单元二任务二 指令系统和存储系统（教案）-《计算机组装与维护》（江苏凤凰教育出版社）同步精品课堂

《计算机组装与维护》教案 课 题 指令系统和存储系统 课 型 课 时 授课班级 XXX 授课时间 授课教师 教材分析 本书以《计算机组成与维护》课程标准为依据，全书共分成三个部分，由6个模块组成:第1模块介绍，算机系统的基本知识;第2~3模块介绍了计算机常用电子元器件、交直流电路和计算机电路;第4~6模块介绍了计算机硬件组装、软件安装及计算机维护的具体方法和技巧。 学情分析 本书编写遵循理论与实践相结合的原则，以学生为中心，梳理计算机组成与维护的知识结构逻辑关系，重组教学内容，体现课程思政的要素，考虑学校的差异性，为实际教学留有空间，突出职业技能的培养和职业素养的养成。并且教材符合中等职业学校学生的年龄特征与认知规律，图文并茂并配置相应的电子资源以增强学生的学习兴趣，帮助学生自主学习。 学习目标 1.了解指令的基本格式 2.了解指令的分类和功能 3.掌握存储器的分类和技术指标 4.掌握随机读写存储器的工作特征 5.了解存储器的分级结构 学习重难点 1.能够理解指令系统在计算机系统中的功能 2.了解指令的分类和功能 3.能够理解存储系统在计算机系统中的功能 4.学会查看计算机存储器的（内存和外存）的容量大小 教学方法 讲授法 讨论法 小组讨论法 课前准备 精心制作PPT课件，检查多媒体设备功能，提前准备预设问题。 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 情景预设： 我们写的C语言或Java程序，计算机的CPU是如何‘看懂’并执行的呢？”怎么能正确的执行我们的想法呢？ “CPU只会处理0和1，我们编写的 a = b + c; 这样的语句，最终是如何变成CPU能理解的0和1信号的？” 通常计算机是由一系列的指令组成的，其语法就是指令的格式，这是计算机硬件能直接理解并执行的语言。 学生思考并回答问题，产生疑惑和兴趣。 由问题切入知识点，让学生有参与感。 活动二： 调动思维 探究新知 1.指令与指令系统 指令是指示计算机执行某种操作的命令，在计算机内部用二进制代码表示，能够直接被计算机识别和理解。 （1）指令字：代表指令的一组二进制代码信息 （2）指令字长：一个指令字中包含二进制代码的位数 （3）机器字长：决定了计算机的运算速度 指令系统反映了计算机具有的功能，是软件和硬件的主要接口，其格式与功能不仅会直接影响计算机的硬件结构，也会直接影响系统软件，以及计算机的使用范围。 2.指令的格式 （1）指令字长 一条指令的长度是取决于操作码的长度、地址码的个数以及每个地址码的长度，指令的长度称为指令字长。 （2）指令地址码 地址码是用来参加本次运算的操作数和运算结果所在的地址。根据地址码的个数可分为三地址指令、二地址指令、单地址指令和零地址指令几种格式。 3.指令的操作码 操作码是用来表明本条指令要求计算机完成的操作，如加法、减法、传送、移位转移等。 4.指令的分类和功能 不同机器的指令系统是各不相同的。其中包含： （1） 数据传送指令 （2） 算数运算指令 （3） 逻辑运算指令 （4） 程序控制指令 （5） 输入输出指令 （6） 其他指令 跟着教师的思路走，去理解指令系统的构成。 通过讲授法，让学生系统的理解指令系统在计算机系统重的作用。 活动三： 调动思维 探究新知 如何设计容量大、速度快、价格低的存储器，一直是计算机发展的一个重要问题。 1.存储器分类： （1）按存储介质分类 （2）按存取方式分类 （3）按存储器的读写功能分类 （4）按信息的可保存性分类 （5）按在计算机系统中的作用分类 2.存储器的性能指标 （1）存储容量，存储容量S=存储字节数x存储字长度。 （2）存取时间，指启动一次存储器所需要的曹操作到操作完成所需要的时间。 （3）存储周期指连续启动两次独立的储存器操作所需间隔的最小时间。 （4）存储器价格通常以每位价格来衡量； P（每位价格）=C（总成本）/S（总容量） （5）存储器带宽是单位时间存储器所能存取的信息量。 跟着教师的思路走，去理解存储器的分类。 通过讲授法，让学生系统的理解存储器的分类。 活动四： 调动思维 探究新知 存储器的层次结构 人们为了解决存储容量和速度之间的矛盾，应用了访问局部性原理，把存储体系设计成为层次化的结构，以满足使用要求。 主存储器是计算机系统的主要存储器，用来寻访计算机运行期间的大量程序和数据，主存由MOS半导体储存器组成。 高速缓存储存器，是计算机系统中的一个告诉小容量半导体存储器。 外存是大容量辅助存储器，目前常用的有硬盘储存器，U盘储存器，移动硬盘存储器，磁带存储器和光盘存储器。 外存储器的特点是存储容最大，价位低，通常用来存储系统程序和大型数据文件及数据库。 半导体随机读写存储器也称为RAM，一种非永久性存储器，该存储器中数据既能被读取，也能够被写，但写入的数据在断电后会立即消失。RAM分为SRAM和DRAM。 跟着教师的思路走，去理解存储器的层次结构。 通过讲授法，让学生系统的理解存储器的层次结构。 活动五： 巩固练习 素质提升 教师发布任务，当程序很大，所需内存空间超过物理内存容量时，如何运行？ 小组讨论，根据实际运行情况，提出解决方案。 通过小组讨论，分析实际情况，选出最终答案，令学生印象深刻。 课堂小结 作业布置 本节课主要讲解了指令系统的设计直接影响CPU的性能和成本。存储系统是一个复杂而精妙的层次化体系，它通过缓存、虚拟内存、RAID等技术，巧妙地平衡了速度、容量和成本这三者之间看似不可调和的矛盾。理解存储系统是理解现代计算机如何高效工作的关键。 板书设计 教学反思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $