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课件网) 第四单元 第4课 计算机的诞生 清华版（小学） 通 1 学习目标 3 新知讲解 5 拓展延伸 7 板书设计 2 新知导入 4 课堂练习 6 课堂总结 课后作业 8 01 教学目标 （1）了解计算机的诞生过程。 （2）了解冯·诺依曼对于计算机诞生的巨大贡献，知道他提出的计算机体系。 （3）明白计算机的诞生对人类文明的重要影响。 02 新知导入 理论奠基与现实挑战 图灵机作为理论模型为计算机科学提供了可计算性理论的核心原理，但将其转化为实体计算机需要突破工程技术难题，包括物理硬件的实现、电路设计等实际问题。 02 新知导入 计算革命的开启 19世纪30-40年代是计算机从理论走向实践的关键时期，这一时期的技术突破（如继电器、电子管的应用）直接推动了现代计算机的诞生，引发持续数十年的科技革命。 03 新知讲解 算盘的局限性 算盘作为传统计算工具，在应对日益复杂的社会计算需求时逐渐显现不足，促使科学家探索更高效的计算方式。 1 从算盘到机械计算器 03 新知讲解 帕斯卡机械计算器的创新 1642年，18岁的帕斯卡为协助税务工作的父亲，发明了滚轮式加法器，1649年获皇家授权，首次实现机械自动化计算，标志着计算工具从手动向机械的跨越。 1 从算盘到机械计算器 03 新知讲解 早期机械计算机的共同缺陷 虽然后续出现多种复杂计算机器，但这些机械装置仅能执行特定计算任务，缺乏通用计算能力。 1 从算盘到机械计算器 03 新知讲解 计算机技术的迭代升级 20世纪40年代计算机从机电混合（低效的电气开关+机械装置）演进为全电子化（电子管驱动），实现第二代计算机的技术飞跃，为通用计算奠定硬件基础。 2 通用计算机的诞生 03 新知讲解 早期电子计算机的局限性 1943年英国Colossus计算机虽开创性地采用全电子设计（布尔逻辑运算+纸带输入），但其专用化架构仍非真正通用计算机，反映了从专用到通用的发展过渡期特性。 2 通用计算机的诞生 03 新知讲解 ENIAC的突破性意义与物理特性 1946年问世的ENIAC作为首台通用电子数字计算机，具有划时代意义，但其体积庞大，占地170㎡，重27吨。 2 通用计算机的诞生 03 新知讲解 技术局限与运维挑战 ENIAC存在编程繁琐（需手动跳线/开关设置）和稳定性差（真空管高频损坏）两大缺陷，操作员需具备快速故障定位能力，反映早期计算机的工程不成熟性。 2 通用计算机的诞生 03 新知讲解 女性程序员的里程碑贡献 "ENIAC女孩"团队承担核心编程工作，其1997年入选国际科技名人堂，既揭示了计算机发展史上被忽视的女性角色，也确立了编程工作从起始阶段的关键地位。 2 通用计算机的诞生 03 新知讲解 ENIAC的编程局限性 ENIAC虽然实现了通用计算功能，但其编程方式依赖物理跳线和机械开关，效率极低，单次编程常需数日，暴露出早期电子计算机在操作交互上的重大缺陷。 3 冯·诺依曼与现代计算机体系 03 新知讲解 冯·诺依曼的学术背景与成就 冯·诺依曼，1903年生于匈牙利，自幼展现惊人数学天赋，18岁进入柏林大学，19岁发表重要论文，23岁同时获得化学和数学学位。他在量子力学、博弈论、经济学、计算机等多领域做出开创性贡献，其命名的定理、算法遍布各学科。 3 冯·诺依曼与现代计算机体系 03 新知讲解 存储程序架构的理论突破 冯·诺依曼基于图灵机理论，在1945年系统化提出"存储程序结构"，通过内存存储指令实现快速编程，奠定了现代计算机的核心设计范式。 3 冯·诺依曼与现代计算机体系 03 新知讲解 参与ENIAC项目与存储程序概念的萌芽 二战期间，冯·诺依曼作为美国陆军顾问参与ENIAC项目。在ENIAC尚未完工时，设计者埃克特和莫奇利受图灵启发已开始探索"程序读入"方案，这成为存储程序体系（EDVAC项目）的理论雏形。 3 冯·诺依 ... ...
