存储器
D. 中央处理器
3、下列属于输出设备的是（ ）？
真题练习
A
A. 打印机
B. 鼠标
C. 键盘
B. 扫描仪
4、计算机系统由________和________两大部分组成（ ）？
真题练习
C
A. 运算器和控制器
B. 输入设备和输出设备
C. 软件系统和硬件系统
D. 内存储器和外存储器
5、下列关于计算机中的存储器，说法错误的是（ ）？
D
A. 存储器分为内存储器和外存储器两大类
B. 内存的存取速度要快于外存
C. 外存的存储容量要大于内存
D. 程序在运行时会被调入到外存中
6、计算机的工作原理如图所示，下列描述不正确的是（ ）？
真题练习
D
C. 计算机硬件系统包括运算器、控制器、
存储器、输入设备和输出设备五大基本部件
A. CPU由运算器和控制器组成
B. 控制器负责向其他4个部件发出控制信号
D. 存储器是整个计算机运作的最核心部件
下图为某电脑的设备配置信息，请完成下面的三道题目：
真题练习
1、该计算机的操作系统是（ ）？
A. Linux
B. Windows
C. Inter
2、该计算机的CPU型号是（ ）？
A. Inter Core i5-10400
B. DESKTOP-RRJPN63
3、该计算机的字长是（ ）？
A. 8.0GB
B. 2.90GHz
C. 64位
电脑配置信息
1、某CPU参数中的2.5GHZ指的是CPU的（ ）？
A. 字长
B. 主频
C. 运算速度
D. 内存容量
真题练习
B
2、（ ）大小决定了可运行的程序大小和程序运行效率 ？
A. 内存储器
B. 外存储器
C. 硬盘
D. U盘
3、【判断】字长越短，计算机的数据处理速度越快。（ ）
4、【判断】存取周期越短，存储器的存取速度越快。（ ）
A
×
√
总结
作业
利用思维导图软件整理本节课知识
第二章 信息系统的组成与功能(共15张PPT)
2.3.3 移动终端的工作原理
硬件和软件、移动互联网、云计算
信息技术 王凤龙
移动终端
移动终端是指可以在移动中使用的计算机设备，移动终端具有移动通信、携带方便和功能丰富等特点。目前我国使用手机等移动终端已取代台式电脑，成为信息系统接入设备的主体。
移动终端设备
功能丰富
截至 2023 年 6 月, 我国互联网络接入设备使用情况
移动终端的工作原理和系统架构
移动终端的工作原理
移动终端的系统架构
移动终端是指可以在移动中使用的 计算机 设备
存储程序
程序控制
硬件系统
中央处理器CPU
中央处理器CPU是整台手机的控制中枢系统
输入、输出设备
触摸屏既可以是输入设备，也可以是输出设备
高通 晓龙
联发科 天玑
华为 海思麒麟
苹果 A系列
硬件系统-存储器
运行内存
用于临时存储正在运行的手机软件和数据。运行内存越大，可运行的软件体积越大、效率越高和同时打开的数量越多。相当于计算机内存的RAM。
非运行内存
用于长期存储手机中的软件和数据。非运行内存越大，可存储的数据量越多、可安装的软件体积越大和数量越多，相当于计算机外存的硬盘。
购买某品牌时的显示的存储容量
某些软件对运行内存有一定的要求
非运行内存不足导致数据无法存储
软件系统
操作系统
应用软件
操作系统是管理手机硬件和软件资源的核心软件。是用户与计算机之间进行交互的接口。
应用软件是为了满足用户的各种具体需求而开发的软件。应用软件在手机上又被称为APP。
谷歌 安卓Android / 苹果 iOS / 华为 鸿蒙HarmonyOS
主流的智能手机操作系统
社交
支付
学习
短视频
购物
游戏
为满足不同需求而开发的应用软件
移动互联网
移动互联网是移动网络与互联网融合的产物，用户可以使用手机、平板电脑等移动终端，通过移动网接入互联网，随时随地享用互联网的服务，体现了“无处不在的网络、无所不能的业务”的思想。移动互联网提供了一种新的生活方式。
移动互联网提供了一种新的生活方式
图2-16 移动互联网的层次结构
云计算
云
Cloud
互联网、网络
通过互联网以服务的形式将计算资源提供给用户
=
云计算
云计算
Cloud Computing
抬头见云
云计算
1、云计算是分布式处理的一个典型应用。
—— 是成千上万台计算机和服务器利用计算机网络共同完成任务的一种超级计算模式，其本质为分布式的计算和存储。
23x25+32x12+20x10+33x20=
23x25
32x12
20x10
33x20
大任务
若干子任务
若干子结果
大结果
拆分
合并
云计算
2、云计算是一种按使用量付费的模式。
—— 这种模式提供可用的、便捷的、按需的网络访问，进入可配置的计算资源共享池（资源包括网络、服务器、存储、应用软件、服务），这些资源能够被快速提供，只需投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。
云计算具有高扩展性、高可靠性、高性价比、访问便捷等优点
需求、费用
云资源
计算资源
共享池
用户
国内提供云计算的厂商
……
阿里云 选购云服务器的界面
www.aliyun.com
中国云都
数据来源：宿州市人民政府官网
中国云都
魅力宿州
1、以下不属于移动终端的是（ ） ？
A. 智能手机
B. 笔记本电脑
C. 台式电脑
D. 平板电脑
真题练习
C
2、我们平时使用的智能手机的触摸屏属于 （ ）？
A. 输入设备
B. 输出设备
C. 输入、输出设备
D. 存储设备
4、云计算是一种按（ ）付费的模式 ？
A. 营业收入
B. 机房空间
C. 硬件价格
D. 使用量
3、下列不属于智能手机操作系统的是 （ ）？
A. Android
B. iOS
C. Harmony
D. windows11
C
D
D
单元总结
作业
利用思维导图软件整理本节知识
第二章 信息系统的组成与功能
