2.1计算机系统的组成课件2021-2022学年教科版（2019）高中信息技术必修2(24张PPT)

(共24张PPT)
高一必修2—教科版—信息技术—第二单元
计算机系统的组成
1、知道计算机系统的主要组成部分，能够描述其工作原理。
2、了解计算机硬件系统的基本组成，认识其主要的性能指标。
3、了解计算机软件系统的分类，能区分各类软件的主要功能。
学习目标
个人电脑
计算机外观
机箱内部
活动1 匹配数据类型与输入输出设备
数据类型 输入设备 输出设备
文本数据
音频数据
视频数据
图形图像数据
……
键盘、鼠标、手写板…… 显示器、打印机……
麦克风…… 音箱、耳机……
录像机…… 显示器……
照相机…… 显示器、打印机……
注意：答案不唯一，仅供学习参考，不代表任何宣传。
输入设备
输入设备是向计算机输入数据的设备，是人或外部与计算机进行交互的一种装置，用于把原始数据和处理这些数据的程序输入到计算机中。
计算机能够接收各种各样的数据，既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据，如图形、图像、声音等。常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏、麦克风等。
键盘
鼠标
扫描仪
扫码枪
输出设备
输出设备可将计算机的运算结果或者中间结果打印或显示出来。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、传真机等。
显示器
打印机
3D打印机
音箱
活动2 比较内部存储器和外部存储器
指标 内存 U盘 硬盘 （机械硬盘） 移动硬盘
（机械硬盘）
设备型号
存储容量
存取速度 （理论值）
价格 （元）
价格/容量比 （元/GB）
某品牌(DDR4) 某品牌(USB3.1) 某品牌(SATA) 某品牌(USB3.1)
16GB 256GB 2T 2T
21.3GB/S 150MB/S 90MB/S 80MB/S
489 259 369 399
30.5 1 0.18 0.19
注意：不同品牌、不同类型、不同品质、不同接口的设备，价格与性能会存在较大差异，仅供学习参考,不代表任何品牌宣传。
数据存储单位与量级
计算机中数据存储的基本单位是字节（Byte），一个字节由8个位（bit，比特）组成，1位存储一个二进制的0或1。一个字节能够存储一个英文符号或一个0~255的自然数等数据。一个汉字需要占用两个字节。
1B(字节)=8b（位）
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB
注意：存取速度性能指标参数中的5Gb/s表示每秒存或取5G个bit
存储设备
存储器是计算机系统的记忆装置,它的主要功能是存放程序和数据。存储器分为内部存储器和外部存储器。
内部存储器又称主存储器，分为随机存储器(Random Access Memory,RAM)和只读存储器(Read Only Memory,ROM)。
存储设备——内部存储器
随机存储器（RAM）中的数据可以读出，也可以写入，断电后存储内容消失。
只读存储器（ROM）中的数据只能读出,不能由用户再写入新内容,断电后数据不会丢失。
ROM
RAM
（内存条）
BIOS
（基本输入输出程序）
存储设备——外部存储器
外部存储器又称辅助存储器,如硬盘、U盘、软盘、磁带、CD、DVD、移动硬盘等，能长期保存信息,并且对信息的保存不依赖于电源。
机械硬盘
U盘
光盘
（CD/DVD）
固态硬盘
（SSD）
拓展知识：缓存
缓存（Cache）是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与处理器交换数据，因此速度很快。其容量远小于内存，但速度却可以接近处理器的频率。
现代计算机为什么要采用“缓存—内存—外存”三级存储体系？
中央处理器
计算机系统的运算器和控制器合在一起被称为中央处理器（Central Processing Unit, CPU）。
中央处理器是计算机的核心部件，它的主要功能包括解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。
中央处理器
活动3 调查中央处理器（CPU）的性能指标
性能指标 含义 主流CPU性能指标
参数值举例
注意：答案不唯一，仅供学习参考，不代表任何品牌宣传。
主频 也叫时钟频率，用来表示CPU的运算、处理数据的速度。 3.6GHz
制造工艺 又叫CPU制程，表示同一平面下的晶体管密度，它的先进与否决定了CPU的性能优劣。 10nm
字长 是指CPU一次能并行处理的二进制位数，表示一次性处理事务的固定长度。 64位
……
（以某品牌I7处理器为例）
拓展知识：图形处理器
图形处理器（Graphics Processing Unit，GPU），又称显示核心、视觉处理器、显示芯片，是一种专门在个人电脑、工作站、游戏机和一些移动设备（如平板电脑、智能手机等）上做图像和图形相关运算工作的微处理器。
显卡的核心：GPU
计算机系统的组成
计算机系统由硬件系统和软件系统组成。其中，
硬件系统由输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备组成；
软件系统由系统软件和应用软件组成。
系统软件
系统软件是具有通用功能的软件，包括操作系统、语言处理程序、数据库管理系统等。系统软件使计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体，而不需要顾及底层每个硬件是如何工作的。
系统软件——操作系统
操作系统（Operating System，OS）是管理和控制计算机硬件与软件资源的计算机程序，是直接运行在“裸机”上的最基本的系统软件，任何其他软件都要在操作系统的支持下才能运行。
操作系统是用户和计算机的接口，同时也是计算机硬件和其他软件的接口。
常见的操作系统包括：
Windows、Unix、Linux、macOS、iOS、Android、HarmonyOS等。
Windows
macOS
Unix
Linux
Android
鸿蒙
应用软件
应用软件是为满足用户不同领域、不同问题的应用需求而设计的软件，如各类办公软件、多媒体加工软件、即时通信软件等都是应用软件。
应用软件涉及面广，种类繁多，其中有的作为通用的工具软件，有的则为某个专门应用领域而设计。
即时通信软件
办公软件
多媒体加工软件
计算机系统的工作原理
输入设备
存储器
运算器
控制器
CPU
数据流
控制流
计算机硬件系统的组成与工作原理
输出设备
计算机在接受指令后，由控制器指挥，从输入设备采集数据，传送到内存储器进行存储，再由控制器将需要参加运算的数据传送到运算器，由运算器进行处理，处理后的结果保存在存储器中，最后由输出设备输出。
冯·诺依曼体系结构
根据冯·诺依曼体系结构构成的计算机，必须具有如下功能:
1、把需要的程序和数据送至计算机中。
2、必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。
3、能够完成各种算术、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。
4、能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。
5、能够按照要求将处理结果输出给用户。
输入设备
存储器
运算器
控制器
CPU
数据流
控制流
输出设备
（1903年12月28日-1957年2月8日）
冯·诺依曼
冯·诺依曼的“存储程序”思想
“存储程序”思想简要概括为3点：
1、计算机硬件组成应为五大部分，包括：运算器、控制器、存储器、输入/输出设备。
2、计算机运算基础采用二进制。
3、将编好的程序和数据送入内存储器，然后计算机自动地逐条取出指令和数据进行分析、处理和执行。
(冯·诺依曼与EDVAC)
课堂小结
谢谢！