6.1 概述（教案） - 《计算机原理》（电工版第五版）同步精品课堂

《计算机原理》教案 课 题 6.1 概述 课 型 课 时 1 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本书为中等职业教育国家规划教材，以教育部颁布的"计算机原理”课程教学大纲为依据编写。本课程是中等职业学校计算机及应用专业的一门主干专业基础课程。其任务是使学生掌握必要的计算机硬件和软件知识，掌握微型计算机组成结构和各部件的工作原理，了解指令系统，了解计算机系统常见的外围设备的功能和使用方法，为学生学习专业知识和提高技能， 适应职业变化及继续学习打下基础。 学情分析 本书以计算机基本原理为重点，其主要内容包括数字设备中数和字符的表示方法、计算机系统的组成、中央处理单元、存储系统、总线系统、输入/输出系统和常见外部设备。在学习本课程前应当掌握一种面向用户的高级程序设计语言及学习过数字电路。 学习目标 1.了解计算机的输入与输出的概念。 2.掌握接口电路的基本作用和功能。 学习重难点 1.了解计算机的输入与输出。 2.初步掌握接口电路的组成结构。 3.掌握接口电路的基本作用和功能。 教学方法 多媒体教学、讲练结合 课前准备 教学课件、分层作业 （若有教具等教师自行增加） 教学媒体 多媒体教学 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1.输入和输出 输入和输出是构成计算机系统必不可少的部分。 输入是处理单元获取待处理信息的源头;输出是处理单元按程序要求处理信息的表现。 2.输入/输出设备 下面对输入和输出的过程做一简单描述。 目前计算机已经相当普及，下面的过程已司空见惯。当用户按下“A”键时，随即在显示器上便显示出“A”来;用鼠标单击某一图标，则会激活与之对应的一个程序。 键盘和鼠标是输入设备，显示器是输出设备，它们之间是怎样沟通的。整个过程是怎样进行的，整个计算机系统是怎样协调工作的，这些问题将在本章和下一章予以介绍。 初步了解微型计算机的输入和输出。 1、学生实践 观察图片，初步了解计算机的输入和输出设备，可上网搜索相关知识，了解输入和输出的过程。 激发学生的学习兴趣，初步了解输入输出设备，思考输入和输出的过程。 活动二： 调动思维 探究新知 1、 计算机的输入与输出 1.输入 目前计算机只能处理用二进制数表示的信息。在实际应用中，输入信息在表现形式上千差万别，但最终必须以二进制数的形式提供给处理单元。例如，键盘将按键与(某种形式的)开关相连接，当按下某个键时，与之相对应的开关闭合并得到一个信号，再将其转换成与之对应的二进制编码，经接口电路送给处理单元。再如，电子门锁，它将“钥匙”(某种信息的载体)输入给处理单元，供其识别并决定是否开门。电子温度计则是另一种形式的输入，首先将随时间连续变化的物理量(或称模拟量)转换为电量，最终变换为在时间上非连续的数字量，以便处理单元进行处理。 2.输出 显示器是常见的输出设备，可以显示文本、图形和图像。但处理单元提供的是用二进制数表示的信息，当然显示器不可能直接接收键盘的信息。同样，该信息也必须经接口电路处理后，才能显示。打印机也是常用的外部设备，与显示器的不同之处是，它输出的是硬复制。 当然，还有其他不同形式的输出设备。 因此，外围设备并不直接接到计算机的系统总线上，它必须通过专门的输入/输出(I/O)接口才能实现与主机之间的相互通信。主机、总线(DB、CB、AB)、I/O接口和I/O设备之间的关系如图6.1所示。 2、 I/O 接口的基本功能和结构 1.I/O 接口的基本功能 I/O接口的基本功能从本质上讲，是建立起总线与外围设备间的信息传输桥梁，具体可分为如下几方面。 (1)不同时序间的同步功能 由于CPU由高速半导体逻辑电路构成，它的工作速度可达100MIPS(即每秒执行108条指令)以上(今后的速度还会不断地提高);而外围设备则多数由“机一电、机一光一电”类型的设备与部件组成，它们的工作速度与CPU相比是比较低的。如常见的针式打印机，每秒钟只能打印100个字符左右，而键盘输入的速度则更低。尽管各种新式的计算机外围设备的工作速度比以前有了较大提高，但仍比CPU的工作速度低得多。因此，I/O接口电路应具有解决高速的主机与低速的外围设备之间因工作速度差异而引起的在传输数据时的同步问题，也就是具有信息传输前的联络功能。 (2)不同信息格式的转换功能 外围设备所处理的信息格式有多种形式。有串行的，也有并行的;有8位(bit)的，也有16位(bit)的。例如，CPU字长为16位，若I/O设备按位串行传送数据，则I/O接口需进行串-并数据格式的转换。又如，CPU字长为16位，而I/O设备数据格式为8位，则需要进行组装或分解，即将两个8位拼成一个16位