计算机应用基础及实训教程（Windows10WPSOffice）课程标准教学教案

《计算机应用基础及实训教程（Windows10+WPSOffice）》课程标准【课程名称】计算机应用基础及实训教程【课程编码】【课程类别】公共基础课 【适用专业】各专业【授课单位】 【总学时】60【编写执笔人】 【编写日期】 一、课程定位和课程设计1.1课程性质本课程依据计算机应用基础教学大纲和计算机日常应用精心安排内容，是适用于各专业的一门计算机应用公共基础课程。本课程同时也是一门知识性、技能性和实践性很强的课程。通过本课程的学习，应使学生能够了解计算机相关的基础知识以及前沿技术，熟悉Windows10操作系统，掌握WPS文字、WPS表格与WPS演示的应用，了解计算机网络的基本知识，为计算机后续相关课程打下牢固根基。1.2课程作用本课程任务旨在提高学生的计算机素质，使学生具有利用计算机获取知识、分析问题、解决问题的意识和能力，掌握计算机基础知识与计算机系统的基本使用方法，能够熟练使用WPS办公软件，进一步提升学生在计算机基本操作、办公应用、网络应用等方面的技能。通过上机实训，培养学生自学能力、理论联系实际的能力，让学生在学中做、做中学，轻松做到学以致用。同时，培养学生良好的信息素养，使学生了解计算机在信息社会中的作用，为适应当前信息化社会的学习、工作和生活打下必要的基础。1.3课程设计思路本课程积极贯彻“价值塑造、能力培养、知识传授”三位一体的育人理念。根据教育部对计算机应用基础教学的最新指导精神，本课程遵循学生对计算机的认知规律，按照由浅入深、由简单到复杂、由基础到进阶的原则，综合考虑贴近实际工作和便于知识掌握、技能提升的需求，安排了计算机基础知识的系统讲解，选择了合适的实训任务。课程共设计了6个模块，内容包括计算机基础、Windows10操作系统、WPS文字的应用、WPS表格的应用、WPS演示的应用以及计算机网络。课程遵循“教师主导、学生主体”的教学理念，每个任务均按照“提出任务→分析任务→实施任务→知识补充→上机实训”的思路安排内容，充分体现了“以学生为主体，以训练为主线”的原则，让学生在做中学、学中做，通过实用的任务激发学生的学习兴趣，让学生学以致用。每个任务分为情境引入、任务分析、任务实施、必备知识、实用技巧、真题训练和上机实训7个部分。情境引入：创设问题情境，激发学生的探究心理和学习兴趣；任务分析：对当前任务进行简单介绍，并讲解本任务的操作要点；任务实施：一般为实践操作的案例，或者对重点知识的详细阐述；必备知识：对任务实施部分涉及的重点知识进行强调，对任务实施部分未涉及的相关知识进行补充；实用技巧：列举与本任务所讲知识有关的实用技巧；真题训练：提供一级计算机基础及WPSOffice应用考试真题；上机实训：给出与本任务相关的一些实用案例，让学生针对当前任务所讲知识进行上机练习，从而巩固所学知识和技能。二、课程目标2.1知识目标（1）了解计算机的发展、特点、分类、应用领域、主要性能指标，以及计算机前沿技术；（2）掌握计算机的基本结构与工作原理、计算机系统的组成、计算机中的数制与字符编码；（3）了解操作系统的功能及主流操作系统的特点；（4）掌握Windows10的基本操作，如设置任务栏、操作窗口和对话框；（5）掌握管理文件和文件夹的方法；（6）掌握Windows10的常用设置，如系统外观，用户账户和输入法的设置等；（7）掌握软件的安装与卸载方法；（8）掌握WPS文字的基本操作，包括新建、打开和保存文档，以及在文档中输入和编辑文本等；（9）掌握设置文档字符格式和段落格式，以及打印文档等操作；（10）掌握在文档中创建、编辑和美化表格的操作；（11）掌握WPS文字的图文混排操作，包括在文档中插入、编辑和美化形状、图片、文本框、艺术字和智能图形等；（12）掌握为文档插入分隔符及设置页眉和页脚的操作；（13）掌握为文档应用、修改和创建样式，以及提取目录的操作；（14）掌握WPS表格中对工作表和单元格进行选择、插入、删除、移动和复制等操作；（15）掌握调整行高、列宽和合并单元格的操作；（16）掌握设置工作表格式的操作，包括设置单元格字符格式、数字格式、对齐方式，为表格添加边框和底纹等；（17）掌握输入与编辑数据的操作；（18）掌握WPS表格中使用公式和函数对工作表数据进行计算与分析的操作；（19）掌握利用排序、筛选、分类汇总、图表和数据透视表对数据进行管理与分析的操作；（20）掌握设置工作表页面并按要求打印工作表的操作；（21）掌握在WPS演示中输入文本并设置格式的方法、插入并编辑图片和图形的方法、插入多媒体的方法、编辑幻灯片母版的方法、设置幻灯片背景的方法、为幻灯片添加切换效果及为幻灯片中的对象添加动画效果的方法、为幻灯片添加超链接和动作按钮的方法、放映演示文稿的方法；（22）掌握组建与使用有线/无线混合局域网的方法；（23）了解计算机网络的定义、功能、组成和分类，计算机网络体系结构、IP地址和域名，以及计算机病毒及网络安全相关法规；（24）掌握浏览、搜索与下载网络资源的方法；（25）掌握收发电子邮件的方法；（26）掌握系统自带防火墙及杀毒软件的使用方法。2.2能力目标（1）能够认识计算机的各种外设接口、计算机主机机箱内的主板、CPU、内存、硬盘等部件，能正确连接计算机的各种外部设备；（2）能够明确计算机前沿技术：物联网、大数据、云计算、人工智能、VR和AR的基本概念及应用场景；（3）能够熟练使用Windows10操作系统，包括管理文件和文件夹，设置个性化工作环境，安装与卸载应用程序；（4）能够熟练使用WPS文字的应用，包括文档的基本操作，在文档中输入文本、设置字符格式和段落格式的方法，在文档中插入、编辑和美化表格，对表格中的数据进行简单计算的方法，在文档中插入与编辑图片、形状、艺术字和文本框的方法，为文档强制分页、分节，添加页眉、页脚，以及插入目录；（5）能够熟练使用WPS表格的应用，包括在WPS表格中输入数据、设置单元格格式及条件格式的方法，在WPS表格中使用公式和函数的方法，在WPS表格中创建、编辑与美化图表的方法，在WPS表格中筛选、分类汇总、数据透视表的使用方法；（6）能够熟练使用WPS演示的应用，包括添加幻灯片并在幻灯片中插入文本、图片、图形、视频、智能图形等对象，设置超链接，设置幻灯片的切换效果，为文字、图片等对象设置动画效果，添加动作按钮，放映演示文稿；（7）能够设置计算机的IP地址，搜索与下载软件，使用杀毒软件进行病毒扫描和病毒清理；（8）能够组建一个小型的有线/无线混合局域网，共享打印机，安装网络打印机。2.3素质目标（1）通过了解我国在计算机领域的科技成就，开阔视野，加强紧跟时代发展的意识；（2）了解我国在操作系统方面的突破，增强民族自豪感和自信心；（3）培养执着专注、科学严谨、精益求精、追求卓越的工匠精神，提升职业素养；（4）体验科技带来的便捷，增强“科技改变生活”的意识；（5）培养主动寻求问题解决方法的思维和能力；（6）学习楷模事迹，培养无私奉献、勇于担当的奋斗精神；（7）具备以数字化方式展示和交流信息的能力，贯彻互助共享的精神；（8）自觉树立自主学习、探究学习意识，展现好学上进、开拓创新的精神风貌；（9）树立正确的职业观，努力提高自己的职业技能；（10）加强团队合作意识，增强沟通能力；（11）认识网络安全的重要性，牢固树立正确的网络安全观。三、课程内容与教学要求本课程共分为6个模块，共62学时。具体安排如下表所示：所用教材课程内容教学建议与说明学时分配《计算机应用基础及实训教程（Windows10+WPSOffice）》模块一计算机基础任务一探秘计算机问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2660任务二详解计算机中信息的表示问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务三了解计算机前沿技术问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2模块二Windows10操作系统任务一熟悉Windows10问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法26任务二设置个性化工作环境-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务二设置个性化工作环境-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2模块三WPS文字的应用任务一制作培训通知-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法216任务一制作培训通知-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务二制作办公用品采购单-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务二制作办公用品采购单-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务三制作新店开业宣传海报-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务三制作新店开业宣传海报-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务四制作员工手册-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务四制作员工手册-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2模块四WPS表格的应用任务一制作学生成绩表-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法216任务一制作学生成绩表-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务二制作学生成绩汇总表-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务二制作学生成绩汇总表-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务三制作学生成绩分析图表-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务三制作学生成绩分析图表-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务四管理与分析学生成绩表-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务四管理与分析学生成绩表-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2模块五WPS演示的应用任务一制作企业宣传及产品推介演示文稿-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法28任务一制作企业宣传及产品推介演示文稿-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务二企业宣传及产品推介演示文稿动画设计与放映-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务二企业宣传及产品推介演示文稿动画设计与放映-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2模块六计算机网络任务一组建与使用有线/无线混合局域网-1问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法28任务一组建与使用有线/无线混合局域网-2问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务二利用网络解决日常问题问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2任务三网络安全问答法、讨论法、讲授法、项目式教学法2四、课程实施4.1教学条件（1）教师能力担任本课程的主讲教师最好具有双师型素质或是双师型教师，具备较丰富的教学经验，能够根据本课程标准制定详细的授课计划，对每堂课的教学过程精心设计，做出详细、具体的安排，以及具有较强的施教能力。同时，具有扎实的计算机专业知识，熟练使用WPS相关软件，掌握其中的关键点和技巧，具备较强的语言表达能力及教学组织能力，在教学过程中具备一定的课堂控制能力和应变能力。（2）多媒体教室多媒体教学可以使授课方式变得方便、快捷，使一些抽象难懂的知识或者操作变得直观而形象，使课堂教学活动变得活泼生动有趣，节省了教师授课时的板书时间，提高了教学效率。（3）计算机实训室上机操作是学生对课堂理论学习内容的再深造，可以直接体现学生对所学知识掌握程度，对提高学生的动脑、动手和实践创新能力起着决定的作用。4.2教学方法建议教学时，教师可以结合企业对计算机应用型人才的实际要求，选用大量具有实用性的典型任务，将重心落在职业需要和岗位的实际应用上，充分发挥学校和企业在人才培养方面各自的优势，实现学生职业能力与企业岗位要求之间的无缝对接。在讲授过程中，教师可根据实际情况选择合适的教学模式，可先行开展相关理论知识的教学，让学生积累足够的知识，再让学生进行任务实施，达到学以致用的教学目的。本课程可采用讲授法、问答法、讨论法、项目式教学法等多种方法，努力让学生掌握所学知识，并达到熟练运用，所有任务都能亲自动手完成。（1）讲授法：主要应用于学生学习基础理论知识的初级阶段，让学生学习相关理论和方法，增强学生的学习兴趣和意识。（2）问答法：将教材的知识点以问题的形式呈现在学生的面前，让学生在寻求、探索解决问题的思维活动中，掌握知识、发展智力、培养技能，进而培养学生自己发现问题解决问题的能力。（3）讨论法：通过预先设计与组织一些课堂讨论，启发学生就特定问题发表自己的见解，充分调动学生的主观能动性，培养学生的独立思考水平和创新精神。（4）项目式教学法：以任务需求来带动教学，每次课都有相应的任务和问题，让学生来完成，培养学生分析问题、解决问题和思考问题的习惯，增强学生实践操作能力。（5）迭代教学法：把重要的知识、思想、经验在课程中反复涉及到，但每次涉及到这些内容时又不是简单地重复，而是在回顾原有的内容的基础上做进一步地深入和升华，既强化了记忆和理解，又拓展了新的视野，深化了理解。4.3教学评价与考核要求课程的教学评价由形成性测评（40%）和终结性测评（60%）组成，其考核要求如下：4.3.1形成性测评形成性测评考核学生在学习本课程过程中的学习情况和实际应用能力的发展情况，包括违纪考核（20%）、知识掌握情况考核（30%）、工作任务完成情况考核（50%）等。（1）出勤考核本项考核通过课前点名、上课纪律考核学生的课堂出勤率。上课迟到扣5分，上课吃东西扣5分，上课玩手机扣5分，其他扰乱课堂秩序的行为扣5分。（2）课堂参与程度考核本项考核主要通过在课堂上对学生学习态度，课堂发言，课堂参与度，问题分析和解决能力，所学知识点，项目实施过程。每次考核划分为优秀（30分）、良好（25分）、中等（15分）、及格（10分）和不及格（5分）五个档次。最后考核成绩为学生每次任务成绩的平均数。（3）作业完成质量考核本项考核主要通过学生对任务的解读能力、软件使用的能力、排查错误的能力、任务完成情况等，来检测其知识掌握情况、自主学习能力、团队协作能力，动手操作能力。每次工作任务完成情况按照相应标准而定，划分为优秀（50分）、良好（40分）、中等（30分）、及格（15分）和不及格（5分）五个档次。最后考核成绩为学生每次任务成绩的平均数。4.3.2终结性测评终结性测评主要考核学生在学完本课程后所达到的水平，通过期末考试进行考核。期末考试由上机实操（60%）组成，主要评估学生对本门课程基本知识的掌握情况与综合运用能力。五、课程资源开发与利用5.1推荐使用教材5.2网络资源

《计算机应用基础及实训教程（Windows10+WPSOffice）》

教案课时分配表章序课程内容课时备注1计算机基础62Windows10操作系统63WPS文字的应用164WPS表格的应用165WPS演示的应用86计算机网络8合计60

课题计算机基础课时6课时（270min）教学目标知识目标：（1）了解计算机的发展、特点、分类及应用领域（2）掌握计算机的基本结构、工作原理及计算机系统的组成，熟悉计算机主要性能指标的含义（3）了解常用数制及其转换方法，熟悉常见的信息编码方式（4）掌握数据的存储单位和换算（5）了解计算机前沿技术（物联网、大数据、云计算、人工智能、VR和AR等）的概念（6）掌握计算机前沿技术在产业中的应用能力目标：（1）能够认识计算机主机机箱内的主板、CPU、内存、硬盘等部件，及各种外设接口（2）能够进行不同数制之间的相互转换（3）能够深入理解物联网、大数据、云计算、人工智能、VR和AR素质目标：（1）通过了解我国在计算机领域的科技成就，开阔视野，加强紧跟时代发展的意识（2）通过本次课一个数可以用不同数制表示的学习，培养同学们举一反三，勇于开拓进取，不断创新的能力（3）通过计算机前沿技术的学习，培养学生科技兴国的理念，增强民族自豪感教学重难点教学重点：计算机的发展，计算机的特点与分类，计算机的应用领域，数制转换，信息的编码，计算机前沿技术教学难点：计算机的基本结构与工作原理，不同数制之间相互转换的方法教学方法问答法、讨论法、讲授法、练习法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学过程主要教学内容及步骤课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过APP或其他学习软件，完成课前任务请同学们上网查找或者结合生活实际，归纳总结计算机可以用来做什么。【学生】完成课前任务考勤【教师】使用APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因新课预热【教师】自我介绍，与学生简单互动，介绍课程内容、考核标准等【学生】聆听、互动【教师】讲解计算机在现在社会中的重要性，增强学生学习兴趣计算机已成为人们不可缺少的工具，网络通信、网上购物、文件存储、办公自动化等都离不开它。计算机广泛地应用于数据处理、自动控制、计算机辅助设计、计算机辅助制造、计算机辅助教学、人工智能、多媒体技术、计算机网络等各个领域，极大地改变了人们的工作、学习和生活方式，成为信息时代的主要标志。【学生】聆听、记录、理解问题导入【教师】提出以下问题：同学们现在用的笔记本电脑比较轻薄，那么计算机发展之初是什么样子呢？传授新知任务一探秘计算机【教师】讲解计算机的发展、特点、分类及应用领域✈【教师】多媒体播放“探秘计算机”微课（详见教材），让学生了解计算机的发展、特点、分类及应用领域一、了解计算机的发展✈【教师】介绍计算机的发展的4个阶段自1946年世界上第一台通用电子计算机ENIAC诞生以来，计算机技术获得了迅猛发展。根据所用电子元器件的不同，计算机的发展可分为电子管计算机、晶体管计算机、中小规模集成电路计算机、大规模及超大规模集成电路计算机4个阶段，如表1-1所示（详见教材）。在第四代计算机的发展过程中，最重要的成就之一表现在中央处理器的体积不断减小、集成度不断提高、运算速度越来越快，计算机向微型机方向发展，并逐渐走进办公室、学校及普通家庭。【课堂讨论】✈【教师】对学生进行分组，每组选出一名组长，然后组织学生以小组为单位讨论以下问题：计算机的发展和普及给我们的生活带来了哪些变化？说一说你的看法并举例说明？✈【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表上台发表讨论结果✈【教师】总结学生的讨论结果二、了解计算机的特点与分类✈【教师】介绍计算机的特点与分类1．计算机的特点（1）运算速度快。目前计算机的最高运算速度已超过十亿亿次每秒，这使得在过去需要几年甚至几十年才能完成的任务，现在只需要几分钟即可完成，从而极大地提高了工作效率。随着科学技术的发展，计算机的运算速度还在不断提高。（2）运算精度高。计算机的运算精度取决于机器的字长，字长越长，计算机的运算精度越高。不同型号的计算机字长不同，有8位、16位、32位、64位等，目前较流行的计算机大多为64位字长。✈知识链接精度是数包含的数字位数。小数位数是数中小数点右边的数字位数。例如，数123.45的精度是5，小数位数是2。字长是指计算机一次能处理的二进制数据的位数。（3）存储功能强。计算机能存储大量的数字、文字、图像、视频和音频等信息。此外，计算机强大的存储力还表现在“持久”方面，即无论数据是哪种形式，计算机都能长期保存。（4）具有逻辑判断能力。计算机能对信息进行识别、比较、判断等。高级计算机还具有推理、诊断和联想等模拟人类思维的能力。（5）自动化程度高。计算机内部的运算都是在程序的控制下自动完成的。人们只需按照用户的要求编写正确的程序，计算机就可以按照程序的指令要求，自动完成指定的任务。在此过程中，不需要人们的干预。2．计算机的分类按照规模大小和功能强弱，可以将计算机分为巨型计算机、大型计算机、小型计算机和微型计算机等。（1）巨型计算机。巨型计算机（简称巨型机，见图1-1）也称超级计算机，具有极高的性能和极大的规模，价格昂贵，主要用于航天、气象、地质勘探等尖端科技领域。巨型计算机的研发和生产是一个国家科技实力的体现。我国是世界上少数几个能生产巨型计算机的国家之一，成功研制了“银河”“曙光”“天河”“神威”等巨型计算机。（2）大型计算机。大型计算机（简称大型机，见图1-2，详见教材）虽然在量级上不及巨型计算机，但也有很高的运算速度和很大的存储量，适用于政府部门或大型企业（如银行），主要用于复杂事务处理、海量信息管理、大型数据库管理和数据通信等。目前，生产大型机的厂商主要有美国的IBM公司和DEC公司，以及日本的富士通公司等。（3）小型计算机。小型计算机（简称小型机）的规模比大型机小，但仍能支持十几个用户同时使用。其特点是结构简单、可靠性高和维护费用低。目前，小型机已逐渐被微机取代。（4）微型计算机。微型计算机（简称微机）是当今使用最普遍的一类计算机，其特点是体积小、功耗低、功能多、性价比高。按结构和性能的不同，微机又可分为单片机、单板机、个人计算机（PC）、工作站和服务器等几种类型。其中，个人计算机包括台式计算机、笔记本电脑、一体机和平板电脑等类型，如图1-3所示（详见教材）。三、了解计算机的应用领域✈【教师】介绍计算机在各个领域的具体应用1．科学计算科学计算又称数值计算，是计算机最早的应用领域。科学计算所解决的大多是科学研究和工程技术中所提出的数学问题的计算。这类计算往往公式复杂、难度很大，用一般计算工具或人力难以完成。2．数据处理数据处理又称信息处理，是指利用计算机来收集、加工、检索和管理各种数据，从而使人们获得更多有用的信息，如办公自动化、人口统计、财务管理、新闻采集与发布等。图1-4（详见教材）为某企业的信息管理系统。3．自动控制计算机在自动控制方面的应用，大大地促进了工业生产自动化技术的普及和提高。工业生产是一系列连续而重复的工作过程，利用计算机对生产过程进行实时控制，可以降低劳动者的工作强度，提高产品的数量和质量。4．计算机辅助系统计算机辅助系统包括计算机辅助设计、计算机辅助制造和计算机辅助教学等。其中，计算机辅助设计（computeraideddesign，CAD）是指利用计算机进行工程设计，如飞机设计、船舶设计、建筑设计、机械设计等。计算机辅助制造（computeraidedmanufacturing，CAM）是指利用计算机进行生产设备的管理、控制和操作，它对提高产品质量、降低生产成本和缩短生产周期等起到了积极的作用。计算机辅助教学（computeraidedinstruction，CAI）是指利用计算机来辅助完成教学计划或模拟某个实验过程。它不仅能减轻教师的负担，还能激发学生的学习兴趣，提高教学质量。5．人工智能人工智能（artificialintelligence，AI）是指让计算机模拟人类的某些智力活动和行为，使其具有人的感知能力，能够看、听，并自动学习知识；具有人的思维能力，能够判断、分析、推理和决策；具有人的行为能力，能够自动根据外界情况来执行某些任务。图1-6（详见教材）为利用人工智能技术研制的机器人。6．多媒体应用多媒体（multimedia）是文本、图形、图像、音频、动画和视频等各种媒体的组合物。近年来，多媒体技术被广泛应用于医疗、教育、商业、军事、出版等领域。图1-7（详见教材）为某茶叶的多媒体广告截图。7．计算机网络计算机网络是现代计算机技术与通信技术高度发展和密切结合的产物，它利用通信设备和线路将地理位置不同、功能独立的多个计算机系统互连起来，实现网络中的资源共享和信息传递。例如，全世界最大的计算机网络因特网（Internet）把整个地球变成了一个小小的“村落”，人们可以方便地在网上查询信息、下载资源、通信、学习、娱乐和买卖东西等。【课堂讨论】✈【教师】对学生进行分组，每组选出一名组长，然后组织学生以小组为单位讨论以下问题：计算机发展迅速，请同学们讨论未来计算机会给我们生活带来哪些变革？✈【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表上台发表讨论结果✈【教师】总结学生的讨论结果四、计算机的基本结构与工作原理✈【教师】介绍“冯·诺依曼”计算机的基本结构，计算机的工作过程现代计算机基本结构的奠基人是著名美籍匈牙利科学家冯·诺依曼教授。1946年6月，冯·诺依曼等人发表了《电子计算装置逻辑结构初探》论文，其中最重要的三点如下。（1）新型电子计算机应该以二进制为基础，而不是使用十进制。（2）“存储程序控制”设计思想，即程序设计者按计算要求编好程序，再把程序和数据以二进制的形式存放在计算机的存储器内，让计算机自动执行程序，从而完成预定工作。（3）计算机的硬件体系结构由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备5大基本部件组成，并初步阐述了这5大部件的基本功能：运算器的作用是执行指令以进行算术运算和逻辑运算；控制器的作用是控制和调整计算机各部件协调地工作；存储器的作用是存放运行中的程序和数据；输入设备的作用是将数据输入到计算机中或由用户对计算机进行操作控制；输出设备的作用是将计算机处理的结果转换为用户熟悉的形式。这些理论的提出，解决了运算自动化和速度配合的问题，对后来的计算机发展起到了决定性作用。根据这个方案构成的计算机称为“冯·诺依曼”计算机，其硬件体系结构及工作流程如图1-8所示（详见教材）。计算机的工作过程就是执行程序的过程，而程序则由按顺序存放的指令组成。计算机在工作时，就是按照预先规定的顺序取出指令、分析指令、执行指令，以完成规定的操作。✈知识链接程序是可以连续执行并能够完成一定任务的一条条指令的集合。它是人与机器之间进行交流的语言。指令是指能够控制机器工作的命令。一条指令就是一项操作，由操作码和操作数构成，分别表示何种操作和操作对象。步骤1将程序和数据通过输入设备送入存储器。步骤2程序运行后，计算机从存储器中取出程序指令并送到控制器去识别，分析该指令的含义。步骤3控制器根据指令的含义发出相应的命令（如加法、减法），将存储器中存放的操作数据取出，送往运算器进行运算，再把运算结果送回存储器指定的单元中。步骤4运算任务完成后，就可以根据指令将运算结果通过输出设备输出。五、计算机系统的组成✈【教师】介绍计算机的硬件系统和软件系统一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，如图1-9所示（详见教材）。硬件是计算机的躯体，软件是计算机的灵魂，二者缺一不可。所以，计算机的硬件系统和软件系统是相辅相成、相互依赖的。1．计算机硬件系统下面介绍常见的计算机硬件，如主板、CPU、存储器、输入设备和输出设备等。（1）主板。主板又称母板，是一块印刷电路板，是计算机其他组件的载体，在各组件中起着协调工作的作用，如图1-10所示（详见教材）。主板主要由CPU插座、总线和总线扩展槽（如内存插槽、显卡插槽）、输入/输出（I/O）接口、缓存、电池及各种集成电路等组成。总线和总线扩展槽：总线用于在计算机的各个部件之间传输信息；总线扩展槽用来连接计算机的内存、显卡等部件。总线按传输信息的不同分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来在设备之间传输数据、地址和控制信息。输入/输出（I/O）接口：主要用来连接计算机的各种外部设备，包括PS/2接口（用来连接鼠标和键盘）和USB接口等。其中，USB接口是计算机中最常用的接口，可以用来连接键盘、鼠标、打印机、扫描仪、摄像机、数码相机、U盘等设备，具有数据传输速度快、可在开机状态下插拔（即热插拔）设备等优点。（2）中央处理器（centerprocessingunit，CPU）。其外观如图1-11所示（详见教材）。它包括运算器和控制器两部分，是计算机最核心的组成部分。CPU的速度主要取决于其主频、核心数和高速缓存容量。主频一般以GHz为单位，表示每秒运算的次数。主频越高，计算机的运算速度越快。例如，采用酷睿3.0GHz处理器的计算机的运算速度要快于采用酷睿2.0GHz处理器的计算机。（3）内存储器。内存储器也称主存储器，根据其作用的不同又分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。通常说的内存（见图1-12，详见教材）是随机存储器，其特点是可读可写，主要用于临时存储程序和数据，关机后在其中存储的信息会自动消失。只读存储器的特点是只能读出信息，不能写入信息，它通常是主板厂家固化在主板上的一块芯片，其中存储的是计算机的自检程序及输入/输出程序等系统服务程序，这些信息可以永久保存而不受断电影响。在计算机中，除CPU、主板外，内存的优劣与容量是决定计算机性能的另一个重要因素。目前，主流内存的容量有8GB、16GB和32GB等。（4）外存储器。外存储器也称辅存储器，包括硬盘、光盘、U盘和移动硬盘等。硬盘：硬盘固定在主机箱内，并通过主板的SATA接口与主板连接，是计算机最主要的外存储器，计算机中的大多数文件都存储在硬盘中。例如，为计算机安装操作系统及应用软件，实际上就是将相关文件“复制”到硬盘。此外，对于一些有价值的图像、文档等，也通常将其保存在硬盘中。【课堂问答】✈【教师】随机邀请学生回答以下问题请同学们思考，我们平时买手机所说的8+256分别指的是什么，总结内存和外存的区别。✈【学生】聆听、思考、回答✈【教师】总结学生的回答✈知识链接硬盘主要有机械硬盘（HDD，见图1-13，详见教材）和固态硬盘（SSD，见图1-14，详见教材）两种类型。机械硬盘采用磁性碟片来存储数据，其特点是存储容量大但读写速度慢；固态硬盘采用闪存颗粒来存储数据，其特点是存储容量小但读写速度快。目前，主流机械硬盘的存储容量有1TB、2TB、4TB和6TB等；主流固态硬盘的存储容量有256GB、512GB和1TB等。光盘和光驱：光盘用来存储需要备份或移动的数据。光驱用来读取或写入光盘数据，如图1-15所示（详见教材）。目前的光驱都为DVD光驱，可以读取CD和DVD光盘数据。有一类光驱称为刻录机，它具有读取和写入光盘数据的功能。可移动存储设备：可移动存储设备包括U盘和移动硬盘等。其中，U盘是一种小巧玲珑、易于携带的移动存储设备，其通过USB接口与计算机连接，如图1-16所示（详见教材）；移动硬盘由普通硬盘和硬盘盒组成。硬盘盒除了起到保护硬盘的作用外，更重要的作用是将硬盘的SATA接口转换为可以热插拔的USB接口或其他标准接口与计算机连接，从而实现移动存储，如图1-17所示（详见教材）。（5）输入设备。输入设备是用户向计算机输入各种信息（如文字、数字和指令等）的设备。计算机最基本的输入设备是键盘和鼠标，如图1-18所示（详见教材）。其他常见的输入设备还有扫描仪、手写板和麦克风等。键盘：是计算机基本的输入设备之一，用于向计算机输入字符和命令。键盘与主机的连接方式有通过PS/2接口连接（趋于淘汰）、通过USB接口连接和无线连接3种。鼠标：也是计算机基本的输入设备之一，用于向计算机输入各种命令。它一般由左键、滚轮和右键组成。鼠标与主机的连接方式也有通过PS/2接口连接、通过USB接口连接和无线连接3种。（6）输出设备。输出设备用于将计算机的各种计算结果转换为用户能够识别的字符、图像和声音等形式并输出。计算机最基本的输出设备是显示器。其他常见的输出设备还有打印机、投影仪、音箱和绘图仪等，如图1-19所示（详见教材）。显示器：目前主流显示器都为液晶显示器，根据屏幕对角线长度可分为24英寸、27英寸和32英寸等规格。显示器主要通过主机箱后面板上显卡的DVI、HDMI或VGA接口与显卡连接。打印机：打印机是一种将计算机中的信息输出到纸张等介质上的输出设备。常见的打印机按工作原理分为针式打印机（主要用来打印票据）、喷墨打印机和激光打印机3种；按输出色彩可分为黑白打印机和彩色打印机两种。2．计算机软件系统软件是指为计算机运行和工作服务的各种程序、数据及相关资料的总和。软件是计算机的灵魂，是计算机具体功能的体现，要让计算机为用户工作，必须在计算机中安装相应的软件。一台没有安装软件的计算机无法完成任何有实际意义的工作。计算机软件主要分为系统软件和应用软件两大类，下面分别介绍。（1）系统软件。系统软件是管理和控制计算机软硬件资源的软件。它的功能是使计算机能够正常工作或具备解决某些问题的能力。系统软件包括操作系统、数据库管理系统和语言处理程序。操作系统：操作系统是管理和控制计算机软硬件资源的平台。它在计算机系统中占有特殊的地位，计算机需要安装操作系统才能正常工作。这是因为，一方面，用户需要通过操作系统去操作计算机，合理、有效地利用各种资源，而不必直接操作计算机的硬件；另一方面，计算机中所有其他软件都建立在操作系统的基础上，并得到它的支持与服务。常见的操作系统有Windows、Linux、UNIX等。数据库管理系统：数据库管理系统是用户建立、使用和维护数据库的软件，简称DBMS。目前，常用的数据库管理系统有VisualFoxPro、Sybase、Oracle、MySQL和SQLServer等。语言处理程序：人们利用计算机来解决具体的问题，这一过程是通过程序实现的。程序设计语言是用来编制各种程序所使用的计算机语言，包括机器语言、汇编语言和高级语言等。例如，VisualBasic（简称VB）、C++、C#和Java等都是高级语言。✈提示机器语言可以直接在计算机上执行，而使用汇编语言和高级语言编制的程序需要翻译成机器语言后才能在计算机上执行。语言处理程序的作用就是将高级语言或汇编语言编制的程序翻译成计算机能执行的程序。（2）应用软件。应用软件运行在操作系统之上，是为了解决用户的各种实际问题而编制的程序及相关资源的集合，如办公软件Office、图像处理软件Photoshop、动画制作软件Flash、计算机辅助设计软件AutoCAD、杀毒软件360、压缩/解压缩软件WinRAR等。六、计算机的主要性能指标✈【教师】介绍计算机的主要性能指标：核心、主频、字长、运算速度、存储容量和兼容性计算机的主要性能指标包括核心、主频、字长、运算速度、存储容量和兼容性。核心：又称内核，是CPU最重要的组成部分。CPU所有的计算、接受/存储命令、处理数据都由核心执行。目前的CPU都是双核心、四核心、六核心或八核心，其中以双核心和四核心居多。核心越多，CPU性能越好。主频：是指CPU的时钟频率，单位是MHz或GHz，用于表示CPU运算和处理数据的速度。在核心数相同的情况下，CPU主频越高，计算机运算和处理数据的速度就越快。字长：是指CPU在单位时间内一次能处理的二进制数的位数。字长越大，CPU的工作效率越高。目前主流CPU的字长为64位。运算速度：是指计算机每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令/秒”（MIPS，MI/s）来描述。存储容量：包括内存容量和硬盘容量。内存是CPU可以直接访问的存储器，其容量的大小反映了计算机即时存储和处理信息的能力。硬盘容量越大，可以存储的信息就越多，可以安装的应用软件就越丰富。兼容性：是指硬件之间、软件之间或是软硬件组合系统之间相互协调工作的程度。对于硬件来说，几种不同的计算机部件，如CPU、主板、显卡等在工作时能够相互配合、稳定地工作，就说明它们之间的兼容性比较好，反之就是兼容性不好。对于软件来说，兼容性好是指某个软件能在若干个操作系统上稳定地工作，而不会出现意外退出等问题。七、实用技巧-计算机的性能测试✈【教师】介绍、演示检测软件鲁大师的使用计算机硬件发生故障会导致计算机运行不稳定，甚至瘫痪。使用计算机检测软件可以将计算机中各硬件的性能和状况以文本形式表现出来，使用户能够直观地查看硬件情况。目前常用的计算机检测软件有以下几种。鲁大师：专业、易用，能轻松辨别计算机硬件的真伪，检测硬件的运行状态，清查计算机病毒隐患，优化清理系统，提升计算机的运行速度。EVEREST：主要用于测试软硬件信息，可以详细地显示计算机每一个硬件的信息，支持各种常见主板、显卡和CPU等设备的检测。PCMark：综合硬件测试软件，能够快速对计算机的存储、运算、图像与视频处理、网络浏览等性能进行全面测试。下面介绍使用鲁大师检测计算机硬件参数和性能的方法。步骤1启动鲁大师进入其操作界面，单击“硬件检测”图标，鲁大师会对计算机的硬件进行检测，并显示计算机的型号、操作系统，以及CPU、主板、内存、显卡和硬盘等硬件的型号，如图1-20所示（详见教材）。步骤2单击“性能测试”图标，在打开的界面下方勾选要测试的硬件，然后单击“开始评测”按钮，等待一段时间，鲁大师会根据硬件的运行情况打分，并显示排名，硬件性能越好，分数越高，如图1-21所示（详见教材）。【学生】聆听、思考、理解、记录课堂实训【教师】介绍上机实训的实施目的，以及实施步骤，要求学生按照实施流程完成实训任务基础实训1查看计算机的内外部结构1．实训目的（1）认识计算机的各种外设接口，能正确连接计算机的各种外部设备。（2）熟悉计算机主机机箱内的主板、CPU、内存、硬盘等部件。2．实训步骤步骤1观察计算机的整体外观，包括主机、显示器、键盘、鼠标等。步骤2观察机箱前面板。在机箱的前面板上通常会配置一些按钮、设备接口和指示灯，如图1-22所示（详见教材）。虽然主机机箱的外观样式千变万化，但这些按钮、设备接口和指示灯的功能是基本相同的。步骤3观察机箱后面板。计算机的电源线、键盘、鼠标、显示器、打印机和网线都连接在机箱后面板的接口中，这些接口及其作用如图1-23所示（详见教材）。步骤4观察机箱内部。观察完计算机的外观后，拧开机箱侧面挡板的螺丝（需要先断开电源），向后推动机箱侧面挡板将其取出，查看机箱内部部件，包括主板、CPU、内存、硬盘、电源、各种插槽、各种连接线等，如图1-24所示（详见教材）。基础实训2模拟选购台式机和笔记本电脑1．实训目的通过在京东商城模拟选购一台办公用台式机和一台学生用笔记本电脑，了解微型计算机的硬件组成和规格，以及各硬件参数对计算机性能的影响，进而具备能够根据实际需要选购合适的计算机的能力。2．实训步骤步骤1打开京东商城主页（），登录在京东注册的账号，然后选择“电脑/办公”/“电脑整机”/“台式机”选项（见图1-25，详见教材），打开台式机销售页面。步骤2在台式机销售页面筛选出价格为3500～5000元的台式机，然后打开其中某个商品的详情页，查看其硬件配置及具体规格，如图1-26所示（详见教材）（网站数据更新快，电子产品更新换代也快，故不同时期相同价位的商品有所不同）。通过不断浏览和比较，找到性价比较高的、适合普通办公用的台式机，将其加入购物车。步骤3在表1-2中（详见教材）填写所选购台式机的品牌、型号、价格及硬件配置等信息，并说明选购理由。步骤4参考以上操作，根据自己的实际需求，选购一台学生用笔记本电脑，并在表1-3中（详见教材）填写其品牌、型号、价格及硬件配置等信息，并说明选购理由。【学生】按照要求进行任务的实施，完成之后进行知识点总结传授新知任务二详解计算机中信息的表示【教师】讲解数制转换、计算机中信息的编码✈【教师】多媒体播放“详解计算机中信息的表示”微课（详见教材），让学生了解计算机中数制、数制间相互转换、ASCII码、汉字编码等相关知识一、数制转换✈【教师】介绍计算机中的数制、不同进制数之间的转换1．计算机中的数制数制也称计数制，是用一组固定的符号和统一的规则来表示数值的方法。人们通常采用的数制有十进制、二进制、八进制和十六进制。在计算机中，文本、数字、声音、图形、图像、视频，以及动画等数据都是以二进制形式存储的。一般情况下，在数字的后面用特定的字母（下标）表示该数的进制：B表示二进制；D表示十进制（D可省略）；O表示八进制；H表示十六进制。例如，二进制数101100应表示为(101100)B。无论使用哪一种计数制，数值的表示都包含两个基本要素：基数和位权。（1）基数是一种进位计数制允许使用的基本数字符号的个数。一般而言，r进制的基数为r，即可供使用的计数符号有r个，分别为0～（r−1），每个数位计满r就向其高位进1，即“逢r进一”。例如，十六进制中，基数为16，可用的计数符号有0、1、…、9和A、B、…、F（或a、b、…、f），计数规则是“逢十六进一”。（2）位权简称“权”，是指数制中每个固定位置对应的单位值（常数），其值等于以基数为底，以数字符号所处位置的序号为指数的整数次幂。其中，各数字符号所处位置的序号：以小数点为基准，整数部分自右向左递增，依次为0、1、2、…，小数部分自左向右递减，依次为−1、−2、…【课堂讨论】✈【教师】对学生进行分组，每组选出一名组长，然后组织学生以小组为单位讨论以下问题：计算机中数据都是以二进制形式存储的，那么为什么还要有八进制和十六进制？✈【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表上台发表讨论结果✈【教师】总结学生的讨论结果2．数制的转换虽然不同进制数之间的转换过程是计算机自动完成的，但用户仍有必要了解不同进制之间的转换方法。（1）其他进制数转换为十进制数：将其他进制数按位权展开，然后各项相加，即可得到相应的十进制数。【课堂练习】✈【教师】出示【例1-1、1-2、1-3】，组织学生对不同数制进行转换将二进制数10110.101转换为十进制数，将八进制数654.23转换为十进制数，将十六进制数3A6E.5转换为十进制数。✈【学生】按权展开、计算、对比结果✈【教师】解析例题【解】按权展开(10110.101)2=1×24+0×23+1×22+1×21+0×20+1×2−1+0×2−2+1×2−3

=16+0+4+2+0+0.5+0+0.125

=(22.625)10按权展开(654.23)8=6×82+5×81+4×80+2×8−1+3×8−2

=384+40+4+0.25+0.046875

=(428.296875)10按权展开(3A6E.5)16=3×163+10×162+6×161+14×160+5×16−1

=12288+2560+96+14+0.3125

=(14958.3125)10。（2）十进制数转换为二进制数：整数部分的转换采用“除2取余法”，即整数部分不断除以2，并记下每次所得余数，然后将所有余数按倒序排列即为相应的二进制数。小数部分的转换则采用“乘2取整法”，即小数部分不断乘以2，并记下每次所得整数，然后将所有整数按顺序排列即为相应的二进制数。【课堂练习】✈【教师】出示【例1-4】，组织学生将十进制数转换为二进制数将十进制数43.625转换为二进制数。✈【学生】数据拆分、计算、对比结果✈【教师】解析例题【解】(43.625)10=(101011.101)2（3）二进制数、八进制数、十六进制数之间的转换：由于二进制数、八进制数、十六进制数之间存在特殊的关系：81=23，161=24，即1位八进制数相当于3位二进制数，1位十六进制数相当于4位二进制数，因此转换比较容易，对照表1-4（详见教材）进行转换即可。二进制数转换为八进制数：以小数点为中心，整数部分自右向左，每3位为1组，最后1组不满3位时高位补0；小数部分自左向右，每3位为1组，最后1组不满3位时低位补0。相反，八进制数转换为二进制数时，将1位八进制数转换为3位二进制数即可。【课堂练习】✈【教师】出示【例1-5、1-6】，组织学生练习二进制数与八进制数相互转换将二进制数10101011.110101转换为八进制数，将八进制数162.52转换为二进制数。✈【学生】数据分组与合并、计算、对比结果✈【教师】解析例题【解】(10101011.110101)2=(253.65)8，(162.52)8=(1110010.10101)2二、掌握计算机中信息的编码✈【教师】介绍ASCII码、各类汉字编码1．ASCII码在西文领域，目前普遍采用的字符编码是ASCII码（美国标准信息交换码），有七位版本和八位版本两种。目前，国际上通用且使用最广泛的字符有十进制数字符号0～9，大、小写的英文字母，各种运算符、标点符号等，这些字符的个数不超过128个。因此，用七位二进制数就可以对这些字符进行编码。七位ASCII码也称标准ASCII码，如表1-5所示（详见教材）。✈小提示ASCII码是唯一的，不可能出现两个字符的ASCII码值相同。八位版的ASCII码是指一个字符用八位二进制数来表示，可表示256个字符。码值为128～255的编码称为ASCII码扩展集，留作他用。2．汉字编码从汉字编码的角度看，计算机对汉字信息的处理过程实际上是各种汉字编码间转换的过程。这些编码主要包括汉字外码、汉字交换码、汉字机内码和汉字字形码等。（1）汉字外码（输入码）：汉字外码也称汉字输入码，是用键盘将汉字输入到计算机中的编码方式。目前常用的汉字输入码有拼音码、五笔字型码、自然码、表形码、认知码、区位码和电报码等。一种好的汉字输入码应具有编码规则简单、易学好记、操作方便、重码率低、输入速度快等优点，用户可以根据自己的需要进行选择。（2）汉字交换码（国标码）：汉字交换码是汉字信息处理系统之间或者通信系统之间进行信息交换的汉字代码，简称交换码，它是为方便在各种系统、设备之间进行信息交换而制定的。我国制定颁布了《国家标准信息交换用汉字编码字符集（基本集）》（GB2312－1980），也称国标码。国标码中收集了682个常用图形符号（如序号、数字、罗马数字、英文字母、日文假名、俄文字母和汉语注音等）和6763个汉字。这些汉字分为两级：第一级包括常用汉字3755个，按拼音排序；第二级包括一般汉字3008个，按部首排序。（3）汉字机内码：机内码是在计算机内部进行存储、处理的汉字代码。每一个汉字输入计算机后都转换为机内码，然后才能在计算机中处理和传输。（4）汉字字形码：字形码是汉字的输出码。输出汉字时都采用图形方式，无论汉字的笔画多少，每个汉字都可以写在同样大小的方块中。通常用16×16点阵来显示汉字。【课堂问答】✈【教师】随机邀请学生回答以下问题请同学们根据上述汉字编码的详细介绍，思考我们用的比较多的搜狗输入端或者讯飞输入法属于哪种编码？✈【学生】聆听、思考、回答✈【教师】总结学生的回答三、二进制数的算术运算与逻辑运算✈【教师】介绍二进制数的算术运算与逻辑运算包括的运算及其运算规则二进制数的算术运算包括加法、减法、乘法和除法运算。二进制加法运算规则：0+0=0；0+1=1；1+0=1；1+1=0（向高位进位1）。二进制减法运算规则：0−0=0；1−0=1；1−1=0；0−1=1（向高位借1，借1当2）。二进制乘法运算规则：0×0=0；0×1=0；1×0=0；1×1=1。二进制除法运算规则：0÷1=0；1÷1=1；0÷0和1÷0均无意义。二进制数的逻辑运算包括与（∧）、或（∨）、非（~）和异或（⊕）运算。二进制逻辑与运算运算规则：0∧0=0；0∧1=0；1∧0=0；1∧1=1。二进制逻辑或运算运算规则：0∨0=0；0∨1=1；1∨0=1；1∨1=1。二进制逻辑非运算运算规则：~0=1；~1=0。二进制逻辑异或运算运算规则：0⊕0=0；0⊕1=1；1⊕0=1；1⊕1=0。四、数据的存储单位及换算✈【教师】介绍计算机中数据的各存储单位及其相互之间的换算关系计算机中数据的最基本存储单位是“位”和“字节”。位（bit）：1个二进制位称为比特，用“b”表示。它是计算机中数据存储的最小单位。1位可以表示“0”或“1”。字节（byte）：8个二进制位称为字节，用“B”表示，1B=8bit。它是数据处理和数据存储的基本单位。例如，一个英文字母占一个字节，一个汉字占两个字节。计算机中通常用KB（千字节）、MB（兆字节）、GB（吉字节）或TB（太字节）表示存储设备的容量或文件大小，它们之间的换算关系如下。1KB=1000B1MB=1000KB1GB=1000MB1TB=1000GB✈知识链接在购买硬盘后，细心的用户会发现，在Windows操作系统中硬盘的容量与官方标称的容量不符，都要少于标称容量，容量越大这个差异越大。例如，标称1T的硬盘只有930GB。这是硬盘厂商和Windows操作系统对硬盘容量的计算方法不同造成的。“KiB”“MiB”“GiB”“TiB”等是于1999年由国际电工协会（IEC）拟定的二进制单位，专用来表示“1024进位”的数据大小。而后，这一规范又于2008年并入国际标准化组织（ISO）文件。具体的来说，每1024B为1KiB，每1024KiB为1MiB，每1024MiB为1GiB，每1024GiB为1TiB，它们与KB、MB、GB、TB是不一样的。硬盘厂商在计算容量方面是以1000计数的，即十进制；而在Windows操作系统中采用的计数方法为二进制，由于微软混用了GB和GiB单位（即在Windows操作系统中看到的单位GB实际上是GiB），所以造成了硬盘容量“缩水”。【课堂讨论】✈【教师】对学生进行分组，每组选出一名组长，然后组织学生以小组为单位讨论以下问题：结合上述GB和GiB单位的含义及区别，请同学们讨论我们手机上网的流量是按照哪种单位进行计量的，并说明理由。✈【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表上台发表讨论结果✈【教师】总结学生的讨论结果五、实用技巧-利用计算器快速进行存储设备的容量换算✈【教师】介绍、演示如何使用计算器进行容量换算步骤1单击“开始”按钮，在打开的“开始”菜单中选择“计算器”选项，打开“计算器”程序窗口，单击“菜单”按钮，在打开的菜单中选择“数据”选项，如图1-27所示（详见教材）。步骤2在打开的界面中选择原单位，如TB，然后选择目标单位，如GB，最后输入数据1，即可得到转换结果，如图1-28所示（详见教材）。【学生】聆听、思考、理解、记录课堂实训【教师】介绍上机实训的实施目的，以及实施步骤，要求学生按照实施流程完成实训任务基础实训不同数制的转换1．实训目的熟悉计算机中的不同数制表示并掌握利用计算器进行数制转换的操作方法。2．实训步骤步骤1单击“开始”按钮，在打开的“开始”菜单中选择“计算器”选项，打开“计算器”程序窗口。步骤2单击“菜单”按钮，在打开的菜单中选择“程序员”选项，切换到“程序员”模式，如图1-29所示。步骤3选择“BIN”（二进制）选项，然后输入二进制数，如10100110，计算器会自动将其转换为HEX（十六进制）、DEC（十进制）、OCT（八进制），如图1-30所示（详见教材）。✈小提示Windows自带的计算器目前只能进行整数部分的数制转换，不能进行小数部分的数制转换。将其他进制数转换为十进制数时，对于小数部分，可以用计算器计算每一位数的位权并乘以该数，然后依次相加。例如，将八进制数0.23转换为十进制数的操作如下。首先，将计算器切换为“科学”模式，输入常数8（如果是十六进制数转换为十进制数，则为16），然后依次按“xy”键、“1”键、“±”键、“×”键和“2”键（见图1-31），最后单击“=”键，得出八进制数0.2转换为十进制数的结果0.25，如图1-32所示。用同样的方法计算八进制数0.03转换为十进制数的结果是0.046875，将其与0.25相加得出八进制数0.23转换为十进制数的结果0.296875。【学生】按照要求进行任务的实施，完成之后进行知识点总结传授新知任务三了解计算机前沿技术【教师】讲解物联网、大数据、云计算、人工智能、VR和AR✈【教师】多媒体播放“了解计算机前沿技术”微课（详见教材），让学生了解计算机前沿技术的概念和各自在产业中的应用，以及与之相关的一些技术一、了解物联网✈【教师】介绍物联网的概念和产业中的应用物联网（internetofthings，IoT）又称传感网，是利用射频识别（RFID）、传感器、全球定位系统（GPS）、激光扫描器等信息传感技术和设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。✈知识链接RFID是射频识别（radiofrequencyidentification）的英文缩写，是20世纪90年代开始兴起的一种自动识别技术。RFID系统主要由3部分组成：电子标签（tag）、阅读器（reader）和天线（antenna）。其中，电子标签用于存储物体的标识信息；阅读器用于以射频信号方式读取电子标签中的信息（有的阅读器也具有写入信息功能）；天线用于发射和接收射频信号，往往内置在电子标签和阅读器中。例如，中国第二代身份证内嵌了存储个人基本信息的电子标签，需要时利用阅读器一扫，即可获取个人身份信息。传感器也称感应器，是一种探测装置，利用它可以感知物体或环境的温度、湿度、电磁辐射或气体成分等属性，并将感知的信息转换为电信号或其他形式输出。物联网的定义包含两层意思：一是物联网的基础仍然是互联网，它是在互联网的基础上延伸和扩展的网络；二是其用户终端延伸和扩展到了任何物体之间，使任何物体之间都可以进行信息交换和通信。简而言之，物联网就是“物物相连的互联网”，如图1-33所示（详见教材）。物联网作为一种新兴的信息技术，其应用正在迅速向各个领域蔓延，从家居（见图1-34，详见教材）、医疗、物流、交通、零售、金融、工业到农业，物联网的应用无处不在。例如，时下流行的共享单车，只要拿出手机扫一扫即可打开智能锁骑行，这些智能锁使用的就是物联网技术。【课堂问答】✈【教师】随机邀请学生回答以下问题请同学们根据物联网相关知识的介绍，列举几个你所接触过的物联网应用场景。✈【学生】聆听、思考、回答✈【教师】总结学生的回答二、了解大数据✈【教师】介绍大数据的概念和产业中的应用大数据（bigdata）也称海量数据或巨量数据，是指数据量大到无法利用传统数据处理技术在合理的时间内获取、存储、管理和分析的数据集合。“大数据”一词除用来描述信息时代产生的海量数据外，也用来命名与之相关的技术、创新与应用。大数据具有海量的数据规模（volume）、快速的数据流转（velocity）、多样的数据类型（variety）和价值密度低（value）四大特征，简称4V。（1）海量的数据规模。2004年，全球数据总量为30EB，2005年达到50EB，2015年达到7900EB，2019年达到41ZB。根据国际数据资讯（IDC）公司监测，全球数据量大约每两年翻一番，预计到2025年，全球将拥有163ZB的数据。✈小提示大数据是随着互联网（尤其是移动互联网）的普及和物联网的广泛应用而产生的。在互联网中，人人都是数据制造者。例如，在社交媒体上发表文章、上传照片和视频，在购物网站购物，利用搜索引擎搜索信息，利用支付宝或微信付费等，都会产生大量的数据。此外，在物联网中，各类传感设备、监控设备等每天也会产生大量的数据。（2）快速的数据流转。指数据产生、流转速度快，而且越新的数据价值越大。这就要求对数据的处理速度也要快，以便能够及时从数据中发现、提取有价值的信息。（3）多样的数据类型。指数据的来源及类型多样。大数据的数据类型除传统的结构化数据外，还包括大量非结构化数据。✈小提示结构化数据是指可以使用二维表结构来表示的数据，一般使用传统的关系数据库进行存储和管理；非结构化数据是指数据结构不规则，不方便用二维表来表示的数据，包括各类文档、网页、图像、音频、视频等。（4）数据价值密度低。指数据量大但价值密度相对较低，挖掘数据中蕴藏的价值犹如沙里淘金。大数据正在众多领域掀起变革的巨浪，但是，我们要看到，大数据的核心在于挖掘数据中蕴藏的价值。例如，通过对大量数据的分析和挖掘来预测行业发展趋势、做精准营销、优化生产流程等。如今，大数据在各行各业的应用无处不在，包括电商、金融、通信、物流、医疗、教育、农业、工业制造、城市管理等。例如，大数据在电商行业的典型应用场景有：①电商企业收集大量用户在电商网站或网络媒体上的注册信息、行为数据（用户在网站和App中的浏览/点击/发帖等行为）、交易数据等；②对收集的数据进行分析和挖掘，得出不同用户的购买能力、行为特征、心理特征、兴趣爱好、家庭情况、喜欢的社交网络等数据；③根据分析结果做精准营销、精准推荐等。三、了解云计算✈【教师】介绍云计算的概念和产业中的应用云计算（cloudcomputing）既是一种计算机创新技术，也是一种IT服务模式。它将计算任务分布在互联网上由大量计算机（通常是一些大型服务器集群）构成的资源池中，并将资源池中的资源（计算力、存储空间、带宽、软件等）虚拟成一个个可任意组合、可大可小的资源集合，然后以服务的形式提供给用户使用。传统模式下，企业建立一套IT系统（如网站、信息管理系统）不仅需要购买各种软硬件（如服务器），还需要专门的人员进行部署和维护。当企业规模扩大时还要继续升级软硬件以满足需要。而利用云计算，企业无须再购买和部署这些资源，只要按需购买云计算服务商提供的计算力、存储空间或应用软件即可，从而降低成本，提高效率。有人将这种改变形象地比喻为从单台发电机的自我供电模式转向了电厂集中供电模式。它意味着计算力也可以像电、煤气和自来水一样作为一种商品进行流通，取用方便，按使用量付费且费用低廉。目前，国内外知名的云计算服务商有阿里云（见图1-35，详见教材）、腾讯云、百度云、亚马逊AWS、微软Azure、谷歌Cloud等。云计算在IT产业各个方面都有用武之地，下面介绍几个典型的应用场景。（1）企业云：是专门设计客户关系管理软件、人力资源管理软件、数据库软件等企业内部系统给商业公司使用的云系统。（2）云存储系统：它通过整合网络中的多种存储设备来对外提供云存储服务，并能管理数据的存储、备份、复制和存档。云存储系统适合于那些需要管理和存储海量数据的企业。（3）大规模数据处理云：企业将数据处理软件和服务运行在云计算平台上，利用云计算的计算能力和存储能力对海量的数据进行大规模的处理，从而帮助企业快速进行数据分析，发现可能存在的商机和存在的问题，以做出更好、更快和更全面的决策。（4）云杀毒：当发现有嫌疑的数据时，杀毒软件可以将有嫌疑的数据上传至云中，并通过云中庞大的特征库和强大的处理能力来分析这个数据是否含有病毒。（5）开发测试云：云计算可以解决开发测试过程中的棘手问题。其通过Web界面，可以预约、部署、管理和回收整个开发测试的环境；通过预先配置好（包括操作系统、中间件和开发测试软件）的虚拟镜像来快速地构建一个个异构的开发测试环境；通过快速备份、恢复等虚拟化技术来重现问题，并利用云的强大的计算能力来对应用进行压力测试。开发测试云比较适合那些需要开发和测试多种应用的企业和机构。（6）游戏云：将游戏部署至云中。目前主要有两种应用模式，一种是基于Web游戏模式，如使用Java、Flash和Silverlight等技术开发网页游戏，这种解决方案比较适合休闲游戏；另一种是为大容量和高画质的专业游戏设计的，整个游戏都将在云中运行，并将渲染完毕的游戏画面压缩后通过网络传送给用户。四、了解人工智能✈【教师】介绍人工智能的概念和产业中的应用人工智能（artificialintelligence，AI）是研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统的一门学科，其目标是生产出能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。具体来说，人工智能就是让机器像人类一样具有感知能力、学习能力、思考能力、沟通能力、判断能力等，从而更好地为人类服务。近几年，在移动互联网、大数据、云计算、物联网、脑科学等新理论、新技术，以及经济社会发展强烈需求的共同驱动下，人工智能的发展进入新阶段，深深地融入我们的生活。无论是手机上的指纹识别、人脸识别、导航系统、美颜相机、新闻推荐、智能搜索、语音助手、翻译助手、垃圾邮件过滤等应用，还是智能监控、智能音箱、智能机器人、自动驾驶汽车（见图1-36，详见教材）、无人机（见图1-37，详见教材），这些都与人工智能密切相关。【课堂问答】✈【教师】随机邀请学生回答以下问题请同学们结合自己用过的人工智能AI软件，介绍其应用场景，你认为的其智能主要体现在什么地方？✈【学生】聆听、思考、回答✈【教师】总结学生的回答五、了解VR和AR✈【教师】介绍VR和AR的概念和产业中的应用1．了解VR虚拟现实（virtualreality，VR）是指利用计算机技术模拟出一个逼真的三维空间虚拟世界，使用户完全沉浸其中，并能与其进行自然交互，就像在真实世界中一样。例如，VR游戏可以让用户完全沉浸在游戏中，犹如身临其境，如图1-38所示。目前，虚拟现实系统主要应用于仿真演示、仿真实验、模拟训练、模拟演练、仿真设计、可视化管理、艺术与娱乐等方向，如教学仿真演示与实验（见图1-39，详见教材）、军事模拟训练与演习（见图1-40，详见教材）、消防模拟训练与演练、飞机和汽车等驾驶模拟训练、航天模拟训练、外科手术模拟训练、建筑仿真设计与演示、产品仿真设计与演示、交通路况与环境仿真演示、VR影视与游戏、科学研究和工程管理可视化等。【课堂问答】✈【教师】随机邀请学生回答以下问题你用过虚拟现实系统的设备吗？如果用过，是用来做什么？✈【学生】聆听、思考、回答✈【教师】总结学生的回答2．了解AR增强现实（augmentedreality，AR）是把真实环境和虚拟环境结合起来的一种技术。与VR不同的是，AR是在现实的环境中叠加虚拟内容，实现了虚实结合。此外，AR在用户端无须头戴式3D显示器、3D鼠标、数据手套等交互设备，只需要一个智能手机、平板计算机或AR眼镜即可（利用AR眼镜可同时看到现实环境和虚拟内容）。目前，AR主要应用于零售、教育、医疗、娱乐和游戏、广告、军事等领域。例如，在零售领域，可以利用AR进行试装（见图1-41，详见教材）、试妆，让消费者得到更好的购物体验；在教育和培训领域，可以利用AR生动地演示相关知识和应用（见图1-42，详见教材）；在医疗领域，做微创手术时可以利用AR实时观察手术部位，相当于增强了外科医生的视力。六、物联网的体系结构✈【教师】介绍物联网的体系结构：感知层、网络层和应用层物联网作为一个网络系统，与其他网络一样，也有其特有的体系结构。它包括感知层、网络层和应用层3个层次，如图1-43所示（详见教材）。（1）感知层。物联网的感知层利用RFID、传感器、摄像头、全球定位系统等传感技术和设备，随时随地获取物体的属性信息并传输给网络层。物体属性包括静态和动态两种，其中，静态属性可以存储在电子标签中，使用阅读器读取；动态属性（如温度、湿度、速度、位置等）则需要使用传感器、摄像头或全球定位系统等实时探测。（2）网络层。通过各种网络，将物体的信息实时、准确地传递给应用层。（3）应用层。应用层有一个信息处理中心，用来处理从感知层得到的信息，以实现物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理等实际应用。物联网的3层结构体现了物联网的基本特征，即全面感知、可靠传递和智能处理。。七、云计算的服务类型✈【教师】介绍云计算的服务类型：基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）云计算按照服务类型分为基础设施即服务（IaaS）、平台即服务（PaaS）和软件即服务（SaaS）3种。（1）基础设施即服务。IaaS主要是出售计算能力、存储和带宽等基础资源。IaaS不像传统的服务器租赁商一样出租具体的服务器实体，而是将所有服务器的计算能力和存储能力整合成一个整体，然后划分为一个个虚拟的实例，每个实例代表着一定的计算能力和存储能力。购买云计算服务的企业以这些实例作为计量单位付费，并可以根据应用需要随时调整租用量大小，以减少开支。（2）平台即服务。PaaS主要面向软件开发人员，它提供了完整的云端开发环境，使软件开发者无须在本地安装开发工具，可以直接在云端开发软件，不但节省了开发者的成本和时间，而且加快了产品的上线速度。（3）软件即服务。SaaS主要面向企业或个人用户，它将某些应用软件封装成服务，让用户可以通过浏览器或App随时随地使用这些服务。例如，Salesforce公司提供的在线客户关系管理系统CRM、微软公司提供的Office365办公套件都属于SaaS。八、人工智能的关键技术✈【教师】介绍机器学习、计算机视觉、生物特征识别、自然语言处理、语音识别、机器人技术1．机器学习机器学习是指使计算机能像人类一样学习，以获取新的知识或技能，重新组织已有的知识结构，从而不断改善自身性能，如图1-44所示（详见教材）。机器学习是使计算机具有智能的根本途径，它让计算机不再只是通过特定的编程完成任务，而是可以通过不断学习来掌握本领。机器学习在人工智能的其他技术领域也扮演着重要角色，包括计算机视觉、生物特征识别、自然语言处理、语音识别等。例如，在计算机视觉领域，它能在海量图像中通过不断训练来改进视觉模型，从而不断提高识别图像的准确率。2．计算机视觉计算机视觉是指使计算机具备像人类那样通过视觉系统提取、观察、理解和识别图像和视频的能力。计算机视觉相当于人工智能的大门，包括医疗成像分析、智能监控、自动驾驶、机器人、工业产品检测等，均需要利用计算机视觉系统提取并识别现场图像或视频信息。计算机视觉的识别准确率普遍可达90%以上，远远超过了人类。3．生物特征识别生物特征识别是指根据人的生理或行为特征对人的身份进行识别、认证，如图1-45所示（详见教材）。生物特征识别涉及的内容十分广泛，包括指纹、掌纹、人脸、虹膜、指静脉、声音、步态等。其识别过程涉及计算机视觉、