任务1.2 计算机系统的组成（课件）-《信息技术》同步教学（电子工业出版社）

项目一 计算机基础知识 1 1 2 3 任务 计算机的发展及特点 计算机系统的组成 计算机中的信息表示 2 项目描述 21 世纪以来，计算机得到高速发展和普及，广泛应用于国防、航天、工业、教育、娱乐等各个领域，显然计算机已经成为我们生活的亲密助手，为了更好地使用计算机，我们应该花点时间来了解计算机。 本项目通过典型任务，主要介绍了计算机的发展史、计算机的特点、计算机的未来发展、计算机中的数据表示、计算机的组成及配置。通过学习，应了解计算机的发展历程、未来计算机的发展趋势；了解计算机中数据是如何表示的以及数制的转换；掌握计算机的基本组成以及如何选配一台个人计算机。 3 知识目标 计算机的发展及特点 1 计算机中的信息表示（重点/难点） 2 计算机系统的组成 （重点） 3 4 了解 掌握 掌握 能力目标 能知晓计算机解决身边的实际问题，能根据自身需要选择合适的计算机软硬件，通过学习信息表示能更好地管理计算机数据。 5 任务1.2 计算机系统的组成 任务描述 知识拓展 任务要点 任务实施 能力拓展 张晓雁想要购买一台高性价比计算机，但他不知道哪些指标能代表计算机的性能，也不知道购买什么配置的计算机才能满足学习和娱乐需要，所以非常有必要了解计算机系统的组成。 操作要点 任务实施 任务小结 拓展训练 任务描述 6 任务1.2 计算机系统的组成 任务要点 知识拓展 任务描述 任务实施 能力拓展 操作 任务实施 任务小结 拓展训练 任务描述 操作要点 7 掌握计算机系统的基本组成 了解计算机的运行原理 了解计算机的技术指标 了解计算机的基本配件 了解计算机的组装流程 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.1 计算机系统的构成 一台完整的计算机系统由硬件（Hardware）系统和软件（Software）系统两大部分组成，如图 1-4 所示。 图 1-4 计算机系统的组成示意图 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 8 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.2 计算机工作原理及硬件结构 计算机从产生到发展已有几十年的历史，计算机的硬件也发生了翻天覆地的变化，但时至今日，计算机的硬件组成仍是冯·诺依曼提出的模型结构。它由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成，如图 1-5 所示。 图 1-5 计算机的硬件结构 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 9 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.2 计算机工作原理及硬件结构 1. CPU CPU 是计算机的核心部件，由控制器和运算器组成。 ①运算器（Arithmetical and Logical Unit简称ALU） 运算器能够按程序要求完成算术运算和逻辑运算，并可暂存运算结果。 •算术运算是对二进制数进行加、减、乘、除； •逻辑运算是与、或、非。 ②控制器（Control Unit简称CU） 控制器是计算机的指挥中心，也可以说是大脑中枢。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 10 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.2 计算机工作原理及硬件结构 2.存储器（Memory） 存储器主要用来存放程序和数据。存储器分为内存储器（简称内存RAM ）和外存储器（简称外存）以及高速缓冲存储器。 中央处理器（CPU）只能直接访问存储在内存、高速缓冲存储器中的数据，外存中的数据只有先调入内存后，才能被CPU访问和处理。 ①内存（RAM）——又称为主存储器。 特点：存储容量小、存取速度快、价格适当，存储信息不能长期保留（断电即丢失）。 ②外存——又称为辅助存储器。 特点：存储容量大、存取速度慢、价格低，存储的信息能够长期保留的特点，常用的外存储器：硬盘、磁带、光盘等。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 11 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.2 计算机工作原理及硬件结构 2.存储器（Memory） ③高速缓冲存储器（Cache）——存放正在运行的一小段程序和数据。 由于系统主板上的响应时间远低于CPU的速度，Cache起到一个协调它们之间的速度作用，也即起缓冲作用。具有存储容量很小、存取速度很快、位价格高。存储信息不能长期保留的特点。 ④ 虚拟存储——就是把多个存储介质模块（如硬盘、RAID）通过一定的手段集中管理起来，所有的存储模块在一个存储池（Storage Pool）中得到统一管理，从主机和工作站的角度看到的就不是多个硬盘，而是一个分区或者卷，就好像是一个超大容量（如 1TB 以上）的硬盘。这种可以将多种、多个存储设备统一管理起来，为用户提供大容量、高数据传输性能的存储系统，就称为虚拟存储。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 12 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.2 计算机工作原理及硬件结构 3.输入/输出设备（Input/Output） 输入/输出设备又简称I/O设备。 常见的输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪等。 常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。 例如：下列计算机外部设备中， 是输出设备。 A、投影仪 B、扫描仪 C、数字化仪 D、摄像头 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 13 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.3 计算机的基本配件 一台完整的微机硬件系统有主板、CPU、内存、硬盘、光驱（光盘驱动器）、声卡（声音适配器）、显卡（显示适配器）、网卡（网络适配器）、显示器、键盘、鼠标、数据线、电源和机箱等部件组成，如图 1-6～图 1-15 所示。 图 1-6 机箱和电源 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 14 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.3 计算机的基本配件 图 1-7 主板结构图 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 15 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.3 计算机的基本配件 图1-8 CPU 图1-9 内存条 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 16 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.3 计算机的基本配件 图1-11 光驱 图1-10 硬盘 图1-13 显卡 图1-12 数据线 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 17 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.3 计算机的基本配件 图1-15 网卡 图1-14 声卡 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 18 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.3 计算机的基本配件 图1-17键盘和鼠标 图1-16 显示器 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 19 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.3 计算机的基本配件 图1-18 打印机 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 20 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.3 计算机的基本配件 图1-19 扫描仪 图1-20 移动存储器 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 21 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.4 选购计算机的技术指标 计算机的性能指标涉及体系结构、软硬件配置、指令系统等多种因素，一般说来主要有下列技术指标 1.字长 字长是计算机内部一次可以处理的二进制数的位数。字长越长，计算机的运算精度就越高，其运算速度也越快。高档微机字长为32位或64位。 2.主频 主频是指CPU的时钟频率，单位为赫兹（Hz）。主频越高，CPU的速度就越快。 3. 核心数 多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎（内核），此时处理器能支持系统总线上的多个处理器，由总线控制器提供所有总线控制信号和命令信号。目前的处理器多为双核、4 核、8 核、12 核、16 核等。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 22 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.4 选购计算机的技术指标 4. 内存容量 内存容量是衡量计算机存储当前运算数据信息多少的一个重要指标，以字节为单位，内存容量越大，机器所能运行的程序就越大，计算机运行就越流畅。目前市场上的内存条容量为 4GB、8GB、16GB、32GB 等。 5. 硬盘容量 目前个人计算机通常配置固态硬盘以提高系统运行速度。如果需要存储较多的图片和视频等大容量数据，可以考虑配置固态硬盘的同时，再配置大容量的机械硬盘。主流机械硬盘的存储容量有 1TB、2TB、4TB、6TB 等，转速有 5400r/min（转每分）和 7200r/min。主流固态硬盘的存储容量有 240GB、480GB、720GB 等。 6. 显卡性能 如果计算机只是用于办公、上网、看电影，一般集成显卡就足够了，如果要玩游戏或者处理三维图形、动画、高清视频等，就要选购高端的独立显卡。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 23 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.4 选购计算机的技术指标 7. 外设扩展能力 外设扩展能力主要指计算机系统配置各种外部设备的可能性、灵活性和适应性，如接口的版本和数量等。 8. 品牌 好的品牌一般是经过多年的市场检验和良好的用户口碑建立起来的，质量和售后服务都有良好的保障，不要贪图便宜购买不是正规品牌或口碑不好的计算机。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 24 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.5 计算机软件系统 1. 系统软件 系统软件是软件系统的核心，主要对计算机硬件和软件进行管理，调度、监控和维护计算机资源，扩充计算机功能，提高计算机工作效率。操作系统、程序设计语言、程序编译系统、数据库管理系统及系统服务程序都属于系统软件 操作系统是最基本、最重要的核心系统软件。操作系统是一种对计算机资源进行控制和管理的系统软件，任何一台计算机都必须安装操作系统，以管理和控制计算机系统中软、硬件工作，协调计算机内部所有的活动，并充当用户、应用程序与计算机硬件之间的接口。 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 25 任务实施 知识拓展 任务描述 任务要点 能力拓展 1.2.5 计算机软件系统 软件名称 软件描述 Office 微软开发的办公应用软件包，包含文字处理软件 Word、电子表格 Excel、幻灯片制作软件 PowerPoint、数据库 Access 等。我国的金山软件也推出了 WPS Office，包含文字处理、电子表格、幻灯片制作等功能 Photoshop 位图软件，用于图形图像处理和设计制作 CorelDRAW 矢量软件，用于图形图像处理和设计制作 Premiere 专业的视频处理软件 AutoCAD 辅助设计软件，用于建筑设计、机械制图等 3DS Max 三维动画制作软件 WinRAR 文件压缩与解压缩工具 GHOST 系统备份工具 Windows 优化大师 用于系统检测、优化、清理和维护。帮助用户了解计算机软硬件信息，简化操作系统设置步骤，提升计算机运行效率，清理系统运行时产生的垃圾，修复系统故障及安全漏洞，维护系统的正常运转 360 安全卫士 上网安全助手，拥有木马查杀、恶意软件清理、漏洞补丁修复、计算机全面体检等多种功能 Chrome 谷歌开发的网页浏览软件 迅雷 互联网资源下载工具 QQ、微信 国人最常用的即时聊天工具，用户达数亿，也是办公用户联系工作的好帮手 抖音 短视频社交软件 2. 应用软件 应用软件是为计算机在特定领域中的应用而开发的专用软件，用于解决各种实际问题，软件绝大多数属于应用软件，常见应用软件如表 1-2 所示。 表 1-2 常见应用软件 任务描述 任务实施 知识拓展 反思与改进 任务要点 26 1.2.6 安装个人计算机 知识拓展 任务实施 任务描述 任务要点 能力拓展 图 1-21 计算机安装工具 计算机部件选购完成后，需要将各部件安装到计算机机箱中并连接外部设备，检查完备后才能开机安装计算机软件。 1. 工具准备 在安装和维护计算机之前要准备必要的安装、拆卸和除尘工具，常用的计算机安装工具如图 1-21 所示。 教学整体设计 学生学习效果 特色与创新 反思与改进 教学实施过程 27 1.2.6 安装个人计算机 知识拓展 任务实施 任务描述 任务要点 能力拓展 2. 配件及材料准备 ① 准备配件：主板、CPU、散热器、内存条、硬盘、机箱及电源、显示器、键盘、鼠标、数据线、电源线等。 ② 辅助器材：电源插板、海绵垫等。 ③ 耗材：导热硅脂、风扇油、焊锡等。 3. 计算机硬件安装注意事项 ① 释放人体静电。在安装前用手触摸一下接地的导电体或通过洗手释放身上的静电。 ② 查阅说明书。把所有配件从盒子里拿出来（但先不要从防静电袋子中拿出来），按照安装顺序排好并查看说明书，确定是否有特殊的安装需求。 ③ 规范放置配件及工具。把所有配件及工具等按照要求摆放在工作台上。 教学整体设计 学生学习效果 特色与创新 反思与改进 教学实施过程 28 1.2.6 安装个人计算机 知识拓展 任务实施 任务描述 任务要点 能力拓展 ④ 注意安装顺序。在主板装进机箱前，应先装上 CPU 和内存条，否则，在机箱内很难装好，甚至可能损坏主板。 ⑤ 使用正常的安装方法。不可粗暴安装，以免用力不当使引脚折断或变形。 ⑥ 防止液体进入计算机内部。严禁液体进入计算机内部的板卡上。 ⑦ 安装部件要稳固。在安装显卡、声卡时，要确定其是否安装牢固，以免在上螺钉时造成板卡松动或变形，导致不能正常工作甚至损坏。 ⑧ 注意安装测试。测试前，建议只装主板、处理器、CPU 风扇、内存条、硬盘、显卡等必要的配件。待测试确定系统正常后再安装其他设备。 ⑨ 通电前注意检查。装完硬件后，要再次检查 CPU、风扇、电源线连接、内存安装方向是否正确，轻轻晃动一下机箱确定有无异常响声，以免有螺钉散落到机箱中引起通电短路。第一次安装完成后暂时不要关闭机箱，以便及时解决出现的问题。 教学整体设计 学生学习效果 特色与创新 反思与改进 教学实施过程 29 1.2.6 安装个人计算机 知识拓展 任务实施 任务描述 任务要点 能力拓展 4. 台式计算机的安装步骤 步骤 1：安装机箱电源。主要是对机箱进行拆封，并将电源安装到机箱中。如果机箱较小，也可先装好其他部件后再安装电源。 步骤 2：安装 CPU 和 CPU 风扇。将 CPU 安装在主板上的处理器插槽中，安装时 CPU 引脚要与 CPU 插槽上的针孔对齐。 步骤 3：安装内存条。将内存条插入主板内存插槽中。 步骤 4：安装主板。将主板安装在机箱板架上。 步骤 5：安装显卡。根据显卡接口选择合适的插槽。 教学整体设计 学生学习效果 特色与创新 反思与改进 教学实施过程 30 1.2.6 安装个人计算机 知识拓展 任务实施 任务描述 任务要点 能力拓展 4. 台式计算机的安装步骤 步骤 6：安装驱动器。将硬盘和光驱固定到机箱中的指定位置。 步骤 7：机箱与主板间的连线。包括各种指示灯线、电源开关线、硬盘和光驱的电源线和数据线的连接。 步骤 8：连接输入/输出设备。将键盘、鼠标和显示器与主机连接。 步骤 9：再次检查各连接线，准备测试。 步骤 10：整理内部连线并合上机箱盖。 步骤 11：开机通电，若显示器能够正常显示，表明硬件安装已经正确。 步骤 12：安装操作系统、驱动程序以及常用的应用软件。 教学整体设计 学生学习效果 特色与创新 反思与改进 教学实施过程 31 能力拓展 任务实施 任务描述 任务要点 知识拓展 任务1.2 计算机系统的组成 1. 拆开一台计算机，分别指出每个配件，并讲解每个配件的作用。 2. 利用已学的知识，自己选购好计算机的各种配件，组装一台计算机。 3. 打印机、扫描仪、写字板、鼠标、键盘中哪些是输入设备？哪些是输出设备？ 学生学习效果 特色与创新 教学整体设计 教学实施过程 反思与改进 32 存储器 输 入 设 备 输 出 设 备 运算器 控制器 数据+程序 输出信息 控制信号 $$