第2课微型计算机系统
微机原理课教材
微机原理课1讲教案绪论§1-1 计算机的发展概况及分类§1-1-1 计算机的发展概况1946年，第一台计算机在美国诞生，至今已有近60年的历史。
60年来，计算机经历了迅猛的发展，得到了广泛的普及，对整个社会的进步和科学的发展产生了极其深远的影响。
在此期间，计算机经历了电子管计算机时代、晶体管计算机时代、集成电路计算机时代、大规模及超大规模集成电路计算机时代。
计算机的功能已经从早期的数值计算、数据处理发展到可以进行知识处理的人工智能阶段，不仅可以处理文字、字符、图形图象信息，而且可以处理音频、视频信息，形成了智能化的多媒体计算机。
在推动计算机技术发展的诸多因素中，除了计算机的系统结构和计算机的软件技术发展起到了重要的作用之外，电子技术特别是微电子技术的发展也起到了决定性的作用。
70年代初，随着大规模集成电路的出现，原来体积很大的中央处理器（CPU）电路集成为一个只有十几平方毫米的半导体芯片，称为微处理器（MPU）。
微处理器的出现，开创了微型计算机的新时代。
以微处理器为核心，再配上半导体存储器（RAM、ROM）、输入/输出接口电路（I/O接口电路）、系统总线以及其他支持逻辑，这样组成的计算机，称为微型计算机。
微型计算机的出现，是计算机技术发展史上的一个新的里程碑，为计算机技术的发展和普及开辟了崭新的途径。
由于微型计算机具有体积小、重量轻、价格便宜、耗电少、可靠性高、通用性和灵活性好等特点，加上超大规模集成电路工艺技术的迅速发展和成熟，使微型计算机技术得到了极其迅速的发展和广泛的应用。
从1971年美国INTEL公司首先研制成功世界上第一块微处理器芯片4004以来，在头十年中，差不多每隔2～3年就推出一代新的微处理器芯片，如今已经推出了多代微处理器产品。
微处理器是计算机的核心部件。
它的性能在很大程度上决定了微型计算机的性能，因此，微型计算机的发展是以微处理器的发展来更新换代的。
第一代（1971～1973）微处理器和微型计算机是4位微处理器和低档8位微处理器时代。
1.2解剖微型计算机
第2课 解剖微型计算机
课堂目标
熟悉计算机系统的组成
识别主机的内部结构 培养同学们仔细观察、积极操作 的学习习惯
一、计算机系统的组成
计 算 机 系 统
硬件系统
系统软件：
软件系统
操作系统、数据库管理系统
应用软件：
ห้องสมุดไป่ตู้游戏、文字处理软件
一、计算机系统的组成
中央处理器 主机 硬件 系统 内存储器 存储器 外存储器 外部设备 输入设备 控制器 运算器
输出设备
计算机基本结构
中央 处理器
输 入
设 备
运算器
控制器 存储器
输 出
设 备
二、主机的内部结构
主板
中央处理器
通常，运算 器和控制器 集成在一块 芯片上，构 成中央处理 器（Central Processing Unit)
简称CPU
内存
ROM:只读存储器 掉电后存储内容是永久 性的，不会丢失； RAM:随机存取存储器 可写入或读出数据， 掉电后内容会丢失， 故称为临时存储器。
辅助存储器
磁盘存储器的存储原理：
通过对磁层的磁化与否来记录二进制信息这样的存 储器叫磁表面存储器。 软盘、硬盘、USB硬盘、USB优盘、 光盘、DVD光盘
辅助存储器又称为外存,如:
总线
分类： 控制总线 数据总线 地址总线
接口
练习：
所有的计算机大都使用半导体RAM存储器！
随机存储器
随机存储器分为静态内存（SRAM）和动态 内存（DRAM）。 静态RAM利用其中触发器的两个稳态来表示0和1； 集成度低、价格高，但存取速度快，常用来做 高速缓冲存储器。 动态RAM则用半导体器件中分布电容上有无电荷 来表示0和1，由于电容的漏电现时使用电荷逐渐 消失，所以需周期性地给电容充电，称为刷新。
微型计算机系统课程设计
微型计算机系统课程设计题目：基于AT89C51单片机的波形发生器设计课程设计的目的1．进一步熟悉和掌握51单片机的结构及工作原理及其汇编语言；2．掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。
3．通过课程设计，掌握以单片机为核心的电路设计的基本方法和技术，了解相关电路参数的计算方法。
4．掌握protel, keil等相关软件的应用；5．通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。
6。
通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应工作打下基础。
一．设计内容设计内容包括：硬件和软件设计两部分，硬件要求设计原理图，软件要求相应程序设计以及调试。
（三）简易波形发生器：采用0832芯片实现，实现矩形波、锯齿波、三角波等波形；幅值分为5V,2.5V；频率分为50Hz,100Hz; 显示部分为LED动态显示设计；并有键盘设计；硬件设计：1）最小系统设计：AT89C51单片机为本设计的控制器，包括外扩ROM，RAM各32 M（其大小由设计者自己设计），系统时钟电路、复位电路等构成的最小系统；2）接口电路的设计：设计者扩展一个并行接口〔8155或8255〕，键盘设计由设计者根据需要设计键盘的数量，显示采用LED显示，显示电路也根据显示的内容设计；3）有开机显示状态（如显示888888）；显示可选择幅值，波形序号；4) 采用0832芯片实现;5）在完成基本设计功能同时可以增加功能。
软件设计：1）主程序设计（包括初始化芯片，定时器，中断以及SP指针等）；2）各功能子程序设计，矩形波、锯齿波、三角波等波形产生子程序、键盘子程序\显示子程序设计，定时，中断程序等；三程设计具体要求a) 原理图设计1．原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。
2．图中所使用的元器件要合理选用，电阻，电容等器件的参数要正确标明。
3．原理图要完整，CPU，外围器件，扩器接口，输入/输出要一应俱全。
七年级上信息技术第二课第二课计算机硬件
输出设备的分类
01
02
03
显示设备
如显示器、投影仪等，用 于将计算机内部的信息以 可视的形式呈现给用户。
打印设备
如打印机，用于将计算机 内部的信息以纸质形式呈 现给用户。
声音输出设备
如扬声器、耳机等，用于 将计算机内部的信息以声 音的形式呈现给用户。
输出设备的应用场景
显示设备
在办公、娱乐、教育等领 域中广泛应用，如电脑显 示器、电视等。
中央处理器的性能指标
总结词
中央处理器的性能指标包括时钟频率、核心数、缓存大小和功耗等。
详细描述
中央处理器的性能指标是衡量CPU性能的重要参数，其中时钟频率是指CPU每秒钟执行的时钟周期数，核心数是 指CPU内部的处理核心数量，缓存大小是指CPU缓存容量的大小，而功耗则是指CPU正常工作所需的能量消耗。 这些指标决定了CPU的处理速度、效率以及能耗表现。
计算机硬件的组成
中央处理器（CPU）：控制和协调计算机 系统的运行，处理数据和执行程序。
Байду номын сангаас
辅助存储器（Secondary Storage）：如 硬盘、光盘等，用于长期存储大量数据。
输出设备（Output Devices）：如显示 器、打印机等，用于显示或输出数据。
存储器（Memory）：用于存储数据和程 序，包括随机存取存储器（RAM）和只读 存储器（ROM）。
存储器的性能指标
总结词
存储器的性能指标主要包括存取速度、容量和可靠性等 。
详细描述
存取速度是衡量存储器性能的重要指标之一，它决定了 数据读取和写入的速度。容量则决定了存储器能够存储 的数据量大小。可靠性则是指存储器的稳定性和持久性 ，即数据在存储器中的保存时间和数据的准确性。此外 ，功耗和价格也是评价存储器性能的重要指标。在选择 存储器时，需要根据实际需求综合考虑这些性能指标。
1-1 微型计算机系统概论
4位 8位 16位 32位
8次 4次 2次 1次
4. 位编号 为便于描述，对字节,字和双字中的各位进行编号。 从低位开始，从右到左依次为 0、1、2．．． 7 字节 1 6 0 5 1 4 0 3 0 2 0 1 1 0 0 数据Data 地址Address
← 编号
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0
计算机组成技术
主讲教师：吴 锐 哈工大计算机学院
1
关于课程
1.课程性质
是计算机基础教育系列课程的核心课程之一 是电类专业主干必修课
2
关于课程
2.课程任务
获得硬件方面的基本理论、基本知识、基
本技能；
培养从硬件和软件的结合上思考、分析、
解决问题的初步能力；
为进一步学习、应用相关新知识、新技术
13
世界上第一台计算机ENIAC
1946年2月，美国研制成功 ENIAC (Electronic Numberical Intergrator And Caculator，爱尼 克)。它由18000多个电子管、1500多个继电器 等组成，重30吨，耗电150千瓦，占地170平方 米，运算速度为每秒5000次。 从计算能力来看，不如现在的小计算器。
微型计算机系统是以微型 微型计算机是以微处理器 微处理器本身不是计算机， 计算机为核心，再配以相 为核心，加上由大规模集 不能独立工作,它是微型 应的外围设备、电源、辅 成电路制作的存储器（ROM 计算机的核心部件,包括 助电路和控制微型计算机 和RAM）、输入/输出接口 算术逻辑部件ALU,控制部 工作的软件而构成的完整 和系统总线组成的。它不 件和寄存器组三个基本部 计算系统。它可以独立工 是完整的计算系统，也不 分。 作，有实用意义。 能独立工作。
第2课 计算机的发展与特点
计算机可以用来做各种模型机械的 零件图和家装图，应用十分广泛
课后小结：
本节课我们学习了计算机的发展简史， 了解了它的四个发展阶段，要求同学们熟 悉这四个阶段性的时间和标志性元件，并 对计算机的主要应用领域有一个清晰的认 识。
课后作业：
1.计算机按数据处理速度可分为巨型机、________、_________、 ____________、___________。其中________就是我们日常工作与办公 时所常见的电脑。 2.第一代的计算机的主要特点是__________________________。运算处 理速度一般能达到__________________________。 3.以下属于第三代计算机特点的选项有( )
a.通用性
b.智能化
c.系列化
d.标准化
4.试着简述四代计算机的大致时间段及每代计算机的主要元器件与特点。
第一代：电子管计算机时代(1946~1958) 这一代的主要特点是采用电子管作为基本的元器件，运算速度 一般是每秒数千次至数万次左右。软件方面确定了程序设计的概 念，出现了高级语言的雏形。
小知识：世界上第一台计算机是于１９４６年在美国的宾夕法尼 亚大学研制成功的，也被称为 电子数字计算机。
第二代：晶体管计算机时代(1959~1964)
任务二：计算机的特点
在我们的日常生活中，接触的很多都是 模拟信息与信号，比如一般我们收看的都是 模拟电视，所看到的也都是模拟信号，还有 人类听见的声音，它也是一种物理上的机械 波，也属于模拟信息的一种。 然而计算机则完全相反，它是利用数字 信号的高／低电平转换来作为开发依据的。
任务三：计算机的分类
在前四代的基础之上，也有很多计算机书籍提出了第五代的计算机 的说法，也就是说它们已经相应的俱备了一定的人工智能能力(AI),这 是计算机的终级发展趋势。比如我们经常听到电视上说某位国际象棋 大师与人类最新的计算机对战，还有时输给计算机，这时的计算机就 已经俱备了相应的人工智能，具有了一定的思考能力。
微型计算机
Apple I
Apple II
IBM-PC 5150I
计算机基础
7
微型计算机
特点
Microcomputer
体积小、功能强、成本低
分类
PC MAC
外观
显示器 主机箱
键盘 卧式机
计算机基础
立式机
34
地址总线
RAM ROM I/O 接口 I/O 接口
C P U
数据总线
控制总线
总线结构示意图
计算机基础
35
（1）数据总线（DB-Data Bus）
传送数据信息 双向总线，即CPU可通过DB从内存或输 入设备读入数据，也可通过DB将内部数据 送至内存或输出设备 决定了CPU和其他部件之间每次交换数据 的位数
• 在并行计算上人类已经探索了超过40 年，但编写、调试、优化并行处理程序 的能力还非常弱
计算机基础
22
CPU散热器
CPU集成度越来越高，产生的热量越来越 高 如果无法快速散热，芯片会停止工作，甚 至烧毁
风扇
计算机基础
散热片
23
2. 内存
Memory
也称主存（Main memory） 存放CPU现行程序和数据的地方 分类
计算机基础
32
BIOS和CIH病毒
BIOS芯片
最早采用EPROM（Erasable Programmable ROM，可擦除 可编程ROM）芯片，可重复擦除和写入，解决了 ROM芯片只能写入一次的弊端
• EPROM内资料的写入要用专用的编程器，并且往 芯片中写内容时必须要加一定的编程电压
第二课七年级信息技术-认识计算机
鼠标、耳机（音箱）组成。
回
电源
CPU 风扇
主板 内存条
二、主机的硬件组成A
光驱(位) 软驱(位)
硬盘
数据线
返 回
二、主机的硬件组成B
光驱
软驱
硬盘
显示卡
声卡
网卡
硬盘
硬盘是一种主要的电脑存储媒介。 固态硬盘： 固态硬盘的接口规范和定义、功能及使用方法上 与普通硬盘的相同，在产品外形和尺寸上也与普 通硬盘一致。其芯片的工作温度范围很宽（40~85℃）。目前广泛应用于军事、车载、工控、 视频监控、网络监控、网络终端、电力、医疗、 航空等、导航设备等领域。虽然目前成本较高， 但也正在逐渐普及到DIY市场。
内存
内存指的是内存储器 ，其主要是用来临时 存贮数据，比如电脑中调用的数据,就需要 从硬盘读出,发给内存,然后内存再发给CPU 也可以理解成是内存和CPU之间的缓存, 因 为CPU中的ALU(虚拟寄存器)速度要比硬盘 速度快的多. 所以需要内存用来给CPU和硬 盘之间进行沟通，当然光盘/软盘等所有外 存贮器都是用内存来作桥梁的。
CPU风扇 CPU(正面)
二、主机的硬件组成C
内存条
CPU——
中
央
CPU(反面)
处 理
器
主板
主板
• 主板，又叫主机板(mainboard)、系统板 (systembourd)和母板(motherboard)；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。
外存
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对比人类，结合教材，分析硬件系统和软件系统关系。
明确学习的目标探究学习任务
二、任务探究
1·讲解知识点
完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两大部分组成。计算机硬件可以分为主机和外围设备两大部分。
2·讲解知识点
展示主板、CPU、内存与外存、显示卡、声卡和网卡实物或者图片。
3·讲解外围设备显示器的性能指标
2·结合教材，观察主板实物。叙述人体驱干和硬件中的主板相似之处。从功能上对比分析人脑和CPU的相似之处。从人体工作流程来学习计算机硬件工作原理。人体的记忆功能相当于硬件申的内存储器;学习中用来记录内容的笔记本相当于硬件中的外存储器。了解显示卡的主要性能参数和显卡的工作方式。结合教材，用人体器官耳朵、嘴与声卡的工作原理做对比。
作业布置
启发学生完成教材中“博弈舞台”的任务
指导学生进行自评和他评，通过归纳总结，进一步强化本节课所学的知识内容。
板书设计
尝试完成任务一、
尝试完成任务二、
尝试分析任务三、
教学反思
教教学准备
课件
教学PPT
资源
驱动程序资源下载
教学环节
教学过程
教
学
过
程
设
计
教师活动
学生活动
设计意图
一、
情景
导入
一教师活动
1·设置情境
一个具有强壮体魄和聪颖思维的人才是一个完美的人。
2·引人课题
可靠的计算机硬件如同一个人的强壮体魄，有效的软件如同一个人的聪颖思维。引出本节内容，计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
4·讲解软件系统的分类。
三、自主学习，任务探究
教师活动
1·布置学习任务一
与你的同学们讨论一下，CPU·主频越高，表示它的运算速度越快吗? 2·布置学习任务二
为什么硬盘的实际存储容量与厂家标你的不符呢?
学生活动
Hale Waihona Puke 动手实践，遇到问题，小组内解决。1、
学生活动
1·通过教师讲解，结合教材内容，识别哪些是硬件，哪些是软件。对机房的学生机进行主机和外围设备分类。
三维
目标
知识与技能
◆了解计算机系统的构成;
◆了解计算机主要硬件名称、功能及部分性能指标;
◆学会查看计算机硬件基本信息。
过程与方法
◆通过教师讲解与展示硬件，了解计算机主要硬件构成及部分性能指标;
◆学生通过观察或动手操作，增加对硬件的感性认识。
情感、态度、价值观
◆通过学习，培养学生关注与日常生活、学习密切相关的信息技术新发展意识;
◆树立应用新技术改迸自已学习的意识;
◆树立要成为未来信息时代合格公民和积极投身于技术创新活动的志向。
教
策略与方法
教学
重点
计算机硬件各部分名称与功能。
教学
难点
对各部分硬件性能指标的理解。
教学
策略
采取小组讨论和重点地方教师演示相结合的方式进行教学，培养学生合作学习意识。
学法
指导
自主探究，动手实践，小组合作交流
学生活动
1·完成"博奔舞台"中的任务。
2·记录学习成果及学习感受。
根据实际情况改变应用，培养学生灵活运用知识的能力，让学生养成积极创新的思维习惯，学会举一反三的能力。
四、
归纳总结
1、通过本课学习你的收获和感受。
2、在生活中还有掌握了那些数据库的信息。
进行自评和互评，记录学习成果和学习感受。
归纳所学知识，提出新的研究任务。
信息技术“新课标”教案
课题
微型计算机系统
备课
时间
2011.9
授课
时间
2011.9
教材
分析
本节课的主要内容是学习计算机的构成，知道微型计算机硬件系统主要包括哪些设备，初步掌握微型计算机系统的组成，初步了解计算机的主要性能指标，通过人体和计算机硬件的形象对比，来解决本课的重点难点。
学情
分析
具备一定思维和表达能力的初一新生，部分学生具备了一定的信息技术基础，学生的计算机水平差异很大，对计算机的基本组成还没有足够的认识了解。
3·了解主流显示器一一液晶显示器的相关性能指标。
4·结合教材知识点，列举系统软件和应用软件
设置不同的难度任务，满足不同层次的学生需求。
在练习过程中完成的同学浮动制作有困难的同学，
三、
拓展提高
l·通过归纳总结，让学生进一步强化本节课所学的知识内容。
2·启发引导学生完成教材"博葬舞台"中的任务。
3·如实填写"成长基石"中的"小组活动情况记录表·doc"和"学生自我评价表·dM"并保俘，提示学生将本节课的学习成果及学习感受记录到"成长基石"中。