1、第一節(jié)計(jì)算機(jī)硬件教材重點(diǎn)課標(biāo)要求學(xué)業(yè)質(zhì)量水平計(jì)算機(jī)硬件組成通過(guò)實(shí)例分析計(jì)算機(jī)硬件的種類(lèi)和功能;理解硬件在系統(tǒng)中的作用和與其他要素的關(guān)系1-1計(jì)算機(jī)的工作原理結(jié)合實(shí)際案例展開(kāi)硬件工作原理的探究1-1信息系統(tǒng)中的硬件是指系統(tǒng)中看得見(jiàn)、摸得著的設(shè)備,它包含計(jì)算機(jī)硬件、移動(dòng)終端硬件和通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。計(jì)算機(jī)硬件是信息系統(tǒng)中最主要的組成部分,主要負(fù)責(zé)對(duì)信息進(jìn)行加工、處理和存儲(chǔ)。考點(diǎn)1計(jì)算機(jī)硬件組成計(jì)算機(jī)硬件主要由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。A中央處理器:中央處理器(CPU,Central Processing Unit)是一塊超大規(guī)模的集成電路,是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心(Core

2、)和控制核心(Control Unit),現(xiàn)代處理器芯片還包含浮點(diǎn)處理部件(FPU)、內(nèi)部高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)和存儲(chǔ)管理部件。其主要功能是解釋計(jì)算機(jī)指令以及處理計(jì)算機(jī)軟件中的數(shù)據(jù)。常見(jiàn)的CPU公司便是“Intel”和“AMD”,除此之外,“IBM”公司也是有CPU產(chǎn)品的?！局R(shí)拓展】主頻:主頻是CPU的時(shí)鐘頻率(CPU Clock Speed),是CPU運(yùn)算時(shí)的工作頻率(1秒內(nèi)發(fā)生的同步脈沖數(shù))的簡(jiǎn)稱(chēng),單位是Hz。一般說(shuō)來(lái),主頻越高,CPU的速度越快,由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同,并非所有的時(shí)鐘頻率相同的CPU的性能都一樣。外頻:系統(tǒng)總線(xiàn)的工作頻率,CPU與外部(主板芯片組)交換數(shù)據(jù)、指令的工作時(shí)

3、鐘頻率。倍頻:倍頻則是指CPU外頻與主頻相差的倍數(shù)。三者關(guān)系是:主頻=外頻倍頻緩存(Cache):高速交換的存儲(chǔ)器。CPU緩存分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)緩存,即L1、L2、L3。內(nèi)存總線(xiàn)速度(Memory-Bus Speed):一般等同于CPU的外頻,指CPU與二級(jí)(L2)高速緩存和內(nèi)存之間的工作頻率。地址總線(xiàn)寬度:決定了CPU可以訪(fǎng)問(wèn)的物理地址空間。B存儲(chǔ)器:存儲(chǔ)器的功能是存放程序和數(shù)據(jù),CPU執(zhí)行的指令和需要運(yùn)算的操作數(shù)及運(yùn)算結(jié)果都存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。按用途可分為主存儲(chǔ)器(內(nèi)存)、輔助存儲(chǔ)器(外存)和高速緩沖存儲(chǔ)器。內(nèi)存儲(chǔ)器在程序執(zhí)行期間被計(jì)算機(jī)頻繁地使用,并且在一個(gè)指令周期期間是可直接訪(fǎng)問(wèn)的,它又

4、分為只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM),RAM是“不穩(wěn)定的”,這意味著當(dāng)關(guān)閉計(jì)算機(jī)時(shí)信息將會(huì)丟失。外存儲(chǔ)器要求計(jì)算機(jī)從一個(gè)外貯藏裝置(例如磁帶或磁盤(pán))中讀取信息,常見(jiàn)的外存儲(chǔ)器有硬盤(pán)、光盤(pán)、U盤(pán)等等。【知識(shí)拓展】硬盤(pán)的基本參數(shù)容量:容量是硬盤(pán)最主要的參數(shù),容量的大小決定硬盤(pán)中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的多少,單位有MB、GB、TB、PB等。轉(zhuǎn)速:轉(zhuǎn)速是指硬盤(pán)盤(pán)片每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù),單位為rpm,轉(zhuǎn)速越快存儲(chǔ)(讀取)數(shù)據(jù)的速度就越快。常見(jiàn)的硬盤(pán)有5400轉(zhuǎn)和7200轉(zhuǎn)的,服務(wù)器上的硬盤(pán)轉(zhuǎn)速能達(dá)到15000轉(zhuǎn)。數(shù)據(jù)傳輸率(Data Transfer Rate):硬盤(pán)的數(shù)據(jù)傳輸率是指硬盤(pán)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的速度。緩存:硬

5、盤(pán)緩存的目的是為了解決系統(tǒng)前后級(jí)讀寫(xiě)速度不匹配的問(wèn)題,以提高硬盤(pán)的讀寫(xiě)速度。目前主流的硬盤(pán)接口為SATA和SAS接口。固態(tài)硬盤(pán)(Solid State Disk),簡(jiǎn)稱(chēng)固盤(pán),固態(tài)硬盤(pán)是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列制成的硬盤(pán),由控制單元和存儲(chǔ)單元(FLASH芯片、DRAM芯片)組成。C常見(jiàn)的輸入設(shè)備:字符輸入設(shè)備:鍵盤(pán);光學(xué)閱讀設(shè)備:光學(xué)標(biāo)記閱讀機(jī),光學(xué)字符閱讀機(jī);圖形輸入設(shè)備:鼠標(biāo)器、操縱桿、光筆;圖像輸入設(shè)備:攝像機(jī)、掃描儀、傳真機(jī);模擬輸入設(shè)備:語(yǔ)言模數(shù)轉(zhuǎn)換識(shí)別系統(tǒng)D常見(jiàn)的輸出設(shè)備:顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、影像輸出系統(tǒng)、語(yǔ)音輸出系統(tǒng)、磁記錄設(shè)備等。典例1小張準(zhǔn)備買(mǎi)個(gè)電腦一體機(jī),在某購(gòu)物網(wǎng)站上刊登

6、兩款可以考慮的配置,分別是:i5-4460T 四核1.9GHz L36MB/8GB DDR3/1TB SATA/NVDIA GeForce 800M 2GB/23英寸i5-7200雙核2.5GHz L33MB/4GB DDR4/1TB 7200轉(zhuǎn)/分/NVIDIA GeForce 920MX 2GB/23.8英寸以下說(shuō)法正確的是()A.的內(nèi)存容量更大,但的內(nèi)存速度更快B.的CPU主頻更小,因此它的性能更差C.兩者的CPU緩存不同,但不會(huì)影響CPU性能D.各參數(shù)對(duì)應(yīng)的硬件名稱(chēng)是CPU/硬盤(pán)/內(nèi)存/顯卡/顯示器答案 A解析 的內(nèi)存是8G,主頻是1.9GHz,的內(nèi)存是4GB,主頻是2.5GHz,所以

7、的內(nèi)存大,的主頻高,速度快;主頻是CPU很重要的性能參數(shù),但不是唯一影響CPU性能的參數(shù),不能因?yàn)橹黝l小就說(shuō)性能差,故選項(xiàng)B說(shuō)法錯(cuò)誤;緩存大小會(huì)影響CPU的性能,故選項(xiàng)C說(shuō)法錯(cuò)誤;各參數(shù)對(duì)應(yīng)的硬件名稱(chēng)是CPU/內(nèi)存/硬盤(pán)/顯卡/顯示器?？键c(diǎn)2計(jì)算機(jī)的工作原理在研究可計(jì)算問(wèn)題的過(guò)程中,原始遞歸函數(shù)、lambda演算和圖靈機(jī)三種計(jì)算機(jī)制被相繼提出,這三種計(jì)算機(jī)制在性能上是等效的。存儲(chǔ)程序式體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)工作原理 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都采用“存儲(chǔ)程序式”結(jié)構(gòu),采用二進(jìn)制形式來(lái)表示數(shù)據(jù)和指令。計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí),先從內(nèi)存中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行制定的運(yùn)算和邏輯操作等加工,然后再按地址把結(jié)果送到內(nèi)存中,接下來(lái),再取出第二條指令,在控制器的指揮下完成規(guī)定操作,依次進(jìn)行下去直至遇到停止指令。“存儲(chǔ)程序式”結(jié)構(gòu)的思想可以歸納為:(1)用二進(jìn)制代替十進(jìn)制。(2)采用存儲(chǔ)程序的思想,將指令和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制形式存放在存儲(chǔ)器中。(3)計(jì)算機(jī)從邏輯上分為五大部分。(4)以運(yùn)算器為中心,輸入設(shè)備和輸出設(shè)備與存儲(chǔ)器通過(guò)運(yùn)算器進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。影響計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)有CPU、存儲(chǔ)器、顯示系統(tǒng)、硬盤(pán)等硬件。典例2下列設(shè)備中,讀取速度由快到慢排列分別為()A.內(nèi)存、CPU高速緩存、硬盤(pán)、