第2课 计算机的组成

第2课 计算机的组成 [教学目的与要求] (1)了解计算机组成各部分的名称和作用。 (2)知道什么是计算机软件，了解计算机软件的作用。 (3)了解计算机处理信息的过程。 [课时安排] 建议1课时。 [教学重点与难点] (1)计算机是由特定功能的各种设备组合在一起的一个整体。 (2)计算机硬件和软件的概念。 [教材分析与教法建议] (1)在讲授计算机硬件时建议采用直观教学法，教师通过展示计算机的各组成部分，让学生体验到计算机是由中央处理器(CPU)、存储器、输入设备和输出设备等组成的一个有机整体。 (2)通过观看录像片(介绍计算机基本组成)让学生体验感受计算机的基本组成。 (3)教师还可以在计算机教室中实际地拆装计算机，让学生感受计算机的基本组成。如果学校条件许可还可以分成若干小组，在教师的指导下(在切断电源的条件下)，由学生拆装计算机，亲身体验，了解计算机的各组成部分。 值得提请老师注意的是，学生分小组拆装计算机后，必须经计算机教师检查合格，各接插件均符合要求后才可以通电开机。 在说明计算机的基本组成时，可以分两个方面来说。一个是从外观上看，计算机由主机箱、键盘和显示器组成；二是从逻辑组成来看，即控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备，在教学过程中要讲述清楚。 (4)讲授计算机软件时，我们可以结合通过计算机处理相关工作的实例，直观地进行教学。 (5)通过教学让学生知道，如果计算机仅有硬件，没有软件是没有办法进行工作的；计算机再怎么聪明，没有人编写系统软件或应用软件，它也没有办法进行处理。 [参考资料] 一、计算机的硬件和软件 现代的计算机面对用户的不再是简单的、由电子线路组成的机器，而是由硬件和软件两部分组成的计算机系统。 1．硬件 计算机硬件从外观上看主要有主机箱、键盘和显示器；从逻辑功能上看，可以分为控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五个部分，一般地又把运算器和控制器合称为中央处理器。判断一台计算机的性能主要看两个指标，第一是CPU的型号与主频，第二是总线类型。 打开计算机主机箱，里面有一块印刷电路板，这就是计算机的主机板(简称主板)，一般地，计算机的重要控件都做在计算机的主板上。主板的类型和品种很多，从类型上来说，它们都是以CPU来分类的，CPU芯片在主板上是可以插拔的。主板上还许多部件，如ROM、RAM、总线槽、插座、电池等。 (1)CPU CPU是中央处理器(Central Processing Unit)的英文缩写，它是计算机的运算控制中心，是计算机中集成度最高、最贵重的一块芯片。它是由几千~几千万个晶体管组成的超大规模的集成电路芯片。计算机所有数据的加工处理都是在CPU中完成的。CPU还负责发出控制信号，使计算机的各个部件协调一致地工作。 (2)存储器 ①内部存储器 内部存储器简称为内存，计算机要执行的程序、要处理的信息和数据，都必须先存入内存，才能由CPU取出进行处理。 内存一般可以分为随机读写存储器(RAM)和只读存储器(ROM)两种。 ROM中存储的数据只能读出，而用一般的方法不能写入。它的最大优点是它保存的数据在断电后不会丢失，因此用来保存计算机经常使用且固定不变的程序和数据。ROM中保存的最重要的程序是基本输入输出系统BIOS，这是一个对输入输出设备进行管理的程序。 RAM中存储的数据可以随时取出来(称为读出)，也可以随时存入新数据(称为写入)或对原来的数据进行修改。RAM的缺点是断电以后所存储的所有数据都将丢失。 充当内存的集成电路芯片是做在一小条印刷电路板上的，称为内存条。内存条可以很方便地插在主板上，其容量有8MB、16MB、32MB、64MB、128MB、256MB等。在选择内存条时，要考虑容量稍大一些的，但不要插满槽口，为今后的升级及内存的扩充留有余地。 ②外部存储器 内存的容量有限，且价格较贵，关机以后内存中所存储的数据就消失了，因此计算机还必须有外部存储器(简称外存)来存储数据。外存的特点是存储容量大、价格较低，所存储的数据在计算机关机后也不会丢失。外存有软盘、硬盘、光盘等。 (3)输入/输出设备 输入设备就是把数据送入计算机的设备，它接受用户的程序和数据，并转换成二进制代码送入计算机的内存中存储起来，供计算机运行时使用。输出设备就是把经过计算机处理的数据，以人们能够识别的形式输出的设备。输入/输出设备就如同人有了眼睛可以看、耳朵可以听、嘴巴可以讲、手可以写字一样，输入／输出设备是计算机与外界沟通的桥梁。 输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪、手写笔等。键盘主要用来输入各种文字、数据和命令。鼠标器主要用于绘图以及快速地移动光标进行选择或输入。扫描仪用来将图形或图像资料输入到计算机中。 输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音箱等。显示器，能显示计算机输出的文字、图形或图像；打印机能把计算机输出的文字、图形、图像等打印到纸上，打印机的种类很多，有针式打印机、喷墨打印机、热敏打印机、激光打印机等；音箱能输出经过计算机处理的声音信息。 2．软件 计算机所做的一切都是靠运行软件来完成的。20世纪50年代以前人们普遍认为软件就是程序，其实这并不完整。70年代有人提出：软件由程序和开发、利用、维护它的一切文档组成。1983年美国IEEE组织给软件下了一个明确的定义：软件是计算机程序、方法、规则相关的文档以及在计算机上运行所必需的数据。 计算机软件大体上可以分为系统软件和应用软件两大类。 (1)系统软件 系统软件是一种综合管理计算机硬件和软件资源，为用户提供工作环境和开发工具的大型软件。系统软件主要有操作系统和程序设计语言两类。 操作系统是计算机的大管家，它负责管理和控制计算机各个部件协调一致地工作，是一个最基本、最重要的系统软件。一台计算机必须安装了操作系统才能正常工作。DOS、Windows、Unix、Linux等都是计算机上使用的操作系统软件。 程序设计语言是用来编制软件的专门语言。我们使用的各种软件都是用程序设计语言编写的。程序设计语言的种类很多，有BASIC、PASCAL、C、FoxBASE、Visual BASIC、Visual FoxPro等。 (2)应用软件 应用软件是计算机用户为了解决某些具体问题而编制的软件。如图书馆资料检索软件、人事管理软件、工资管理软件、辅助教学软件等。还有为各种不同用途编制的专用软件，如文字处理软件、电子表格软件、防病毒软件等。 二、微处理器的发展历史 你知道神奇的计算机芯片是用什么材料制成的吗？Intel公司的创始人摩尔曾有过这样一段精彩的解释：我们需要为芯片寻找一种基质，因此我们考察了地球的基质，它主要是沙粒，所以我们使用了沙粒(硅可由海沙滤取而得)。我们需要为芯片上的线路和开头寻找一种金属导体，我们考察了地球上的所有金属，发现铝是最丰富的，所以我们使用了铝。下面让我们循着Intel公司的发展历程，去探寻中央处理器的发展史。 1971年，Intel公司首先推出了世界上第一个4位微处理器芯片Intel 4004，它集成了2300个晶体管，同年，第一台使用了4004芯片的微型计算机诞生了。1972年，Intel公司推出了8位微处理器芯片8008，之后的几年中，8位微型计算机得到了飞速的发展，并打开了一定的市场。其中，最为著名的是苹果公司的Apple II。1978年，Intel公司推出了16位微处理器芯片8086，主频为5~8MHz。随后又有80186、80188、80286等16位芯片出现。这一阶段在微型计算机市场大获成功的是IBM公司的IBM PC。1985年，Intel公司推出32位微处理器80386，指令中增加了页式存储管理，加强了图形处理的能力。同一年，Microsoft(微软)公司推出了Windows 操作系统，这是微型计算机操作系统的一次革命性的进步。1989年Intel公司研制成功80486芯片。微型计算机市场日趋繁荣，出现了百家争鸣的局面。 1993年Intel公司公布了新一代的处理器80586，并给它起了个商品名Pentium(奔腾)，简称P5，集成度为310万个器件/片，时钟频率为60~133MHz，1995年2月，Intel公司推出了Pentium Pro芯片，简称P6，集成度为550万个器件/片，时钟频率为133MHz，1997年1月Intel公司推出了第一片带MMX技术的多功能奔腾处理器。MMX是Multi-Media Extensions(多媒体扩展)的缩写，是为加快多媒体操作运算而在CPU内部新增了57条指令。这57条指令是特别为音频信号、视频信号以及影像处理而设计的，从而使得本来由声卡、解压卡、显示卡等支持的部分工作，又可以回到高速的CPU中完成。1997年下半年起，各CPU制造商竞相将MMX技术纳入32位及64位微处理器中。1998年的PentiumII是带有MMX技术的P6级的微处理器，内含750万个晶体管，主频普遍在200MHz以上。1999年2月，Intel公司又推出了PentiumIII，其核心速度在 450MHz以上。PentiumIII是在PentiumII的基础上新增加了70条能够增强音频、视频和3D图形效果的SSE(Streaming SIMI Extensions，数据流单指令多数据扩展)指令集。2000年，Intel公司推出了Pentium IV微处理器，主频达到1GMHz以上。 纵观计算机的发展历史，微处理器性能的不断提高是计算机应用得以迅速发展的真正动力，它比历史上任何发明都进展得更为迅速。 [参考教案] [课  题] 第2课  计算机的组成 [教学目的与要求] (1)了解计算机组成各部分的名称和作用。 (2)知道什么是计算机软件，了解计算机软件的作用。 (3)了解计算机处理信息的过程。 [课时安排] 1课时。 [教学重点与难点] (1)计算机是由特定功能的各种设备组合在一起的一个整体。 (2)计算机硬件和软件的概念。 [教学过程] 一、导入 同学们，计算机这个词对于我们来说已经不再陌生了，它已经渗透到我们生活中的每个环节中去了。那么你们知道哪些有关计算机的名词呢？(根据学生的回答，教师作出相应的小结)。同学们，你们所说的这些名词有的是计算机的硬件，有的是计算机的软件，还有一些则是计算机的应用，今天我们就要学习计算机的组成，计算机是由硬件和软件两个部分组成的。通过大家的共同努力，我相信大家都会成为一个计算机小行家。 二、新授(以台式微机为例) 1．硬件 计算机硬件从外观上看，计算机由主机、显示器、键盘、鼠标器等部分组成。(结合实物讲解)硬件就是我们实实在在能够看到的计算机部分。 学生看书，结合图片自学各部分名称及作用。教师补充，区分输入、输出设备。 (1)主机 主机是计算机的心脏和大脑，在里面有很多的部件，分别实现各种连接和处理功能。它能存储输入和处理的信息，进行运算，控制其他设备的工作。 打开计算机主机箱，里面有一块印刷电路板，这就是计算机的主机板(简称主板)，一般地，计算机的重要控件都做在计算机的主板上。主板上还许多部件，如ROM、RAM、总线槽、插座、电池等。机箱内还有硬盘、软驱、光驱、电源和小喇叭等。 其中核心部分是微处理器和内存储器。微处理器是计算机中集成程度最高的芯片，平时我们所说的“486”、“586”都是指微处理器的档次和型号。Inter公司是生产微处理器的最著名的厂商，1993年生产出了80586，取名Pentium(奔腾)，1995年推出了Pentium Pro芯片，接着，又推出了Pentium Ⅲ处理器，现在又有了Pentium Ⅳ处理器。内存是暂时存放数据用的，通常有8MB、16MB、32MB、64MB、128MB、256MB等各种规格。 (2)输入设备 键盘主要用来输入文字和命令，是一种输入设备。其实输入设备还有很多，我们常用的还有鼠标器、话筒、扫描仪、手写笔等。 (3)输出设备 显示器可以把计算机处理的数据给我们看，它是一种输出设备。输出设备还有打印机、音箱等。打印机通常有针打、喷打、激打之分。 一个计算机系统，通常由输入设备、主机、输出设备三部分组成。主机是计算机的核心，输入／输出设备中除了显示器、键盘必不可少外，其他的可根据需要配备，当然，多一样设备，多一种功能。以上都是能够看到的部分，我们把它们叫做硬件。 2．软件 计算机光有硬件还不行，它等于是一具尸体，没有生命力，要是想让计算机完成我们想做的工作，使它“活”起来，必须给它安装一些无形的东西，这些就是软件。比如，要用计算机画画，我们必须给计算机安装画画软件。在课堂上演示安装Windows的画图程序。 计算机其实由软件和硬件构成，硬件是可以看到的，是物质基础，软件则是它的思想灵魂。 计算机软件大体上可以分为系统软件和应用软件两大类。 (1)系统软件 系统软件是一种综合管理计算机硬件和软件资源，为用户提供工作环境和开发工具的大型软件。系统软件主要有操作系统和程序设计语言两类。 操作系统是计算机的大管家，它负责管理和控制计算机各个部件协调一致地工作，是一个最基本、最重要的系统软件。一台计算机必须安装了操作系统才能正常工作。DOS、Windows、Unix、Linux等都是计算机上使用的操作系统软件。现在我们最常用的是美国微软公司的Windows系列操作系统。我国也有了自己的操作的系统—红旗Linux，现在正在推广运用当中。 (2)应用软件 应用软件是计算机用户为了解决某些具体问题而编制的软件。有了应用软件，才能在计算机上画图、写文章，制作多媒体报告、玩游戏等，如WPS、Word、PowerPoint等都是应用软件。 三、计算机信息处理过程 计算机的硬件组成有点像人的大脑、眼睛、耳朵及笔、纸等，计算机处理信息的过程也类似于人脑处理信息的过程。 比如我们要把书上的一段文字在Word中用拼音输入法输入到计算机中，我们首先应该用眼睛看这段文字，眼睛把看到的字传给大脑，大脑要对这个字进行处理，看看认识不认识这个字，如果认识，大脑就可以产生这个字的拼音编码(不认识可以利用字典查出这个字的读音)，然后大脑指挥手利用键盘输入这个字。这样继续下去一段文字就会输入进去了。人在这一连串的动作中眼睛相当于输入设备；大脑相当于主机进行各种处理工作；手就相当于输出设备，把大脑的处理表现出来(利用键盘输入字)。 计算机的工作过程也像人一样，在输入字的这个过程中，首先通过输入设备键盘把这个字的编码信息输入主机，由主机对信息进行加工处理，再把加工处理后的信息通过输出设备输出(在屏幕出打印这个字)。 由此可见，计算机的工作过程可以用“输入、处理、输出”6个字来概括。 四、小结 今天你知道了哪些计算机知识？ 五、练习 (1)填空 ①内存储器一般可以分为        和        两类。 ②奔腾Ⅰ、奔腾Ⅱ、奔腾Ⅲ、奔腾Ⅳ是指计算机        的型号。 ③常见的外存储器有       、       和       等几种。 (2)你能说出计算机硬件由哪些设备组成吗？ (3)想一想：如果你要在计算机中玩下象棋的游戏，该怎么办？ (教案设计：南京市拉萨路小学  徐惟乐)