《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: ]

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 Neumann1903~1957),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CPUCentral 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IntelAMD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、CPUU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NICNetwork 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 cardGraphics 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. 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CDDVD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253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: