第二章 第一节 计算机系统的基本组成（教案） - 《计算机原理》中职同步精品课堂

《计算机原理》教案 课 题 第1课时 计算机系统的基本组成 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.掌握计算机系统的组成及各部分功能。 2.了解微型计算机和单片机的组成。 学习重难点 1.了解计算机系统的组成及各部分功能。 2.了解微型计算机的组成。 3.了解单片机的组成。 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.存储程序原理 存储程序原理是将程序像数据一样存储到计算机内部存储器中的一种设计原理。 存储程序原理就是将我们为解决特定问题而编写的程序存放在计算机存储器中，然后按存储器存储程序的首地址执行程序的第一条指令。以后就按照该程序的规定顺序执行其他指令，直至程序结束执行。 2.冯·诺依曼 冯·诺依曼对计算机界的最大贡献在于存储程序概念的提出和实现。存储程序原理不仅是计算机的基本工作原理，奠定了现代计算机的基本结构，而且开创了程序设计的新时代。自计算机出现至今的60多年来，虽然计算机的发展速度惊人，但就其结构原理来说，目前绝大多数计算机仍建立在存储程序概念的基础上。我们把符合存储程序概念的计算机统称为冯·诺依曼型计算机。 随着计算机技术的不断发展，也出现了一些突破冯·诺依曼结构的计算机，统称为非冯·诺依曼结构计算机，如数据驱动的数据流计算机、需求驱动的归约计算机和模式匹配驱动的智能计算机等。 观察、讨论、思考 激发学生的学习兴趣，了解计算机存储程序的原理。 活动二： 调动思维 探究新知 1、 计算机的硬件组成 计算机是通过执行存储在存储器中的程序而工作的。计算机执行程序是自动按序进行的，无须人工干预。程序和数据由输入设备输入存储器，执行程序所获得的运算结果由输出设备输出。因此，计算机通常由运算控制部件、存储器部件、输入设备和输出设备4部分组成，如图2.1所示。 1.运算控制器 运算控制器由运算器和控制器两部分电子线路组成，是计算机赖以工作的核心部件。运算器主要包括加法器、移位、判断和寄存器电路等，用于算术运算和逻辑操作。控制器由指令寄存器、指令译码器和控制电路等组成，是整个计算机的中枢。它根据指令码指挥运算器、存储器、输入设备和输出设备自动协调地工作，如图2.1中箭头所示。因此，运算器和控制器唇齿相依，融为一体。过去，运算器和控制器由电子管、晶体管和集成电路芯片组成，体积十分庞大。现在，运算器和控制器通常集成在单块或几块大规模集成电路芯片内，人们称之为中央处理单元(CPU, Central Processing Unit)，即微处理单元。 2.存储器 通常，存储器分为内存储器和外存储器两种。内存储器工作速度快，但存储容量有限。过去采用磁芯存储器，现在毫无例外地采用半导体存储器。当前运行的程序和要处理的数据均存储在内存储器中，所以它的性能直接影响整个系统的工作效率。 外存储器又称为海量存储器，它的存储容量大，但存取速度慢，如磁盘、光盘、U盘、移动硬盘等。微型计算机中用得最广的曾经是软磁盘和硬磁盘两种，后期发展为硬磁盘和光盘，当今随着存储单位价格的不断降低，大容量硬磁盘成为了唯一内置于微型计算机内部的外存储器。未来，固态硬磁盘可能将取代现在的机械硬磁盘而成为微型计算机的主力外存储器。 3.输入设备 输入设备能自动把人们编好的解题程序和原始数据转换成计算机能识别的二进制数码，送到存储器存放起来。常用的输入设备有键盘、鼠标、触摸屏等。此外，当计算机从磁盘上读入程序和数据时，磁盘驱动器也是作为输入设备而工作的。因此，输入设备是计算机输入解题程序和原始数据不可缺少的部件。 4.输出设备 输出设备用于输出计算机的中间结果和最终结果，也可以输出原始程序和实时信息。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图机和电传打字机等。对于外存储器，当用它来存储数据时，也可以将它看