计算机系统的组成教学设计1

《计算机系统的组成》教学设计 课 题 计算机系统的组成 教学目标 教学重点 教学难点 教学方法 教学资源 设计思路 知识目标：熟悉计算机软硬件的组成；了解计算机各部件功能及特点 能力目标：培养学生学习计算机硬件的兴趣以及举一反三的能力 情感目标：培养学生的科学态度，激发学生的想象能力和探索精神 1、计算机各部件与其功能的对应关系。 2、激发学生学习计算机的热情。 1、如何形象地说明计算机各部件与功能的对应关系。 2、引导学生学会“举一反三”“触类旁通”。 讲授法、归纳法、实物展示、课件展示、学生参与 课件、硬件实物（计算机的核心部件） 学习计算机，就要了解计算机的构成，这是最起码的要求，因此本章节内容对学生来说是全面认识计算机的必需过程，而信息的数字化表示对今后的程序设计打下了一定的基础，因此，本章节无论是从内容上，还是知识性方面都是值得好好学习的。 教 学 内 容 教师活动 学 生 活 动 （1）计算机发展简史及各阶段主要特点？ （2）简述计算机的特点及性能指标？ 计算机目前在我们的生活中随处可见，那么它们都有哪些种类呢？ 一、计算机系统组成 1．计算机系统组成 运算器 中央处理器 控制器 硬 盘 外存储器 软 盘 磁 带 硬 存光 盘 件 读存储器 储只教学环节 复习 引 入 阐述问题 学生思考并回答 教师引入 学生思考引入问题 师生共同总结计算机的应用领域 学生回忆：CAD，CAM，CAT等含义？ 学生描述： 计算机系统组成。 新 授 教师举例说明应用领域。 计器 内存储器 高速缓存储器 算随机存储器 机输入设备：键盘、鼠标、扫描仪 系 输出设备：显示器、打印机 统 操作系统 系统软件 数据库管理系统 工具软件 软 计算机程序设计语言 件 公软件 办 教师介绍应用软件 媒体软件 计算机的网络应用软件 各种分类 2．硬件系统和软件系统 方法。 硬件系统：计算机系统中的各种物理装置，是由 各种实在的器件组成，它是计算机的基 础。 软件系统：在硬件系统基础上运行的各种程序， 它是存储在机器内的无数信息及有关资料。它是计算机的灵魂。 硬件是软件发挥作用的物质基础，软件是硬件与用户之间的接口，它是计算机发挥强大功能的灵魂。 硬件系统：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备，其中控制器、运算器、寄存器组成中央处理器。 软件系统：软件系统包括系统软件及应用软件。 系统软件包括操作系统OS、编译系统、通用数据库管理系统、系统检测诊断程序、程序设计语言。 应用软件包括办公软件管理软件、为用户需求开发设计的软件、应用数据库管理软件、图形图像处理软件。 二、计算机的工作原理 1、冯·诺伊曼 二十世纪最有创造性的天才科学家之一，作为化学工程师从事研究，后改行数学及理论物理，成为横跨数、理、化等学科的超级全才。当然其最大的贡献就是建立了现代计算机设计的一般逻辑理论。1946年参与“ENIAC”计算机研究工作。直至今日，一代又一代的计算机仍沿用这一结构。 计算机的设计原理是根据美籍匈牙利科学家冯?诺依曼提出了“程序存储、程序控制”的设计思想，同时指出计算机的构成包括以下三个方面： （1）由运算器、存储器、控制器、输入、输出设备五大基本部件组成。 （2）计算机内部采用二进制。 （3）程序存储和程序控制。 2．微型计算机工作过程 （1）CPU访问输入输出接口 （2）读入数据并运行 （3）暂存结果 （4）输出结果 3．指令、程序、软件、绿色软件、裸机的概念 （1）指令：由二进制代码表示，能使计算机完成某一基本操作的命令。指令格式由操作码和操作数组成。 （2）程序：指能使计算机完成特定任务的一组有序指令的集合。 （3）软件：指让计算机完成各种任务所需的程序及相关文档。 （4）绿色软件：指无需安装即可使用的软件。 （5）裸机：指不安装任何软件的计算机。 三、中央处理器 中央处理器的英文缩写是CPU，是一块体积不大而集成度非常高、功能非常强大的芯片，在微型计算机中也称为微处理器。 教师板书系统组成图。 老师以2+8为例解释说明：微型计算机工作过程 教师在学生回答的基础引导学生补充，得出两个概念。 教师补充指令、程序、软件相关概念。 学生理解计算机工作过程。 学生尝试描述硬件和软件的概念。 学生：做好相关笔记，并注意区分易混淆概念。 CPU相当于人的大脑，计算机的运算和控制都由它来完成，它主要由运算器、控制器、寄存器组成。 1、运算器 运算器：负责数据的算术运算和逻辑运算，即数据的加工处理。 算术逻辑单元ALU：用于完成算术、逻辑运算及移位、 求补操作。 累加器：用于暂存被操作数和中间运算结果。 通用寄存器组：用于暂存操作数或数据地址。 状态寄存器：也称标志寄存器，用于存放运算中产生的状态信息。 算术逻辑单元、累加器和通用寄存器的位数决定了CPU的字长。 2、控制器 控制器：是计算机的控制中心，用来实现计算机运算过程自动化，其作用是控制整个计算机的工作。 工作过程：取指令、解释指令、完成指令。 指令指针寄存器：用于产生及存放下条待取指令的地址。 指令寄存器：用于存放正在执行的指令。 控制逻辑电路：产生执行微操作中所需的控制信号。 时钟控制电路：用于产生指令执行过程中所需的时间控制信号。 3、寄存器 寄存器：CPU内部的临时存储单元，用于存储运算中的数据、中间结果、地址和状态信息等。 寄存器的数量太多或太少将影响CPU的运行速度。 教师讲解中央处理器的组成及各部分的功能。 教师讲解运算器的组成及各部分的功能。 教师讲解控制器的组成及各部分的功能。 教师讲解寄存器的功能。 学生掌握中央处理器的组成。 学生掌握运算器的组成及各部分的功能。 学生掌握控制器的组成及各部分的功能。 寄存器的位数一般和算术逻辑运算单元、数据总线的位宽是一致的。 存储容量计算 公式：存储容量=末地址-首地址+1 [例1]编号为1000H~4FFFH的地址中，包含了多少个单元？ 小结 本次主要复习了计算机系统组成及各种语言的特点，补充了计算机工作过程等知识。 小结本节主要知识点 根据教师的总结回顾本节内容。 作业布置 书面作业: 1、计算机系统的组成（详细）？2、冯.诺依曼原理。 3、计算机的工作过程。4、运算器的组成及各部分的功能。 5、控制器的组成及各部分的功能。 6、一个存储单元的首地址为1000H，容量为16KB的存储区域，末地址为多少。