《大学计算机》教案

信息学院2015—2016学年度第一学期《大学计算机》教学方案授课年级 2015级专业层次授课班级授课教师2015年8月《绪论》教案《计算机组成原理》教案晶体管：集成电路：3、计算机的分类带着这一系列的问题我们进入本次课的学习。

讲解计算机制造技术的发展，讲解计算机的分类、不同计算机的特点和应用场合，介绍我国计算机的发展水平。

在讲解的过程中展示一些图片，加深理解，结合一些实际中的例子讲解，把抽象问题具体化。

计算机分类中有些概念有交叉，注意说明。

4、思考：工作站、服务器与巨型机、大型机、小型机、微型机的概念有无交叉的地方？评价：制造技术、功能->完善->提高总结：需求推动发展，发展为人类服务。

作业与课外训练查阅资料，了解我国计算机的发展。

课外阅读资料•/link?url=FVulB_lkLlbUpITI11iaK5VsYkCD_mTQ13 -TtfdmREQ3IGDYimHVPNwTImgD00nqURVCE8Mt560LBPthqZNc5q •/kxcb/jsjfzs/•/zjjsj/4.1.htm•计算思维课后小结通过这次课的学习，了解了计算机的发展和分类，为进一步学习打下了基础。

任课教师曹云鹏授课班级授课时间教学时间安排讲授1学时，实验1学时授课题目（章节）图灵与图灵机教学目的、要求（教学目标）✧了解图灵及其贡献；✧掌握计算的概念；✧掌握图灵机的思想原理及其意义。

教学重点与难点重点：图灵机的思想原理及其意义难点：计算的概念教学方式、方法与手段课堂讲授与实验实践相结合，案例教学法和启发式教学法。

教学基本内容及过程教学基本内容教学过程1、图灵及其贡献•图灵(Alan Turing, 1912~1954)，出生于英国伦敦，19 岁入剑桥皇家学院，22 岁当选为皇家学会会员。

•1937 年，发表了论文《论可计算数及其在判定问题中的应用》，提出了图灵机模型，后来，冯·诺依曼根据这个模型设计出历史上第一台电子计算机。

•1950 年，发表了划时代的文章：《机器能思考吗?》,成为了人工智能的开山之作。

•计算机界于1966年设立了最高荣誉奖：ACM图灵奖。

复习回顾：复习之前所学的计算机的发展有关的知识。

课程引入：向学生提问问题：对计算机的发展有重大影响或做出突出贡献的科学家有谁？他或他们都做了？有何影响？2、什么是计算所谓计算就是计算者(人或机器)对一条两端可无限延长的纸带上的一串0或1，执行指令一步一步地改变纸带上的0或1，经过有限步骤最后得到一个满足预先规定的符号串的变换过程3、图灵机所谓的图灵机就是指一个抽象的机器，它有一条无限长的纸带，纸带分成了一个一个的小方格，每个方格有不同的颜色。

有一个机器头在纸带上移来移去。

机器头有一组内部状态，还有一些固定的程序。

在每个时刻，机器头都要从当前纸带上读入一个方格信息，然后结合自己的内部状态查找程序表，根据程序输出信息到纸带方格上，并转换自己的内部状态，然后进行移动。

4、思考：图灵机的思想意义：是关于数据、指令、程序及程序/指令自动执行的基本思想。

带着这一系列的问题我们进入本次课的学习。

讲解图灵的生平和贡献，重点讲解图灵机的思想原理和伟大意义。

在讲解的过程中展示一些图片，加深理解，结合一些实际中的例子讲解，把抽象问题具体化。

评价：人的贡献任课教师曹云鹏授课班级授课时间教学时间安排讲授1学时，实验1学时授课题目（章节）计算机的基本组成及工作原理教学目的、要求（教学目标）✧掌握计算机硬件系统的基本组成及工作原理；✧掌握计算机软件系统；✧了解微型计算机的组成。

教学重点与难点重点：计算机硬件系统的基本组成、计算机中数据单位难点：计算系统软件相关概念教学方式、方法与手段课堂讲授与实验实践相结合，案例教学法和启发式教学法。

教学基本内容及过程教学基本内容教学过程1、计算机硬件系统的基本组成及工作原理•⑴计算机硬件由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

•⑵计算机内部采用二进制来表示程序和数据。

•⑶采用“存储程序”的方式，将程序和数据放入同一个存储器中（内存储器），计算机能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。

2、计算机中数据的单位复习回顾：复习之前所学的计算机的功能有关的知识。

课程引入：向学生提问问题：计算机是由什么组成的？其功能是如何实现的？也就是说其内部是怎样工作的？位（bit）、字节（Byte）、字（word）3、计算机软件系统计算机软件( Software，也称软件，)是指计算机系统中的程序及其文档，程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述；文档是为了便于了解程序所需的阐明性资料。

计算机软件可分为系统软件和应用软件两大类系统软件（1）操作系统（2）程序设计语言、解释程序和编译程序（3）数据库和数据库管理系统（4）监控管理、调试、驱动、故障诊断程序（5）网络管理类软件4、微型计算机的组成（1）主板（2）中央处理器（3）存储器（4）显卡（5）声卡（6）总线（7）输入设备带着这一系列的问题我们进入本次课的学习。

讲解计算机硬件系统的基本组成及工作原理。

在讲解的过程中展示计算机五大组成图片，加深理解。

讲解计算机软件系统。

在讲解的过程中展示计算机分层蛋壳图片，加深理解，掌握软、硬件的关系。

讲解微型计算机的组成。

在讲解的过程中展示图片，加深理解，结合一些实际中的例子讲解，把抽象问题具体化。

评价：第三章计算机中数据的表示《数据的组织与管理》教案及过程如下图树形结构示意图：树形结构的存储结构：孩子兄弟表示法。

2、二叉树➢ 二叉树（Binary Tree ）是n （n ≥0）个结点的有限集合，或者是空集，或者是由一个根和分别称为左子树、右子树的两个不相交的二叉树构成。

➢ 二叉树和树是两个不同的概念✓ 树的子树没有顺序，二叉树的两棵子树有左右之分。

✓ 树中结点的度是任意的，二叉树中每个结点的度不能大于2。

由树形结构示意图讲解树中的名词树根、孩子、父母、兄弟、堂兄弟和叶子节点画出树形结构示意图的孩子兄弟表示法的存储结构二叉树是度小与等于2的树教学基本内容教学基本内容 教学过程B L A M F EC G I DH K J N O教学基本内容及过程霍夫曼树：4.1.4图形结构1、图的定义及其表示➢图(Graph)是由顶点的有穷非空集合和顶点之间边的集合组成。

➢通常表示为：G(V, E)，其中：✓G表示一个图；✓V是图G中顶点的集合；✓E是图G中边的集合。

一步一步的进行构造，最后生成霍夫曼树根据编码规则生成每个字母的编码，讲解2个字母的编码，其余的有学生写出元素之间多对多的关系——图讲解数据结构中图结构的定义及图的特点、有向图和无向图的区别教学基本内容及过程2、图的应用—最短路径TSP问题(Traveling Salesman Problem，旅行商问题)，威廉哈密尔顿爵士和英国数学家克克曼T.P.Kirkman于19世纪初提出来的。

有若干个城市，任何两个城市之间的距离都是确定的，现要求一旅行商从某城市出发必须经过每一个城市且只能在每个城市逗留一次，最后回到原出发城市，问如何事先确定好一条最短的路线使其旅行的费用最少。

图的应用—最小生成树现需要为九个宿舍楼架设通信网络，大致位置如图所示，A-I为宿舍楼，权值表示楼之间的直线距离，如何设计用最小成本完成这次任务。

所谓最小成本，就是n个顶点，用n-1条边连接起来，并使得权值之和最小。

第一步我们要做的事情就是将所有的边的长度排序，用排序的结果作为我们选择边的依据。

这里再次体现了贪心算法的思想。

资源排序，对局部最优的资源进行选择。

实例讲解最短路径实例讲解最小生成树教学基本内容及过程教学基本内容教学过程最小生成树4.2数据管理4.2.1 数据管理技术的发展1、从人工到数据库为了有效地管理和利用数据，从20世纪50年至80年代，计算机数据管理技术主要经历了人工管理、文件系统管理和数据库系统三个阶段。

人工管理阶段：师生互动的环节讲解构造规则，慢慢引导学生完成，理解规则数据组织后需要数据管理讲解数据管理的几个阶段教学基本内容及过程教学基本内容教学过程文件管理阶段：数据库管理阶段2、从数据仓库到数据挖掘所谓数据仓库，就是对于大量已经由OLTP形成的数据的一种分析型的数据库，是相关的多个数据库系统的集合。

数据仓库集成多种数据源，实现数据的共享和透明访问。

在数据库应用到一定程度后对历史数据的加工与分析，用于处理商业智能、决策支持等重要的决策信息。

数据挖掘，又称为数据库中知识发现，它是一个从大量数据中抽取挖掘出未知的、有价值的模式或规律等知识的复杂过程。

简单地讲就是从大量数据中挖掘或抽取出知识。

3、大数据通过示意图讲解每个阶段的特点以淘宝为例讲解大数据。