第2章计算机系统教案

1、课堂教学设计表课程名称：信息技术基础 授课教师： 单位（学校）：张家口学院 授课班级： 章节名称2.3 微型计算机机器硬件系统学时2教学目标知识与技能1. 掌握微型计算机硬件系统的构成2. 了解微机中CPU的型号及性能3. 了解内存储器的分类及衡量指标4. 掌握总线的定义及分类5. 知道主板的组成6. 掌握常见输出输出设备的种类及性能过程与方法利用启发式教学，通过学生自主探索学习，掌握微型计算机硬件的构成和性能，能完成所需要的电脑配置单，培养学生利用信息技术进行自主学习的能力、探索创新精神以及团结合作意识情感态度与价值观鼓励学生发展个性，通过作品培养学生探索创新的精神、团结合作的意识教学重点1

2、. CPU的型号及性能2. 内存储器的分类及衡量指标3. 主板的组成教学难点内存储器的分类及衡量指标教师活动学生活动教学过程情景导入1. 结合上节课所讲内容，启发学生回顾日常所见到的微型计算机的组成2. 打开教学课件回顾学习新知识展示教学课件：教学目标介绍在回顾的基础上进行如下内容的讲授2.3.1 微型计算机概述1微型计算机的发展历程1969年，日本的Busicom公司委托Intel公司研制一种用于新型计算器的芯片。1971年，世界上第一个通用微处理器芯片Intel 4004问世。4004微处理器包含2300个晶体管，支持46条指令，频率为108 kHz，与当年的ENIAC性能相当。Intel

3、公司看到了微处理器的巨大应用前景，又花费6万美元从Busicom公司买回了4004的知识产权，并由此开创了其微处理器领域的霸主地位。 4位微处理器 8位微处理器 16位微处理器 32位微处理器及以上：32位微处理器的代表产品是Intel 80386、80486、80586、初期的Pentium系列。由它们组成的32位微型计算机，时钟频率达到16 MHz100 MHz，数据总线32位，地址总线24位32位。2微型计算机的硬件结构微机的硬件系统采用总线结构，总线就是一组公共信息的传输线路，由三部分组成： 数据总线（DB）、 地址总线（AB）、 控制总线（CB）。总线可以单向传输信息，也可以双向传输

4、信息，并能在多个设备中选择唯一的源地址合目的地址。目前微机结构多采用“面向CPU或面向内存的双总线结构。2.3.2 微型计算机主机1中央处理器中央处理器（CPU）主要包括运算器和控制器两大部件，是计算机的核心部件。CPU是一个体积不大而元件集成度非常高、功能强大的芯片，也称为微处理器（Micro Processor Unit，MPU）。目前大部分微机的CPU都采用Intel公司的酷睿双核系列芯片。（1）CPU性能指标计算机内所有操作都受CPU控制，CPU的性能指标直接决定了由它构成的微型计算机系统的性能指标。CPU的性能指标主要有字长和时钟主频。字长表示CPU一次处理数据的能力；时钟主频以MH

5、z（兆赫兹）为单位来度量，通常，时钟主频越高其处理数据的速度相对也就越快。（2）CPU的发展过程自1978年6月Intel公司推出它的第一个16位微处理器8086以来，计算机技术就开始进入飞速发展的时期。经历了80286、80386、80486、Pentium、Pentium（奔腾）、Pentium （奔腾代）、Pentium 、Pentium 4处理器，酷睿、酷睿双核、酷睿4核等（3）高速缓冲存储器（Cache）随着CPU速度的不断提高，大大超过了内存的速度，使得CPU在进行数据存取时都需要进行等待，从而降低了整台计算机系统的运行速度，为解决这一问题引入了Cache技术。Cache就是一个容

6、量小、速度快的特殊存储器。将内存中被CPU频繁存取的数据存入Cache，当CPU要读取这些数据时，则直接从Cache中读取，加快了CPU访问这些数据的速度，从而提高了整体运行速度。2微型计算机的内存储器 内存中的ROM和RAM 随机存储器（RAM）:RAM用于存放输入设备输入的数据和程序，存放的内容可随时读、写。但断电后，RAM中存放的内容全部丢失。RAM又可分为静态随机存储器（SRAM）、动态随机存储器（DRAM）只读存储器（ROM）:ROM中存放的信息固定不变，只能读出不能写入，但断电后ROM中的内容保持不丢失。常见的只读存储器有EPROM（紫外线擦除）和EEPROM（电擦除）（2）内存条

7、微机中的RAM基本上是以内存条的形式进行组装的，由于内存条可随意拆装，使得内存的维修和扩展十分方便，如果用户需要增加内存，只需购买相应的内存条，然后将其插在主板上的内存插槽中即可。DDR（Double Data Rate，双倍数据传输率）：允许在时钟脉冲的上升沿和下降沿传输数据，这样在不提高时钟频率的情况下就能加倍提高读写速度 DDR2（Double Data Rate 2） DDR2拥有两倍于DDR的预读取能力，即DDR2内存每个时钟能够以4倍外部总线的速度读/写数据，并且能够以内部控制总线4倍的速度运行，目前数据传输速率可达到533Mbps3总线所谓总线（Bus）就是系统部件之间传送信息的

8、公共通道，各个部件由总线连接并经它相互通信。 根据所连接部件的不同，总线可分为： 内部总线，也叫片总线，是同一部件（如CPU）内部连接各寄存器及运算部件的总线。系统总线，是同一台计算机各部件（如CPU、内存、I/O接口）之间相互连接的总线。系统总线又分为数据总线、地址总线和控制总线，分别传递数据、地址和控制信号。扩展总线，负责CPU与外部设备之间的通信。总线在发展过程中也形成了许多标准，如ISA、PCI、AGP等。PCI 总线 ：并行处理能力，支持自动配置，I/O过程不依赖CPU，满足多媒体要求，在CPU控制下，通过总线来沟通计算机所有部件之间信息的流通。 USB 总线：串行总线。可使微机与各

9、种低速的外部设备相连接，达到“即插即用”的目的。USB能以树状结构连接127个外设。4输入/输出接口由于主机中的CPU和内存都是由大规模集成电路组成的，而I/O设备是由机电装置组合而成，它们之间在速度、时序、信息格式和信息类型等方面存在着不匹配。I/O接口的功能就是解决上述这些不匹配，使主机与外部设备能协调地工作。由于这些I/O接口一般制作成电路板的形式，所以常把它们称为适配器，简称XX卡，如声卡、显示卡、网卡等。为了将外部设备的适配器连接到微型计算机主机中，在系统主板上有一系列的扩展插槽供适配器使用。这些扩展槽与主板上的系统总线相连。适配器插入扩展槽后，就通过系统总线与CPU连接，进行数据的

10、传送。PC这种开放的体系结构允许用户按照自己的需求选择不同的外部设备装配微机。5主板主板是一个提供了各种插槽和系统总线及扩展总线的电路板，又叫主机板或系统板。主板上的插槽用来安装组成微型计算机的各部件，而主板上的总线可实现各部件之间的通信，所以说主板是微机各部件的连接载体。 主板的主要组成部分芯片组CPU插座 内存储器插槽BIOS和CMOS总线扩展插槽有些主板还集成了显卡、声卡和网卡等适配器。2.3.3 微型计算机的外存储器1磁盘存储器磁盘存储器包括磁盘驱动器、磁盘控制器和磁盘3部分。磁盘分为软磁盘和硬磁盘两大类。软盘过去曾扮演着重要角色，不过现在已经被淘汰硬盘（hard disk）由一组盘片

11、组成。它的主要特点是将盘片、磁头、电机驱动部件乃至读/写电路等做成一个不可随意拆卸的整体，并密封起来，所以防尘性能好、可靠性高，对环境要求不高。硬盘可用来作为大型机、小型机和微型机的外存储器。它有很大的容量，目前Pentium高档微机所配置的硬盘容量大都达到几百吉字节。与软盘相比，硬盘旋转速度快，存取速度高。但是，硬盘多固定在机箱内部，不便携带。2光盘光盘（Compact Disk）是大容量辅助存储器，光盘需要有光盘驱动器配合使用，但它不是用电磁转换的机制读写信息，而是用光学的方式进行的。根据性能的不同，可将光盘分为3类。只读光盘（Compact Disk Read Only Memory，C

12、D-ROM）。光盘中的数据是由生产厂家预先写入的，用户只能读取而无法修改，一次性写入光盘（Write Once Read Many times，WORM）。这类光盘用户可以写入信息，但只能写入一次。一旦写入，可多次读取。可擦写型光盘。用户可以多次对其进行读/写。光盘的特点:存储容量大、价格低。光盘不怕磁性干扰，所以光盘比磁盘的记录密度更高，也更可靠。 光盘的存取速度高。 3移动存储器（1）移动硬盘移动硬盘通过相关设备将IDE转换成USB或Firewire接口连接到计算机，从而完成读写数据的操作。（2）优盘移动闪存盘是近两年来发展比较迅速的小型便携式存储器，又称为优盘或U盘。它具有体积小、使用方

13、便、数据安全、可靠性高等优点，正被越来越多的用户所青睐。2.3.4 微型计算机输入设备1. 键盘2. 鼠标（Mouse）有机械式鼠标和光电式鼠标两种。3其他输入设备键盘和鼠标器是微型计算机中最常用的输入设备，此外，还有一些常用的输入设备。图形扫描仪：一种图形、图像输入设备，它可以直接将图形、图像、照片或文本输入计算机中，例如可以把照片、图片经扫描仪输入到计算机中。 条形码阅读器：是一种能够识别条形码的扫描装置，连接在计算机上使用。 光学字符阅读器OCR：一种快速字符阅读装置。汉字语音输入设备和手写输入设备：可以直接将人的声音或手写的文字输入到计算机中，使文字输入变得更为方便、容易。 2.3.5

14、 微型计算机输出设备1显示器（1）显示器的分类按显示器件：有阴极射线管显示器（CRT）、液晶显示器（LED）和等离子显示器。前者多用于普通台式微型计算机或终端；液晶和等离子显示器为平板式，体积小、重量轻、功耗少，目前正在取代阴极CRT显示器。按显示颜色：分为单色显示器（显示黑、白）和彩色显示器，现在基本上都是彩色显示器。（2）显示器的显示方式显示器的显示方式分为字符显示方式和图形显示方式。（3）显示器的主要技术参数 屏幕尺寸：用矩形屏幕的对角线长度，以英寸为单位，表示显示屏幕的大小。有14in、15in、17in、19in、21in及更大。 显示分辨率：屏幕上像素的数目（列行）间接反映了分辨率

15、。低分辨率：300200左右。中分辨率：600350左右。高分辨率：有640480、l024768和12801024等几种。（4）显示卡显示器是通过显示器接口（简称显示卡）与主机连接的，所以显示器必须与显示卡匹配。显示卡标准有MDA、CGA、EGA、VGA、AVGA等，目前常用的是VGA标准。显示卡作为独立的计算机板卡由下面几部分构成：显示主芯片、显存、显示BIOS、数模转换（RAMDAC）部分、总线接口。2.打印机 按颜色分有单色打印机和彩色打印机 按输出方式有逐行打印机和逐字打印机 按工作方式分为击打式打印机和非击打式打印机。击打式打印机如点阵打印机；非击打式打印机常用的是激光打印机和喷墨打印机 点阵打印机又称针式打印机，由走纸机构、打印头、和色带组成，国内使用广泛。点阵打印机噪声大、针易断、速度慢，但价格便宜。常用的有Epson LQ1600、STAR CR3240等 喷墨打印机用喷墨代替针打，靠墨水通过精制的喷头喷射到纸面上形成输出字符或图形。特点是体积小、无噪音、打印质量高、价格便宜，但对纸张要求高、墨水消耗大。常用的有HP Disk jet系列、佳能BJC-265CP等。 激光打印机是激光技术与电子照相技