教科版（2019）信息技术 必修二 2.1 计算机系统的组成

计算机系统的组成 必修二 教科版 高中信息科技 信息系统与社会 知道计算机系统的主要组成部分，能够描述其工作原理 了解计算机硬件系统的基本组成，认识其主要的性能指标 了解计算机软件系统的分类，区分各类软件的主要功能 学习目标 导入 你面前的电脑由哪些部分组成？ 计算机外观 机箱内部 显示屏 主机 键盘 鼠标 电源接口 音频输入接口 USB接口 网络接口 显示器接口 鼠标键盘接口 主机 一、计算机系统的组成 计算机系统由 和 组成。 软件系统 硬件系统 硬件系统：输入设备、运算器、控制器、存储器、输出设备 软件系统：系统软件、应用软件 二、 计算机系统的硬件组成 输入设备 输入设备是向计算机输入数据的设备，是人或外部与计算机进行交互的一种装置，用于把原始数据和处理这些数据的程序输入到计算机中。 计算机能够接收各种各样的数据： 数值型数据 非数值型数据，如图形、图像、声音 键盘 鼠标 扫描仪 扫码枪 麦克风 二、 计算机系统的硬件组成 输出设备 输出设备可将计算机的运算结果或者中间结果打印或显示出来。 显示器 打印机 3D打印机 音箱 数据类型 输入设备 输出设备 文本数据 音频数据 视频数据 图形图像数据 …… 键盘 打印机、显示器 麦克风、声卡 音箱、声卡 摄像头 扫描仪 显示器 显示器 依靠多种设备，计算机系统能够将各种信息输入到计算机中，也能将不同类型的数据以不同的方式输出。 活动1 匹配数据类型与输入输出设备 二、 计算机系统的硬件组成 intel处理器是英特尔公司开发的处理器，即为CPU英特尔公司是全球最大的半导体芯片制造商，它成立于1968年。 表示CPU的运算、处理数据的速度 AMD处理器即由AMD公司生产的处理器。AMD( 超微半导体 ) 成立于 1969 年，总部位于加利福尼亚州桑尼维尔，目前AMD是唯一能与英特尔抗衡的CPU厂商。 中央处理器（Central Processing Unit，CPU） 运算器+控制器 计算机的核心部件 功能：解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。 二、 计算机系统的硬件组成 二、 计算机系统的硬件组成 中央处理器（Central Processing Unit，CPU） 运算器 是用于加工数据的部件，可以对二进制数据进行算术运算和逻辑运算 算术运算：加、减、乘、除、以及乘方 逻辑运算：逻辑判断和逻辑比较 控制器（指挥中心） 负责控制计算机系统的各个部分自动、协调地工作 解释计算机指令 处理计算机软件中的数据 二、 计算机系统的硬件组成 存储设备 存储器是计算机系统的记忆装置,它的主要功能是存放程序和数据。 存储器分为内部存储器和外部存储器。 内部存储器 随机存储器(RAM)：数据可以读出,也可以写入,断电后存储内容消失。 只读存储器(ROM)：数据只能读出,不能再写入新内容,断电后数据不会丢失。 外部存储器 硬盘、U盘、软盘、磁带、CD、DVD等 能长期保存信息,并且对信息的保存不依赖于电源。 活动2 比较内部存储器和外部存储器 1.内部存储器 2.外部存储器 RAM（内存条） ROM 机械硬盘 U盘 光盘 （CD/DVD） 活动2 比较内部存储器和外部存储器 指标 内存 U盘 硬盘 设备型号 存储容量 存取速度 价格（元） 金士顿DDR4 2666 8G 2666*64/8=21.328GB/S 259 金士顿 32G 40M/s 32 希捷 1T 80M/s 300 存取速率快 容量大 内存的特点：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 外存的特点：________________________________________________________________________________________________________________________________ 存取速率快，其作用是暂时存放cpu中的运算数据，以及与外存交换的数据，存放正在运行的程序和数据。它通常是直接与CPU进行信息交换。断电后内存的数据丢失。 容量大，断电后仍能保存信息，方便外部交流使用，但它相对于内存来说速度较慢。（CPU不能直接访问，存放等待运行或处理的程序文件） 思考1 答案：硬盘 答案：U盘或移动硬盘 答案：触摸屏具有鼠标和键盘的功能，能接受用户指令，所以是输入设备；它又能将用户所需信息显示出来，所以同是也是输出设备。 1. 要长久保存5TB的视频数据，应选择的存储设备是什么？ 2. 要将2GB容量的数据从家里的计算机中转移到学校的计算机中，应选择什么存储设备？ 3. 触摸屏是输入设备还是是输出设备？ 答案：硬盘 活动3 比较内部存储器和外部存储器 计算机中数据存储的基本单位是字节（Byte） 一个字节由8个位（bit，比特）组成，1位存储一个二进制的0或1。 一个字节能够存储一个英文符号或一个0~255的自然数等数据。 一个汉字需要占用两个字节。 1B(字节)=8b（位） 1KB=210B=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 注意：存取速度性能指标参数中的5Gb/s表示每秒存或取5G个bit 思考2 A D A D 1KB=210B 1MB=220B 1GB=230B 1TB=240B 在现代计算机系统中，一般采用 “CPU 寄存器 - CPU 高速缓存 - 内存 - 硬盘” 四级存储器结构。自上而下容量逐渐增大，速度逐渐减慢，单位价格也逐渐降低。 在计算机系统中，高速缓存（英语：Cache）是用于减少处理器访问内存所需平均时间的部件。主要用来解决CPU和内存速度不匹配的问题。 性能指标 含义 主流CPU的性能指标 参数值举例 主频 表示CPU的运算、处理数据的速度 （CPU单位诗句的平均操作次数） 2.66GHz至强（Xeon） 缓存 减少处理器访问内存所需平均时间 16M 核数 一块cpu上能处理数据的芯片数（CPU单元组） 双核、4核或8核 线程 用于多任务处理 4线程、8线程或16线程 线程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。可以通过一个CPU核心数模拟出2线程的CPU，也就是说，这单核心的CPU被模拟成了一个类似双核心CPU的功能。 四 、计算机系统的软件组成 系统软件 系统软件是具有通用功能的软件，包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统等。 操作系统（Operating System，OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都要在操作系统的支持下才能运行。操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。 四 、计算机系统的软件组成 常见的操作系统 Windows IOS：Iphone OS苹果公司开发的手持设备操作系统 Android（安卓）：以linux内核为基础开发的开放源代码的操作系统，由Andy Rubin开发，用于移动设备。 Linux：全称GNU/Linux，是一种免费使用和自由传播的类UNIX操作系统，其内核由林纳斯·本纳第克特·托瓦兹于1991年10月5日首次发布。是一个性能稳定的多用户网络操作系统。 四 、计算机系统的软件组成 应用软件 应用软件是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而设计的软件。 例：各类办公软件、多媒体加工软件、即时通信软件等 思考3 确定计算机软件的类别和安装顺序，回答问题。 A 操作系统 Windows B 办公软件 WPS 属于系统软件的是（ ）；属于应用软件的是（ ）；软件的安装顺序是（ ） A B A→B 思考4 参数 配件名称 硬件设备类型 联想 19 LCD 显示屏 英特尔760P 512G 固态硬盘 西部数据（WD）2TB机械硬盘 金士顿 8G/1600MHz 雷柏X1800无线套装 Intel 酷睿i7-900K 下面是某台电脑的相关配件的参数，请指出对应的配件名称和设备类型。 硬盘 存储器（外存） 硬盘 存储器（外存） 内存条 存储器（内存） 鼠标、键盘 输入设备 CPU （CPU）运算器、控制器 输出设备 课 堂 活 动 自古以来，计算与人类生活密切相关，人类社会的方方面面都离不开计算 ENIAC 计算机 超级计算机（12.54亿亿次/秒） 团体预约（10人～40人）（周一～周五） tel：(0510) 8519 5508 不管计算机外观如何变化，其计算原理没有变化！ 输入设备 存储器 运算器 控制器 CPU 数据流 控制流 计算机硬件系统的组成与工作原理 输出设备 二、计算机硬件系统的工作原理 计算机在接受指令后，由控制器指挥，从输入设备采集数据，传送到内存储器进行存储，再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器，由运算器进行处理，处理后的结果保存在存储器中，最后由输出设备输出。 冯·诺依曼 1.计算机由运算器、控制器、存储器、输入/输出设备由系统总线链接 2.计算机内部采用二进制表示指令和数据 3.存储程序和程序控制（指令在存储器中顺序存放，使机器能自动执行程序。 看看你面前的电脑是什么配置： 内存是（）， 操作系统是（），CPU是（）。 计算机系统的组成 硬件系统 软件系统 输入设备 存储设备 控制器 运算器 输出设备 系统软件 应用软件 键盘、鼠标、扫描仪、手写板等 内存（RAM和ROM），外存 显示器、打印机、绘图仪等 CPU 操作系统、数据库管理系统、语言处理程序等 各类办公软件、即时通信软件等 课 堂 小 结 巩固练习 1.内存储器一般可分为________和_______两类。 3.计算机硬件系统由哪五大部分组成？ 答： 4.下列哪些是属于系统软件？哪些输入软件系统？ 系统软件： 应用软件： 1.Windows10 2.微信 3.office办公软件 4.数据库管理系统 5.安卓系统 6.抖音短视频 7.Mac OS 8.IOS系统 RAM ROM 输入设备、输出设备、存储设备、运算器、控制器。 1、4、5、7、8 2、3、6 $$