电子计算机
教材分析?
本章已经学习了晶体管和集成电路，本节内容是晶体管和集成电路在实际生活中的应用。讲解本节内容，学生特别感兴趣。?
学习者特征分析?
本节内容讲授对象为已经学习了电学和力学的学生，并且在信息技术中已经学习了有关计算机的基础知识。?
教学目标?
【知识与技能】?
1、
初步了解电子计算机的硬件系统；?
2、初步了解电子计算机的软件系统；
?【过程与方法】?
本节内容主要通过对电子计算硬件系统和软件系统的学习来感受物理学对人类科技发展的影响。?
【情感态度与价值观】?
通过对电子计算机的学习使学生能够感受到物理学对现代科学技术的影响，从而提高他们学习物理的兴趣。
教学重点?
电子计算机的硬件系统?
教学难点?
激光打印机的原理?
教学器材
?电子计算机、打印机、硬盘、单片机、音响、摄像头、内存条
?
?教学内容
教师活动
引入?
我们前两节学习了晶体管和集成电路，今天我们来来学习新的的一节内容，电子计算机。这里的电子计算机其实就是我们平时所说的电脑。我们今天从物理学的角度来进一步认识电子计算机。?
微型计算机的发展?
【教师活动】?幻灯片展示计算机的分类。?【教师讲解】?计算机主要分为小型机、大型机、巨型机、微型机、单片机。?【教师活动】?展示单片机，并指出单片机就是一台电脑，在实际生活中的应用特别广泛。?【教师讲解】?随着集成电路的发展，计算机的核心部件CPU也得到了飞速发展，从而使的个人计算机在我们生活中得到了普及。?【教师活动】?幻灯片展示CPU的发展史，使学生对CPU的发展史有所了解。?
计算机硬件系统?
【教师讲解】?计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合，是计算机系统的物质基础。通常这些部件由电子元件、电路、机械部件等组成，他们都是看得见摸得着的，故通常称为硬件。?主机由运算器、控制器、存储器组成；外部设备由输入设备和输出设备组成；其中的核心部件是运算器。
输入设备?
【教师提问】?请大家说一说你知道的输入设备有哪些？?【学生回答】?键盘、鼠标、话筒等?【教师讲解】??输入设备是将数据、程序、文字、图像等输入到计算机的设备。??常见的输入设备主要有键盘、鼠标、话筒、摄像头、手写板等。
输出设备?
【教师提问】?请大家说一说你知道的输出设备有哪些？?【学生回答】?显示器、音响、打印机等?【教师讲解】??输入设备是将运算结果或中间结果输入或打印出的设备。??常见的输入设备主要有显示器、音响、打印机、耳机、投影仪等。
打印机的分类和激光打印机的原理?
【教师讲解】?根据用途不一样，常见的打印机主要有针式打印机、激光打印机和喷墨打印机。式打印机主要用于打印票据。?②激光打印机主要用于办公室资料的打印。?③喷墨打印机主要用于照片或资料的打印。?激光打印机的原理
存储器
运算器和控制器?
【教师讲解】?计算机的运算器由逻辑部件及逻辑电路组成，是完成各种算数运算和逻辑运算的装置，能做加、减、乘、除等数学运算，也能做比较、判断、查找等逻辑运算。?控制器也是由逻辑部件和电路组成，它根据事先给定的命令（存放在存储器中）发出?各种控制信号，使整个运行过程按步骤自动进行。控制器是计算机只会各部分协调工?作的机构，其工作过程与人的大脑指挥人的各器官一样。?在微信计算机中，运算器和控制器是集成在一个芯片上的，叫中央处理单元（Central?Processing?Unit）,简称CPU。
计算机软件系统?
【教师讲解】?跟人脑一样，如果计算机只有硬件，并不能进行运算，只有通过计算程序，计算机才能完成各种运算。人们将解决问题的方法用程序进行描述。?程序通常存储在介质上，人们可以看到的是存储着程序的介质，而程序则是无形的，所以称之为软件（software）软件通常分为系统软件和应用软件。?系统软件是为了使计算机能更有效地运行和更方便的使用而编制的程序，用于事先计算机系统的管理、调度、监视和服务等功能，其目的是方便用户，提高计算机使用效率，扩充系统的功能。这种软件有通用性，通常由计算机制造商供应。一般指操作系统。?应用软件是为解决各种具体问题而编制的程序，如文字处理程序，图形加工程序工程设计程序、数据处理程序、企业管理程序、科学计算程序等等。随着计算机的广泛应用，这里了程序的种类越来越多。没有系统软件，现代计算机系统就无法正常地、有效地运行；没有应用软件，计算机就不能发挥效能。?【教师提问】??你知道的系统软件有哪些？?【学生回答】?UNIX，Linux，Mac?OS?，Windows，IOS，Android，Windows?Phone（简称：WP）等?【教师提问】?你知道的应用软件有哪些？?【学生回答】?办公类：Microsoft?Office，WPS等?图片处理：Photoshop、画图等?社交软件：QQ、微信、Skype等?游戏软件：qq游戏等
思考讨论?
问题1：人脑和电脑的共同点和不同点？??问题2：有人说：“电脑永远不能代替人脑”，请你评价这种说法。
课堂小结
?计算机硬件系统：2、计算机软件系统：系统软件和应用软件
作业?
请大家利用互联网搜索以下关键词，并了解其内容。??AI（人工智能）、区块链、比特币、大数据、互联网+、云服务等?(共28张PPT)
§6.3
电子计算机
微型计算机的发展
小型机
大型机
巨型机
微型机（PC）
单片机
计算机的分类
CPU的诞生
1971年。世界上第一块微处理器4004在Intel公司诞生了。它出现的意义是划时代的，比起现在的CPU，4004显得很可怜，它只有2300个晶体管，功能相当有限，而且速度还很慢。
发展时间表
1971
年，Intel
推出了世界上第一款微处理器
4004，它是一个包含了2300个晶体管的4位CPU。
1978年，Intel公司首次生产出16位的微处理器命名为i8086，同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087，这两种芯片使用相互兼容的指令集。由于这些指令集应用于i8086和i8087，所以人们也把这些指令集统一称之为X86指令集。这就是X86指令集的来历。
1978年，Intel还推出了具有
16
位数据通道、内存寻址能力为
1MB、最大运行速度
8MHz
的8086，
并根据外设的需求推出了外部总线为
8
位的
8088，
从而有了
IBM
的
XT
机。随后，Intel
又推出了
80186
和
80188，并在其中集成了更多的功能。
1979年，Intel公司推出了8088芯片，它是第一块成功用于个人电脑的CPU。它仍旧是属于16位微处理器，内含29000个晶体管，时钟频率为4.77MHz，地址总线为20位，寻址范围仅仅是1MB内存。8088内部数据总线都是16位，外部数据总线是8位，而它的兄弟8086是16位，这样做只是为了方便计算机制造商设计主板。
1981年8088芯片首次用于IBM
PC机中，开创了全新的微机时代。
1982年，Intel推出80286芯片，它比8086和8088都有了飞跃的发展，虽然它仍旧是16位结构，但在CPU的内部集成了13.4万个晶体管，时钟频率由最初的6MHz逐步提高到20MHz。其内部和外部数据总线皆为16位，地址总线24位，可寻址16MB内存。80286也是应用比较广泛的一块CPU。IBM
则采用80286
推出了AT
机并在当时引起了轰动，进而使得以后的
PC
机不得不一直兼容于PC
XT/AT。
1985年Intel推出了80386芯片，它X86系列中的第一种32位微处理器，而且制造工艺也有了很大的进步。80386内部内含27.5万个晶体管，时钟频率从12.5MHz发展到33MHz。80386的内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址高达4GB内存，可以使用Windows操作系统了。但80386芯片并没有引起IBM
的足够重视，反而是
Compaq
率先采用了它。可以说，这是
P
C
厂商正式走“兼容”道路的开始，也是AMD
等
CPU
生产厂家走“兼容”道路的开始和
32
位
CPU的开始，直到今天的
P4
和
K7
依然是
32
位的
CPU（局部64位）
1989年，Intel推出80486芯片，它的特殊意义在于这块芯片首次突破了100万个晶体管的界限，集成了120万个晶体管。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个芯片内，并且在80X86系列中首次采用了RISC（精简指令集）技术，可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线（Burst）方式，大大提高了与内存的数据交换速度。
1989
年，80486
横空出世，它第一次使晶体管集成数达到了
120
万个，并且在一个时钟周期内能执行
2
条指令。
重大突破
随后，AMD、Cyrix
等陆续推出了
80486
的兼容CPU，于是人们只知有
386
和
486
之分而不知有
Intel
和非Intel
之分。
鉴于这种情况，
Intel
没有将486
的后一代产品称为
586，而是使用了注册商标
Pentium，Pentium
一经推出即大受欢迎，正如其中文名“奔腾”一样，其速度全面超越了
486CPU。尽管有浮点运
算错误的干扰，但对手的
5X86
更像是一个超级
486，就算是后来的
AMDK
5
也因为推出较晚和浮点运算不够强劲而大败于Pentium。在Pentium
家族中，早期的
50MHz、60MHz
为P5，而75MHz～200MHz的产品则为P54C。随后，Intel将MMX技术应用到
Pentium
中
，这一代产品从
133MHz到233MHz，即P55C。其中的Pentium
166
MMX
的产品被玩家们亲切地称为
“黑金刚”
，从此张口不离超频二字。
其实在
P55C
之前，Intel
早就推出了Pentium
Pro，但是当时微软的Windows95
尚未推出，彻底抛弃了
16
位代码的Pentium
Pro在运行DOS时甚至可以用惨不忍睹来形容，
因而Pentium
Pro只能在高端的32
位运算中一展风采。但正是Pentium
Pro奠定了P6架构，甚至我们可以说PentiumⅡ=
Pentium
Pro
+
MMX。
进入新世纪以来，CPU进入了更高速发展的时代，以往可望而不可及的1Ghz大关被轻松突破了，在市场分布方面，仍然是Intel跟AMD公司在
两雄争霸，它们分别推出了Pentium4、Tualatin核心Pentium
III和Celeron,Tunderbird核心Athlon、AthlonXP和Duron等处理器，竞争日益激烈。
2004
奔四
2006
AMD
速龙64
2
下半年英特尔四核
至强
07年
酷睿四核
08年
I7诞生
720
820
之后I7和酷睿陆续向下发展
10年
I3
I5
诞生
10年9月
全世界尚未发布的消息：amd六核已经开始供应
I3
I5
二代上市
I7
二代上市
计算机硬件系统
计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合，是计算机系统的物质基础。通常这些部件由电子元件、电路、机械部件等组成，他们都是看得见摸得着的，故通常称为硬件（hardware）
主机由运算器、控制器、存储器组成；外部设备由输入设备和输出设备组成；其中的核心部件是运算器。
1、输入设备：
思考：你知道的输入设备有哪些？
它们的作用分别是什么
话筒
2、输出设备：
思考：你知道的输入设备有哪些？
它们的作用分别是什么
投影仪
显示器
音响
耳机
绘图机
打印机
打印机的分类
打印机
激光打印机
喷墨打印机
针式打印机
激光打印机
的原理
一体机
3、存储器
存储器
内部存储器（简称内存）
外部存储器（简称外存）
软盘
硬盘
光盘
U盘（闪存盘）
机械硬盘
固态硬盘
CD
DVD
在桌面上打开计算机或者我的电脑，怎么找不到A、B盘，都是从C盘开始的？
思考：
讨论：电脑城买了一个32G的优盘，回家插在电脑上，查看
属性却发现该优盘的空间只有28.8G。请问这是为什么
计算机：
1
B（Byte）
=
8
bit
1
KB
=
1024B
1
MB
=
1024
KB
1
GB=
1024
MB
1
TB=
1024
GB
1
PB
=
1024
TB
制造商：
1
B（Byte）
=
8
bit
1
KB
=
1000B
1
MB
=
1000
KB
1
GB=
1000
MB
1
TB=
1000
GB
1
PB
=
1000
TB
32GB的优盘
制造商
32GB=32
1000
1000
1000B
电脑
4、运算器和控制器
计算机的运算器由逻辑部件及逻辑电路组成，是完成各种算数运算和逻辑运
算的装置，能做加、减、乘、除等数学运算，也能做比较、判断、查找等逻
辑运算。
控制器也是由逻辑部件和电路组成，它根据事先给定的命令（存放在存储器中）发出
各种控制信号，使整个运行过程按步骤自动进行。控制器是计算机只会各部分协调工
作的机构，其工作过程与人的大脑指挥人的各器官一样。
在微信计算机中，运算器和控制器是集成在一个芯片上的，叫中央处理单元（Central
Processing
Unit）,简称CPU。
计算机软件系统
跟人脑一样，如果计算机只有硬件，并不能进行运算，只有通过计算程序，计算机才能完成各种运算。人们将解决问题的方法用程序进行描述。
程序通常存储在介质上，人们可以看到的是存储着程序的介质，而程序则是无形的，所以称之为软件（software）.
软件通常分为系统软件和应用软件。
系统软件是为了使计算机能更有效地运行和更方便的使用而编制的程序，用于事先计算机系统的管理、调度、监视和服务等功能，其目的是方便用户，提高计算机使用效率，扩充系统的功能。这种软件有通用性，通常由计算机制造商供应。一般指操作系统。
应用软件是为解决各种具体问题而编制的程序，如文字处理程序，图形
加工程序工程设计程序、数据处理程序、企业管理程序、科学计算程序
等等。随着计算机的广泛应用，这里了程序的种类越来越多。
没有系统软件，现代计算机系统就无法正常地、有效地运行；
没有应用软件，计算机就不能发挥效能。
思考：你知道的系统软件有哪些？
UNIX，Linux，Mac
OS
，Windows，IOS，Android，Windows
Phone（简称：WP）
思考：你知道的应用软件有哪些？
办公类：Microsoft
Office，WPS等
图片处理：Photoshop、画图等
社交软件：QQ、微信、Skype等
游戏软件：qq游戏等
思考：人脑和电脑的共同点和不同点？
有人说：“电脑永远不能代替人脑”，
请你评价这种说法。
小结：
1、计算机硬件系统：
2、计算机软件系统：系统软件和应用软件
请大家利用互联网搜索以下关键词，并了解其内容。
AI（人工智能）、区块链、比特币、大数据、互联网+、云服务等
作业：
