揭开计算机的面纱.doc

第一课 揭开计算机的面纱教学内容：计算机硬件系统知识目标：了解计算机的硬件组成及工作原理，理解冯诺依曼结构。能力目标：通过了解计算机的硬件组成，能够识别自己计算机的内部组成。情感目标：在了解计算机硬件系统的基础上，理解中国的计算机发展历史，从而激发学生为祖国的计算机事业奋发图强，更好地学习信息技术知识。教学重难点：计算机硬件组成教学时间：二课时教学步骤：一、导入新课： 到目前为止，我们已经学习了很多有关计算机的知识，但是计算机到底是怎样组成的，我想很多同学都不清楚，因此在这个学期初，我们就学习计算机的硬件组成和它的工作原理。二、新授知识：1、计算机的发展史： 第一台计算机是在1946年2月15日在美国问世的，是美国宾西法尼亚大学与阿拉丁子弹研究所研制成功的，名叫埃尼阿克（ENIAC），它共使用了18800多个电子管、5000多个继电器、10000多只电容器、7000多个电阻、6000个开关、50万条线，运算速度为每秒钟5000余次，它重达30吨，占地面积170多平方米。我们国家是从上世纪50年代开始研制电子计算机的，比较出名的就是“银河”和“曙光”系列。计算机的发展共经历了四个阶段：第一代计算机是从1946年至1958年间的计算机，它主要用电子管作为开关元件；第二代计算机是从1959年至1964年间的计算机，它主要用晶体管作为开关元件；第三代计算机是从1965年至1970年间的计算机，它主要用集成电路作为开关元件；第四代计算机是从1970年至今的计算机，它主要用超大规模集成电路作为开关元件。2、冯诺依曼结构： 我们都知道计算机硬件几十年来发生了巨大变化，但是我们使用的大多数计算机硬件的体系结构都是冯诺依曼结构，也因为这样，冯诺依曼被人们称为“电子计算机之父”。冯诺依曼是美籍匈牙利科学家，1945年，他和他的研究小组提出：计算机硬件系统是由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五个部分组成，这种结构就是“冯诺依曼结构”。3、计算机硬件组成：我们前面已经学习了计算机是由哪些部分组成的，今天我们就来看看如何将这些部分用冯诺依曼结构来分类。现在我们先来了解冯诺依曼结构的五大部分：控制器和运算器控制器是整个计算机系统的指挥中心，它能分析信息，然后向计算机的各个部分发出各种控制信号，使计算机自动地完成人们指定的任务。运算器是对数据进行各种运算的部件，它按照控制器发出的指令完成各种运算操作任务。运算器和控制器实际上集成在一个小的芯片中。这个芯片，就是中央处理器CPU（Central Processing Unit），它是计算机的核心部件。CPU决定了计算机的基本性能，也是衡量计算机档次的主要依据。例如：我们在购买计算机时，说到CPU为P550，是什么意思呢？它是指CPU的型号为奔腾三代，主频为450M赫兹，主频越高，运算速度越快，现在流行奔腾四代，奔四的主频已超过了1G赫兹。存储器存储器是计算机中用于存放原始数据、中间数据、最终结果以及解决问题的程序的记忆装置。它的功能是存储信息，以便在需要时取出。我们将信息存入存储器的过程称为“写”，从存储器中取出信息的过程称为“读”。存储器分为内存储器和外存储器两种。内存储器是安装在主板上的存储器，又称为内存，它是信息存储的“中转站”，是用来存放计算机当前工作所需要的程序和数据，内存越大，程序运行的速度越快，它的特点是存取速度快，但存储容量相对较小。内存分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。我们通常看到的内存条就是RAM，它存放着计算机运行所需要的程序和数据，但它只能临时存放数据，关机以后，内存中的数据将全部丢失。在这里我们要补充一些知识，我们的内存是有容量的，由于信息在计算机中的存储、运算、传输都是借助脉冲的有无、电位的高低或磁极方向来表示，所以计算机处理的数据，都是用0或1来表示的。每个0和1称为一个二进制位，简称“位”，是构成信息的最小单位。计算机中存储器的容量是以“字节”为基本单位的，1字节也可写成1B，每个字节通常是一个8位二进制数。在计算机科学中有以下约定：千字节（KB）：1KB = 1024B兆字节（MB）：1MB =1024KB千兆字节（GB）：1GB =1024MB兆兆字节（TB）：1TB =1024GBROM是一种特殊的内存储器，它需要专门的设备将数据写入其芯片中。计算机断电后，ROM芯片中的数据不会消失。它存储的信息是计算机中最基本的输入输出引导程序，是由主板生产厂商确定的，我们不能读出，也不能更改。外存储器简称外存，主要存放系统软件和各种应用软件及用户的数据，在计算机关机后，它仍能保存大量信息。外存的容量比内存就大多了，因此它被看作是计算机的“仓库”，常用的外存有硬盘、软盘和光盘。硬盘是外存中容量最大的，硬盘的好坏主要取决于容量和转速，前几年硬盘的容量主要在20G左右，但现在硬盘的容量最大有50G。转速是指硬盘中盘片旋转的速度，也就是每分钟盘片旋转的圈数，现在通常硬盘的转速为7200转/分。硬盘里存放的内容要有次序，否则会影响信息和数据读取的速度。软盘最常用的是3.5英寸软盘，它是涂有一层磁性物质的塑料圆片，封装在保护套内，保护套上有一个写保护口。光盘的存储容量一般在650M左右，可以存储需要永久保存的信息。如果我们硬盘中的容量很大，而且内容也比较重要，你就可以用刻录机将一部分内容刻在光盘上，作为永久保存的信息。输入设备输入设备的作用就是将各种信息转换成二进制编码，再送进计算机内部处理、存储。常用的输入设备有键盘、鼠标、游戏杆、光笔、扫描仪、数码照相机、数码摄像机、手写输入板等，最常用的是键盘和鼠标。输出设备计算机都是通过输出设备将信息处理的结果输出。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音箱等，最常用的输出设备是显示器和打印机。显示器按显示的方式不同，可分为液晶显示器和阴极射线管显示器。显示器的尺寸指的是显像管的对角线长度。显示器常见的尺寸有14英寸、15英寸、17英寸、19英寸、21英寸等。打印机将显示器上显示出的信息打印到纸上。打印机分为针式打印机、激光打印机、喷墨打印机、热升华打印机。4、计算机的工作原理：当我们认识了计算机的硬件系统后，我们怎么让计算机为我们服务呢？这就需要编程序。编程序就是人们用计算机能够“听”懂的“话”告诉计算机要做哪些事，按什么步骤去做，以及要处理哪些数据等。冯诺依曼结构的工作原理如下：人们将编制好的程序和数据通过输入设备送入存储器中，控制器从存储器中逐条读取程序指令，按照程序指令的操作要求，向其他部件发出控制信号，以控制数据的传输和处理，直到最后将处理结果通过输出设备输出。以下这个图形显示了计算机基本结构及工作原理，其中实线表示数据线，虚线表示控制线，箭头代表信息流动的方向。输出设备存储器输入设备原始数据 运算结果程序指令控制器运算器 冯诺依曼结构的要点是：一是计算机由输入、存储、控制、运算、输出五大功能部件组成；二是计算机内部采用二进制数；三是将程序（即指挥计算机工作的命令集合）存储在计算机内，简称“程序存储”。第一台冯诺依曼结构的计算机EDVAD是1949年问世的，因为现在大多数的计算机都是根据冯诺依曼结构制