第2章 CPU与CPU散热器 2.1-2.2.6（教案）-《计算机组装与维修》（电工版第4版）【上好课】

课题

第2章  CPU与CPU散热器　2.1 什么是CPU + 2.2 CPU的性能指标（2.2.1—2.2.6）

课  型

新授课

课  时

2课时

授课班级

计算机应用及相关专业

授课时间

90mins

授课教师

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教材分析

本节内容选自《计算机组装与维修》（电工版第4版）第2章 CPU与CPU散热器 2.1 什么是CPU 与 2.2 CPU的性能指标（2.2.1—2.2.6），对应教材印刷页021—026，含图2-1—图2-5共五幅插图。

（1）地位和作用：本节是全章的开篇，也是学生第一次系统认识计算机“大脑”的入口。2.1 从定义、别称、组成与地位入手，说明 CPU 由运算器和控制器组成、是计算机系统的核心，在一定程度上决定着计算机的性能；2.2 则把“性能好坏”这一抽象问题拆成核心数、频率、工作电压、制造工艺、缓存、前端总线六项可读、可查、可比较的技术参数，是学生从“认部件”走向“读参数、做判断”的关键一步，也为后续的装机选型与故障判断提供统一口径。

（2）前后衔接：本节上承单元1的硬件识别，下启 2.2.7 及以后的总线技术与 2.3 主流 CPU 产品与散热器。教材先用 2.2.1—2.2.6 建立参数体系，再在 2.2.7 用 QPI 总线与 DMI 总线说明 FSB 被取代的原因；因此本节把前端总线作为“已淘汰但必须理解”的铺垫来讲，为后续内容留出接口。

（3）呈现方式：本节以文字叙述配 CPU 实物图（图2-1）、CPU 正面标示图（图2-2）、CPU-Z 参数截图（图2-3）、缓存作用示意图（图2-4）与前端总线结构图（图2-5），并给出多组教材实例数据（酷睿 i9-13900K 24 核、Ryzen Threadripper PRO 5995WX 64 核、主流主频 3.5～5.8GHz、外频 100MHz、倍频系数 35～57、制造工艺 14nm／7nm／5nm、酷睿三级缓存容量等），适合按“看图识参数—读表比参数—用参数做判断”的顺序推

进。

学情分析

（1）知识储备：学生已经认识了 CPU 的外部形态与它在主板上的安装位置，知道 CPU 是计算机的核心部件；但对 CPU 内部的基板、内核、填充物与金属盖没有概念，对“3.90GHz”“8 核”这类数字只是见过，说不清含义与单位。

（2）能力水平：具备基本的单位换算与比例计算能力，能看懂简单的参数表，能按提示完成填空与记录；但缺乏“由参数推断定位”的经验，容易把主频高低直接等同于性能强弱。

（3）兴趣态度：对“多少核”“能不能超频”“哪一款更强”兴趣浓厚，愿意参与装机选型的讨论；但容易陷入“唯主频论”“唯核心数论”，需要用教材实例数据及时引导。

（4）学习困难：容易混淆主频与外频的单位和地位，记不牢“主频＝外频×倍频系数”；容易把缓存容量与内存容量混为一谈；对“制造工艺是晶圆上相邻两个晶体管之间的距离”这一表述理解抽象；对“前端总线已被淘汰、为什么还要学”存在疑问。教学对策是单位对照表、公式推导与 CPU-Z 实测截图。

教学目标

【知识目标】说出 CPU 的英文全称、别称、组成与在计算机系统中的地位；说出基板、内核、填充物与金属盖四个组成部分的作用；说出核心数、主频、外频、倍频系数、工作电压、制造工艺、缓存与前端总线的含义与单位，能写出“主频＝外频×倍频系数”。

【能力目标】能用 CPU-Z 读取本机 CPU 的核心数、主频、外频、倍频系数与三级缓存容量并填入记录表；能根据教材给出的参数实例判断一款 CPU 的市场定位（如“K”表示支持超频、代数表示代际）；能完成六项性能指标横向对比表。

【素养目标】养成用参数说话、不盲目追高主频的理性判断习惯；通过“工作电压下降—功耗下降—发热减少—运行更稳定—为进一步提高主频创造条件”的因果链，体会工程设计中多目标权衡的思维方式。

教学重难点

【教学重点】CPU 的组成与地位；核心数、主频、外频、倍频系数、工作电压、制造工艺、缓存、前端总线八项参数的含义、单位与相互关系。

【教学难点】主频与外频的区别与联系（外频是整个系统的基准频率，主频＝外频×倍频系数）；缓存的作用（位于 CPU 与内存之间、容量小但速度快、存放内存数据的映射）与缓存命中率；制造工艺的物理含义（晶圆上相邻两个晶体管之间的距离）及其四个好处；前端总线带宽不足为什么会影响 CPU 性能发挥。

教学方法

情境导入法、讲授法、直观演示法、对比辨析法、公式推导法、实测记录法。

以“装机选型”的真实情境为主线，把六项性能指标按“数量—速度—效率与通路”分组推进，边讲参数边用 CPU-Z 实测对照。

课前准备

教师准备：机房（安装 CPU-Z 中文版）、课件、教材插图 2-1—2-5、CPU 参数实测记录表（每人一份）及教材示例数据答案。

学生准备：预习教材印刷页 021—026；复习单元1 中 CPU 的外部形态与主板上的安装位置；记录自己所用计算机的 CPU 型号，带到课堂核对。

教学媒体

课件、投影设备、CPU-Z 中文版、教材插图、CPU 参数实测记录表。

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：

情境导入·

认识 CPU 与它的四项组成

【情境导入】

1. 出示一张 5000 元装机单与同价位两款 CPU 的参数截图（一款写着 3.6GHz 8 核，另一款写着 4.2GHz 6 核），提问：哪一款更强？只看一个数字能不能决定？

2. 引出课题：今天把 CPU 这枚“计算机的大脑”拆开来看——它由什么组成，又该用

观察装机单与两张参数截图，围绕“哪一款更强”发表看法，说出自己判断的依据。

在教材上标注 CPU 的英文全称、别称、组成与在计算机系统中的地位。

对照图2-1指出

用真实装机情境制造“参数看不懂”的认知冲突，把“背参数”转化为“会选型”的学习需求，激发学习动机。

用实物图先建立整体印象，再落到文字结论，避免把部件介绍上成名词罗列。

先给出任务路线，让学