初中信息技術(shù)河大版七年級(jí)全冊(cè)第2節(jié) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成課文內(nèi)容課件ppt

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世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)（ENIAC），于1946年誕生于美國(guó)的賓夕法尼亞大學(xué)。它重3萬千克，占地167多平方米，使用了18000多個(gè)電子管，5000多個(gè)繼電器，10000多個(gè)電容器，7000多個(gè)電阻。其功率為150千瓦，運(yùn)算速度為5000次/秒。
第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)—ENIAC
第一臺(tái)計(jì)算機(jī)誕生至今已有六十多年，隨著電子器件的發(fā)展，計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路幾個(gè)歷史階段。計(jì)算機(jī)更新?lián)Q代的顯著特點(diǎn)是體積縮小、速度提高、功能增強(qiáng)、功耗減少、成本降低，為計(jì)算機(jī)的普及奠定了基礎(chǔ)。多媒體計(jì)算機(jī)的誕生，使文字、圖形、圖像、聲音、視頻等各種形式的信息都可以由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理、展示，從而使計(jì)算機(jī)迅速應(yīng)用到社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，成為人們處理信息不可缺少的重要工具。我們常用的計(jì)算機(jī)（Cmputer）是微型計(jì)算機(jī)，也叫個(gè)人計(jì)算機(jī)（Persnal Cmputer，縮寫為PC）。
一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。
討論：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)又有那些組成部分呢？
計(jì)算機(jī)硬件是指計(jì)算機(jī)的物質(zhì)組成部分。我們先從外觀了解計(jì)算機(jī)的主要硬件設(shè)備，如圖所示，它是一臺(tái)臺(tái)式微型計(jì)算機(jī)。其主要設(shè)備包括主機(jī)、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)、音箱等。
主機(jī)是計(jì)算機(jī)的核心設(shè)備，它決定了計(jì)算機(jī)的整體性能。它包括的主要部件有中央處理器、內(nèi)存儲(chǔ)器和主板等。

中央處理器（Central Prcessing Unit，縮寫為CPU）是計(jì)算機(jī)的核心。CPU就像計(jì)算機(jī)的“大腦”，它要完成計(jì)算機(jī)的各種運(yùn)算，還要指揮計(jì)算機(jī)的各種設(shè)備協(xié)調(diào)工作。通常它的型號(hào)決定了整機(jī)的基本性能，我們常說的奔騰（Pentium）、酷睿i3（Cre i3）、酷睿i5（Cre i5）、酯睿i7（Cre i7）等都是CPU的型號(hào)。還有一個(gè)重要的性能指標(biāo)是時(shí)鐘頻率，簡(jiǎn)稱主頻。同一型號(hào)，主頻越高，計(jì)算機(jī)處理信息的速度就越快。目前流行的微機(jī)CPU的主要型號(hào)是Cre i3、Cre i5、Cre i7，主頻已超過3GHz（吉赫茲）。
內(nèi)存儲(chǔ)器（Memry，簡(jiǎn)稱內(nèi)存）用于存儲(chǔ)當(dāng)前工作所需的數(shù)據(jù)或程序，相當(dāng)于內(nèi)部的存儲(chǔ)中心。存儲(chǔ)容量是內(nèi)存的重要性能指標(biāo)，存儲(chǔ)容量的基本單位為字節(jié)（Byte，簡(jiǎn)寫為B），常用的單位還有千字節(jié)（KB）、兆字節(jié)（MB）、吉字節(jié)（GB）。它們之間的換算關(guān)系為：1KB=1024B；1MB=1024KB；1GB=1024MB；1TB=1024GB目前微機(jī)常用內(nèi)存的容量為2GB、4GB。
電腦機(jī)箱主板，又叫主機(jī)板、系統(tǒng)板或母板；它安裝在機(jī)箱內(nèi)，是微機(jī)最基本的也是最重要的部件之一。主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計(jì)算機(jī)的主要電路系統(tǒng)，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開關(guān)接口、指示燈插接件、擴(kuò)充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。 主板采用了開放式結(jié)構(gòu)。主板上大都有6-15個(gè)擴(kuò)展插槽，供PC機(jī)外圍設(shè)備的控制卡(適配器)插接。
計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備是指除了CPU和內(nèi)存以外的其他設(shè)備。包括輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、外存儲(chǔ)器等。
鍵盤和鼠標(biāo)是計(jì)算機(jī)的典型輸入設(shè)備。我們可以用它們向計(jì)算機(jī)輸入指令，指揮計(jì)算機(jī)工作。輸入設(shè)備還有數(shù)碼相機(jī)和掃描儀（如圖1-2-3所示，用于將照片或圖片等輸入計(jì)算機(jī)）、手繪板（用于輸入字符或漢字、繪圖等）、麥克風(fēng)（用于輸入聲音）等。
顯示器（Display）是計(jì)算機(jī)典型的輸出設(shè)備。通過顯示器我們可以和計(jì)算機(jī)交流信息，它能向我們提示計(jì)算機(jī)的需求，可以將計(jì)算機(jī)處理后的結(jié)果顯示出來。輸出設(shè)備還有打印機(jī)（用于把結(jié)果打印在紙上）、音箱（用于輸出聲音）等。
裝在主機(jī)箱內(nèi)的驅(qū)動(dòng)器也屬于外部設(shè)備。微機(jī)上的驅(qū)動(dòng)器一般有硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤驅(qū)動(dòng)器和軟盤驅(qū)動(dòng)器。 硬盤和硬盤驅(qū)動(dòng)器，簡(jiǎn)稱硬盤。它是計(jì)算機(jī)的重要存儲(chǔ)設(shè)備。硬盤和硬盤驅(qū)動(dòng)器不是分離的。硬盤容量可以達(dá)到TB數(shù)量級(jí)。 光盤驅(qū)動(dòng)器，簡(jiǎn)稱光驅(qū)，分為只讀（Read Only）光驅(qū)和可擦寫（Read&Write）光驅(qū)。只讀光驅(qū)只能從光盤中讀取信息；可擦寫光驅(qū)不但能從光盤中讀取信息，還能向光盤中寫入（存儲(chǔ)）信息。光盤和光驅(qū)是分離的。光盤容量最多可達(dá)18GB。 軟盤驅(qū)動(dòng)器，簡(jiǎn)稱軟驅(qū)，是對(duì)軟磁盤進(jìn)行讀寫操作的設(shè)備。軟磁盤，簡(jiǎn)稱軟盤，是一種常用的存儲(chǔ)設(shè)備。軟盤和軟驅(qū)是分離的。軟盤的典型存儲(chǔ)容量是1.44MB。
在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，指揮和控制計(jì)算機(jī)工作的程序（指令的有序集合）、程序運(yùn)行所需要的數(shù)據(jù)以及相關(guān)的文檔稱為軟件。也就是說，軟件是計(jì)算機(jī)正常工作不可缺少的條件，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中重要的組成部分。 計(jì)算機(jī)軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。
系統(tǒng)軟件是維持計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行、充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)硬件的功能、支持應(yīng)用軟件的運(yùn)行并提供服務(wù)的軟件。操作系統(tǒng)、語言處理程序、服務(wù)型程序等均屬于系統(tǒng)軟件。 操作系統(tǒng)主要有Andrid、BSD、iOS、Linux、Mac OS X、Windws、Windws Phne和z/OS等，除了Windws和z/OS等少數(shù)操作系統(tǒng)，大部分操作系統(tǒng)都為類Unix操作系統(tǒng)。 語言處理程序，它是為用戶設(shè)計(jì)的編程服務(wù)軟件，其作用是將高級(jí)語言源程序翻譯成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的目標(biāo)程序。語言處理程序是將用程序設(shè)計(jì)語言編寫的源程序轉(zhuǎn)換成機(jī)器語言的形式，以便計(jì)算機(jī)能夠運(yùn)行。 服務(wù)型程序，是能夠?yàn)楦鞣N用戶(包括本地用戶和遠(yuǎn)程用戶)所用的， 擁有用戶授權(quán)級(jí)進(jìn)行管理的能力，并且不論用戶是否物理的與正在運(yùn)行該應(yīng)用程序的計(jì)算機(jī)相連都能正常執(zhí)行，這就是所謂的服務(wù)程序。
應(yīng)用軟件是為解決某一實(shí)際問題而編制的各種應(yīng)用程序，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)應(yīng)用的深入普及，應(yīng)用軟件的種類越來越多，涉及的領(lǐng)域越來越寬，功能也越來越全面。應(yīng)用軟件主要有：辦公自動(dòng)化軟件、自動(dòng)控制軟件、輔助教學(xué)軟件、輔助管理軟件、輔助設(shè)計(jì)軟件、娛樂軟件等。
馮·諾依曼（Vn Neumann）是美籍匈牙利數(shù)學(xué)家。他早在1946年就提出了關(guān)于計(jì)算機(jī)組成和工作方式的基本設(shè)想。到現(xiàn)在為止，盡管計(jì)算機(jī)制造技術(shù)發(fā)生了巨大的變化，但是就體系結(jié)構(gòu)而言，仍然是按照馮·諾依曼的設(shè)計(jì)思想制造的。 馮·諾依曼的設(shè)計(jì)思想可以概括為三點(diǎn)：（1）計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分組成。（2）計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制來表示指令和數(shù)據(jù)。（3）將編好的程序和執(zhí)行程序所需要的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，啟動(dòng)程序運(yùn)行，計(jì)算機(jī)自動(dòng)逐條執(zhí)行指令來完成任務(wù)。
1.馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)
以計(jì)算表達(dá)式28+4×5的值為例，了解計(jì)算機(jī)是如何工作的。 （1）用戶首先通過輸入設(shè)備將程序和原始數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)器。 （2）計(jì)算機(jī)從存儲(chǔ)器中取出指令送到控制器。 （3）控制器根據(jù)指令的含義發(fā)出相應(yīng)的命令：先取出4和5送到運(yùn)算器進(jìn)行乘法運(yùn)算，然后將結(jié)果20送回存儲(chǔ)器中，接著再取出20和28送到運(yùn)算器進(jìn)行加法運(yùn)算，最后再將結(jié)果48送回存儲(chǔ)器。 （4）運(yùn)算完成后，根據(jù)指令要求把結(jié)果從存儲(chǔ)器中取出，送至指定的輸出設(shè)備（如顯示器）進(jìn)行輸出。
（1）一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，請(qǐng)你根據(jù)本節(jié)所學(xué)的內(nèi)容，填充硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的主要組成部分，畫出完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成圖。（2）在他人的協(xié)助下，調(diào)查一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)的主要配置，向班里其他同學(xué)講講，并討論與其他計(jì)算機(jī)主要配置的差別。（3）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)各部件的主要功能。（4）簡(jiǎn)述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中軟件的作用。（5）簡(jiǎn)述系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件有什么不同。