5. 计算机的组成及硬件简介
在日常生活和科学实验中，我们会遇到各种电子仪器设备。所有的电子仪器设备都是由上述电子元器件构成的。为了让大家对电子元器件与仪器设备的构成有一个基本的了解，我们以日常生活中使用最广的台式计算机为例，进行整机的撤装实验。期望通过这一实践过程让大家更进一步地理解台式计算机中电子元器件的各种功能，并对计算机的硬件构成有一个粗浅地了解。
计算机硬件（Computer Hardware）是指计算机系统中由电子、机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机的整体为计算机软件运行提供物质基础。计算机硬件的功能是输入并存储程序、数据，以及执行程序，把数据加工成可以利用的形式。从外观上看, 微机由主机箱和外部设备组成，主机箱内主要包括CPU、内存、主板、硬盘驱动器、光盘驱动器、各种扩展卡、连接线、电源等；外部设备包括鼠标、键盘、显示器、音箱等，这些设备通过接口和连接线与主机相连。
运算器运算器是对数据进行加工处理的部件，它在控制器的作用下与内存交换数据，负责进行各类基本的算术运算、逻辑运算和其它操作。在运算器中含有暂时存放数据或结果的寄存器。运算器由算术逻辑单元（Arthmetic Logic Unit ,ALU）、累加器、状态寄存器和通用寄存器等组成。ALU是用于完成加、减、乘、除等算术运算、与、或、非等逻辑运算以及移位求补等操作的部件。
控制器控制器负责从存储器中取出指令，并对指令进行译码；根据指令的要求，按时间的先后顺序，负责向其它各部件发出控制信号，保证各部件协调一致地进行工作，一步一步地完成各种操作。
控制器是整个计算机系统的指挥中心，负责对指令进行分析，并根据指令的要求，有序地、有目的地向各个部件发出控制信号，使计算机的各个部件协调一致地工作。控制器由指令指针寄存器、指令寄存器、控制逻辑电路和时钟控制电路等组成。
存储器存储器是计算机记忆和暂存数据的部件。计算机中的全部信息，包括原始的输入数据。经过初步加工的中间数据以及最后处理完成的有用信息都存放在存储器中。而且指挥计算机运行的各种程序，即规定对输入数据进行加工处理的一系列指令也都存放在存储器中。存储器分为内存储器（内存）和外存储器（外存）两种。
输入设备输入设备是给计算机输入信息的设备。它是重要的人机接口，负责将输入的信息（包括数据和指令）转换成计算机能识别的二进制代码，送入存储器保存。现行的输入设备包括键盘
．．等。
．．、鼠标
输出设备输出设备是输出计算机处理结果的设备。它将这些结果转换成便于人们识别的形式。现行的输出设备包括打印机、显示器、自动绘图机
．．．．．．．．．．．．．等。
中央处理器硬件系统的核心是中央处理器（Central Processing Unit ,简称CPU）。它主要由控制器、运算器等组成，并采用大规模集成电路工艺制成的芯片，又称微处理器芯片。
CPU是任何计算机系统中必备的核心部件。CPU分别由运算电路和控制电路实现。图5.1给出了CPU外形照片及其在主机板上的位置。
寄存器寄存器也是CPU的一个重要组成部分，是CPU内部的临时存储单元。寄存器既可以存放数据和地址，又可以存放控制信息或CPU工作的状态信息。
CPU品质的高低直接决定了一个计算机系统的档次。反映CPU品质的最重要指标是主频和数据传送的位数。主频说明了CPU的工作速度，主频越高，CPU的运行速度越快。常用的CPU主频有1.5GHZ、2.0GHZ、2.4GHZ等。
CPU传送数据的位数是指计算机在同一时间能同时并行传送的二进制信息数。常说的16位机、32位机和64位机，是指该计算机中的CPU可以同时处理16位、32位和64位的二进制数据。286机是16位机，386机是32位机、486机是32位机，Pentium机是64位机。随着型号的不断更新，微机的性能也不断提高。
内存存储器按功能可以分为主存和辅存。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存储器。主存也称内存，内存直接与CPU 相连接，是计算机中主要的工作存储器，当前运行的程序与数据存放在内存中。现代的内存多半是半导体存储器，采用大规模集成电路或超大规模集成电路器件。内存按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称RAM）和只读存储器（简称ROM）。
随机存取存储器允许随机地按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息, 对任一地址的存取时间都是相同的。由于信息是通过电信号写入存储器的，所以断电时RAM 中的信息就会消失。计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAM中，如果对程序和数据进行了修改后，应该将它存储到外存储器中，否则关机后信息将丢失。通常所说的内存大小就是指RAM的大小，一般以MB或GB为单位。
外存PC机常用的外存是软盘和硬盘，现在还有光盘、U盘、移动硬盘的使用也越来越普及。
硬盘从数据存储原理和存储格式上看，硬盘与软盘完全相同。但是硬盘的磁性材料是
涂在金属、陶瓷或玻璃制成的硬盘基片上的，而软盘的基片是塑料的。硬盘的转速和容量会影响读写速度和系统运行速度，所以好的软盘便更有耐久性。硬盘相对软盘来说，主要是存储空间比较大，有的硬盘容量已达到2TB以上。硬盘大多由多个盘片组成，此时除了每个盘片要分为若干个磁道和扇区以外，多个盘片表面的相应磁道将在空间上形成多个同心圆柱面。图5.2（a）给出了用得较多的希捷台式机硬盘的照片。
光盘光盘是利用激光原理进行读、写的设备，是迅速发展的一种辅助存储器，可以存放各种文字、声音、图形、图像和动画等多媒体数字信息。图5.2(b)给出了光盘的外形图。
CD（Compact Disc）即高密度光盘，是近代发展起来不同于完全磁性载体的光学存储介质（例如：磁光盘也是光盘），用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存储和再生信息，又称激光光盘。
要了解光盘的制造原理，首先就要了解光盘的结构，其结构同制造过程密切相关。大家知道，光盘只是一个统称，它分成两类，一类是只读型光盘，其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等；另一类是可记录型光盘，它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM、Double layer DVD+R等各种类型。
CD-ROM是光盘只读存储器，一种能够存储大量数据的外部存储媒体，一张压缩光盘的直径大约是4.5英寸，厚1/8英寸，能容纳约660兆字节的数据。所有的CD-ROM盘都是用一张母盘压制而成，然后封装到聚碳酸酯
．．．，
．．．．的保护外壳里。记录在母盘上的数据呈螺旋状由中心向外散开，磁盘表面有许多微小的坑，那就是记录的数字信息。读CD-ROM上的数
据时，是利用激光束扫描光盘，根据激光在小坑上的反射变化得到数字（
．．．。盘
．．．．．．．．．0．或．1．）信息
中的信息存储在螺旋形光道中。
CD-ROM驱动器的速率以“X倍速”表示，其速率的标准有2倍速，4倍速，8倍速等，
目前可达到50倍速。随着技术的发展，已出现了数字多功能
．．（DVD），它的存储容量
．．．．．磁盘
更大，现已达到9.4千兆字节，还有更高的，而且图像清晰度更好，高保真效果也更好。
CD-ROM 为计算机所使用的光盘
．．，其读取光盘片的设备就称为光驱(CD-ROM)，
．．规格
储存在光盘片上的数据是以雷射光读取的，而非磁性方式读取，所以光盘的保存可长达数十年。计算机所使用的光盘片格式与普通家中雷射唱盘所播放的音乐光盘(CD )格式相同，一片光盘片的数据容量高达650MB (74 min)，但光盘片只能读取数据，而不能写入数据 (如果有CD-R 可烧录式光驱及CD-R 空白片加上烧写软件，则可以在光盘片上写入数据)。目
前大多数的计算机都将CD-ROM 列为标准配备，而 CD-ROM 的转速从1倍、2倍.....24倍、32倍，到现今最快的40倍...，速度的世代交替非常快，另计算机系统所使用的光盘片也称为CD-Title 。
用于计算机系统的光盘有三类：只读光盘（CD-ROM ）、一次写入光盘（CD-R ）和可擦写光盘（CD-RW ）。 CD-ROM 光盘由碳酸脂．．．
做成，中心带有直径15mm 的孔洞。在盘基上浇铸了一个螺旋状的物理磁道，从光盘的内部一直螺旋到最外圈，磁道内部排列着一个个蚀刻的“凹陷”，由这些“凹坑”和“平地”构成了存储的数据信息。由于读光盘的激光会穿过塑料层，因此需要在其上面覆盖一层金属反射层（通常为铝合金）使它可以反射光，然后再在铝合金层上覆盖一层丙烯酸的保护层。
需要注意的是CD-ROM 光盘的表面变脏和划伤时都会降低其可读性。尽管光盘是从下方读取的，尽量避免使用圆珠笔之类的硬制笔在光盘正面写字，容易划伤保护层下的数据层。
CD-R 是一种一次写入、永久读的标准。CD-R 光盘写入数据后，该光盘就不能再刻写了。刻录得到的光盘可以在CD-DA 或CD-ROM 驱动器上读取。CD-R 与CD-ROM 的工作原理相同，都是通过激光照射到盘片上的“凹陷”和“平地”其反射光的变化来读取的；不同之处在于CD-ROM 的“凹陷”是印制的，而CD-R 是由刻录机烧制而成。
CD-RW 是可擦写光盘。盘片由于采用了相变技术，它的激光反射率比一般的CD 盘片要低很多。但是随着MultiRead 技术的出现 ，这个问题很快得到了解决，如今采用MultiRead 技术已经成为CD –ROM 光驱的必备手段。凡是采用了 MultiRead 技术的光驱都可以读出CD-RW 盘片 。
光驱 光驱（见图5.3）是电脑用来读写光碟内容的一种驱动设备，也是台式机和笔记本电脑里比较常见的一个部件。随着多媒体的应用越来越广泛，使得光驱成为计算机的标准配置。
目前，光驱可分为CD-ROM 驱动器、DVD 光驱(DVD-ROM)、康宝(COMBO)和刻录机等。
DVD-ROM 是用来读取DVD 盘上数据的设备，从外形上看和CD 驱动器一样。DVD 驱动器完全兼容现在流行的VCD 、CD-ROM 、CD-R 、CD-AUDIO 等格式，而普通CD-ROM 驱动器无法读取DVD 格式的光盘。DVD-ROM 采用了0.74m μ道宽和0.41m μ/位高密度记
录线等新技术, 单面单层容量为4.7G，单面双层DVD为9.4G，而双面双层可以达到17G 的海量存储。
DVD-R为一次写入式影音光盘，DVD-RW为可重复写入式数字影音光盘。
键盘键盘（见图5.4）是最常用的输入设备，它是由一组开关矩阵组成，包括数字键、字母键、符号键、功能键及控制键等。每一个按键在计算机中都有它的惟一代码。当按下某个键时，键盘接口将该键的二进制代码送入计算机主机中，并将按键字符显示在显示器上。当快速大量输入字符，主机来不及处理时，先将这些字符的代码送往内存的键盘缓冲区，然后再从该缓冲区中取出进行分析处理。键盘接口电路多采用单片微处理器，由它控制整个键盘的工作，如对键盘的自检、键盘扫描、按键代码的产生、发送与主机的通讯等。
鼠标器鼠标器（Mouse）是一种手持式屏幕坐标定位设备,它是适应菜单操作的软件和图形处理环境而出现的一种输入设备,特别是在现今流行的Windows图形操作系统环境下,应用鼠标方便快捷.常用的鼠标器有两种,一种是机械式的，另一种是光电式的。
机械式鼠标器鼠标器的底座上装有一个可以滚动的金属球，当鼠标器在桌面上滚动时，金属球与桌面摩擦，发生滚动。金属球与四个方向的电位器接触，可以测量出上下左右四个方向的位移量，用以控制屏幕上光标的移动。光标和鼠标器的移动方向是一致的。而且移动的距离成比例。
光电式鼠标器的底部装有两个平行放置的小光源。这种鼠标器在反射板上移动，光源发出的光经过反射板反射后，由鼠标器接收，并转换为电移动信号送入计算机，使屏幕的光标随之移动，其他方面与机械式鼠标器一样。
鼠标器上有两个键的，也有三个键的。最左边的键是拾取键，最右边的键为消除键，中
间的键是菜单的选择键。由于鼠标器所配的软件系统不同，对上述三个键的定义有所不同。
一般情况下，鼠标器左键可以在屏幕上确定某一位置，该位置在字符输入状态下是当前输入字符的显示点；在图形状态下是绘图的参考点。在菜单选择中，左键可以选择菜单项，也可以选择绘图工具和命令。当作出选择后系统会自动执行所选择的命令。鼠标器能够移动光标，选择各种操作和命令，并可方便地对图形进行编辑和修改，但却不能输入字符和数字。
图5.5给出了常见的两种鼠标器外形。
显示器显示器是计算机必备的输出设备，常用的有阴极射线管显示器、液晶显示器和等离子显示器。阴极射线管显示器（简称CRT）由于其制造工艺成熟、性价比高，曾经辉煌一时，但是现今随着液晶显示器（简称LCD）技术的逐步成熟，特别是由于它体积小、重量轻、能耗低、安全性高的优势，已经逐步取代了CRT的地位。图5.6给出了当前使用较多的液晶显示器外形照片。
CRT(阴极射线管
．．．．．)显示器可以分为字符显示器和图形显示器。字符显示器只能显示字符，不能显示图形，一般只有两种颜色。图形显示器不仅可以显示字符，而且可以显示图形和图
像。不论图形还是图像在显示器上都是由像素
．．（光点）所组成。显示器屏幕上的光点是由阴极电子枪发射的电子束打击荧光粉薄膜而产生的。彩色显示器的显像管的屏幕内侧是由红、绿、蓝三色荧光点构成的小三角形（像素）发光薄膜。由于接收的电子束强弱不同，像素的三原色发光强弱就不同，就可以产生一个不同亮度和颜色的像素。当电子束从左向右、从上而下地逐行扫描荧光屏，每扫描一遍，就显示一屛，称为刷新一次，只要两次刷新的时间间隔少于0.01S，则人眼在屏幕上看到的就是一个稳定的画面。
LCD(Liquit Crystal Display)液晶显示器
．．．．．中使用的是一种液态的晶体, 这种物质同时具备了液体的流动性和类似晶体的某种排列特性。在电场的作用下，液晶分子的排列会产生变化，
从而影响到它的光学性质，这种现象叫做电光效应
．．．．。LCD就是利用了液晶的电光效应。现今的液晶显示器中广泛采用的是定线状液晶，如果我们微观去看它，会发现它很像棉花棒。与传统的CRT相比，LCD不但体积小、厚度薄（14英寸的整机厚度可以做到只有5厘米），重量轻、能耗小（1~10微瓦/平方厘米）、工作电压低（1.5~6V）且无辐射，无闪烁并能直接与CMOS集成电路匹配。由于优点众多，LCD从1998年开始进入台式机应用领域。LCD 是笔记本电脑和掌上计算机的主要显示设备。
液晶是一种有机化合物，在常温下，呈现出既有液体的流动性，又有晶体的光学各向异性。在电场、磁场、温度、应力等外部条件的影响下，其分子容易发生再排列，使液晶的各种光学性质随之发生变化，液晶这种各向异性及其分子排列易受外加电场控制这一物理性质，即液晶的电光效应，可以实现光被电信号调制，从而制成液晶显示器件。在不同电场、电流作用下，液晶分子会做规则旋转90度排列，产生透光度的差别，以此原理控制每个像素，便可以构成所需的图像。
液晶的物理特性是：当通电时，排列变得有次序，使光线容易通过；不通电时排列混乱，
阻止光线通过。简单地说液晶面板包含了两片相当精致的无钠玻璃，中间夹着一层液晶。当光束通过这层液晶时，液晶本身会排排站立或扭转呈不规则状，因而阻隔或使光束顺利通过。大多数液晶都属于有机复合物，有长棒状的分子构成。在自然状态下，这些棒状分子的长轴大致平行。将液晶倒入一个经过精良加工的开槽平面
．．．．．．．．．，液晶分子会顺着槽排列，所以假如那些槽非常平行，则各个分子也是完全平行的。
LCD显示屛包含了在CRT技术中未曾用到的一些东西。为屏幕提供光源的是盘绕在其背后的荧光管。
几乎所有笔记本或桌面系统的LCD都使用薄膜晶体管（TFT）激活液晶层中的单元格。TFT- LCD技术能够显示更加清晰、明亮的图像。
LED显示器也属于液晶显示器的一种, LED液晶技术是一种高级的液晶解决方案, 它用
LED代替了传统的液晶背光模组
．．．．。高亮度，而且可以在寿命范围内实现稳定的亮度和色彩表现。因为采用了固体发光器件，LED背光源没有娇气的部件，对环境的适应能力非常强。使用温度范围广、低电压、耐冲击。而且LED光源没有任何射线产生，低电磁辐射，是无汞的绿色光源。
什么是背光源呢？所谓背光源（Backlight）是位于液晶显示器背后的一种光源,它的发光效果将直接影响到液晶显示模块的视角效果。
液晶本身并不发光，而是由它下方的背光系统照亮的，它显示图形或字符是它对光线调制的结果。背光源和液晶显示屛组合在一起构成了液晶显示模块。背光源是提供给LCD面板的光源，主要由光源（CCFL冷阴极荧光灯管或LED灯）、导光板、光学用膜片（底反射片、扩散片、上保护膜）、塑料外框组成。背光源具有亮度高、寿命长、发光均匀等特点。目前主要有EL（Electro Luminescent）、CCFL（Cold Cathode Fluorescent Lamp）、及LED （Light Emitting Diode发光二极管）三种类型。依光源位置分布不同分为侧光式和直下式（底背光式），侧光式CCFL式背光源是目前背光源的主流。
图5.7为液晶显示器的背光源的常见结构。液晶背光是一个平面的均匀照明装置，作为光源的冷阴极荧光灯管（CCFL）或LED灯条排列在整个背光源的一边（可能是长边，也可能是短边）。冷阴极灯管是线光源，LED是点光源，把此光源转换为面光源需要使用导光板。导光板一般由高透光率的亚克力塑胶
．．．．．．．．．．制成，表面非常光滑平整，以致于大部分内部光线会在
其平整表面上规则地全反射，而不会射出到导光板外部。液晶显示器的导光板的底部印有白
．．．．．．．．．
色的网点
．．．．。在导光板印有网点的位置上，光线不再规则地全反射而会向导光板上方射出。控．
制每个位置网点的密度
．．．．．．．．．．就可以控制导光板在这个位置射出光线的多少。精密设计的导光板网
点可以让两侧入射的光线均匀地铺散在整个平面上
．．．．．．．．．．．．．．．．。导光板上方会再放置光学膜片，这些膜片可以起到均匀光线、提供正面观察等作用。
光源、导光板、反射片、光学膜片构成了液晶显示器的背光源
．．．。其发出的光线照射到液晶面板上时，光线会先通过下偏振片向上透出，不同的液晶面板这个时候会按照自己的机理将光线转变偏振方向。接下来光线接触到彩色滤光片产生颜色，最后入射到上偏振片。在被液晶转变偏振方向后，有部分光线可以射出，有部分会被吸收。整个液晶面板上每一个像素都可以分别决定射出光线的强度。从而产生图像。
为了简单描述LCD的显示原理，我们以黑白显示屏为例来加以叙述。整个液晶面板由上下两个玻璃基板和偏振片组成(见图 5.8)，在上下玻璃板之间按照螺旋结构将液晶分子有规律地进行涂层（注意：这里将上下关系变成了左右关系）。液晶面板的电极是通过一种简称为ITO（氧化铟锡）的金属化合物刻蚀在上下玻璃基板上。如图5.8（a）所示，液晶分子的排列为螺旋结构, 对入射光线具有旋光性，上下偏振片的偏振角度互相垂直。在上下基板间的电压为零时，自然光通过偏振片后，只有与偏正方向相同的光线得以进入液晶分子螺旋结构的涂层中，由于螺旋结构的旋光性，将入射光线的偏振方向旋转90°后照射到另一端的偏振片上。又由于上下偏振片的角度相互垂直，这样入射光线就能通过另一端的偏振片完全射出，光线完全进入观察者的眼中，看到的效果为白色。
而在上下玻璃板间的电压为一交流电压时，液晶分子的螺旋结构在电（磁）场的作用下变成了同向排列的结构，这样对光线的偏振方向没有做任何的旋转（旋光作用消失），而上下偏振片的偏振角度又互相垂直，这样入射光线就无法通过另一端的偏振片射出，光线无法进入观察者的眼中，看到的效果就为黑色。这样通过在上下玻璃基板电极间施加不同的交流电压，就可以实现液晶显示的两种基本状态亮（on）和暗(off)。
计算机的基本组成 第1章 计算机的基本组成 1.1 概述 1.1.1 计算机的组成 1(计算机硬件系统组成 从1946年第一台以电子管为基本元件的计算机诞生到今天，计算机经过了几代的更新换代，已经形成了一个庞大的计算机家族。尽管计算机在应用领域、硬件配置和工作速度上有着很大的差别，然而从组成结构上来看，各种计算机的硬件结构基本上还是相同的。 任何一台计算机，其硬件都是由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大功能部件组成的，其硬件结构框图如图1-1所示。 图1-1 计算机硬件结构框图 在硬件系统中，通常把CPU、内存以及连接主要输入输出设备的接口电路统称为主机，其他部分则称为外部设备。现在，生产厂家已能将主机制单片机原理及应用 2 作在一块印制电路板上，这就是通常所说的主机板，简称主板。
2(指令和指令系统 (1)指令(instruction) 指令是指要计算机完成某个操作所发出的指示或命令，且由计算机直接识别执行。一台计算机可以有许多指令，作用也各不相同，所有指令的集合称为计算机的指令系统。 指令通常包含操作码(operation code)和操作数(operand)两个部分，操作码指明计算机应该执行的某种操作的性质与功能，即指示计算机执行何种操作;操作数指出参加操作的数据或数据所在单元的地址。 用机器指令编写的程序称为机器语言程序。 指令按其功能可分为两种类型:一类是命令计算机的各个部件完成基本的算术逻辑运算、数据存取和数据传送等操作，属于操作类指令;另一类则是用来控制程序本身的执行顺序，实现程序的分支、转移等操作，属于控制转移类指令。 (2)指令系统 指令系统能具体而集中的体现计算机的基本功能。从计算机系统结构的角度看，指令系统是软件和硬件的界面，指令是对计算机进行程序控制的最小单位。 指令系统的内核是硬件，当一台机器指令系统确定之后，硬件设计师根据指令系统的约束条件构造硬件组织，由硬件支持指令系统使其功能得以实现。而软件设计师在指令系统的基础上建立程序系统，扩充和发挥机器的功能。 对不同种类的机器而言，指令系统的指令数目与种类呈现出比较大的差异。指令系统决定了计算机的能力，也影响着计算机的体系结构。一台计算机的指令种类总是有限的，但在人们的精心设计下，可以编制出各式各样的程序。计算机的能力固然取决于它自身的性能，但更取决于编程人员的聪明才智。 3(计算机软件概述
1.1认识计算机网络 学习目标： 1、了解什么是计算机网络 2、掌握计算机网络的组成与分类 3、掌握网络连接的两种方式及网络传输介质的种类和性能 自主学习1：（阅读课本P2-P5，给下面的问题填写正确的答案） 一、什么是计算机网络 1、计算机网络:计算机网络是多台地理上分散的、具有独立功能的计算机通过传输介质和通信设备连接，使用网络软件相互联系，实现数据通信和资源共享的系统。 2、计算机网络的功能有、、。 二、计算机网络的组成 （1） （2） （3） 三、计算机网络的分类 根据计算机网络的覆盖范围可以分为、、等：（Local Area Network）LAN 是指将小区域内的各种通信设备互连在一起所形成的网络，覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内。一般指分布于范围内的网络，其特点是：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。应用最广泛的以太网，它是一种总线结构的LAN，是目前发展最迅速、也最经济的局域网。 ：（Metropolitan Area Network）MAN 的覆盖范围就是城市区域，一般是在方圆范围内，最大不超过。它的规模介于局域网与广域网之间，但在更多的方面较接近于局域网，因此又有一种说法是：城域网实质上是一个大型的局域网，或者说是整个城市的局域网。 ：(Wide Area Network)WAN 连接地理范围较大，一般跨度超过，常常是一个国家或是一个洲。中国公用分组交换网（CHINAPAC）、中国公用数字数据网（CHINADDN），以及中的国家教育和科研网（CERnet）， CHINANET等都属于广域网。Internet就是全球最大的广域网。 跟踪练习1： 1、计算机网络给人们带来了极大的便利，其基本功能是（） A、安全性好 B、运算速度快 C、内存容量大 D、数据传输和资源共享
计算机的基本组成及工作原理 【学情分析】初中学生对信息技术硬件方面的知识知道可能不多，对硬件普遍有一种神秘感,觉得计算机高深莫测,本节课就是要对电脑软硬件进行深入“解剖”, 并对工作原理做讲解，让学生了解电脑各组成部分，更好的使用电脑。 【教材内容分析】本节内容是山西出版社初中信息技术八年级模块四《计算机的发展》第一节教学内容。本节主要让学生掌握计算机的组成，理解计算机系统中信息的表示，了解计算机的基本工作原理。本节内容以感性认识为主,增强学生的计算机应用意识,通过大量举例及用眼睛看、用脑想,对计算机的基本组成、软硬件常识、发展有一定了解和比较清晰的认识。通过学生看计算机组件和运行配合教材下发的多媒体课件进行教学,打破学生对计算机的“神秘感”,觉得计算机并不难学,而且非常实际,认识到计算机只是普通技能,提高学生学习兴趣。 【教学目标】知识与技能：掌握计算机的组成，理解计算机系统中信息的表示，了解计算机的基本工作原理。过程与方法:通过实际观察加教师讲授的方法完成本节内容。情感态度与价值观: 培养学生的科学态度,激发学生的想象能力和探索精神。 【教学重难点分析】教学重点：计算机的组成，计算机系统中信息的表示。教学难点：计算机的基本工作原理。【教学课时】2课时【教学过程】
（一）图片展示，激趣导入师：观察图片并思考：从外观上来看，计算机一般由哪些部分组成？生：讨论、思考、回答［设计意图］通过图片的展示，同学们对计算机的硬件有了直观的印象，初步的了解。 （二）自主学习，探究新知1、先请同学们自己看书P17-P20内容，边看书边思考：①完整的计算机系统由哪两部分组成？②计算机硬件是由哪几部分组成？［师生活动］1.学生自学2.教师辅以图片说明 3.教师巡视检查学生自学情况，叫学生回答问题①② 4.归纳点拨： a.完整的计算机系统由硬件系统和软件系统组成 b.计算机硬件由主机和外设两部分组成 1.计算机硬件⑴中央处理器（CPU）是计算机的“心脏”，它安装在主机箱内。计算机中的一切工作都通过它来处理。⑵存储器主要用来保存计算机的运行指令及数据资料。它又分为内存储器和外存储器两种。⑶输入设备是计算机用来接受指令和数据等信息的。常用的输入设备有键盘，鼠标器等。⑷输出设备是计算机负责传送处理结果的设备。常用的输出备有显示器，打印机，音箱等。2、计算机软件计算机的软件分为系统软件和应用软件两大类①系统软件：系统软件是一种管理计算机硬件和为应用软件提供运行环境的软件。②应用软件：应用软件是为了完成某种特定任务而编制的软件。［设计意图］通过讲授法结合演示法使学生对计算机的硬件和软件有全面的了解，从而把握住本节课的重难点。 3.计算机系统的组成师：议一议，完整的计算机系统由哪几部分组成？生：观查图示并总结，
《计算机网络的分类和组成》教学设计与反思 上传: 齐曼琳更新时间：2012-5-28 16:00:40 《计算机网络的分类和组成》教学设计与反思 教材分析 《计算机网络的分类和组成》是电子工业出版社初中信息技术第三册第11课的内容，主要学习的是计算机网络的分类和组成，是第三单元《计算机网络及其应用》中极为重要的一个理论性知识点，在此之前学生已经学习了《什么叫计算机网络》，对计算机网络的含义及其特点有了一定的认识，本课是对上一课计算机网络概念中不同方面的理解，也对后面学习《认识局域网》以及《认识internet》 要作佣， 2、感受网络的广泛应用，激发对网络技术的求知欲，参与网络技术学习的态度。 三、教学重点、难点 教学重点：计算机网络分类及组成的在日常生活中的使用情况。 教学难点：计算机网络的各组成部分之间的关系的理解 四、教法学法 由于本课是属于计算机网络的理论知识，和学生互动的环节相比计算机基础操作知识来讲究显得比较薄弱，因此在教学中主要是采用提问引导法、讲授法和多媒体演示法来让学生理解，然后再根据理解的知识和日
常生活联系起来。学生通过自主探究、小组合作学习连接常见的网络设备，培养学生自学能力和分析总结的能力。 五、学情分析 学生经过多年的电脑上网操作，或多或少地掌握了一些网络技术的使用方法，也知道网络会给他们带来不少的便利。但是，对于什么是计算机网络，计算机网络是如何组成的，计算机网络除了他们所认识的应用外还有什么功能，如何组建一个局域网等问题都是一知半解。 六、教学过程 1、创设情境，新课导入 同学们，还记得上一课学习了什么吗？……，什么是计算机网络呢？…… 不是就和我们平时所说的上网玩游戏、聊qq 是一回事呢？……
1.计算机主机的组成 计算机由5部分构成：中央处理器（CPU），输入/输出（I/O）设备，主存储器（内存储器），辅助存储器（外存储器）和总线。 2．TCP.IP协议：（传输控制协议/网际协议）TCP.IP协议采用的是分层结构，各层协议相互配合，形成一个整体，为网络互连和数据传输提供支撑。定义的协议主要集中在网络层，传输层，应用层。 3．IP地址的组成：网络号、主机号构成。分类：A类地址B类地址C类地址D类地址E类地址 4．电子邮箱地址组成：用户账号@电子邮件域名。 5．数据交换技术：数据经编码后在通信线路上进行传输，按数据传送技术划分，交换网络可分为电路交换网，报文交换网，分组交换网。 6.TCP IP协议簇四层：网络接口层，网络层，传输层，应用层 7．网络安全的核心：数据安全 8．计算机病毒的概念：人为编制的，破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用并能自我复制的一组计算机程序。 9．木马病毒的主要危害；通过伪装自身吸引用户下载执行，向施种木马者提供打开被种者电脑的门户，使施种者可以任意毁坏、窃取被种者的文件，甚至远程操控被种者的电脑。 10．计算机中的三基色：红绿蓝 11．消息转换成信号的步骤：变换、编码、调制。 12．双绞线两根电线相互扭绞的目的：使它们之间的干扰最小。 13．电路交换建立的步骤：1，电路建立2，数据传输3，电路拆除 14．子网掩码的作用；判断两个IP地址是否属于一个子网 15．三种交换技术的比较：电路交换；在数据传输之前必须建立一条完全的通路。在线路拆除（释放）之前，该通路由一对用户完全占用传输效率不高，适合与较轻和间接式负载，使用租用的线路进行通信的情况报文交换：报文从源节点传送到目的节目采用存储—转发的方式，报文需要排队，因此不适合交换式通信，不能满足实时通信的要求。分组交换：和报文交换方式类似，但报文被分成分组传送，并规定了最大长度。是使用最广泛的一种交换技术，适合与交换中等或大量数据的情况 16．电子邮件服务过程中所涉及的协议：SMTP MIME POP3 IMAP 17．.蠕虫病毒：通过网络或系统漏洞进行传播，大部分蠕虫病毒都有向外发送带毒邮件，阻塞网络的特性例如，冲击波（阻塞网络），小邮差（发带毒邮件）等 18.数据签名的作用：保证通信双方的不可抵赖性 19.．数据加密的过程及示意图：
计算机的基本组成及工作原理 1.3.1 计算机系统的组成 计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成，这一节将分别介绍计算机硬件系统和软件系统。 计算机硬件是构成计算机系统各功能部件的集合。是由电子、机械和光电元件组成的各种计算机部件和设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。计算机硬件是看得见、摸得着的，实实在在存在的物理实体。 计算机软件是指与计算机系统操作有关的各种程序以及任何与之相关的文档和数据的集合。其中程序是用程序设计语言描述的适合计算机执行的语句指令序列。 没有安装任何软件的计算机通常称为“裸机”，裸机是无法工作的。如果计算机硬件脱离了计算机软件，那么它就成为了一台无用的机器。如果计算机软件脱离了计算机的硬件就失去了它运行的物质基础；所以说二者相互依存，缺一不可，共同构成一个完整的计算机系统。 计算机系统的基本组成如图1-6 所示。
1.3.2 计算机硬件系统的基本组成及工作原理 现代计算机是一个自动化的信息处理装置，它之所以能实现自动化信息处理，是由于采 用了“存储程序”工作原理。这一原理是1946年由冯 · 诺依曼和他的同事们在一篇题为《关 于电子计算机逻辑设计的初步讨论》的论文中提出并论证的。这一原理确立了现代计算机的 基本组成和工作方式。 ⑴ 计算机硬件由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 ⑵ 计算机内部采用二进制来表示程序和数据。 ⑶ 采用“存储程序”的方式，将程序和数据放入同一个存储器中（内存储器），计算机 能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。 可以说计算机硬件的五大部件中每一个部件都有相对独立的功能，分别完成各自不同 的工作。如图1-7所示，五大部件实际上是在控制器的控制下协调统一地工作。首先，把表 示计算步骤的程序和计算中需要的原始数据，在控制器输入命令的控制下，通过输入设备送 入计算机的存储器存储。其次当计算开始时，在取指令作用下把程序指令逐条送入控制器。 控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求向存储器和运算器发出存储、取数命令和运 算命令，经过运算器计算并把结果存放在存储器内。在控制器的取数和输出命令作用下，通 过输出设备输出计算结果。 1．运算器（ALU ） 运算器也称为算术逻辑单元ALU （Arithmetic Logic Unit ）。它的功能是完成算术运算和 逻辑运算。算术运算是指加、减、乘、除及它们的复合运算。而逻辑运算是指“与”、“或”、 “非”等逻辑比较和逻辑判断等操作。在计算机中，任何复杂运算都转化为基本的算术与逻 辑运算，然后在运算器中完成。 2．控制器（CU ） 控制器CU （Controller Unit ）是计算机的指挥系统，控制器一般由指令寄存器、指令译 码器、时序电路和控制电路组成。它的基本功能是从内存取指令和执行指令。指令是指示计 算机如何工作的一步操作，由操作码（操作方法）及操作数（操作对象）两部分组成。控制 器通过地址访问存储器、逐条取出选中单元指令，分析指令，并根据指令产生的控制信号作 用于其它各部件来完成指令要求的工作。上述工作周而复始，保证了计算机能自动连续地工 作。 通常将运算器和控制器统称为中央处理器，即CPU （Central Processing Unit ）,它是 整个计算机的核心部件，是计算机的“大脑”。它控制了计算机的运算、处理、输入和输出 等工作。 集成电路技术是制造微型机、小型机、大型机和巨型机的CPU 的基本技术。它的发展 使计算机的速度和能力有了极大的改进。在1965年，芯片巨人英特尔公司的创始人戈 登 · 摩尔，给出了著名的摩尔定律：芯片上的晶体管数量每隔18~24个月就会翻一番。让 所有人感到惊奇的是，这个定律非常精确的预测了芯片的30年发展。1958年第一代集成电 路仅仅包含两个晶体管，而1997年，奔腾II 处理器则包含了750万个晶体管，2000年的 程序 数据 控制流 数据流 图 1-7 计算机基本硬件组成及简单工作原理
第一节：计算机网络的组成与分类 学习目的： 1、了解计算机网络的组成与分类 2、知道日常家庭组网所需的网络设备 3、结合校园网，小结什么是计算机网络 学习重点： 1、计算机网络的组成 学习难点： 1、了解计算机网络的组成、分类。 学习内容：一、什么是计算机网络 生活中我们接触到各种“网络”，如电话网络、电视网络等等。我们通过因特网浏览网页、收发电子邮件、到BBS论坛参加讨论，通过网络共享文件，实现文件传送，通过网上商店进行购物等。那么什么是计算机网络、计算机网络由什么组成呢计算机网络分为哪几类呢 计算机网络: 计算机网络是多台地理上分散的、具有独立功能的计算机通过传输介质和通信设备连接，使用网络软件相互联系，实现数据通信和资源共享的系统。 二、计算机网络的组成 （1）两台或两台以上独立的计算机； （2）传输介质与通信设备； （3）网络软件。 实现资源共享与数据通信，这是计算机网络的基本功能。 三、计算机网络的分类
根据计算机网络的覆盖范围可以分为局域网、城域网、广域网等 局域网：（Local Area Network）LAN 是指将小区域内的各种通信设备互连在一起所形成的网络，覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内。局域网一般指分布于几公里范围内的网络，局域网的特点是：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。目前我国常见的局域网类型包括：以太网（Ethernet）、异步传输模式（ATM，Asynchronous Transfer Mode）等，它们在拓朴结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网——一种总线结构的LAN，是目前发展最迅速、也最经济的局域网。 城域网：（Metropolitan Area Network）MAN 的覆盖范围就是城市区域，一般是在方圆10km--60km 范围内，最大不超过100km。它的规模介于局域网与广域网之间，但在更多的方面较接近于局域网，因此又有一种说法是：城域网实质上是一个大型的局域网，或者说是整个城市的局域网。 广域网：(Wide Area Network)WAN 连接地理范围较大，一般跨度超过100km，常常是一个国家或是一个洲。中国公用分组交换网（CHINAPAC）、中国公用数字数据网（CHINADDN），以及中的国家教育和科研网（CERnet）， CHINANET等都属于广域网。Internet就是全球最大的广域网。
台式电脑主机的硬件组成部分简介 计算机硬件系统中用于放置主板及其他主要部件的容 器（Mainframe）。通常包括CPU、内存、硬盘、光驱、电源、以及其他输入输出控制器和接口，如USB 控制器、显卡、网卡、声卡等等。位于主机箱内的通常称为内设，而位于主机箱之外的通常称为外设（如显示器、键盘、鼠标、外接硬盘、外接光驱等）。通常，主机自身（装上软件后）已 经是一台能够独立运行的计算机系统，服务器等有专门用途的计算机通常只有主机，没有其他外设。 主机组成部分 1．机箱（必备) 机箱作为电脑配件中的一部分，就是主机的外壳，它起的主要作用是放置和固定各电脑配件，起到一个承托和保护作用，此外，电脑机箱具有电磁辐射的屏蔽的重要作用，现在的高配机箱具有防辐射、防尘、加强散热、静音等多中功能。但由于机箱不像CPU、显卡、主板等配件能迅速提高整机性能，所以在DIY中一直不被列为重点考虑对象。但是机箱也并不是好无作用，一些用户买了杂牌机箱后，因为主板和机箱形成回路，导致短路，使系统变得很不稳定。
2．电源（主机供电系统，没有电源计算机将无法工作） 计算机属于弱电产品，也就是说部件的工作电压比较低，一般在正负12伏以内，并且是直流电。而普通的市电为220伏（有些国家为110伏）交流电，不能直接在计算机部件上使用。因此计算机和很多家电一样需要一个电源部分，负责将普通市电转换为计算机可以使用的电压，一般安装在机箱内部。计算机的核心部件工作电压非常低，并且由于计算机工作频率非常高，因此对电源的要求比较高。目前计算机的电源为开关电路，将普通交流电转为直流电，再通过斩波控制电压，将不同的电压分别输出给主板、硬盘、光驱等计算机部件。 3．主板（承载和连接主机各个配件的主体） 又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard)；它安装在机箱内，是计算机最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。 主板 4．CPU（中央处理器，计算机的大脑，负责数据运算，是
计算机的基本组成及工作原理（初中信息技术七年级） 讲课：教技12江旭美【教学设计学科名称】 计算机的基本组成及工作原理是广西教育出版社出版的初中 信息技术七年级教材第一册模块二<计算机的发展》第二节教学内容。 【学情分析】 初一新生刚入学，对信息技术硬件方面的知识知道可能不多，对硬件普遍 有一种神秘感，觉得计算机高深莫测，本节课就是要对电脑软硬件进行深入 “解剖”，并对工作原理做讲解，让学生了解电脑各组成部分，更好的使用 电脑。 【教材内容分析】 本节内容是广西教育出版社初中信息技术七年级第一册模块 二《计算机的发展》第二节教学内容。本节主要让学生掌握计算机的组成， 理解计算机系统中信息的表示，了解计算机的基本工作原理。本节内容以感 性认识为主，增强学生的计算机应用意识，通过大量举例及用眼睛看、用手摸、 用脑想，对计算机的基本组成、软硬件常识、发展有一定了解和比较清晰的认 识。通过学生亲手触摸计算机组件和教师运行自主制作的多媒体课件进行教 学，打破学生对计算机的“神秘感”，觉得计算机并不难学，而且非常实际，认 识到计算机只是普通技能，提高学生学习兴趣。 【教学目标】 知识与技能：掌握计算机的组成，理解计算机系统中信息的表示，了解 计算机的基本工作原理。 过程与方法：向学生展示拆卸的旧电脑部件及未装任何系统的电脑，通过 实际观察加教师讲授的方法完成本节内容。 情感态度与价值观：培养学生的科学态度，激发学生的想象能力和探索精 神。 【教学重难点分析】 教学重点：计算机的组成，计算机系统中信息的表示。 教学难点：计算机的基本工作原理。 【教学课时】 2课时 【教学过程】 图片图片 师：观察图片结合实物并思考：从外观上来看，计算机广．般由哪些部分组成？ 生：讨论、思考、回答 [设计意图】通过图片的展示，同学们对计算机的硬件有了直观的印象， 初步的了解。 （二）自主学习，探究新知 1、先请同学们自己看书P17-P20内容，边看书边思考： ①完整的计算机系统由哪两部分组成？
计算机的组成部分及功能 由运算器，控制器，存储器，输入装置和输出装置五大部件组成计算机，每一部件分别按要求执行特定的基本功能。 ⑴运算器或称算术逻辑单元（Arithmetical and Logical Unit） 运算器的主要功能是对数据进行各种运算。这些运算除了常规的加、减、乘、除等基本的算术运算之外，还包括能进行“逻辑判断”的逻辑处理能力，即“与”、“或”、“非”这样的基本逻辑运算以及数据的比较、移位等操作。 ⑵存储器（Memory unit） 存储器的主要功能是存储程序和各种数据信息，并能在计算机运行过程中高速、自动地完成程序或数据的存取。存储器是具有“记忆”功能的设备，它用具有两种稳定状态的物理器件来存储信息。这些器件也称为记忆元件。由于记忆元件只有两种稳定状态，因此在计算机中采用只有两个数码“0”和“1”的二进制来表示数据。记忆元件的两种稳定状态分别表示为“0”和“1”。日常使用的十进制数必须转换成等值的二进制数才能存入存储器中。计算机中处理的各种字符，例如英文字母、运算符号等，也要转换成二进制代码才能存储和操作。 存储器是由成千上万个“存储单元”构成的，每个存储单元存放一定位数（微机上为8位）的二进制数，每个存储单元都有唯一的编号，称为存储单元的地址。“存储单元”是基本的存储单位，不同的存储单元是用不同的地址来区分的，就好像居民区的一条街道上的住户是用不同的门牌号码来区分一样。 计算机采用按地址访问的方式到存储器中存数据和取数据，即在计算机程序中，每当需要访问数据时，要向存储器送去一个地址指出数据的位置，同时发出一个“存放”命令（伴以待存放的数据），或者发出一个“取出”命令。这种按地址存储方式的特点是，只要知道了数据的地址就能直接存取。但也有缺点，即一个数据往往要占用多个存储单元，必须连续存取有关的存储单元才是一个完整的数据。 计算机在计算之前，程序和数据通过输入设备送入存储器，计算机开始工作之后，存储器还要为其它部件提供信息，也要保存中间结果和最终结果。因此，存储器的存数和取数的速度是计算机系统的一个非常重要的性能指标。 ⑶控制器（Control Unit） 控制器是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作，保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。 控制器从存储器中逐条取出指令，分析每条指令规定的是什么操作以及所需数据的存放位置等，然后根据分析的结果向计算机其它部分发出控制信号，统一指挥整个计算机完成指令所规定的操作。因此，计算机自动工作的过程，实际上是自动执行程序的过程，而程序中的每条指令都是由控制器来分析执行的，它是计算机实现“程序控制”的主要部件。 通常把控制器与运算器合称为中央处理器（Central Processing Unit-CPU）。工业生产中总是采用最先进的超大规模集成电路技术来制造中央处理器，即CPU芯片。它是计算机的核心部件。它的性能，主要是工作速度和计算精度，对机器的整体性能有全面的影响。
1.计算机系统主要由哪两部分组成？硬件结构主要有哪几大部 分？ 答：计算机系统主要由硬件、软件两 大部分组成，硬件结构从概念上来说 主要由中央处理器（运算器、控制 器）、存贮器、输入设备、输出设备 等几大部分组成。 2.PLC、DCS的中文全称和英文全 称分别是什么？ 答：PLC中文全称：可编程序逻辑控 制器，英文全称：ProgrammablepLogicalpController 。DCS中文全称：分散控制系统，英 文全称： DistributedpControlpSystem。 3.一体化PLC和模块化PLC各有什 么特点？ 答：一体化PLC通常为小型PLC，其 I/O点数规模小，I/O、PS、CPU等都 集中在一起，适合于单机自动化任务
或简单的控制对象。模块化PLC通常为中、大规模PLC，其I/O点数在几 百点、几千点甚至上万点，所有I/O 以及PS、CPU、CP等等功能单元均做成独立的模块形式，根据需要以总线形式连接组合在一起，构成一个完整的系统，以实现复杂的自动控制任务。 4.PLC由哪几个部分组成？ 答：PLC的基本组成部分有：电源模块、CPU模块、I/O模块、编程器、 编程软件工具包等，根据不同类型的系统，一般还会有安装机架（底板）、通讯模板、智能模板、接口模板等 5.一般而言,PLC的I/O点数要冗 余10%。 6.PLC设计规范中,RS232通讯的 距离是为15m。 7.PLC的RS485专用通讯模块的通 讯距离500m。 8.PLC采用典型的计算机结构，由
中央处理器、存储器、输入输出接口 电路和其它一些电路组成。 9.PLC的输入信号模式中，交流输 入的电压大多采用AC110V或 AC220V，直流输入额定电压为 DC24～48V。 10.PLC中CPU的主要作用是什么？ 答：CPU是PLC的主要部分，是系统的控制中枢，它接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、 存储器、I/O以及警戒定时器的状态， 并诊断用户程序的语法错误。 11.PLC在循环扫描周期内，将所需 要输入输出信息存到预先准备 好的一定区域，这个区域称为 I/O镜像区。 12.控制系统的各类模块中，PS、 CPU、CP、AI、AO、DI、DO、IM分别 指的是哪些类型的模块？ 答：PS－电源模块，CPU－中央处理 器模块，CP－通讯处理器模块，AI －模拟量输入模块，AO－模拟量输出
第一章：概述 一、选择题 1．完整的计算机系统应包括__ ___。 A. 运算器、存储器、控制器 B. 外部设备和主机 C. 主机和实用程序 D. 配套的硬件设备和软件系统 2．至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是_ __。 A. 节约元件 B. 运算速度快 C. 物理器件的性能决定 D. 信息处理方便3．从系统结构看，至今绝大多数计算机仍属于__ __型计算机。 A. 并行 B. 冯.诺依曼 C. 智能 D. 实时处理 4．计算机外围设备是指__ ___ A. 输入/输出设备 B. 外存储器 C. 远程通讯设备 D. 除CPU 5．在微型机系统中，外围设备通过___ ___与主板的系统总线相连接。 A. 适配器 B. 译码器 C. 计数器 D. 6．冯·诺依曼机工作的基本方式的特点是__ ____。 A. 多指令流单数据流 B. 按地址访问并顺序执行指令 C. 堆栈操作 D. 存贮器按内容选择地址 7．微型计算机的发展一般是以_____ A. 操作系统 B. C. 磁盘 D. 8．下列选项中，___ ___ A. CPU B. ASCII C. 内存 D. 9．对计算机的软、硬件进行管理是__ ____ A. 操作系统 B. 数据库管理系统 C. 语言处理程序 D. 10．下面的四个叙述中，只有一个是正确的，它是____。 A．系统软件就是买的软件，应用软件就是自己编写的软件 B．外存上的信息可以直接进入CPU被处理 C．用机器语言编写的程序可以由计算机直接执行，用高级语言编写的程序必须经过编译（解释）才能执行 D．如果说一台计算机配置了FORTRAN语言，就是说它一开机就可以用FORTRAN语言编写和执行程序 答案：1.D 2C. 3.B. 4.D. 5.A. 6B 7.B 8. B 9. A 10. C 二、判断题 1．在微型计算机广阔的应用领域中，会计电算化应属于科学计算应用方面。 2．决定计算机计算精度的主要技术指标一般是指计算机的字长。 3．计算机“运算速度”指标的含义是指每秒钟能执行多少条操作系统的命令。 4．利用大规模集成电路技术把计算机的运算部件和控制部件做在一块集成电路芯片上，这样的一块芯片叫做单片机。 答案：1．答案：错。 2．答案：对。 3．答案：错。 4．答案：错。
第一部分：计算机系统组成及说明 一、计算机系统组成 一个完整的计算机系统通常是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。（一）硬件（hardware） 硬件是指计算机的物理设备，包括主机及其外部设备。具体地说，硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成。 ①存储器。存储器是计算机用来存放程序和原始数据及运算的中间结果和最后结果的记忆部件。 ②运算器。运算器对二进制数码进行算术或逻辑运算。 ③控制器。控制器是计算机的“神经中枢”。它指挥计算机各部件按照指令功能的要求自动协调地进行所需的各种操作。 ④输入/输出设备（简称I/O设备）。计算机和外界进行联系业务要通过输入输出设备才能实现。输入设备用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们转换成计算机所能识别的形式（二进制）存放到内存中。输出设备的主要功能是把计算机处理的结果转变为人们能接受的形式，如数字、字母、符号或图形。 （二）软件（software） 软件是指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需要的所有文档的集合。包括计算机本身运行所需的系统软件和用户完成特定任务所需的应用软件（三）硬件和软件的关系
硬件是计算机的基础，软件对硬件起辅助支持作用，二者相辅相成，缺一不可，只有有了软件的支持，硬件才能充分发挥自己的作用。 二、计算机工作原理 （一）冯·诺依曼设计思想 计算机问世５０年来，虽然现在的计算机系统从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域和价格等方面与当时的计算机有很大的差别，但基本体系结构没有变，都属于冯·诺依曼计算机。 冯·诺依曼设计思想可以简要地概括为以下三点： ①计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。 ②计算机内部应采用二进制来表示指令和数据。每条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中，操作码表示运算性质，地址码指出操作数在存储器的位置。 ③将编好的程序和原始数据送入内存储器中，然后启动计算机工作，计算机应在不需操作人员干预的情况下，自动逐条取出指令和执行任务。 冯·诺依曼设计思想最重要之处在于他明确地提出了“程序存储”的概念。他的全部设计思想，实际上是对“程序存储”要领的具体化。
计算机的组成教学设计 Teaching design of computer composition
计算机的组成教学设计 前言：小泰温馨提醒，信息技术是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称，主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。本教案根据信息技术课程标准的要求和针对教学对象是初中生群体的特点，将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案的设想和计划。便于学习和使用，本文下载后内容可随意修改调整及打印。 教学目的和要求 1、学生了解计算机组成各部分的名称和作用。 2、学生知道什么是计算机软件，了解计算机软件的作用。 3、学生了解计算机处理信息的过程。 4、通过介绍国产软件，对学生进行爱国主义教育。 教学重点：1、学生了解计算机组成各部分设备的作用。 2、学生了解计算机处理信息的过程。 教学难点：计算机硬件和软件的概念。 教学准备：计算机及相关软件。 教学过程 一、质疑导入 我们知道计算机又叫信息处理机，因为它处理信息的能力很强。那么，同学们你们知道这样高性能的机器它究竟是由哪些部件组成的呢？ 通过今天的学习，大家就一定能解决这个问题。 二、自主学习，探究新知
1、先请同学们自己看书P.4-P.7上半部分，边看书边思考： ①计算机是由哪两部分组成？ ②计算机硬件是由哪几部分组成？ ③计算机软件有哪几类？它们各有什么用途？ 教师巡视检查学生自学情况。 2、指名学生回答问题 ①，教师补充说明并注意纠正。 学生答后，追问：谁来用自己的话说一说什么计算机的硬件和软件？ 教师说明：硬件是指看得见、摸得着的部件，像鼠标、显示器、打印机等；软件是用来指挥计算机工作的命令语言，它是看不见、摸不着的，但离开了软件，计算机就不能正常工作。若计算机只有硬件，就好比人有身体，却没有知识和思想，还不能为人们做事，要让它“活”起来，还要让它掌握“知识”、形成“思想”--这就是软件。 4、指名学生回答问题 ②，你有几种分法？怎样分？ 从外观上看，计算机由主机、显示器、键盘、鼠标器和音箱等部件所组成。 从功能上看，计算机的硬件主要包括中央处理器、存储器、输入设备、输出设备等。 5、指名学生回答问题
1.1认识计算机网络 班级：姓名： 学习目标： 1、了解什么是计算机网络 2、掌握计算机网络的组成与分类 3、掌握网络连接的两种方式及网络传输介质的种类和性能 自主学习1：（阅读课本P2-P5，给下面的问题填写正确的答案） 一、什么是计算机网络 1、计算机网络:计算机网络是多台地理上分散的、具有独立功能的计算机通过传输介质和通信设备连接，使用网络软件相互联系，实现数据通信和资源共享的系统。 2、计算机网络的功能有、、。 二、计算机网络的组成 （1） （2） （3） 三、计算机网络的分类 根据计算机网络的覆盖范围可以分为、、等：（Local Area Network）LAN 是指将小区域内的各种通信设备互连在一起所形成的网络，覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内。一般指分布于范围内的网络，其特点是：距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。应用最广泛的以太网，它是一种总线结构的LAN，是目前发展最迅速、也最经济的局域网。 ：（Metropolitan Area Network）MAN 的覆盖范围就是城市区域，一般是在方圆范围内，最大不超过。它的规模介于局域网与广域网之间，但在更多的方面较接近于局域网，因此又有一种说法是：城域网实质上是一个大型的局域网，或者说是整个城市的局域网。 ：(Wide Area Network)WAN 连接地理范围较大，一般跨度超过，常常是一个国家或是一个洲。中国公用分组交换网（CHINAPAC）、中国公用数字数据网（CHINADDN），以及中的国家教育和科研网（CERnet）， CHINANET等都属于广域网。Internet就是全球最大的广域网。 跟踪练习1：
计算机的组成 一、教学目标： (1)计算机硬件与软件的基本概念。 (2)了解计算机的基本工作原理。 二、教学重点： 计算机的硬件及基本工作原理以及信息的数字化表示方法及相互间的换算。 三、教学难点：信息的数字化表示方法及相互间的换算。 四、课时安排：1学时。 五、教学过程： 教师活动 学生活动 ※引入 以提问方式引入本节课：计算机是由哪几部分组成的呢？ ※新课 1．在学生回答时，教师可以适当引导学生回答并作出补充。 2．要求学生了解和理解计算机硬件主要由输入设备、运算器、存储器、控制器和输出设备五大部分组成，以及它们之间的关联。 A．计算机设计思想的提出者：美籍著名数学家冯·诺依曼 B．提出了“存储程序”的设计思想 C．冯·诺依曼计算机有五个基本部分，即输入设备、存储器、运算器、控制器和输出设备。 D．计算机硬件(computer hardware)主要由输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器五大部分组成。 (1) 输入设备
若要计算机按我们的要求进行工作，计算机必须接受外部的信息。使计算机从外部获得信息的设备，称为输入设备(input device)。常用的输入设备包括键盘、光笔、鼠标器、扫描仪、话筒等，通过它们可以输入文字、图像、声音等不同的信息。输入设备种类很多，近几年来出现了触摸屏、手写汉字输入设备、自然语言输入设备、数码照相机等。 (2) 输出设备 计算机把信息处理的结果以人们能够识别的形式表示出来的设备，称为输出设备(output device)。例如，显示器、打印机、绘图仪等。 (3) 存储器 计算机在处理信息的过程中，许多信息被存放在存储器(memory)中。存储器又分为内存储器和外存储器两种。 内存储器简称内存，用于存储程序和数据。内存储器又可分为两类：一类是只读存储器（简称ROM），用于永久存放特殊的专用信息，只能读出信息，不能写入信息。当计算机断电后，ROM中的信息不会丢失，所以它是一种永久存储器。另一类是随机存储器（简称RAM），RAM的信息可读、可写、可修改，在计算机运行过程中，能够稳定准确地保存信息，但是计算机一旦断电，RAM中的信息将消失。 目前，计算机上使用的外存储器主要是磁盘和光盘(optical disc)。磁盘又分为软磁盘(floppy disk)和硬磁盘(h ard disk)两种。软磁盘带有保护套的圆形薄膜，是在圆形聚酯膜的软基底上涂敷磁性层作为记录媒体的盘片，现在常用的有3.5英寸盘。硬磁盘是一种硬质圆形磁表面存储媒体，不但存储量大，而且读写速度快，是目前计算机主要的存储设备。光盘的优点是容量大、耐用、方便。按光盘的读/写功能来分有三大类，它们分别是只读光盘CD－ROM，一写多读（write-once-read-many）型光盘及可擦型光盘等。 存储容量的基本单位是字节（Byte，B），一个8位的二进制数称为一个字节。表示存储容量的单位还有千字节（KiloByte, KB）、兆字节（MegaByte ,MB）、吉字节（GigaByte ,GB）等，它们之间的换算关系是：1KB = 210B = 1024B 1MB = 210KB = 24KB 1GB = 210MB = 1024MB (4) 运算器 运算器(arithmetic unit) 是计算机实施算术运算和逻辑判断的主要部件。它能按照计算机程序的要求，在控制器的控制下，进行加、减、乘、除等基本运算和进行判别数的符号，比较数的大小等逻辑运算。(5) 控制器 控制器(controller)是指挥、控制计算机运行的中心。它从存储器中取出信息并进行分析，然后根据指令向计算机各个部分发出各种控制信息，使计算机按照要求自动、协调地完成任务。一般将运算器和控制器合称
计算机系统的组成部分教案 授课学科：信息科技授课人：严授课年级：六年级 一、教学目标： （一）知识与技能 1.了解计算机系统的组成。 2.知道计算机的基本工作原理。 3.理解计算机硬件的五大组成部件的功能和对应关系。 （二）过程与方法 1.通过对自身旧知的重新挖掘，了解计算机的组成结构。 2.通过数字故事，理解计算机的基本工作原理和常用硬件的功能和对应关系， 3.通过游戏，熟悉常用硬件的功能和对应关系。 （三）情感态度与价值观 1.通过对自身旧知识的探索和延伸，激发对计算机知识的学习兴趣和探索兴趣。 2.通过小组合作游戏，体会学习的乐趣，建立同学们争先创优的学习氛围。 3.通过思考问题，培养学生探索与创新的习惯。 二、教学重点及难点 （一）教学重点： 1.知道计算机的基本工作原理。 2.理解计算机硬件的五大组成部件的功能和对应关系。 （二）教学难点 1.理解计算机硬件的五大组成部件的功能和对应关系。 三、教学准备 1.课件PPT 2.游戏用卡片 四、教学过程
复习旧知师：同学们的知识非常丰富，正是这些东西组成了我们平时使 用的计算机。那从前我们的认识是计算机就等于主机、键盘， 现在我们升入初中了，要更系统地学习计算机的组成。 生：显示 器、键 盘、鼠 标…… 新旧知识 的衔接。 对旧知识 的复习作 为下一步 学习新知 的铺垫。 学习新知今天我们要学习的是计算机的组成。 师：计算机系统=硬件+软件 那什么是硬件？什么是软件？ 师：现在老师来给大家规范一下。硬件是看的见摸得着的，软 件是看不见摸不着的。 这节课我们主要学习硬件的组成。 计算机硬件有五大组成部分。 分别是运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。下面 我们逐个来学习。 简单从字面上理解一下每个词。 运算器(Datapath)：运算器的功能是负责数据的运算。 控制器(Control)：控制各部件间的工作。是整个计算机的中枢 神经。 存储器：用来存储数据与软件。 输入设备输出设备：负责人与计算机之间的交流。 运算器和控制器之间的关系。 运算器和控制器他们的关系就像是一对好朋友（ppt演示）， 他们是在一起工作的，离不开对方。他们两在一起又产生了一 个新的名字叫做CPU。大家听过吧？中文叫做中央处理器。CPU 是center 中央 process处理 unit单元的首字母。 那么运算器和控制器为什么离不开对方呢？在CPU中，运算器 做计算把结果告诉控制器，控制器是控制运算器。光有运算器 没有控制器来控制他，计算机是不能正常运作的，光有控制机 器没有运算器计算机也没有办法计算。 接下来我们学习存储器(Memory)：存储器的功能是存储程序、 数据和信息。 存储器其实在生活中我们更常见一些。同学们知道有哪些计算 机存储器呢？可以存储文件的？ 师：同学们说的非常好，这些都是属于外存储器，那有同学会 问了，有外存储器是不是还有内存储器呢？对了，计算机里面 本身还有很多文件需要存储在计算机内部的内存储器中。内存 储器分为ROM和RAM。 ROM是英文Read Only Memory的缩写，是什么意思呢？ 师：对了，就有点像图书馆的书，我们去借书，只能读，能不 能在书上写东西呢？ 生：硬件 就是鼠 标键盘 屏幕/硬 件是硬 的 软件 就是装 在电脑 里的。 帮助学生 理解五大 部件的功 能和对应 关系。
第1章计算机组成与体系结构 根据考试大纲，本章内容要求考生掌握3个知识点。 （1）构成计算机的各类部件的功能及其相互关系； （2）各种体系结构的特点与应用（SMP、MPP）； （3）计算机体系结构的发展。 1.1 计算机体系结构的发展 冯·诺依曼等人于1946年提出了一个完整的现代计算机雏形，它由运算器、控制器、存储器和输入/输出设备组成。现代的计算机系统结构与冯·诺依曼等人当时提出的计算机系统结构相比，已发生了重大变化，虽然就其结构原理来说，占有主流地位的仍是以存储程序原理为基础的冯·诺依曼型计算机，但是，计算机系统结构有了许多改进，主要包括以下几个方面。 （1）计算机系统结构从基于串行算法改变为适应并行算法，从而出现了向量计算机、并行计算机、多处理机等。 （2）高级语言与机器语言的语义距离缩小，从而出现了面向高级语言机器和执行高级语言机器。 （3）硬件子系统与操作系统和数据库管理系统软件相适应，从而出现了面向对象操作系统机器和数据库计算机等。 （4）计算机系统结构从传统的指令驱动型改变为数据驱动型和需求驱动型，从而出现了数据流计算机和归约机。 （5）为了适应特定应用环境而出现了各种专用计算机。 （6）为了获得高可靠性而研制容错计算机。 （7）计算机系统功能分散化、专业化，从而出现了各种功能分布计算机，这类计算机包括外围处理机、通信处理机等。 （8）出现了与大规模、超大规模集成电路相适应的计算机系统结构。 （9）出现了处理非数值化信息的智能计算机。例如自然语言、声音、图形和图像处理等。 1.2 构成计算机的各类部件的功能及其相互关系 计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备组成。