八年级信息技术：计算机系统教学设计课件

信息技术课程计算机系统：从硬件到软件的完整认知认识计算机的组成、原理与日常维护授课对象八年级学生课程导览01系统初识从生活经验出发，建立整体概念02硬件探秘认识物理组成与核心部件03软件世界理解分类与协作关系04工作原理揭示内部运行机制05系统维护掌握日常维护与安全技能06展望未来了解技术发展趋势第一章01系统初识计算机是硬件与软件的完美协作从熟悉的操作体验出发，认识计算机系统的整体面貌计算机系统是什么计算机系统是由硬件和软件共同组成的、能够自动完成信息处理的完整体系单独一台显示器或主机，不等于完整的计算机系统系统由硬件与软件共同组成计算机系统包含两大组成部分：硬件系统和软件系统。硬件是看得见、摸得着的物理设备。软件是指挥硬件工作的程序和指令。只有硬件与软件相互配合，计算机才能完成各种任务。平时我们开机、运行软件、保存文件，背后都是整个系统在协同工作。硬件与软件缺一不可如果把计算机比作一个乐队，硬件是乐器，软件就是乐谱没有硬件，软件无处运行；没有软件，硬件无法发挥作用两者的关系如同人的身体与思想，相互依存、协同工作硬件系统5项主机计算机的核心部件，承载运算与处理任务显示器将信息以可视方式呈现给用户键盘与鼠标提供指令输入与交互操作方式硬盘等可见设备用于存储数据与程序软件系统2项操作系统管理硬件与软件资源，提供基础运行环境应用软件等程序和数据的集合面向具体任务，如办公、浏览与影音播放理解这一关系，是学习后续硬件探秘和软件世界两章的基础计算机的多样形态计算机并非只有台式机和笔记本，它有着丰富多样的存在形态类型代表设备典型场景微型计算机台式机、笔记本办公、学习、娱乐移动终端智能手机、平板通讯、移动办公服务器机架式服务器网站托管、数据服务嵌入式设备智能家电、车载电脑家电控制、汽车导航形态虽不同，核心结构都遵循相同的系统原理计算机的应用领域计算机已经渗透到社会生活的方方面面，成为不可或缺的工具科学计算气象预测航天轨道计算高精度运算数据处理图书管理人口普查企业信息管理过程控制工业生产线自动化交通信号智能调度辅助设计建筑设计服装设计动画制作人工智能语音识别图像识别智能推荐第二章02硬件探秘看得见摸得着的计算机世界认识计算机的物理组成，理解每个部件的角色硬件系统的五大组成计算机的硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成“五大部件各司其职，共同构成完整的硬件系统。”—硬件核心框架运算器和控制器合称为中央处理器，是整个系统的核心。部件01运算器负责算术运算和逻辑运算部件02控制器指挥和协调各部件有序工作部件03存储器存放程序和数据，分为内存和外存部件04输入设备将外部信息送入计算机部件05输出设备将处理结果呈现给用户中央处理器：计算机的大脑中央处理器（CPU）是计算机的核心部件，决定计算机的运算能力如果把计算机比作一个人，CPU就是它的大脑——负责思考、运算与指挥全局。两大组成2项运算器执行加减乘除等算术运算和比较判断等逻辑运算控制器负责取指令、分析指令、发出控制信号性能与产品3项主频衡量性能的重要指标，主频越高运算速度越快CPU产品常见品牌有

Intel

和

AMD

两大系列散热工作时会产生热量，需要风扇或散热器来降温存储器：信息的仓库存储器分为内存储器和外存储器，二者分工不同、互为补充内存负责高速交换，外存承担长期保存，二者互补协作内存储器内存1直接与CPU交换数据，速度快2断电后数据丢失，用于临时存放正在运行的程序3常见类型有随机存储器RAM外存储器外存1存储容量大，数据可长期保存2断电后数据不丢失3常见设备有硬盘、U盘、光盘等输入设备：信息的入口输入设备负责将文字、图像、声音等信息送入计算机不同输入设备对应不同类型的信息，同学们平时接触最多的就是键盘和鼠标输入设备是人与计算机沟通的桥梁键盘最常用的文字输入设备，通过按键输入字符鼠标通过移动和点击实现图形界面操作扫描仪将纸质文档、图片转换为数字图像麦克风采集声音信号，用于语音输入和录音摄像头采集图像和视频信息，用于拍照、视频通话输出设备：信息的出口输出设备负责将计算机的处理结果以人们能够感知的形式呈现出来输入设备与输出设备共同构成人与计算机交流的桥梁输出设备负责将计算机的处理结果以人们能够感知的形式呈现出来显示器最常用的输出设备，以图像和文字形式呈现信息打印机将电子文档输出到纸张上音箱与耳机输出声音信号投影仪将画面放大投射，适合课堂演示和会议主板：硬件的桥梁主板是连接计算机各硬件的平台，所有部件都通过它协同工作作为硬件系统的中枢，主板将各部件连接成整体核心作用为CPU、内存、显卡等部件提供安装位置通过总线在部件之间传输数据和控制信号集成多种接口，用于连接外设常见接口USB接口音频接口网线接口关键部件显卡负责图像信息的处理和输出，是游戏和图形设计的重要部件电源为整个系统提供稳定的电力供应第三章03软件世界看不见却无处不在的指挥者理解软件的分类，认识软件与硬件的协作关系软件的分类软件是程序、数据和相关文档的集合，分为系统软件和应用软件两大类系统软件是基础，应用软件在其上运行系统软件管理计算机硬件资源、提供运行环境的软件核心代表操作系统还包括语言处理程序、设备驱动程序等应用软件为解决特定实际问题而开发的软件如办公软件、图像处理软件、学习软件等系统软件是基础，应用软件在其上运行操作系统：系统的管家操作系统是计算机上最重要的系统软件，负责管理和调度所有资源资源管理合理分配

CPU时间、内存空间、外存与外部设备人机交互提供图形界面或命令行界面，让用户方便操作文件管理组织和管理磁盘上的文件和文件夹桌面端常见的操作系统有WindowsmacOSLinux移动端手机和平板上运行的是移动操作系统AndroidiOS应用软件：解决问题的工具应用软件直接服务于人，解决学习、工作与生活中的具体问题同学们可以根据需要选择合适的应用软件来提高效率办公软件文档编辑、表格处理、演示制作（如

WPSOffice）图像处理修图、绘画、设计（如

Photoshop）媒体播放播放音乐、视频学习软件在线课程、题库练习、编程学习平台即时通讯聊天、语音通话、视频会议软件与硬件的协作计算机系统的运行需要层层配合，最底层是硬件，最顶层是用户自底向上：硬件层→系统软件层→应用软件层→用户层层层配合，逐层调用系统分层结构用户层人发出指令、接收结果应用软件层各类应用软件解决具体问题系统软件层操作系统管理资源、调度任务硬件层CPU、内存、外设等执行指令、存储数据1步骤01协作流程用户通过应用软件发出请求操作系统调度硬件完成处理，结果逐层返回2步骤02分层模型帮助理解整个系统的运转方式第四章04工作原理从输入到输出的奇妙旅程揭示计算机内部运行机制，建立系统化思维冯诺依曼体系结构现代计算机普遍采用冯·诺依曼体系结构，其核心思想是存储程序“存储程序”思想是计算机能够通用的根本原因五大部件组成5项运算器控制器存储器输入设备输出设备存储程序思想4项程序和数据以二进制形式预先存放在存储器中计算机工作时自动从存储器中取出指令并逐条执行这一设计使得计算机无需人工干预即可自动完成复杂任务“存储程序”思想是计算机能够通用的根本原因二进制：计算机的语言计算机内部只认识两种状态，因此所有信息都用二进制表示计算机内部只认识0和1两种状态，一切信息皆由二进制承载为什么用二进制？电子元件只有两种稳定状态，恰好对应

0

和

1所有文字、图像、声音、视频最终都被转换为二进制存储和处理二进制规则只有

0

和

1

两个数码，逢二进一例如，十进制数

5

用二进制表示为

101优势虽然位数较多，但表示简单可靠，适合计算机处理01两个稳定状态电路通断天然对应0/1，实现简单可靠02逢二进一二进制数的进位规则，与十进制计算逻辑对应信息的存储单位计算机存储信息的基本单位是字节，更大的单位按千倍逐级递增1级位（bit）最小的信息单位，表示一个二进制位2级字节（Byte）8个二进制位组成1个字节，是存储的基本单位3级千字节（KB）1KB约为

1024

字节4级兆字节（MB）1MB约为

1024KB5级吉字节（GB）1GB约为

1024MB一部高清电影约占数GB空间，一个字符通常占

1到2个字节存储容量感知指令的执行流程计算机自动工作的过程，就是不断循环执行指令的过程一条指令执行完毕，自动转向下一条指令，如此循环计算机每秒能执行数亿甚至数百亿条指令，因此运算速度极快这一循环过程是计算机实现自动化的关键所在第一步取指令取指令控制器从内存中取出下一条指令第二步分析指令分析指令对取出的指令进行译码，明确要做什么操作第三步执行指令执行指令运算器或相关部件完成指令规定的操作输入处理输出的工作流任何一次计算机操作，都可以归结为输入、处理、输出三个环节看似简单的操作，背后经历了完整的系统协作。理解这一流程，能帮助我们从整体上把握计算机的工作方式。第一步输入通过键盘敲入文字，文字被转换为二进制存入内存文字被转换为二进制存入内存。第二步处理CPU

执行文字处理软件的程序对文字进行编排和保存。第三步输出显示器实时显示文字打印机可打印到纸上。第五章05系统维护让计算机保持最佳状态掌握日常维护与安全使用技能，做计算机的小主人养成良好的使用习惯良好的使用习惯能延长计算机寿命，也能提升使用体验这些看似简单的习惯，是计算机维护的第一步正确开关机通过系统菜单正常关机，避免直接断电。注意环境保持通风散热，避免潮湿和灰尘。合理操作轻按键盘鼠标，不随意拍打设备。定期休息长时间使用后让计算机适当降温。文件管理有章法有序的文件管理，能让查找和使用文件变得高效轻松良好的文件管理习惯，也是信息素养的重要体现分类存放按学科、用途建立文件夹，分门别类保存文件。规范命名文件名要能反映内容，避免使用无意义名称。及时清理定期删除不再需要的临时文件和重复文件。重要备份重要资料应备份到U盘、网盘等外部存储。软件的安装与更新软件的规范管理，既能保障系统安全，也能避免无用软件占据资源不随意下载来源不明的软件，是保护计算机安全的重要防线1步骤01正规渠道获取源头把关从官方网站下载软件选择正规应用商店渠道2步骤02谨慎安装安装把关安装时注意取消捆绑的附加软件选项3步骤03及时更新持续防护定期更新操作系统和安全软件及时修复漏洞4步骤04按需卸载精简资源不再使用的软件，应通过正规流程卸载信息安全与病毒防护计算机病毒是威胁系统安全的主要因素，需要科学认识和防范计算机病毒定义计算机病毒是人为编写的、具有破坏性的程序。传播性可通过网络和移动存储传播。隐蔽性不易被察觉，潜伏在系统中。破坏性对系统和数据造成损害“杀毒·警惕·查杀·保密，四道防线筑牢安全”—提高安全意识，成为每个计算机使用者的必备素养计算机病毒是人为编写的、具有破坏性的程序，理解其特性方能有效防御。第六章06展望未来技术演进永不止步了解计算机技术发展趋势，保持探索热情人工智能走进生活人工智能技术快速发展，已经广泛融入日常生活“人工智能正深刻地改变着人们的生活与学习方式”语音助手通过语音指令完成查询、播放、提醒等任务。智能推荐根据浏览和兴趣记录推荐内容与商品。图像识别人脸解锁、拍照识物、文字识别。智能翻译实现多种语言之间的即时互译。无人驾驶汽车通过传感器和算法实现自动驾驶。人工智能正在改变我们的生活方式，也带来了新的学习方向计算机技术发展趋势计算机技术朝着更快速、更智能、更互联的方向持续演进这些趋势正在重塑计算机技术乃至整个社会的未来图景运算能力持续提升芯片制程不断进步，计算速度更快万物互联物与物通过网络连接，智能设备协同工作云计算普及计算与存储向云端集中，随时随地访问量子计算探索全