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信息系统中的计算机和移动终端 学案

信息系统中的计算机和移动终端
学习目标
1.描述计算机和移动终端的基本工作原理;
2.理解计算机、移动终端在信息系统中的作用。
学习内容
信息系统中的计算机与移动终端是信息系统基础设施的重要组成部分之一。
计算机和移动终端的作用
计算机具有海量存储、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。
移动终端是指可以在移动中使用的计算机设备,主要用于实现人机交互,其移动性主要体现为移动通信能力和便携化体积。移动终端包括手机、笔记本电脑、平板电脑、车载电脑等。移动终端不仅可以通话、拍照、听音乐、玩游戏,而且可以实现定位、信息处理、指纹扫描、身份证扫描、条码扫描、IC卡扫描以及酒精含量检测等丰富的功能,成为移动执法、移动办公和移动商务的重要工具。
计算机的工作原理
实验
以小组为单位,在信息技术实验室中开展“组建计算机系统”的实验。
实验:组建计算机系统
【实验目的】
(1)了解计算机的硬件构成,对计算机各组成部分有直观的认识。
(2)理解计算机各部件的功能,了解计算机的各项技术指标和参数,了解计算机的组装过程。
【实验内容】
(1)分组组装计算机硬件。
(2)测试计算机硬件组装的正确性。
(3)安装操作系统和驱动程序。
【实验器材】
(1)硬件:计算机主板、中央处理器(CPU)、内存、显卡(有些主板集成了显卡)、声卡(有些主板集成了声卡)、硬盘、光驱、机箱、电源、显示器、键盘、鼠标等。
(2)软件:主板、显卡、声卡等硬件的驱动程序以及计算机操作系统的安装软件等。
(3)工具:十字螺丝刀、一字螺丝刀、镊子、尖嘴钳等工具。
【实验步骤】
(1)清点并整理安装工具和所需软硬件。
(2)在机箱主板托板上安装和固定计算机主板。
(3)固定软、硬盘驱动器,光盘驱动器。
(4)固定CPU,安装内存条,安装显卡、声卡。
(5)安装主机电源。
(6)连接信号线和排线,连接主机电源线,连接软、硬盘驱动器,连接光盘驱动器的电源线和信号线。
(7)盖上机箱盖,连接显示器、键盘、鼠标、音箱等外接线。
(8)接通电源,开机测试。
(9)设置计算机BlOS。
(10)安装计算机操作系统。
(11)安装计算机硬件驱动程序。
【安全警示】
(1)本实验中计算机电源为交流电,操作时应特别小心。
(2)器材和工具边缘较尖锐,小心割伤皮肤。
(3)实验前认真准备实验内容,实验中要严格按照实验室的有关规章进行操作。
【注意事项】
(1)计算机系统由各种高度集成的电子器件构成,能够承受的电压、电流比较小,在安装前,应先消除身上的静电,方法为用手摸一下自来水管等接地设备。
(2)在组装计算机的过程中不要连接电源线,不要在通电后触摸机箱内的任何物件。
(3)对各个部件要轻拿轻放,不要碰撞,尤其是硬盘。
(4)在紧固部件、接插数据线和电源线时,要适度用力,不要动作过猛。
计算机系统本身就是基本、重要的信息系统,也是其他信息系统的重要组成元素。
1.计算机的发展
计算机的发展以硬件物理器件的变革为主要特征,先后经历了电子管、晶体管、集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路的技术变革。2016年,我国自行研制的超级计算机“神威·太湖之光”在国际超级计算大会(ISC)上亮相。“神
·太湖之光”超级计算机安装了40960个中国自主研发的“申威26010”众核处理器,该众核处理器采用64位自主神威指令系统,峰值性能为12.5亿亿次/秒,持续性能为9.3亿亿次/秒。
2.计算机工作的基本原理
计算机的基本原理是存储程序和程序控制。
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。
计算机在运行时,先从內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。
“存储程序”原理
任何复杂的运算都可以分解为一系列简单的操作步骤,这些简单操作步骤是计算机能够直接实现的“指令”,如加法指令、减法指令等。解决一个问题,先确定分解的算法,然后编制运算过程,选取能实现其操作的适当指令,组成“程序”。把程序和处理问题所需的数据预先按照一定顺序存放在计算机的存储器中,计算机运行时,首先从存储器取出
第一条指令,实现第一个基本操作,然后自动地逐条取出指令,执行一系列的基本操作,从而完成一个复杂的运算,这就是存储程序的基本过程。
3.计算机的系统架构
计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。两者之间相互依存,互为补充,如下图所示。

(1)硬件。
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。下表为计算机的基本组成部件。

(2)软件。
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。软件分为系统软件和应用软件,如下表所示。

系统软件还包含支撑软件,支撑软件有接口软件、工具软件、环境数据库等,它能支持用机的环境,提供软件研制工具。
4.计算机的主要性能指标
计算机功能的强弱或性能的好坏,不是由某项指标决定的,而是由它的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等多方面的因素综合决定的,一般可以用下表中的指标来评价计算机的性能。

此外,可靠性、兼容性、可维护性和输入输岀数据的传输率等,也是衡量计算机性能的技术指标。
中国科学院计算技术研究所于2009年研制出首款国产商用4核处理器“龙芯3A”,其工作频率为900MH~1GHz。2012年研制出首款国产商用8核处理器“龙芯3B”,主频达到1GHz。
2015年3月31日,中国发射首枚使用“龙芯”的北斗卫星。
除上表中罗列的性能指标外,计算机还有其他一些指标,如所配置外围设备的性能指标以及所配置系统软件的情况等。另外,各项指标之间也不是彼此孤立的,在实际应用时,应该把它们综合起来考虑。
移动终端的工作原理
人们旅游时可以用手机订票、获取电子登机牌、查看目的地未来一周天气;出门时可以使用手机AP软件预约、骑行共享单车;娱乐消费时可以使用电子优惠券、手机电子支付、查看娱乐消费地点的网友评价;休闲时可以用手机或平板电脑进行网络阅读、听音乐、看视频;还可以用手机等终端进行购物、交友、聊天、搜索、理财、学习等。这些丰富多彩的应用背后都有移动终端、移动互联网、云计算等的身影。
根据中国互联网络信息中心( CNNIC)2017年6月发布的第40次《中国互联网络发展状况统计报告》显示:截至2017年6月,我国手机网民规模达7.24亿,增长率连续三年超过10%;我国网民使用手机和平板电脑上网的比例分别为96.3%和28.7%,使用台式电脑和笔记本电脑上网的比例分别为55.0%和36.5%。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。
1.硬件和软件
从计算机技术的角度来看,移动终端所包含的软硬件结构和计算机相仿。移动终端具有中央处理器、存储器、输入输出等设备,是一台具备通信功能的微型计算机设备。相对于计算机设备而言,移动终端的输入、输出方式更多样化,如触摸屏、定位、摄像头和各种感应单元等。
2.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。它改变的不仅是接入手段,也不仅是桌面互联网的简单复制,而是一种新的能力、新的思想和新的模式,正在开辟信息通信业发展的新时代。
移动互联网的结构可分为三个层次,即应用层、网络层和终端层,如下图所示。

3.云计算
在计算机网络的拓扑图中,一般用“云”的符号代表互联网。也就是说,云计算( Cloud computing)是通过互联网以服务的形式将计算资源提供给用户。
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。
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,只需投人很少的管理工作,或与服务供应商进行很少的交互。
云计算是分布式计算、并行计算、虚拟化、负载均衡等传统计算机技术和网络技术发展融合的产物。
随着移动互联网时代的到来,智能手机已普及应用,大大地改变了人们的社会生活方式与交往方式。
 
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