《认识计算机硬件系统》
[日期:2017-11-13] | 作者:信息技术 次浏览 | [字体:大 中 小] |
第二章《选购一台计算机》
终于来到了心仪的中学,在平常的学习和生活中需要用到电脑的时候更多了,家里老电脑也该淘汰了,这两天正跟父母商量买一台新电脑的事情,该买一台什么样的电脑才是最适合我的呢?看来得先了解电脑才行。
第一课:认识计算机硬件系统
1.计算机硬件
平常我们看到的计算机一般是这样的,那么下图中的计算机组成部件分别是( )。在计算机中,各种看的见摸得着的物理器件的总称叫计算机硬件。
神秘的机箱中有哪些计算机硬件呢?
活动一:请填写出以下计算机机箱中的各种硬件设备的名称:(给出各种硬件插图,学生填写)
为了充分发挥计算机强大的功能,我们还可以在计算机上接入或使用以下设备。
活动二:请填写出以下各种设备的名称:(给出另外一部分外设,学生填写)
但是在计算机诞生之初,它的功能却没有这么强大。
根据计算机之父冯·诺依曼(John von Neumann)提出的“存储程序”的思想,计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大基本组成部分构成,这一结构体系至今仍为电子计算机设计者所遵循。
(旁附冯·诺依曼人物介绍:阅读资料)
(冯·诺依曼[1] (John von Neumann,1903~1957),原籍匈牙利,布达佩斯大学数学博士。20世纪最重要的数学家之一1,在现代计算机、博弈论、核武器和生化武器等领域内的科学全才之一,被后人称为“计算机之父”和“博弈论之父(涯杰)”。[2]
先后执教于柏林大学和汉堡大学,1930年前往美国,后入美国籍。历任普林斯顿大学、普林斯顿高级研究所教授,美国原子能委员会会员。美国全国科学院院士。早期以算子理论、共振论、量子理论、集合论等方面的研究闻名,开创了冯·诺依曼代数。第二次世界大战期间为第一颗原子弹的研制作出了贡献。为研制电子数字计算机提供了基础性的方案。1944年与摩根斯特恩(Oskar Morgenstern)合著《博弈论与经济行为》,是博弈论学科的奠基性著作。晚年,研究自动机理论,著有对人脑和计算机系统进行精确分析的著作《计算机与人脑》。
主要著作有《量子力学的数学基础》(1926)、《计算机与人脑》(1958)、《经典力学的算子方法》、《博弈论与经济行为》(1944)、《连续几何》(1960)等。)
(1)运算器:运算器:arithmetic unit,计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。
(2)控制器: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。
把运算器和控制器放到一个芯片上构成的器件叫做“中央处理器”。中央处理器简称CPU(Central Processing Unit),它是计算机的核心部件,相当于人的大脑。一般情况下中央处理器决定计算机的运行速度,人们通常所说的英特尔(Intel)酷睿i5、锐龙AMD Ryzen 5等指的就是CPU型号,型号不同其速度也可能各不相同。世界著名的中央处理器生产厂商有Intel、AMD等。
(3)存储器:存储器可分为主存储器(内存)和外存储器(外存)。内存储器即我们平常所说的内存或内存条,它存取速度最快,用来存储计算机要执行的程序和数据,存储的数据会因为断电而丢失,另外它的价格相对较高,一般情况下存储容量不大。内存的大小直接影响计算机的运行速度;在中央处理器不变的情况下,内存越大,计算机的运行速度越快。如果要长期存储数据,需要选择外存储器(辅助存储器),如:硬盘、光盘、U盘、软盘和MP4等。外存的特点是断电后仍然能够保存信息,与内存相比存储速度较慢。
(4)输入设备:输入设备是从计算机外部将数据、命令等信息输入到计算机内存的设备。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、光笔、数码照相机、数码摄像机等。
(5)输出设备:通过输出设备可以把计算机的处理结果转换成人们能够识别的信息。常见的输出设备有显示器、音箱、打印机等。
活动三:根据计算机五大基本组成部分的结构体系,将以下计算机硬件设备分配到相应的类别中。
显示器、键盘、硬盘、扫描仪、摄像头、鼠标、内存条、打印机、CPU、U盘、音箱
随着计算机的高速发展,诞生了很多计算机辅助设备,它们极大的扩展了计算机的功能,同时让计算机更容易为普通人所使用。常见的有:主板、机箱、电源、网卡、声卡、显卡等。
(旁附计算机部分设备介绍:阅读资料)
主板,又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard);它分为商用主板和工业主板两种。它安装在机箱内,是微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。
机箱一般包括外壳、支架、面板上的各种开关、指示灯等。机箱作为电脑配件中的一部分,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,电脑机箱具有屏蔽电磁辐射的重要作用。虽然在DIY中不是很重要的配置,但是使用质量不良的机箱容易让主板和机箱短路,使电脑系统变得很不稳定。
电源是把220V交流电,转换成直流电,并专门为电脑配件如CPU、主板、硬盘、内存条、显卡、光盘驱动器等供电的设备,是电脑各部件供电的枢纽,是电脑的重要组成部分。
计算机与外界局域网的连接是通过主机箱内插入一块网络接口板(或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡)。网络接口板又称为通信适配器或网络适配器(network adapter)或网络接口卡NIC(Network Interface Card),但是更多的人愿意使用更为简单的名称“网卡”。
声卡 (Sound Card)也叫音频卡(港台称之为声效卡):声卡是多媒体技术中最基本的组成部分,是实现声波/数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换,输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备,或通过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发出美妙的声音。
显卡(Video card,Graphics card)全称显示接口卡,又称显示适配器,是计算机最基本配置、最重要的配件之一。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分,是电脑进行数模信号转换的设备,承担输出显示图形的任务。显卡接在电脑主板上,它将电脑的数字信号转换成模拟信号让显示器显示出来,同时显卡还是有图像处理能力,可协助CPU工作,提高整体的运行速度。
想一想:怎样直观高效的区分出网卡、声卡和显卡呢?
活动四:猜谜识设备
1.它是一种输出设备
2.它可以分为针孔、喷墨和激光三种类型
3.它的工作需要消耗纸和墨
它是( )
1. 它是一种存储设备。
2. 在CPU相同的情况下,它的大小直接影响电脑的运行速度
3.它是同类设备中唯一一个断电后信息会丢失的。
它是( )
1.它是插入主板上的一块芯片
2.在它无数个接触点(针脚),有一个角有缺口,可用于判断插入主板的方向。
3.它是电脑的核心部件,承担着运算和控制的任务
它是( )
1. 它是插在主板上的一种扩展卡
2. 卡上有一个连接网线的接口
3. 它是计算机构成网络必不可少的要素之一
它是( )
1.它的形状是方形
2. 它在工作的时候会高速旋转
3.它有CD、DVD等几种类型,带ROM字样的只有读取功能、带RW字样的即有读取又有刻录功能
它是( )
1.它既是输入设备,又是输出设备
2.它是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置
3.它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式
它是( )
2.计算机的工作原理(后两段文字取自原教材)
将编好的程序和原始数据,输入并存储在计算机的内存储器中(即“存储程序”);计算机按照程序逐条取出指令加以分析,并执行指令规定的操作(即“程序控制”)。这一原理称为“存储程序”原理,是现代计算机的基本工作原理。
如果让计算机来完成一道计算机(2+5)×3=?,计算机应该怎么完成工作呢?
首先,通过输入设备,如键盘、鼠标,将2、5、3这些数据和体现运算步骤(先加后乘)的程序送入计算机;程序和数据送入计算机后,用存储器存放它们;然后由运算器对这些数据进行具体的运算处理,并得到运算结果;最后,通过输出设备将运算结果输出到屏幕上或打印到纸上。整个工作过程都是在控制器的控制下完成的。
计算机在完成一个任务的时候,总是先通过输入设备将程序和原始数据送入内存,告诉计算机要做哪些工作、按什么步骤工作。然后,计算机从内存中取出指令送到控制器去识别,分析该指令要求做什么事情。控制器根据指令的含义发出相应的命令,控制各部分的工作。当任务完成后,将结果通过输出设备输出。
探索活动:完成下列计算机硬件五大基本组成部分结构图: