第5课计算机工作原理

第5课神奇的“0”和“1”教学内容分析计算机是数字时代信息处理的重要工具，能够存储、加工各种信息。

本节课围绕计算机内部信息的表示方法展开，重点是让学生了解计算机采用二进制的原因、字符编码的基本原理、计算机中信息大小的度量方法，知道二进制与十进制相互转换的方法，并能进行简单的二进制运算。

教师在教学中应注重引导学生，并让学生进行自主探究式学习，培养他们的观察与独立思考的能力。

教学对象分析在本课之前，学生了解了众多信息技术新科技，感受了信息技术给学习和生活带来的变化，且用计算机制作了丰富多彩的作品，但是并不知道信息在计算机中是如何表示的，他们渴望进一步探索计算机。

七年级学生的逻辑思维能力和抽象思维能力日益发展，但是仍然保留着小学生的许多特点，对待问题仍然处于直观和感性的阶段。

因此，在教学过程中，要通过探究、游戏等环节，充分调动学生学习的积极性。

教法建议本节课内容较抽象，在教学过程中教师可以从生活中的数字化信息出发，让学生感知数字化的信息及其重要性，并引入计算机中的信息数字化。

在讲解进制概念时，可结合生活中运用比较广泛的进制（如从天到星期等）帮助学生明白进制的概念。

二进制与十进制的转换是本课的难点内容，可用学生熟知的十进制与二进制进行类比，如十进制由10个数码组成，分别为0~9；二进制由2个数码组成，分别为0、1。

可让学生以小组为单位，开展“体验与建构”中的猜生日的游戏，以此来检验学习效果，并进一步地调动学生学习的积极性。

教学目标（一）知识与技能1.了解进制的基本概念，知道字符编码的原理。

2.学会二进制整数与十进制整数相互转换的方法。

3.能进行简单的二进制运算。

4.了解计算机中信息大小的度量方法。

（二）过程与方法1.通过生活中的数字化信息，感知信息数字化的重要性。

2.通过与十进制类比，掌握二进制的运算规则及与十进制整数相互转换的方法。

（三）情感态度与价值观1.培养学生的分析能力。

2.培养学生学习信息技术的兴趣以及探索学习、相互交流的能力。

计算机原理计算机原理是一门涉及计算机硬件和软件的课程，它介绍计算机是如何工作的，包括计算机内部的硬件与软件、计算机的架构、指令集、存储器、I/O设备、操作系统等。

该门课程的重点是介绍计算机是如何协同工作的，并提供理论和实践的基础，以便学生能够将所学知识转化为实际的应用。

计算机系统包括硬件和软件两个方面，而真正能够实现计算机指令的是硬件系统。

硬件系统由内存储器、控制器、算术逻辑运算部件(ALU)和I/O设备等部分组成。

在计算机工作时，每个指令都要先存入存储器中，然后经由控制器和ALU工作之后给出结果，最终由I/O设备输出。

指令集是一台计算机硬件系统中的重要组成部分，指的是为计算机控制器所设计、可由之识别的指令的总体集合。

通常而言，指令集包括众多不同类型的指令，以便对不同的数据类型和操作进行处理。

存储器是计算机系统中的重要组成部分。

在计算机执行程序时，需要存储指令和数据，以便被控制器和ALU使用。

在现代计算机体系结构中，存储器通常由两类组件构成，一类是内存储器，一类则是外部磁盘等辅助设备。

I/O设备包括键盘、显示器、鼠标、打印机等外部硬件。

这些设备负责将人类语言输入计算机，并将计算机的输出转化为人类可读写的信息。

操作系统是计算机系统中核心软件之一，它承担着分配存储空间、处理器时间、I/O请求以及其他相关任务的职责。

操作系统和应用程序共同工作，以便实现计算机系统的高效运作。

其中，计算机系统的性能取决于其架构，因此设计计算机架构是十分重要的工作之一。

架构定义了计算机硬件和软件之间的接口和交互方式。

它具有与应用程序无关的通用性和可重用性，因此对软件开发和技术升级都至关重要。

计算机原理中还涉及到计算机工程、网络、编程等多种学科，它们共同构成了计算机科学的核心。

计算机科学是为了解决计算机所涉及的问题而生产的跨学科领域，涵盖了理论、算法、硬件体系结构、软件实现、数据库技术、编程范式等方面。

总之，计算机原理是计算机科学中的核心课程之一，它提供了计算机系统不同层次的理解，对软硬件的深入理解有助于理解计算机系统的工作流程和设计原理，使人们更好地理解计算机，掌握计算机技术，并在实践中更加高效地使用计算机。

第五课计算机中数的表示1、从结构上分析，此教学设计方案十分完整，具备教学内容分析、学生情况分析、教学目标设置、教学策略设定、教学重难点、教学环境及资源准备、教学过程设计等，教学过程的各个环节又有清晰的教师活动、学生学习活动设计和设计意图，教学教程与教学课件各页对应，便于使用者快速把握本教案的特色和设计者的意图，有利于再设计。

2、从备课的基本环节看，本教案对本课的基本内容分析简洁明快，并根据七年级学生的基本特征确定了以理论联系实际、不断激发学生兴趣，由浅入深的小任务实验探究策略。

三维目标表述精确，知识技能定位适度，过程与方法有利于培训学生的自主能力和激发学生创造力，并在情感上让学生领悟实践与知识建构之间的关系。

3、多数学生并未接触二进制的概念，因此如何引导学生理解二进制计数的基本方法尤为重要，本课引入部分的那张“视觉差”图片，对吸引学生注意力、激发兴趣有一定帮助，但与二进制概念本身联系不大，使用者若有更好的引入方案可另行选择。

4、引入二进制概念时，老师向学生提出：根据二进制的计数法则，1+1=？当学生回答“2”时，教师可告诉学生，二进制里没有数字“2”，只有“0”和“1”两个数字，又该怎么表示与十进制数“2”同样大的数呢？5、学习新知部分首先通过几种进制的对比使学生重点理解二进制的运算法则，然后联系电脑硬件（存储器）的特征说明了为什么要使用二进制，通过电路演示让学生理解二进制在电脑中的工作方式，通过电筒实验总结出二进制与十进制的对应关系。

这样可化抽象为具体，便于学生理解掌握。

6、进制转换是本节的难点，教师采用与十进制类比的方法进行教学，让学生找出两种进制展开式的共同点和不同点，理解各数位所表示的意义，生形象地了解二进制转换为十进制的过程，通过练习增强转换能力。

当然，也可先让学生理解二进制的1,10,100,1000,10000中的1在不同数位上所代表的值（1，2，4，8，16），即（20，21，22，23，24），再讲展开式的用法可能会更有利于理解为什么要这样转换。

简述计算机的基本工作原理
计算机是一种能够自动进行数据处理的电子设备，它的基本工
作原理是通过执行指令来完成各种任务。

计算机的基本工作原理主
要包括数据输入、数据处理和数据输出三个方面。

首先，数据输入是指将外部的数据输入到计算机中，这些数据
可以来自键盘、鼠标、摄像头、传感器等设备。

当数据输入到计算
机后，计算机会将这些数据存储到内存中，以便后续的处理和操作。

其次，数据处理是计算机的核心工作，它通过中央处理器（CPU）来执行各种指令，对输入的数据进行运算、逻辑判断、存储等操作。

CPU是计算机的大脑，它能够根据程序中的指令来进行各种运算和
逻辑判断，从而实现对数据的处理和操作。

最后，数据输出是指将经过处理的数据输出到外部设备，如显
示器、打印机、音响等。

通过这些外部设备，用户可以看到计算机
处理后的结果，或者将结果输出到纸张、屏幕、音响等介质上。

除了数据输入、数据处理和数据输出这三个基本工作原理外，
计算机还涉及到存储器、总线等硬件设备，以及操作系统、应用软
件等软件系统。

存储器用于存储数据和程序，总线用于连接各种硬件设备，操作系统则是计算机的基本管理系统，它负责管理计算机的资源、调度任务、提供用户界面等功能，而应用软件则是用户用来完成各种具体任务的工具。

总的来说，计算机的基本工作原理是通过数据输入、数据处理和数据输出来完成各种任务。

在这个过程中，计算机的硬件设备和软件系统共同协作，实现对数据的处理和操作。

通过了解计算机的基本工作原理，我们可以更好地理解计算机的运行机制，从而更好地利用计算机来完成各种任务。

《计算机组成原理》教案一、课程简介1.1 课程背景计算机组成原理是计算机科学与技术专业的一门核心课程，旨在帮助学生了解和掌握计算机的基本组成、工作原理和性能优化方法。

通过本课程的学习，学生将能够理解计算机硬件系统的整体结构，掌握各种计算机组件的功能和工作原理，为后续学习操作系统、计算机网络等课程打下基础。

1.2 课程目标（1）了解计算机系统的基本组成和各部分功能；（2）掌握计算机指令系统、中央处理器（CPU）的工作原理；（3）熟悉存储器层次结构、输入输出系统及总线系统；（4）学会分析计算机系统的性能和优化方法。

二、教学内容2.1 计算机系统概述（1）计算机的发展历程；（2）计算机系统的层次结构；（3）计算机系统的硬件和软件组成。

2.2 计算机指令系统（1）指令的分类和格式；（2）寻址方式；（3）指令的执行过程。

2.3 中央处理器（CPU）（1）CPU的结构和功能；（2）流水线技术；（3）多核处理器。

2.4 存储器层次结构（1）存储器概述；（2）随机存取存储器（RAM）；（3）只读存储器（ROM）；（4）缓存（Cache）和虚拟存储器。

2.5 输入输出系统（1）输入输出设备；（2）中断和DMA方式；（3）总线系统。

三、教学方法3.1 讲授法通过讲解、举例、分析等方式，使学生掌握计算机组成原理的基本概念、原理和应用。

3.2 实验法安排实验课程，使学生在实践中了解和验证计算机组成原理的相关知识。

3.3 案例分析法分析实际案例，使学生了解计算机组成原理在实际应用中的作用和意义。

四、教学评价4.1 平时成绩包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等。

4.2 期末考试采用闭卷考试方式，测试学生对计算机组成原理知识的掌握程度。

五、教学资源5.1 教材《计算机组成原理》（唐朔飞著，高等教育出版社）。

5.2 辅助资料包括课件、实验指导书、案例分析资料等。

5.3 网络资源推荐学生访问相关学术网站、论坛，了解计算机组成原理的最新研究动态和应用成果。

《计算机组成原理》教学大纲一、课程概述《计算机组成原理》是计算机科学与技术、电子信息工程等专业的一门重要基础课。

本课程主要介绍计算机的基本组成和工作原理，使学生全面了解计算机硬件体系结构，包括计算机历史发展、指令系统、CPU设计、存储器层次结构、输入输出系统、总线结构等内容。

二、教学目标1.了解计算机硬件的组成和工作原理。

2.理解计算机的历史发展过程，掌握计算机的分类和体系结构。

3.掌握计算机指令系统的设计原则和常见指令的执行过程。

4.熟悉CPU的基本组成和工作原理，能够设计简单的CPU。

5.理解存储器层次结构的原理，熟悉常见的存储器技术。

6.了解输入输出系统的原理和常见的接口技术。

7.掌握计算机总线的分类和工作原理。

三、课程具体内容及教学安排1.计算机硬件体系结构（2周）-计算机硬件的分类和功能-冯·诺依曼计算机体系结构-CISC和RISC指令集架构2.指令系统设计与实现（3周）-指令系统的基本要求-ISA的设计原则-MIPS指令系统设计与实现3.CPU设计与实现（4周）-CPU的基本结构和功能-数据通路和控制器的设计与实现-单周期CPU与多周期CPU的设计比较4.存储器层次结构（3周）-存储器的分类和特点-存储器的层次结构和映射方式- Cache的设计原理和优化策略5.输入输出系统（2周）-输入输出设备的分类和特点-输入输出接口的工作原理与设计-DMA和中断的处理机制6.总线结构（2周）-总线的分类和特点-总线的时序与仲裁机制-PCI和PCIe总线的基本原理四、教学方法1.理论授课：介绍计算机的基本原理和概念。

2.实践操作：通过实验课程，让学生动手操作实际的计算机硬件和软件，加深对计算机组成原理的理解。

3.讨论与研讨：组织学生进行小组讨论和报告汇报，共同探讨计算机组成原理的相关问题。

4.相关案例分析：通过实际案例分析计算机组成原理在实际应用中的作用和影响。

五、教材和参考书教材：参考书：1. 《计算机组成与设计：硬件/软件接口》（原书第4版）（Patterson和Hennessy编著）2. 《计算机组成与体系结构》（英文版）（David A. Patterson和John L. Hennessy编著）3.《计算机组成原理及其实践》（胡伟编著）六、评分方式1.平时成绩：包括出勤情况、作业完成情况和课堂表现等。