2.1 计算机硬件（教学课件）信息技术浙教版2019必修2

第二章 Chapter 2 信息系统的支撑技术 1 1 2 3 2.1 计算机硬件 4 2.4 传感与控制 2.2 计算机软件 2.3 移动终端 5 6 2.6 网络应用软件开发 2.5 网络系统 目录 复习回顾 1 2 信息系统有哪些关键要素？ 什么是信息系统？ 信息系统是指硬件软件设施、通信网络、数据和用户构成的人机交互系统。 信息系统中的硬件 信息系统中的硬件是指看得见、摸得着的设备。信息系统中的硬件主要包含计算机硬件、移动终端硬件、通信网络设备等 计算机硬件 计算机硬件是信息系统中最主要的组成部分，主要负责对信息的加工、处理和存储。 笔记本电脑 平板电脑 台式计算机 嵌入式设备 手机 服务器 计算机硬件 计算机发展阶段 电子管 （1946-1959） 5千-4万（次/秒） （1960-1963） 几十万-百万（次/秒） （1964-1970） 百万-几百万（次/秒） （1971-至今） 几百万-几亿（次/秒） 晶体管 集成电路 (超）大规模集成电路 计算机硬件 未来发展方向 巨型化 智能化 网络化 微型化 02 04 01 03 ? 计算机硬件 超级计算机 超级计算机是计算机中功能最强、运算速度最快、存储容量最大的一类计算机，是国家科技发展水平和综合国力的重要标志。一个国家的高性能的超级计算机，直接关系到国际民生、关系到国家的安全。应用领域非常广阔，代码破解和核武器发展等方面都需要高速处理大量复杂计算。 民用：天气预报、石油勘探，药物开发，汽车设计等…… 医学：模拟与分析人体血流…… 计算机硬件 超级计算机 Fugaka(日本) 442010 TFlop/s （万亿次计算/s） 148600 TFlop/s 94640 TFlop/s 93015 TFlop/s Summit(美国) Sierra(美国) 太湖之光 问题提出——电脑选购 大一学生小佳需要一台新电脑，囊中羞涩的她想要追求高性价比，购物网站上五花八门的主机配置让她眼花缭乱，希望你能给她出出主意。平时她经常看剧，偶尔也会和朋友打英雄联盟。她还希望以后能学习Python，PS，视频剪辑等。她看上的几款配置参数如图： 这些参数都是什么意思呢？ 计算机硬件 在计算机主机中,含有CPU、主板、内存条、硬盘、光驱、显卡、网卡、声卡、电源适配器等。 计算机硬件 计算机硬件 主板 指出各接口的名称 CPU接口 内存条接口 鼠标键盘接口 显示器接口 音频接口 网线接口 USB接口 硬盘接口 显卡接口 计算机硬件 中央处理器cpu 计算机指挥中心，指挥协调计算机各个部件有序工作。 计算机数据处理的核心部件，由算术运算和逻辑运算的部件以及寄存器组成 运算器 控制器 计算机最核心的部件，由运算器和控制器组成，决定计算机的性能 计算机硬件 中央处理器cpu 主频 控制CPU节奏的时钟频率(HZ)，是衡量性能好坏的重要指标之一 高速缓存Cache 减少CPU等待时间，提高计算机效率，存储器事先将CPU需要读写的内容给Cache，CPU先访问Cache，Cache空了才直接访问存储器 FPU FPU是专用于浮点运算的处理器,在大多数计算机架构中，一个或多个浮点运算器会被集成在CPU中 多核 多核指单个大规模集成电路中集成了多个CPU，多个CPU同时执行指令 字长 同时进行运算的二进制位数。目前主要有32位或64位。 计算机硬件 中央处理器cpu CPU 微处理器公司 英特尔（Intel）是美国一家主要以研制CPU处理器的公司，是全球最大的个人计算机零件和CPU制造商，它成立于1968年，具有50年产品创新和市场领导的历史。酷睿（Core）奔腾（PenTIum）赛扬（Celeron） 美国AMD半导体公司专门为计算机、通信和消费电子行业设计和制造各种创新的微处理器。羿龙(Phenom) ，速龙（Athlon），闪龙（Sempron），锐龙(RYZEN)  小、中强度游戏用户首选Intel AMD多核，价格更低，多图像处理、视频渲染、文件转码是多核的强项 计算机硬件 存储器 存放CPU 运行所用到的指令和数据，存储器按用途分为主存（内存）、辅存（外存）和高速缓冲存储器（Cache） 性能指标：容量、读写速度 计算机硬件 存储器——内存 内存 名称 特点 功能 ROM 只读存储器（Read-Only Memory） 只读不写，断电信息不丢失 存放不需要修改的重要信息，如开机检测程序 RAM 随机存储器（Random Acess Memory） 可读可写，断电信息会丢失 与cpu交换数据，作为临时存储数据的场所 计算机硬件 存储器——外存 硬盘通过磁性介质磁化时的不同极性方向来表达二进制0和1，信息在断电后不会消失，容量很大，在TB级 读写速度快、质量轻、能耗低，体积小，价格较为昂贵，容量较低，一旦硬件损坏，数据较难恢复 闪存盘以闪存作用存储介质，采用通用USB插口，容量在GB级，方便携带 硬盘 固态硬盘 闪存盘 云计算和云存储 云计算是一种基于互联网的计算模式，在互联网上汇聚大量计算资源和存储资源，用户可以根据需要使用和配置这些资源 云计算 云存储 云存储是一个以数据存储和管理为核心的云计算系统，使用者可以在任何时间、任何地方，通过任何可联网的设备连接到云上，方便地存取数据。 存储器 存储器 高速缓存cache 主存储器（内存） ROM只读存储器 RAM随机存储器 辅助存储器（外存） 硬盘 固态硬盘 闪存盘 U盘 计算机硬件 输入输出设备 输入设备 ：将程序和数据以机器能识别和接受的信息形式输入计算机。 例如：鼠标、键盘、摄像头、扫描仪、话筒、触摸屏 输出设备 是将计算机的运算和处理结果以能为人们或其他机器所接受的形式输出。 例如：打印机、音箱、显示器、绘图仪 兼具输入输出功能，主要有声卡、网卡、光盘驱动器 计算机硬件 输入输出设备 计算机硬件 输入输出设备 显卡是个人计算机基础的组成部分之一，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人计算机主板的重要组件 集成显卡：将显示芯片、显存及其相关电路都集成在主板上，功耗低、发热量小，显示效果与处理性能相对较弱，固化在主板或CPU上，本身无法更换 核芯显卡：将图形核心与处理核心整合在同一块基板上，构成一个完整的处理器。缩减了数据周转时间，有效提升处理效能并大幅降低芯片组整体功耗，有助于缩小核心组件的尺寸，为笔记本、一体机等产品的设计提供了更大选择空间 独立显卡：自成一体而作为一块独立的板卡存在，系统功耗和发热量较大，有专门为游戏设计的娱乐显卡和用于绘图和3D渲染的专业显卡 计算机硬件 实践体验 打开中关村网站的模拟攒机栏目（https://zj.zol.com.cn/）选择合适的硬件装配一台价格在 7000 元以下的台式计算机，并简要说明该配置的优势 计算机硬件 冯·诺依曼结构 计算机硬件 运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备 中央处理器（CPU） 外存 内存 鼠标、键盘、手写板、录音设备、扫描仪、各种传感器等 显示器、打印机、投影仪、音箱 逻辑部件 物理部件 计算机性能评测 哪些参数影响计算机性能 课堂练习 小斌用某测评软件对甲乙两台计算机进行性能测评，部分截图如图所示，关于上述测评的描述正确的是（ ） A.计算机乙的中央处理器处理数据的速度可能比计算机甲快 B.计算机甲处理图像、视频数据的速度一定比计算机乙快 C.计算机甲的综合性能得分低于计算机乙，但是计算机甲的硬盘性能优于计算机乙 D.计算机乙的综合性能得分高于计算机甲，所以计算机乙的内存性能优于计算机甲 A 小斌计算机的部分系统信息如图 所示。以下说法不正确的是（ ） A.该计算机支持64位的操作系统 B.该计算机CPU的主频为2.5GHz C.该计算机内存的容量为8GB D.该计算机硬盘的容量为16002MB 课堂练习 D .小斌打算更换台式电脑的内存，在网上找到一款内存，主要参数如图所示。以下关于这款内存的说法，正确的是（ ） A.存储在该内存中的信息可永久保留 B.该内存的容量约为2666MB C.只能从该内存中读取数据，不能存储数据 D.该内存可随时进行存储或读出数据的操作 课堂练习 D 小李组装了一台台式电脑，他所选择的主板的部分参数如图所示以下关于组装计算机的说法中，正确的是（ ） 课堂练习 C A.任意型号的CPU都可以插在该主板上 B.该主板支持接口标准为PCIE3.0及以下的显卡 C.该主板上可以插4根DDR4的内存条 D.该主板上必须再插一个独立声卡才能播放音频 计算机工作原理 存储程序式体系结构 现代计算机大多采用“存储程序式”体系结构，它是图灵机的工程实现。计算机处理信息主要包括输入、处理(运算与控制）、存储和输出四个步骤。 存储程序式体系结构特点 存储程序式计算机内部采用二进制来表示指令和数据 在处理数据时必须先将数据和指令存入存储器中，然后计算机在工作时能自动从存储器中取出指令并加以执行 处理信息的一般步骤：输入→处理（运算和控制）→存储→输出 计算机硬件主要由运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备五大部件组成 小斌是位自由撰稿人，每天需要阅读当天各大报刊并撰写稿件。为了提高工作效率，他换了一台新电脑，基本部件如图所示。 课堂练习 D 上述部件中，能够将报刊上的文章录人到电脑中的有（ ） A.①②⑤ B.①④⑤ C.③④⑥ D.②④⑥ 小斌正在电脑上编辑稿件时突然停电。来电后，当他再次开启计算机，之前编辑的稿件由于未及时“保存”而丢失了。对于该事例，以下说法正确的是（ ） A.由于未进行“保存”操作，编辑的信息未保存在任何存储器中 B.在未进行“保存”操作前，正在编辑的信息都保存在ROM中 C.再次启动计算机后，上一次存储在RAM中的信息都会丢失 D.在计算机中，ROM存储的信息比RAM存储的信息更容易改变 课堂练习 C 小斌买了一台“口袋打印机”用于平时的错题打印，它的工作原理是通过脉冲电流产生热量，打印纸受热变色，显示出字符和图像。这种“口袋打印机”属于（ ） A.针式打印机 B.喷墨打印机 C.热敏打印机 D.3D打印机 课堂练习 C 小斌和小辉的计算机安装着相同的操作系统，两人使用相同的软件对同一段视频进行编辑，编辑过程中发现小斌的计算机处理速度明显较慢。在忽略其他因素的前提下，以下原因中最有可能的是（ ） A.小斌的计算机CPU时钟频率较低 B.小斌的计算机硬盘的容量略小 C.小斌的计算机的输入设备的性能较差 D.小斌的计算机输出设备的性能较差 课堂练习 A 聆 听 谢 谢 38 $$