计算机硬件组成教案

【预备知识】
感谢老师的句子1. 第一台计算机: ENIAC(电子微分计算机），中文名称“埃尼阿克”，1946年由美国宾夕法尼亚大学研制成功，是世界上第一台数字计算机，掀开了计算机的发展史。它占地300多平方米，重量30吨，由15000多个电子管组成，每小时耗电量150KW。
2. 冯•诺依曼机: EDVAC机，1946年美冯•诺依曼提出了存储程序的概念并建立了一个完整的计算机模型，在此基础上研制了EDVAC。它奠定了计算机的冯•诺依曼结构形式。
3. 计算机的发展:  计算机从诞生到目前的状况，其发展可分为四类：（ 请看flash）
4. 计算机的分类: 
A.按计算机处理数据的类型划分：数字计算机、模拟计算机、数字模拟计算机； 
B.按计算机的处理能力及体积划分：巨型计算机、大型计算机、小型计算机、微型计算机
注：现在我们通常所说的计算机是指“电子数字微型计算机”，又称个人电脑（Personal Computer）、微机，它包括台式电脑和掌上电脑（笔记本电脑）两大类，若干个品牌。
5. 现在流行的电脑: A、多媒体计算机　B、网络计算机　C、家庭数码处理计算机 D、无线移动通讯笔记本电脑（按其功能划分）
6. 未来的计算机: 电子计算机发展成光子计算机，或生物计算机，速度更快，更节能，更便捷，更人性化和个性化。

【新课导入】
通过前面两节的学习，同学们已经了解了计算机是信息技术研究和发展的基石，是我们获取信息、处理信息、存储信息和传输信息的重要工具，是当今信息社会不可缺少的生活、工作和学习工具。那么，计算机是什么？它 由什么东西构成？这就是今天我们所要学习的内容——计算机系统的组成。
  计算机系统由计算机硬件系统和软件系统构成。计算机的硬件系统是计算机运作的物质基础，它就好象一个人的躯体，是看得见摸得着的；
 
  计算机的软件
  指为了运行、管理、维护和开发计算机而编制的各种程序及相关资料的总和。
  是指计算机上的数据、文件、程序等，可将它比作人的精神和思想；硬件系统和软件系统两者是相互依存、不可分割的，没有硬
件，软件就没有用武 之地；没有软件，硬件就象一堆废铁……
 
好，接下来我们就来看看计算机系统的构成:
傅艺伟图片
【新课内容】
一、冯•诺依曼原理 (知识要求——掌握)
1945年6月美籍匈牙利著名数学家冯•诺依曼与勃克斯等联合发表的“101页报告”中提出了“储存程序”的设计思想，并建立了一个完整的计算机模型，至今仍不失其开创性的指导意义。我们目前所使用的计算机大都仍采用冯•诺依曼原理。
  冯•诺依曼“储存程序”的设计思想包含三个方面：
   1、用二进制代替十进制运算；
   2、将计算机硬件划分为五大部件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
   3、提出了“存储程序”思想，即在计算机中引入了存储器。
  冯•诺依曼“储存程序”计算机工作原理图（了解）：（flash演示）
(计算机工作原理图 略，参见课件)

二、计算机系统概述 
1、从内部结构看计算机的组成——学术划分：即按冯•诺依曼原理划分（掌握）
A．计算机系统：硬件系统、软件系统；
B．硬件系统：运算器、控制器（构成中央处理器（CPU））、存储器、输入设备、输出设备；
C．存储器：内存储器（Ram/Rom）和外存储器；
D、内存储器：随机储存器（Ram）、只读存储器（Rom）
E、外存储器：硬盘、软盘、光盘、指盘、其他；
F、输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、手写笔、麦克风、触摸屏等；
G、输出设备：显示器、投影仪、打印机、音箱、绘图仪等；
许晴年龄I、软件系统：系统软件和应用软件；
II、系统软件：操作系统和各种汇编、编译程序； 
III、应用软件：文字处理软件、图形图像处理软件、动画制作软件、游戏软件等；
2、从外部结构看计算机的组成——通用划分 
※知识要求——了解
※技能要求——识别
目的：达到熟悉计算机系统
（图略，参见课件）
三、实物讲解通用划分 
※知识要求——了解
※技能要求——识别 
目的：实物展示，提高直观感受，便于理解、识记。
（图略，参见课件）
四、硬件系统各硬件介绍 （图略，参见课件）
※知识要求——掌握
※技能要求——识别
1、主板：
主板是计算机硬件中最重要的部件之一，是整个计算机工作的基础，它是计算机中最大的集成电路板，它上面集成上百万电子芯片及线路。如果用一幢楼房来比喻的话，主板就像是地基，其他所有房屋设备都是建立在地基上。同样，计算机的其他所有设备都必须和主板直接或间接连接在一块，计算机系统才能正常运行。 
  无论那种类型的主板，上面都有许多插槽和连接端口，以便于各种硬件和数据线与之连接。如：ISA插槽，PCI插槽，BIOS，软盘、硬盘数据线接口。
2、主机接口：参考教材P11图1-6主机箱后端接口
3、CPU：（重点掌握）
中央处理器一般也称CPU （Central Process Unit) ，由运算器和控制器组成，是计算机的核心部件。犹如人体的大脑一样思考各种问题，控制人的各种器官。  CPU是决定计算机速度的决定性因素，衡量CPU的速度是通过它的时钟频率，也称主频，常用单位有“MHz”和“GHz”。时钟频率越大，计算机速度就越快。如：PIII　800MHz >500MHz
MHz：每秒执行百万条计算机指令；GHz：每秒执行十亿条计算机指令。
CPU类型: 
    Intel:  8080、80486… Pentium 4 2.8& Pentium 4 3.6 GHz
    AMD: 80286、80386、80486、K5、K6、 K7 
    IBM： 80486…   
工作频率： Pentium 4 3.6GHz  工作频率越大速度越快 
运算器的功能： 
    负责数据的算术运算和逻辑运算，即数据的加工处理。 
控制器的功能： 
    计算机的控制中心，分析从存储器取出的信息，然后向计算机各个部分发出各种控制信号，指挥与协调计算机自动、有序地工作。
4、内存储器（重点掌握）
存储器分为内存储器和外存储器。
  内存储器与外存储器比较：内部存储器访问速度快，信息存储具有暂时性，存储容量小，相对价格高。 外部存储器访问速度慢，信息永久性，存储容量大，相对价格低。 
内存储器分为：RAM　随机存储器和　ROM　只读存储器。
随机存储器（RAM- Random Access Memory ）：储存的信息可以读出，也可以写入，断电后存储的信息会丢失。随机储存器RAM在物理硬件上又叫“内存条”。
只读存储器（ROM -Read Only Memory)）：储存的信息只能读出，不能写入，断电后信息不会丢失。 
    CPU直接与随机存储器（内存条）发生数据交换。 
  常见的内存条有SDR和DDR两种；容量有：16MB 32MB 64MB 128M 256MB 512MB
5、外存储器（重点掌握）
常见的外存储器有：硬盘、软盘、光盘、指盘（闪存）和磁带等。（需要有驱动器） 
硬盘:也叫温盘，是采用温彻斯特技术的小型密封组合式磁盘的简称。
优点：精度高、容量大、读写速度快；
缺点：不易携带，容易损伤并丢失数据。
目前流行硬盘的大小为40GB、60GB、80GB、120GB，转速为7200转/秒；
软盘：5.25英寸  低密容量: 360KB 高密容量: 1. 2MB
      3.5英寸   低密容量: 720KB 高密容量: 1.44MB
使用软盘的注意事项 ： 
1）  切勿受热、 受潮、受压或弯曲 
2）  勿用手触摸读写槽
3 )   在磁盘读写期间，千万不要拔出磁盘 
4）  对存放重要信息的软盘，应定期作备份 

光盘：只读型 CD—ROM、只写一次型 WORM、可擦写型CD— Rewriteable计算机硬件系统的组成
 
想一想： 
    你知道光驱上标明的“52X”是什么含义吗？
6.数据的存储单位（重点掌握）
数据存储的最小单位：位（bit） 
    数据存储的最基本单位：字节（Byte） 
    计算机处理数据的基本单位：字（word） 
        1KB=1024B (2的10次方)
        1MB=1024KB 
        1GB=1024MB 
        1TB=1024GB 
    内存以字节为单位编址。目前，内存的容量一般为： 128M、256M、512M等。
7、输入设备（重点掌握）
常见输入设备：键盘、鼠标、手写笔、麦克风、扫描仪、 磁盘驱动器、触摸屏、数码相机、条形码阅读器等
主要作用：向计算机系统输入数据；
A、键盘：（Keyboard）  是计算机的标准输入设备。也是最常用、最基本的一种输入设备。 常见的键盘有101键盘、104键盘、108键盘。现在随着一些厂商开发的多功能键盘，其按键数量远远超过了108键。
    键盘可划分为四个区：标准键盘区、功能键盘区、辅助键盘区、小键盘区。
    键盘有机械式、薄膜式、电容式（按结构）；AT传统式、PS/2式（按接头）及无线键盘。
B、鼠标：(Mouse) 
    是计算机的标准输入设备。在图形界面中，鼠标可进行光标定位或完成某些特定的操作功能。最大优点是可更快、更准确的移动光标。 
  鼠标的种类：机械式鼠标、光电式鼠标、机械光电式鼠标、无线鼠标、3D鼠标、4D鼠标等。 
C、扫描仪：可以将彩照片、图像输入计算机，或可将印刷文字输入后用OCR（光学字符识别）软件进行字符识别。
香皂的成分D、触摸屏：是一种输入、定位设备、集显示器和鼠标功能于一体。 
(其它设备内容请看课件中的”知识扩展”部分)
8、输出设备（重点掌握）
常见输入设备：显示器、打印机、投影仪、绘图仪、刻字机、音箱、磁盘驱动器等；

主要作用：是计算机向人们提供数据、信息。

A、显示器：是计算机的主要输出设备，它能人们看到计算机处理的数据、文本、图像、视频等。
   
  目前常用的显示器是阴极射线管(CRT)纯平高亮显示器和液晶（LCD/LED）显示器；显示器的尺寸规格有：14寸、15寸、17寸、19寸等。 
显示器优劣相关的几个重要概念：显示器的点距、像素和分辨率，刷新率，显示卡，显存(VRAM)，真彩 
  点距和像素是两个相互关联的指标，像素是指电子束打在显示器的光点，每一点称之为一个像素。而点距就是指打在屏幕上的两个光点之间的距离。显示上的文本或图像是由点（像素）组成的，点距越小，单位面积内（比如17寸）的像素点就越多，显示出来的图像的越细腻、越清晰。
分辨率是指屏幕上像素的数目 ，分辨率越高，显示的图像效果就越好。比如：640×480的分辨率是说在水平方向上有640个像素，在垂直方向上有480个像素。
    常见的显示器分辨率模式有：640×480、800×600、1024×768、1280×1024等。
B、打印机：将输出结果（文字、图形）打印在纸上。
    常用的打印机有：针式打印机、喷墨打印机、激光打印机 
    高级印刷打印机有：热升华打印机、热蜡打印机 
C、绘图仪：一种输出图形的设备。(其它设备内容请看课件中的”知识扩展”部分)