教案1 《显卡的结构和性能指标》教学设计
课题名称 显卡的结构和性能指标 授课年级 高一
授课 题目 | 显卡的结构和性能指标 | 课型 | 理论 | 课时 | 2课时 | ||||||
内容 选编 | 中等职业教育国家规划教材《计算机组装与维修》(第2版) | ||||||||||
授课 班级 | 高一计算机 | 人数 | 15 | 学习 小组 | 5 | ||||||
教学 目标 | 知识与技能目标 | 1. 能够识别显卡以及显卡的结构以及类型 2. 掌握显卡的主要性能指标以及选购方法 3. 学生了解并掌握显卡的分类及其各自优缺点及其显卡的各项技术指标； 4. 了解显卡的选购原则及其注意事项 | |||||||||
过程与方法目标 | 1.通过学习，能认识显卡并掌握显卡的结构及其类型 2.通过学习，能掌握常用显卡的分类及其各项技术指标 3.通过学习，采用并学会问题探究的方法 | ||||||||||
情感态度价值观目标 | 1. 具有吃苦耐劳的工作精神和热爱本专业的工作； 2. 激发学生对显卡的学习兴趣。 | ||||||||||
教学 重点 | 掌握显卡的结构分类以及选购方法；显卡的分类及其各自优缺点；掌握显卡的各项技术指标 | ||||||||||
教学 难点 | 在实际生活中学会如何识别和选购显卡并且购买显卡时能运用到所学知识 | ||||||||||
学情 分析 | 优 点 | 缺 点 | |||||||||
男生喜欢电子游戏，而高端显卡可以对游戏的性能给予很大地提升，因此学生对学习显卡比较感兴趣。 | 部分学生基础薄弱 | ||||||||||
教法 学法 | 教 法 | 学 法 | |||||||||
1.讲授法 2.讨论法 3.任务驱动法 | 1.自主探究法 2.小组学习法 | ||||||||||
课前 过错责任原则准备 | 学生准备 | 教师准备 | |||||||||
提前预习本章节的内容并对家里的电视进行观察。 | 1.多媒体网络教室等常规软硬件资源； 2.授课课件以及教案； 3.学生的认知的分析 | ||||||||||
教 学 过 程 设 计 | |||||||||||
教学 环节 | 师生活动 | 教学意图 | |||||||||
1.新课导入 | 目前市面上的显卡种类繁多，价格不一，品质和档次也各不相同，那么不同档次的显卡它们的区别是什么呢？我们家里的电脑用的是是什么类型的显卡呢？让我们带着疑问一起揭开显卡的神秘面纱。 | 以问题的方式切入，激发学生的学习兴趣，引出本节课的学习内容 | |||||||||
2.讲授新课 | ●什么是显卡？ 显卡也成为显示适配器。其作用是将CPU送来的影像数据必须处理成显示器能够识别的格式，再送到显示器形成影像，是连接显示器和主机的重要部件。 显卡的结构 显卡由GPU、显存、显卡BIOS、PCB板等主要部件组成。 显示芯片 图形处理芯片，也就是常说的GPU。它的主要任务就是处理系统输入的视频信息，并将其进行构建和渲染。 品牌：主要由AMD和NVIDIA两家芯片显示厂商。 显存 通常用来存储显示芯片所处理的数据信息及材质信息。 师：结合之前学习的CPU知识，你认为显卡BIOS它的作用是什么？ 生：主要用于存放芯片和驱动程序之间的控制程序。 生：还存有显卡的型号、规格、生产厂家及出场时间等信息 显卡PCB板 显卡的电路板，把显卡的其他部件联系起来。 师补充：显卡多采用6层和8层PCB。 RAMDAC 随机存储器数模转换器，作用是将显存中的数字信号转换。RAMDAC的转换速率决定了刷新率的高低。 ●显卡的输出接口 VGA接口 计算机显示器上最传统的接口。显卡上输出模拟信号的接口，一般用于低端显卡。VGA显卡接口是一种D型接口，上面共有15针，分成三排，每排五个。 DVI接口 数字视频接口。是专为LCD显示器设计的。 HDMI接口 高清晰度多媒体接口。是适合影像传输的多媒体专用接口。适合影像传输的专用型数字化接口，其可同时传送音频和影音信号。 DisplayPort接口 DP接口也是一种高清数字输出接口标准。可以连接电脑显示器或者组建高清家庭影院等。 师：DP接口支持1080P分辨率吗？ 生：支持 师：同学们可以从电脑上看见缤纷彩的画面，玩游戏的时候不同的电脑会有不同的体验，同学们知道这些因素和什么的关系比较大么？主要因素就是显卡，所以显卡的好坏直接决定了我能直观看到的画面效果。 ●显卡的分类 显卡一般分为集成显卡和独立显卡。 集成显卡 集成显卡是将显示芯片集成到CPU内部（过去在主板北桥芯片上），没有专用的显存，而是使用系统的一部分主内存作为显存。 优点：（1）价格低廉，功耗低，发热量小（2）兼容性较好（3）可满足多数用户的需求。 缺点：性能方面相当于低端的入门级显示卡，所以不能满足图形图像处理及大型3D游戏玩家的需求。 师：请同学们结合集成显卡的特点及其优缺点，按照计算机小组的形式分析独立显卡的优点和缺点。 第一组：它的优点性能比独立显卡好 第二组：独立显卡升级方便，但相比较集成显卡价格更贵。 师补充： 独立显卡是将显示芯片、显存及相关电路单独做在一块电路板上，自成一体而成的一块独立的板卡。 ●显卡的分类 裴勇俊崔智友集成显卡 集成显卡是将显示芯片集成到CPU内部（过去在主板北桥芯片上），没有专用的显存，而是使用系统的一部分主内存作为显存，所以在性能方面无法与独立显示卡相提并论。 优点 (1)价格低廉，功耗低，发热量小 (2)兼容性较好 (3)可满足多数用户的需求 缺点 性能方面相当于低端的入门级显示卡，所以不能满足图形图像处理及大型3D游戏玩家的需求。 师：请同学们结合刚刚学习的集成显卡的特点，以计算机小组的形式探讨独立显卡的特点 第一组：有自己独立的显存，性能比集成显卡好；第二组：独立显卡价格比集成显卡贵 师补充： 吸尘器热卖排行榜10强独立显卡 独立显卡是将显示芯片、显存及相关电路单独做在一块电路板上，自成一体而成的一块独立的板卡。 优点 (1)性能卓越 (2)升级方便 缺点 需额外资金购买显卡，且性能较好的显卡价格偏高。 ●显卡的性能指标 刷新频率 显卡的刷新频率是指图像在屏幕上的更新速度，即屏幕上每秒显示全画面的次数，单位是赫兹（Hz）影响刷新频率的因素有显卡每秒可产生的像素数和显示器每秒能接收并显示的像素数。 刷新频率越高，屏幕上图像的闪烁感越小，图像越稳定，视觉效果也越好。一般刷新频率达到85Hz以上时，人眼对影像的闪烁才不易察觉。 师补充： 显卡分辨率 当显示器屏幕上显示一幅图像时，这幅图像是由排列有序的点组成的，这些点被称为像素。分辨率为水平行点数×垂直列点数。以19寸宽屏显示器最大（最佳）分辨率1440像素×900像素为例，是指每一条水平线上包含1440个像素，共有900条线。 师补充：分辨率越高，显示图像的像素越多，图像越清晰。显示分辨率和显示器、显卡有密切的关系。 让学生学会举一反三，加深对知识点的理解 师提问：1920像素×1080像素代表什么意思? 生答：每一条水平线上包含1920个像素，共有1080条线。 彩深度 彩深度为彩位数，图形中每一个像素的颜是用一组二进制数来描述的，这组描述颜信息的二进制数长度（位数）就是彩位数。 彩位数越高，显示图形的彩位数越丰富。 通常所说的VGA显示模式是8位，即在该模式下能显示256种颜。目前，彩深度通常设定为24位或32位。 师补充：位数越高，所需的显存容量也越大。 显存 显存也称为帧缓存，它的主要作用是存储显卡芯片处理过或即将提取的渲染数据。显存的类型、容量、速度、位宽、带宽将直接影响到显卡整体性能的高低。 师提问：在具体选择显卡的时候显存方面应考虑哪几个方面?请同学们带着问题阅读书86-87页 通过提问引发学生思考，发散学生的思维 生答：市场上主流的独立显卡多采用GDDR5类型的存储器，有部分低端产品用GDDR3类型的存储器做显存。 生答：显存容量方面应与显示器的尺寸匹配，显示器越大需要的显存越大（只限3D应用时)。 生答：在显存类型相同的情况下频率越高越好。 生答：显存位宽是显存和GPU之间一次性传送数据的位数，位数越大则瞬间传输的数据量越大，这是显存的重要参数之一。显存位宽越高，性能越好，价格也就越高。 师补充：显存带宽是指显示芯片GPU与显存之间的数据传输速率，它以字节/秒为单位。 显存带宽=显存位宽×显存有效频率 流处理器 流处理单元直接影响处理能力，因为流处理单元是显卡的核心。流处理单元个数越多则处理能力越强，一般成正比关系，但这仅限于NVIDIA自家的核心或者AMD自家的核心比较范畴。 师补充：NVIDIA的流处理器每一个就可以构成一个独立的处理单元，流处理器结构复杂，不利于大量堆积;ATI的流处理器每5个才构成一个完整的处理单元，流处理器结构简单，利于大量堆积。 刘乔安两者相比，A卡的5个流处理器等于N卡的一个流处理器（随着技术革新可能会有所变化） 像素填充率 像素填充率是指图形处理单元在每秒内所渲染的像素数量，单位是MPixel/s(每秒百万像素)，或者GPixel/s(每秒十亿像素)，是用来度量当前显卡的像素处理性能的最常用指标。 师补充：渲染管线越多，每组管线工作的频率（一般就是显卡的核心领率）越高，那么所绘出的显卡的填充率就越高，显卡的性能就越强。 纹理填充率 罗志祥与蔡依林纹理填充率就是指GPU在单位时间内所能处理的纹理贴图的数量，单位是MTexels/s或GTexels/s。 师补充：贴图单元越多越好，画面越好，越流畅，性能越强。 散热方式 显卡的散热方式分为被动式散热和主动式散热。 被动式散热——显示芯片上安装一个散热片（应用于工作频率低的显卡） 主动式散热——显示芯片上安装散热片，还安装风扇（应用于工作频率高的显卡） 师：通过对显卡知识点的学习，那么你在购买显卡时的原则是什么呢？请同学谈谈你的看法 生答：合理选择品牌 生答：正确认识性能指标 师补充： 显卡的选购技巧 (1)显卡与整机性能相匹配 通过学习，了解主流显示芯片及其代表产品有哪些，为在实际生活中购买显示芯片奠定基础 (2)仔细检查显卡的做工、材料、散热装置等 (3)尽量选择名牌产品 师：学生自己了解主流显示芯片及其代表产品 | 培养学生小组合作的能力 通过提问引发学生思考，发散学生的思维 | |||||||||
通过展示显卡各接口。让学生直观地了解显卡各接口特点，加深印象 | |||||||||||
3.任务驱动 | 总结集成显卡和独立显卡的区别？ | 完成任务操作 | 生： 1.位置不同 独立显卡是一个单独的硬件，体积很大；集成显卡是将显示芯片、显存及相关的电路都集成在主板上，和主板是一体的。 2.功能不同 独立显卡：图形计算能力非常强，不占用cpu与内存，适合进行3d图像的计算；集成显卡：视频处理靠cpu来实现，而且占内存，只能完成一般的2d和简单的3d工作。 3.功耗不同 独立显卡：能耗相对集成显卡能耗大，发热量大；集成显卡：能耗小，发热量也比较小。 | ||||||||
| 李湘为什么离婚 | |||||||||||
4.分享总结 | 1.显卡的性能高低由GPU和显存共同决定。 2.决定GPU性能强弱的有像素填充率和纹理填充率两个因素，数值越大越好 （1）其大小可用测试软件GPU-Z测得 （2）也可以参考流处理的数量和GPU频率。 3.显存方面要看显存带宽，也是越多越好。决定带宽高低的因素有 （1）显存类型（目前以GDDR5为主） （2）显存实际频率 （3）位宽 | ||||||||||
5.课后作业与练习 | 1.刷新频率对LCD起作用吗？ 2.如果让你选购卡，你会从哪几个方面去考虑选购？为什么？ | 学生练习 | 观察显卡输出接口的不同 | ||||||||
教学 反思 | 优点 | 不足 | |||||||||
在学习的过程中，涉及的内容能与生活息息相关，因此提升同学们的学习兴趣，所以在讲解内容时，应注意多和实际生活相贴合。 | 部分学生学习能力不强，基础薄弱 | ||||||||||
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