第一课 计算机之形——计算机硬件系统
计算机基础计算机硬件系统
输出设备的定义
• 输出设备是指用于将计算机处理后的数据或命令以 人们可以理解的形式输出的设备，例如显示器、打 印机、音响等。这些设备将计算机的内部信号转换 为外部设备可以接收和显示的信号，从而扩展了计 算机的输出能力。
输入输出设备的分类
• 输入输出设备可以根据其功能和特点分为以下几类 • 定位设备：如鼠标、触摸屏等，用于在屏幕上定位或选择对象。 • 文本输入设备：如键盘，用于输入文本信息。 • 图像输入设备：如摄像头、扫描仪等，用于输入图像信息。 • 声音输入设备：如麦克风，用于输入声音信息。 • 网络设备：如网卡、路由器等，用于连接计算机到网络。 • 存储设备：如硬盘、U盘等，用于存储数据和程序。
计算机基础计算机硬件系统
xx年xx月xx日
目录
• 计算机硬件系统概述 • 中央处理器 • 存储器 • 输入输出设备 • 计算机硬件系统的维护与保养 • 计算机硬件系统的安全防护
01
计算机硬件系统概述
计算机硬件系统的定义
计算机硬件系统是指计算机系统中由各种物理部件组成的实 体结构，它包括中央处理器、内存、硬盘、显卡、声卡、网 卡、电源等。
电源线在使用时不宜过度缠绕， 以免造成线材损坏或电气故障。
避免过载
电源线不能过载使用，应确保所 连接的设备功率不超过电源线的 承载能力。
安全存放
不使用时应将电源线整理好并存 放在安全的地方，避免儿童接触 或宠物咬伤。
避免过度使用外部设备
外部设备种类
外部设备如打印机、扫描仪、外置硬盘等，在使用时要注意避免 过度使用。
选择受信任的杀毒软件品牌，并按照厂商的推荐设置进行操作
。
定期进行全盘扫描，以确保计算机不受病毒、木马等恶意软件
03
认识计算机
各种存储器
目前使用的外部存储器包括软盘存储器、磁盘存储器和光盘存储 器等几类。其中软盘的读写设备我们叫做软盘驱动器，简称软驱；光 盘的读写设备叫做光驱。
硬盘存储器
硬盘具有容量大、读取速度快及不易损坏等特点，一般固定在 机箱内，不像其他存储设备那样携带方便。
硬盘使用时要注意避免震动，以免损坏盘片， 造成整个存储器报废。
存储器的容量
内存是与CPU直接打交道的存储器。它的存取速度和容量大小是衡量计算 机性能的一个重要指标，直接影响用户各种应用程序的运行。 内存分为随机存储器和只读存储器。 只读存储器ROM （Read Only Memory）
一般用于存放计算机的基本程序和数据 随机存储器RAM（Random Access Memory）
冯·诺依曼原理简述为：
将完成某一计算任务的步骤，用机器语言程序预先送到 计算机存储器中保存，然后启动机器，按照程序编排的 顺序，一步一步地取出指令，控制计算机各部分的运行。 因此，冯·诺依曼原理也称为“存储程序”工作原理。 根据这一原理组成的计算机成为冯·诺依曼型计算机。
光盘存储器
光盘存储器由光盘和光盘驱动器构成。 目前用于计算机系统的光盘可分为：
只读型光盘（CDROM） 一次性写入型光盘（WORM） 可改写光盘（MO）
各种存储器的比较
内存： 速度快、价格高、容量小，其中RAM中存储的内容断电会丢失。
外存： 速度慢、价格低、但容量大，能永久保存数据。
存储器大PK 硬盘速度最快，下来是光盘，软盘速度最慢， 价格上硬盘较贵，光盘最便宜。
计算机的输入设备
键盘
鼠标是一种指点式设备。其作用可替代光标移动键进行光标定位 操作和替代回车键操作。
鼠标按其结构分为机械式和光电式两类。前者有一滚动球，可在 普通桌面上使用；后者有一电探测器，要在专门的反光板上移动 才能使用。
计算机基础之计算机硬件系统
多功能化
现代的输入输出设备趋向于集成更多 的功能，如触摸屏、指纹识别等。
高清化
随着人们对视觉体验的要求越来越高， 高清显示、高分辨率的输入输出设备 越来越普及。
人性化
现代的输入输出设备越来越注重用户 体验，趋向于设计更加人性化、易于 使用的产品。
05
主板与芯片组
主板的组成与功能
组成
主板是计算机硬件系统的核心组件，主要由处理器插座、内存插槽、扩展槽、 硬盘接口、电源插座等组成。
02
中央处理器
CPU的组成与功能
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02
03
运算器
执行算术和逻辑运算操作， 处理数据。
控制器
控制计算机各部件协调工 作，发出控制信号。
寄存器
存储中间计算结果和指令。
CPU的主要性能指标
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03
04
主频
CPU时钟频率，决定计算机 运行速度。
字长
CPU一次处理的数据长度， 影响计算机的运算精度和数据
输出设备
显示器
显示器用于显示文字、图像 和视频等信息，是用户与计
算机交互的主要界面。
打印机
投影仪
音响
打印机可以将计算机中 的文档、图片等信息打
印成纸质文档。
投影仪可以将计算机中 的内容投射到大屏幕上，
方便多人观看。
音响用于输出声音信息， 常见的有扬声器和耳机
等。
输入输出设备的发展趋势
无线化
随着无线技术的发展，越来越多的输 入输出设备支持无线连接，方便用户 使用。
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RAM（随机存取存储器） 提供临时存储空间，用于存储运行中的程序和数 据。
ROM（只读存储器） 存储固定数据和程序，如BIOS（基本输入输出 系统）。
计算机导论计算机硬件系统
CPU的工作原理
CPU按照程序计数器指示的地址从内存中取出指令 ，然后解码并执行。
CPU执行的计算结果通常需要存储在内存中，以便 后续使用。
CPU需要与内存和其他硬件设备进行通信，这通 常通过总线来实现。
CPU的主要性能指标
频率
CPU的时钟频率是衡量其性能的重 要指标之一。频率越高，CPU每秒 钟执行的指令数越多。
合理安排布线
合理安排电路布线，减少信号传输延迟和 干扰。
优化电路设计
通过优化电路设计，减少功耗和延迟，提 高系统性能。
调整时序
根据需求调整时序，使系统各部件协同工 作，提高整体性能。
未来计算机硬件系统的发展趋势
融合不同技术
将多种技术融合在一起，如量子计 算、生物计算、光计算等，提高计 算机的性能和效率。
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输入系统
包括输入设备、接口电路和数据总线，用于将 输入设备的数据传输到计算机中。
输出系统
包括输出设备、接口电路和数据总线，用于将 计算机处理后的数据传输到输出设备中。
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输入输出设备的连接方式
包括串行连接和并行连接两种方式，根据设备 的类型和性能要求选择连接方式。
输入输出系统与主机的连接方式
通过接口电路连接
核心数
多核CPU可以同时执行多个任务， 提高处理效率。
缓存大小
缓存是CPU中用于临时存储数据的 内存，可以提高数据访问速度。
制程技术
制程技术越先进，CPU的功耗和性 能越好。
03
存储系统
内存的定义和分类
内存
内存是计算机的重要部件，负责存储和检索数据和指令，是CPU和外部存储 器之间的桥梁。
内存分类
高速缓存可以存储经常访问的数据，从而 减少CPU访问主存的次数，提高计算机的 运算速度。
计算机基础计算机硬件系统
输出设备将计算机内部的数据以人类可读的形式输出，以便用户查看和使用。
输出设备的分类
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按照输出介质分类
屏幕输出设备、纸张输出设备和立体声音响输出设备。屏幕输出设备
包括显示器、投影仪等，纸张输出设备包括打印机、复印机等，立体
声音响输出设备包括音响、耳机等。
02
按照输出色彩分类
单色输出设备和彩色输出设备。单色输出设备只能输出黑白或单色图
VS
作用
主板为计算机各部件提供了一个稳定可靠 的运行平台，同时为各种外部设备的连接 提供了扩展槽和接口，保证了计算机整体 运行的稳定性和可靠性。
主板的组成和接口
组成
主板主要由芯片组、扩展槽、内存插槽、 电源插座、硬盘接口、USB接口、PS/2接 口、串行口、并行口等组成。
接口
主板上常见的接口包括IDE接口、SATA接 口、USB接口、PS/2接口等，用于连接各 种外部设备和存储器。
06
计算机硬件系统维护与优 化
硬件系统的日常维护
定期检查电源插头、电缆和电线是否松动或 破损，及时修复。
定期备份重要数据，以防意外情况导致数据 丢失。
保持电脑的良好散热环境，定期清理散热风 扇和散热器。
确保电脑的各个接口、插头和插座干净、无 灰尘和异物。
硬件系统的清洁与保养
使用专业的电脑清洁剂和干燥 的布清洁电脑外壳和屏幕。
主板的性能指标
• 性能指标：主板的性能指标包括支持的CPU类型、内存容量和类型、扩展槽种类和数量、硬盘接口类型和数量、接口种 类和数量等。
主板的发展历程
• 发展历程：主板作为计算机的核心组成部分，其发展历程 经历了多个阶段，从最初的AT主板到现在的Intel P45主 板，不断进行着技术和性能的升级和改进。
认识计算机硬件和软件系统ppt课件
将信息送入计算机
将结果输出
中央处理器
中央处理器、微处理器、 CPU = 运算器 +控制器 CPU ：计算机的“大脑”，计算机的核心部件
CPU的性能是计算机主要性能技术指标之一，人们习惯用 CPU的档次来大体表示微机的规格。衡量CPU的一个性能 指标是“主频”，主频越高，计算机处理速度越快
机
的系统软件。
软 件
应用软件
Word -------文字处理软件
EXCEL-------电子表格处理软件 Powerpoint——幻灯片制作软件
游戏、网络聊天软件等等。
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计算机系统应包括硬件系统和软件系统两大部分:
硬件系统
计算机系统 软件系统
控制器
CPU 运算器
主机
内存
寄存器
随机存储器(RAM)
硬件（裸机）
计算机系统
软件（程序＋数据）
3
ppt课件
二：计算机硬件
1、外观组成（主机和外设组成）
显示器
主机
光驱
音箱
ppt课件
键盘
鼠标
软驱
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不管是哪种外形的计算机，组成计算机硬件的基 本部件都包括五大部件：
控制器 运算器 存储器 输入设备 输出设备
指挥、控制整台计算机的工 作犹如大脑的神经中枢
执行所有的运算（算术 运算和逻辑运算）
光盘驱动器：光驱，分为只读光驱和可擦写 光驱。只读光驱只能从光盘中读取信息，可
擦写光驱不但能从光盘中读取信息，还能向 光盘中写入信息
我们常说的CDROM是指（）
Ap.p软t课件盘 B.硬盘 C.光盘 D.内存
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计算机系统的软件 软件包括系统软件和应用软件
计算机硬件系统
CPU的发展历程
CPU的发展经历了多个阶段，从早期的8位处理器到现在的64位处理器，主频也 从最初的几十兆赫兹提高到现在几GHz甚至更高。
在CPU的发展历程中，出现了许多知名的品牌和型号，如Intel的8086、80386、 奔腾系列，AMD的K5、K6系列等。这些CPU不断进行升级和改进，使得计算机 的性能不断提高。
触摸屏
触摸屏是一种将输入和显示融为一体的设备，用户可以通 过触摸屏幕进行输入操作。根据技术原理，触摸屏可分为 电阻式、电容式和红外式等。
鼠标
鼠标用于在图形界面中定位和选择对象。根据工作原理， 鼠标可分为机械式、光电式和激光式。
扫描仪
扫描仪用于将纸质文档转化为数字图像。根据扫描原理， 扫描仪可分为平板式和滚筒式。
可分为灯泡式和LED式。
输入输出设备的连接方式
USB接口
USB接口是一种通用的串行接口，支持热 插拔和即插即用功能。USB接口分为USB 2.0和USB 3.0两种规格。
HDMI接口
HDMI接口是一种高清多媒体接口，支持 音频和视频传输。HDMI接口适用于连接 电视、显示器等高清设备。
06
计算机硬件系统的维护与 管理
随着技术的不断发展，DRAM储器。
集成内存芯片
03
随着集成电路技术的发展，内存芯片不断被集成到一起，形成
更加紧凑和高效的内存系统。
04
外部存储器
硬盘的定义与分类
硬盘是一种机械设备，用于存储计算机中的数据。它由一个或多个盘片组成，每个盘片都 可以被划分为多个磁道和扇区，以便存储和读取数据。硬盘通常分为两类：内置硬盘和外 置硬盘。内置硬盘通常容量较小，价格便宜，而外置硬盘则容量较大，价格较高。
03
计算机组成原理：计算机硬件系统
计算机硬件组成计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合，通常这些部件由电路（电子元件）、机械等物理部件组成，它们都是看得见摸得着的，故通常称为硬件，它是计算机系统的物质基础。
绝大多数计算机都是根据冯·诺依曼计算机体系结构的思想来设计的。
故具有共同的基本配置，即由五大部件组成：主机部分由运算器、控制器、存储器组成，外设部分由输入设备和输出设备组成，其中核心部件是运算器，这种硬件结构也可称为冯·诺依曼结构。
计算机硬件的基本组成演示计算机各部件之间的联系是通过两股信息流动而实现的，宽的一股代表数据流，窄的代表控制流。
数据由输入设备输入至运算器，再存于存储器中，在运算处理过程中，数据从存储器读入运算器进行运算，运算的中间结果存入存储器，或由运算器经输出设备输出。
指令也以数据形式存于存储器中，运算时指令由存储器送入控制器，由控制器产生控制流控制数据流的流向并控制各部件的工作，对数据流进行加工处理。
1.运算器运算器是完成二进制编码的算术或逻辑运算的部件。
运算器由累加器（用符号A表示）、通用寄存器（用符号B表示）和算术逻辑单元（用符号ALU表示）组成，其结构如图1-2所示，其核心是算术逻辑单元。
通用寄存器B用于暂存参加运算的一个操作数，此操作数来自总线。
现代计算机的运算器有多个寄存器，称之为通用寄存器组。
累加器A是特殊的寄存器，它既能接受来自总线的二进制信息作为参加运算的一个操作数，向算术逻辑单元ALU输送，又能存储由ALU 运算的中间结果和最后结果。
算术逻辑单元由加法器及控制门等逻辑电路组成，以完成A和B中的数据的各种算术与逻辑运算。
运算器一次运算二进制数的位数，称为字长。
它是计算机的重要性能指标。
常用的计算机字长有8位、16位、32位及64位。
寄存器、累加器的长度应与ALU的字长相等。
2. 存储器存储器的主要功能是存放程序和数据。
不管是程序还是数据，在存储器中都是用二进制的形式表示，统称为信息。
计算机基础-计算机硬件系统
计算机基础-计算机硬件系统计算机基础计算机硬件系统当我们谈论计算机时，大多数人可能首先想到的是屏幕上的各种软件应用和精彩的网络世界。
但实际上，计算机能够实现如此强大的功能，离不开其背后坚实的硬件系统支持。
就好像一座高楼大厦，软件是其华丽的外观和内部的装饰，而硬件则是构建这座大厦的基石和框架。
计算机硬件系统主要由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
这五个部分协同工作，使得计算机能够完成各种复杂的任务。
首先来说说运算器。
运算器就像是计算机的“大脑”中的“数学天才”，它负责进行各种算术和逻辑运算。
无论是简单的加法、减法，还是复杂的乘法、除法，以及各种逻辑判断，比如判断一个数是大于还是小于另一个数，都由运算器来完成。
运算器的运算速度和精度对于计算机的性能有着至关重要的影响。
控制器则像是计算机的“指挥官”，它负责协调和控制计算机各个部件的工作。
它根据人们预先编写好的程序，向其他部件发送指令，确保计算机能够有条不紊地执行各种任务。
控制器就像是一个有条不紊的交通警察，指挥着数据流和控制流在计算机内部的顺畅流动。
接下来是存储器。
存储器可以分为内存储器和外存储器。
内存储器，也被称为内存，它的速度快，但容量相对较小。
内存就像是计算机的“短期记忆”，它能够快速地存储和读取正在运行的程序和数据。
而外存储器，比如硬盘、U 盘、光盘等，它们的容量大，但速度相对较慢。
外存储器就像是计算机的“长期记忆库”，用于存储大量的程序、数据和文件，即使计算机断电，这些信息也不会丢失。
输入设备是我们向计算机传递信息的工具。
常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
键盘和鼠标是我们最常用的输入设备，通过它们，我们可以向计算机输入文字、指令和操作。
扫描仪可以将纸质文件或图片转化为数字信息输入到计算机中，摄像头则可以用于视频通话、图像采集等。
输出设备则是计算机向我们展示结果的方式。
显示器是最常见的输出设备，它将计算机处理后的图像和文字显示出来，让我们能够直观地看到计算机的工作成果。
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备课人：于显龙
备课时间：2015年 月 日
上课时间：2015年 月 日
课题 第一课 计算机之形-计算机硬件系统
课型 新授课 班级 八年级 时间 9.1
教 学 目 标 1、了解计算机的基本组成及其作用
2、能通过计算机硬件的参数了解计算机的性能
3、了解计算机的工作原理
重点 计算机的性能分析
难点 计算机参数的识别
教法 讲解，自读 教具 计算机
过程 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
创 设 情 境 计算机对我们的生活产生了重要的影响，计算机由什么组成，都是怎样工作的？ 讲解，出示一台计算机。 观察 激发兴趣
新 课 讲 授 一、计算机的诞生与发展 1、1935年第一台计算机“ABC”开始研制。 2、1946年，第一台多用途计算机“ENIAC”在美国宾夕法尼亚大学诞生。 3、计算机经历了电子管计算机、晶体管计算机、效果莫集成电路计算机、大规模集成电路、超大规模集成电路的更新于变迁。 讲解，展示各种计算机模型 观察，知道
二、计算机系统的组成 1、计算机硬件 （1）中央处理器 （2）存储器 （3）输入设备 （4）输出设备 2、计算机软件 讲解，展示各种硬件的图片 观察，知道
三、计算机的工作原理 观察，知道
学 生 练 习 一、查看计算机基本信息。 计算机→右键→属性 讲解，各个参数的含义，分辨方式 查看自己计算机的参数
课 堂 小 结 一、 计算机的诞生与发展 二、 计算机系统的组成 三、 计算机的工作原理 总结 听讲
教学反思
Cpu
内存 鼠标 显卡
打印机 硬盘 外观 人体工学键盘
键盘 输入输出设备 网卡 主板