《信息系统中的计算机和移动终端》教学设计
一、教材分析
计算机和移动终端是信息系统最主要的组成部分。本节重点介绍了计算机和移动终端的作用及基本工作原理。通过探究网络订票系统中的计算机和移动终端，分析它们的作用。通过开展“组建计算机系统”实验，理解计算机的工作原理。通过阅读“存储程序”原理，加深对计算机工作原理的理解。通过中关村在线攒机，了解计算机的参数。通过对手机、平板和笔记本电脑各个组成部件及系统的比较，体会它们的异同点。
二、学情分析
计算机和移动终端在学生的学习与生活中都普遍存在，接触和了解得都比较多，这些为本节内容的学习提供了感性认识的基础。对于计算机运行速度的快慢，学生都有体会，甚至可能会用鲁大师跑个分，对于手机运行速度的快慢，可能会用安兔兔跑个分，这些都有利于本节对计算机性能指标的认识。平时使用手机流量上网，都有利于对移动互联网和云计算机的理解。
三、教学目标
信息意识：
理解移动终端、移动互联网、云计算的相关概念；
描述计算机和移动终端的基本工作原理；
理解计算机、移动终端在信息系统中的作用；
计算思维：
能够对照计算机的组成部件及其作用，分析智能手机、平板电脑和笔记本电脑等移动终端，并就其操作系统实验与比较；
数字化学习与创新：
能够开发组建计算机的实验；
调查计算机的规格参数；
信息社会责任：
思考手机等移动终端与社会、生活的关系；
在信息系统应用过程上，能预判可能存在的信息泄露等安全风险；
四、重难点分析
重点：
计算机的工作原理及软硬件架构；
移动终端组成部件及操作系统的比较
难点：
计算机和移动终端的基本工作原理；
计算机的性能指标
五、教学方法
项目学习法、任务驱动法、交流协作法、自主探究法
六、教学过程
（一）、创设情境、引入新课
师：我们知道信息系统由五大部分组成，其中就包含硬件。大家在使用信息系统时，都用过哪些硬件？
生：讨论、交流教师提出的问题，各小组选择一名代表发言。可能的回答有：1、手机，2、电脑，3、平板......
师：总结学习发言，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。
（二）、计算机和移动终端的作用
生：
分析：小组分析讨论计算机和移动终端所起的作用，并将表2-4补充完整。
表2-4网络订票系统中计算机和移动终端的作用
师：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。
（三）、计算机的工作原理
生：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。
师：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。年，我国自行研制的超级计算机“神威·太湖之光”（如图2-11所示）在国际超级计算大会（ISC）上亮相。“神威·太湖之光”超级计算机安装了个中国自主研发的“申威”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。
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，如图2-12所示。
图2-12计算机系统架构图
（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。
计算机硬件包括：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
（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。
计算机软件包括：系统软件（包括操作系统、诊断程序和语言处理程序等）和应用软件。
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。
一般可以这些指标来评价计算机的性能：字长、主频、运算速度、存取周期、存储容量和外部设备等。此外，可靠性、兼容性、可维护性和输入/输出数据的传输率等，也是衡量计算机性能的技术指标。除了性能指标外，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。
中国科学院计算技术研究所于年研制出首款国产商用4核处理器“龙芯3A”，其工作频率为MHz～1GHz。年研制出首款国产商用8核处理器“龙芯3B”，主频达到1GHz。年3月31日，中国发射首枚使用“龙芯”的北斗卫星。
生：
阅读：“存储程序”原理
实践：人们可以通过网络购买计算机、智能手机等设备，图2-14是电子商务系统提供的某型号计算机的规格参数。同学们根据所学知识，通过网络查找资料，了解其规格参数的含义，调查信息技术实验室的计算机参数，填写表2-8。
（四）、移动终端的工作原理
师：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APP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）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%，如图2-15所示。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。
图2-15互联网络接入设备使用情况
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，如图2-16所示。
图2-16移动互联网的层次结构
应用层是移动互联网的终点和归宿，它直接与应用程序通过接口建立联系，为用户提供包括休闲娱乐类、工具媒体类、商务财经类等不同的应用与服务。
网络层指融合多种技术的宽带无线网络，它解决了移动信息系统应用中的便携性、个性化、多媒体业务、综合服务等问题，使用户能够随时随地按需接入无线网络，访问各种应用。当前，主要的无线网络包括2G、3G、4G、5G和Wi-Fi网络。
终端层主要包括智能手机、平板电脑、上网本、笔记本电脑等移动终端，采用无线通信网络技术（如Web/WAP）接入互联网。无线通信技术和待机时间是移动互联网终端设备的主要技术指标。
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（CloudComputing）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。
生：
调查：根据已有经验，尝试分析智能手机、平板电脑、笔记本电脑等移动终端，对照计算机的组成部件及其作用，做好记录，并与小组中的同学交流讨论，将表2-9补充完整。
表2-9移动终端的组成部件
交流：同学们交流讨论常用的移动终端操作系统，填写表2-10。
（五）、课堂总结
本节我们学习了计算机和终端设备的硬件、软件构成等内容。对计算机和终端设备的工作原理有了初步的理解，能够对计算机的性能指标作出评价，对手机、平台电脑和笔记本电脑的软硬件进行比较，对移动移动互联网和云计算形成了初步的认识，通过开展组装计算机系统实验增强了动手能力。
（六）、作业布置
这是一个新时代，一部智能手机，可以理财、约车、叫外卖、网购，可以满足我们很多需求。手机几乎占用了所有的碎片化时间，夺走了与家人朋友相处的时间。请同学们思考，如何处理好信息系统与人、社会的关系？如何健康、负责任地使用智能手机等移动终端？
结合本节所学知识，开展相应的信息系统组装和调试实验，了解计算机与移动终端的工作原理，体会计算机与移动终端在信息系统中的作用，并参照项目范例的样式，撰写相应的项目成果报告。
七、板书设计
八、教学反思
在计算机的组成及工作原理中，要重点提及一下我国的自主处理器“申威”和“龙芯”，以增强同学们对我国在信息领域自主创新的信心。将计算机的性能指标和规格参数与鲁大师和安兔兔跑分联系起来，将手机、平板和笔记本电脑的使用体验与它们的软硬件比较联系起来，将4G上网和语音输入等与移动互联网和云计算联系起来，这样处理有利于学生对课本内容的理解。
