认识微型计算机教案 Revised by Chen Zhen in 2021
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学习过程：
课堂小结：
普通用户最常用的计算机是微型计算机，微型计算机经常与PC、电脑、台式机、微机等名词混用，这里的微型计算机主要指台式机。通过本课的学习，了解构成微型计算机的主要部件及其作用。
专题一初识电脑 电脑也就是计算机，它是以电为能源，用来做计算工作的机器。我们平时使用的一般是指个人电脑（Personal Computer），也称为PC，即微型计算机（Microcomputer），它是以微处理器芯片为核心构成的计算机。 一、微型计算机的概念 1、微型计算机的发展 1946年第一台电子计算机ENIAC的诞生。 ⑴计算机定义：是一种进行高速操作、具有内部存储能力、由程序控制操作过 程的电子设备。 ⑵发展阶段：从计算机所用的逻辑元件来划分，计算机的发展经历了电子管 （1946~1958）、晶体管（1958~1964）、中小规模集成电路（1964~1971）、大规 模和超大规模集成电路（1971年至今）四个阶段。 ⑶发展特点：体积、重量、能耗减少；硬件和软件更新快；功能、速度、存储 容量和可靠性得到了提高。 ⑷第四代计算机的一个重要分支是以大规模和超大规模集成电路为基础发展 起来的微处理器和微型计算机。
微处理器是计算机的中央处理单元CPU (Central Processing Unit)，一般包括算术逻辑部件、控制部件、寄存器、时钟发生器、内部总线等，将计算机中的运算器和控制器集成在一块大规模和超大规模集成电路芯片上。 2、计算机系统的组成 一个完整的计算机由硬件和软件两部分组成。 ⑴硬件 硬件是指计算机中看得见摸得着的部件，具体来说就是指集成电路芯片、印刷线路板、接插件、电子元件和导线等装配而成的主板、中央处理器、存储器及外部设备。 一台计算机主要由五部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。 ①运算器ALU（Arithmetic Logical Unit） 负责数据的算术运算和逻辑运算，同时具备存数、取数、移位、比较等功能，是对数据进行加工处理的部件。 ②控制器CU（Control Unit） 负责统一指挥计算机各部分协调地工作，能根据事先安排好的指令发出各种控制信号来控制计算机各个部分的工作。 ③存储器Memory 是计算机的记忆部件，负责存储程序和数据，并根据命令提供这些程序和数据。分为内存储器和外存储器两部分。 内存储器容量小、存取速度快 内存划分为若干单元，每个单元可存放一个字节（8位二进制数），每个单元有一个编号，称为地址（用二进制数表示）。 根据工作方式的不同，内存可分为只读存储器和随机存储器两部分。 只读存储器ROM（Read Only Memory）：只能读不能写，断电后数据不丢失。 随机存储器RAM（Randon Access Memory）：内存条，随时读写，可读可写，但断电后数据全部丢失。 外存储器容量大、存取速度慢
课题名称：1.2 认识微型计算机 教学目标： 1.基本知识 (1)通过展示典型的微型计算机产品，认识组成微型计算机系统的主要外部部件的 名称和作用：显示器、键盘、音箱、鼠标、打印机。 (2)通过图1-3所示“微型计算机系统组成”示意，知道计算机系统由硬件和软件 两大部份组成，熟悉硬件和软件所包括的主要内容：硬件的主机和外设；软件 的种类。 (3)通过实例，认识微型计算机的主板系统单元电路组成的电子器件的名称及其功 能：CPU、内存储器、主板(南桥、北桥)芯片组、总线、BIOS和CMOS、插槽。 (4)通过实例熟悉微型计算机主板接口的名称：键盘、鼠标、USB、声音输入/输出、 网卡、1394火线输入、光纤输出、显示器、硬盘等。 (5)通过实例熟悉常用的外存储器设备的种类及使用特点：硬盘、闪盘、光盘及光 盘驱动器等。 2.操作技能目标 (1)能够描述微型计算机主板上的主要器件对计算机系统运行性能的影响。 (2)能够区别具有多种功能主板接口类型及作用。 (3)能够描述常用的外存储器设备的使用特点，并正确选用。 教学分析与准备： 1．教学重点 (1)认识微型计算机系统外部主要组成设备。 (2)主板上的主要部件的性能对微型计算机系统的运行的影响。 (3)知道内存储器的种类及其使用特点。 (4)认识主板的接口。 (5)认识常用外存储器的种类及功能。 2．教学难点 (1)主板上三类总线(三类总线：控制总线、地址总线、数据总线)的区别与作用。 (2)分辨BIOS与CMOS的关系。 3．教学策略 本课围绕组成计算机系统的外围设备，剖析主机内的主板单元电路组成的主要电子部件名称、作用和性能，认识主板与外部设备连接的接口，及其外部存储器的种类及作用等。 在介绍各硬件时，多以实物展示，没有实物以图片代替，务必让学生有一个直观的认识。教学中简要介绍硬件的性能指标及选购，扩大学生的视野，拓宽知识面。 4．课时安排 2课时（45分钟×2） 5．教学环境 多媒体教室 学习过程：
微机原理答案1
第 1 章微型计算机系统概述 习题参考答案 1-1．微型计算机包括哪几个主要组成部分，各部分的基本功能是什么？ 答：微型计算机由 CPU、存储器、输入/输出接口及系统总线组成。 CPU是微型计算机的核心部件，一般具有下列功能：进行算术和逻辑运算。暂存少量数据。对指令译码并执行指令所规定的操作。与存储器和外设进行数据交换的能力。提供整个系统所需要的定时和控制信号。响应其他部件发出的中断请求；总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道，一般由总线控制器、总线发送器、总线接收器以及一组导线组成；存储器是用来存储数据、程序的部件；I/O接口是微型计算机的重要组成部件，在CPU和外设之间起适配作用。 1-2．CPU 执行指令的工作过程。 答：指令执行的基本过程： （1）开始执行程序时，程序计数器中保存第一条指令的地址，指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元。
（2）控制器：将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR，并发出读命令。存储器根据此地址取出一条指令，经过数据总线进入指令寄存器IR。 （3）指令译码器译码，控制逻辑阵列发操作命令，执行指令操作码规定的操作。 （4）修改程序计数器的内容。 1-3．果微处理器的地址总线为 20 位，它的最大寻址空间为多少？ 答： 220=1048576=1MB 1-4．处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有什么关系？答： 微处理器是微型计算机的核心部件。微处理器配上存储器、输入/输出接口及相应的外设构成完整的微型计算机。以微型计算机为主体，配上系统软件和外部设备以后，就构成了完整的微型计算机系统。 1-5．下面十进制数分别转换为二进制、八进制和十六进制数：128，65535，1024 答： 128，二进制：10000000B，八进制：200O，十六进制：80H
微型计算机按照结构可以分为 A)单片机、单板机、多芯片机、多板机 B)286机、386机、486机、Pentium机 C)8位机、16位机、32位机、64位机 D)以上都不是 【答案】A 【解析】：注意，这里考核的是微型计算机的分类方法。微型计算机按照字 长可以分为8位机、16位机、32位机、64位机;按照结构可以分为单片机、单板机、多芯片机、多板机;按照CPU芯片可以分为286机、386机、486机、Pentium 机。 (2)计算机在现代教育中的主要应用有计算机辅助教学、计算机模拟、多媒体教室和 A)网上教学和电子大学 B)家庭娱乐 C)电子试卷 D)以上都不是 【答案】A 【解析】：计算机在现代教育中的主要应用就是计算机辅助教学、计算机模拟、多媒体教室以及网上教学、电子大学。 (3)与十六进制数26CE等值的二进制数是 A)011100110110010 B)0010011011011110 C)10011011001110 D)1100111000100110 【答案】C
【解析】：十六进制转换成二进制的过程和二进制数转换成十六进制数的过 程相反，即将每一位十六进制数代之与其等值的4位二进制数即可。 (4)下列4种不同数制表示的数中，数值最小的一个是 A)八进制数52 B)十进制数44 C)十六进制数2B D)二进制数101001 【答案】D 【解析】：解答这类问题，一般都是将这些非十进制数转换成十进制数，才 能进行统一地对比。非十进制转换成十进制的方法是按权展开。 (5)十六进制数2BA对应的十进制数是 A)698 B)754 C)534 D)1243 【答案】D 【解析】：十六进制数转换成十进制数的方法和二进制一样，都是按权展开。2BAH=698D。 (6)某汉字的区位码是3721，它的国际码是 A)5445H B)4535H C)6554H D)3555H 【答案】B 【解析】：国际码=区位码+2020H。即将区位码的十进制区号和位号分别转 换成十六进制数，然后分别加上20H，就成了汉字的国际码。
微型计算机硬件组成基础知识测试题 一、选择题 1．在微型计算机的总线上单向传送信息的是。 A．数据总线B．地址总线C．控制总线 2．动态RAM的特点是。 A．工作中需要动态地改变存储单元内容 B．工作中需要动态地改变访存地址 C．每隔一定时间需要刷新 D．每次读出后需要刷新 3．除外存之外，微型计算机的存储系统一般指。 A．ROM B．控制器C．RAM D．内存 4．微型计算机采用总线结构。 A．提高了CPU访问外设的速度 B．可以简化系统结构、易于系统扩展 C．提高了系统成本 D．使信号线的数量增加 5．世界上第一台微型计算机是位计算机。 A．4 B．8 C．16 D．32 6．下面关于微型计算机的发展方向的描述不正确的是。 A．高速化、超小型化B．多媒体化 C．网络化D．家用化 7．下面关于基本输入/输出系统BIOS的描述不正确的是。 A．是一组固化在计算机主板上一个ROM芯片内的程序 B．它保存着计算机系统中最重要的基本输入/输出程序、系统设置信息 C．即插即用与BIOS芯片有关 D．对于定型的主板，生产厂家不会改变BIOS程序 8．芯片组是系统主板的灵魂，它决定了主板的结构及CPU的使用。芯片有“南桥”和“北桥”之分，“南桥”芯片的功能是。 A．负责I/O接口以及IDE设备（硬盘等）的控制等 B．负责与CPU的联系 C．控制内存 D．AGP、PCI数据在芯片内部传输 9．微型计算机的存储系统一般指主存储器和。 A．累加器B．辅助存储器C．寄存器D．RAM 10．关于硬盘的描述，不正确的是。 A．硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成 B．硬盘各个盘面上相同大小的同心圆称为一个柱面 C．硬盘内共有一个读/写磁头 D．读/写硬盘时，磁头悬浮在盘面上而不接触盘面 11．关于光介质存储器的描述，不正确的是。 A．光介质存储器是在微型计算机上使用较多的存储设备 B．光介质存储器应用激光在某种介质上写入信息
1微型计算机由哪几部分组成 答：三部分：微型计算机（微处理器，存储器，I/0接口，系统总线），外围设备，电源。 2什么是微机的总线，分为哪三组 答：是传递信息的一组公用导线。分三组：地址总线，数据总线，控制总线。 3 8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么 答：总线接口部件（BIU）功能：根据执行单元EU的请求完成CPU 与存储器或IO设备之间的数据传送。执行部件（EU），作用：从指令对列中取出指令，对指令进行译码，发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。 4 8086指令队列的作用是什么 答：作用是：在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作，从而提高CPU的利用率。 5 8086的存储器空间最大可以为多少怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么答：8086的存储器空间最大可以为2^20（1MB）；8086计算机引入了分段管理机制，当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器内的内容
左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。 6 段寄存器CS＝1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令的物理地址为多少指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗 答：指令的物理地址为21F00H；CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。 7 设存储器的段地址是4ABFH，物理地址为50000H，其偏移地址为多少 答：偏移地址为54100H。（物理地址=段地址*16+偏移地址） 8 8086/8088CPU有哪几个状态标志位，有哪几个控制标志位其意义各是什么 答：状态标志位有6个：ZF，SF，CF，OF，AF，PF。其意思是用来反映指令执行的特征，通常是由CPU根据指令执行结果自动设置的；控制标志位有3个：DF，IF，TF。它是由程序通过执行特定的指令来设置的，以控制指令的操作方式。 9 RAM有几种，各有什么特点ROM有几种，各有什么特点 答：RAM有两种，SRAM(静态RAM)，它采用触发器电路构成一个二进制位信息的存储单元，这种触发器一般由6个晶体管组成，它读出采用单边读出的原理，写入采用双边写入原理；DRAM（动态RAM），它集成度高，内部存储单元按矩阵形式排列成存储体，通常采用行，列地址复合选择寻址法。ROM有5种，固定掩摸编程ROM，可编程PROM，紫外光檫除可编程EPROM，电可檫除的可编程EPROM，闪速存储器。10 若用4K＊１位的RAM芯片组成8K＊8为的存储
习题1 1.1什么是单片微型计算机? 答：单片微型计算机是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机，是计算机微型化的典型代表之一，通常片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。 1.2单片机的发展经历了哪几个阶段？在哪一阶段确立了单片机在嵌入式应用中的地位。 答：单片机初级阶段（1974—1976年），芯片化探索阶段（1976—1978年），8位单片机成熟阶段（1978—1982年），从SCM向MCU过渡阶段（1983—1990年），MCU百花齐放阶段（1990年—至今）。 其中，芯片化探索阶段（1976—1978年）确立了单片机在嵌入式应用中的地位。 1.3 单片机可分为几个系列？简述每个系列的主要特性。 答：单片机按系列可分为80C51系列、PIC系列和AVR系列等。 PIC系列单片机是Micro Chip公司的产品，与51系列单片机不兼容。 1) PIC系列单片机最大的特点是从实际出发，重视产品的性能与价格比，发展多种型号来满足不同层次的应用要求。 2) 精简指令使其执行效率大为提高。 3) 产品上市零等待（Zero time to market）。 4) PIC有优越开发环境。 5) 其引脚具有防瞬态能力，通过限流电阻可以接至220V交流电源，可直接与继电器控制电路相连,无须光电耦合器隔离，给应用带来极大方便。 6) 彻底的保密性。 7) 自带看门狗定时器，可以用来提高程序运行的可靠性。 8) 睡眠和低功耗模式。 AVR单片机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精简指令集高速8位单片机。AVR单片机的主要特性 1) AVR单片机以字作为指令长度单位，将内容丰富的操作数与操作码安排在一字之中(指令集中占大多数的单周期指令都是如此)，取指周期短，又可预取指令，实现流水作业，故可高速执行指令。
《计算机硬件系统》教案 新县首府实验学校马筝 一、教学目标 知识与技能： 1、掌握计算机的基本结构及工作原理。 2、掌握计算机的硬件组成及其作用。 过程与方法： 1、通过对实物的观察，培养学生认真观察思考能力。 2、通过以小组为单位的竞赛活动，培养学生的团队意识。 3、通过学生合作式学习，给学生提供互动的空间，让学生相互交流、学习，同时，使学生学会分享。 情感、态度与价值观： 1、使学生在相互讨论、小组合作学习的过程中，培养学生的团队合作精神。 2、让学生在探究式学习中，体验成功的快乐，从而增强学生的学习兴趣。 二、学情分析 学生通过第一章网络的学习，已经掌握了基本的网络搜索信息的能力。 学生对于理论性强的知识的学习总是不那么感兴趣。因此，增强本节课的趣味性，以激发学习的学习热情是很重要的。 由于个人原因，学生的信息技术技能差异较大，课堂教学要求每位学生在原有都有进步。 三、教学重点 计算机硬件设备的组成及各部件的名称与实物的对应。 四、教学难点 了解计算机硬件的功能及特点。 五、教学过程 活动1 情景导入 1.将事先拆开的计算机主机箱内部构成展示给学生。 伴随问题：平时我们用计算机上网冲浪，获取信息，那么大家打开过电脑的主机箱吗？你知道这些元器件在机箱里的位置吗？ 2.展示并着重点出CPU、内存条、硬盘等计算机元器件。
伴随问题：你知道这是什么吗？它的作用是什么？ 这些都是主机箱内的元器件，同学们对这些看的见、摸得着的小元件了解多少呢？这节课老师给大家一个探秘的机会。 活动2 新课讲授 首先让我们来想一想，什么是硬件呢？ 明确：通常，人们把能看得见摸得着的电子的或机械的部件称为硬件，它是计算机进行工作的物质基础。 提问：你所知道的计算机硬件都有哪些呢？（鼓励回答后，幻灯片出示硬件图片）明确：人们习惯把微型计算机的硬件系统分为主机和外设两部分：（播放幻灯片并出示实物讲解） （一）主机 主机是微机最主要的部件，通常人们又把CPU、内存、主板看成主机最主要的部件。 1、中央处理器（CPU） 中央处理器简称CPU，主要包括两个部件：运算器和控制器。运算器主要完成各种算术运算和逻辑运算，而控制器不具有运算功能，它只是读取各种指令，并对指令进行分析，进行相应的控制。CPU可以进行分析、判断和计算，并控制计算机各部分协调工作。CPU 好比人的大脑，它是计算机的运算和控制中心，是整个计算机系统的核心部件，计算机完成任何任务，都需要通过CPU来实现。 CPU的主要技术参数： （１）字长 字长就是计算机能同时处理数据的长度。字长是CPU最重要的一个品质标志，字长越长，计算机的处理能力越强。 （２）CPU主频 主频是CPU内核运行的时钟频率，它表明计算机的工作速度。频率越高，CPU运行速度就越快。 2、内存储器 内存储器是电脑的一个临时存储器，它只负责电脑数据的中转而不能永久保存，所有的数据都通过内存储器和CPU进行交换的。它的容量和处理速度直接决定了电脑数据传输的快慢。它是电脑的核心部件，重要性仅次于CPU。 内存储器分为只读存储器ROM和随机存取存储器RAM。ROM中的程序只能读出，不能被重新写入，断电后存储内容也不会丢失。RAM主要用于存储工作时的程序和数据，需要执行的程序或需要处理的数据都必须先装入RAM才能工作，关机后RAM中的存储内容将消失。微机中的RAM一般集成在一个长方形的小片上，称“内存条”，通常将它插在系统主板上。
微型计算机的基本组成 微型计算机是微型化的电子数字计算机，它的基本结构和基本功能与一般的计算机大致相同。但是，由于微型计算机采用了由大规模和超大规模集成电路组成的功能部件，使微型计算机在系统结构上有着简单、规范和易于扩展的特点。 采用大规模集成电路技术，把计算机的运算器、控制器及其附属电路集成在一个芯片上，就构成了微型计算机的中央处理器———微处理器（MicroProcessUnit，MPU）。 微型计算机由微处理器、存储器和输入／输出接口电路组成，通过若干信号传输线连接成一个有机的整体。这些信号传输线称为总线，其英文名称bus，公共汽车、汇流母线，形象地反映了这组信号线的特点。 1）必要性：总线是构成计算机系统不可缺少的信息大动脉。 2）公用性：总线为系统中设备公用。这些信号传输线按照它们担负的不同传输功能又可以划分为3组：数据总线、地址总线和控制总线，如图所示。 1.微处理器 微处理器（MPU）是微型计算机的中央处理器。它的基本功能是执行指令和算术与逻辑运算，它还能够完成数据传输、控制和指挥其他部件协调工作。 2.存储器 微型计算机的存储器由集成度高、容量大、体积小、功耗低的半导体存储器芯片构成。常态下只能读出、不能写入的存储器称为ROM（ReadOnlyMemory，只读存储器），既可以读出，又可以随时写入的存储器称为RAM（RandomAccessMemory，随机读写存储器）。存储器内部由许许多多的基本存储单元组成，每个单元存储／记忆一组二进制信息。微型计算机通常用8位二进制数构成一个存储单元，称为字节（Byte）。每个存储单元有一个编号，表示它在存储器内部的顺序位置，称为地址（Address）。存储单元的地址从0开始编排，用若干位二进制数表示，常用十六进制数书写，例如3A120H。
《微型计算机硬件系统》教案 《微型计算机硬件系统》教案 【教学目标】1.知识目标了解计算机硬件设备的功能及特点。 2.技能目标能够正确指认计算机硬件设备和区分常见的输入、输出设备。 3.情感目标通过分组学习的方式，培养学生的合作意识、研究探索精神，树立将来为祖国的科技发展做出贡献的信心。 【教学重点】计算机硬件设备的组成及各部件的名称与实物的对应 【教学难点】了解计算机硬件的功能及特点 【授课时间】一课时 【教学方法】讲解法、图片展示法、实物操作法、任务驱动法 【教学过程】 一、课程导入 同学们，你们好！希望我们今天一起学习后大家能有所收获。 通过上节课的学习，我们已经了解了计算机的基本工作原理和基本结构，知道了微型计算机是由硬件系统和软件系统组成的。计算机的硬件和 软件相辅相成，缺一不可。下面就请大家和我一起去初步了解计算机的硬 件系统。 二、新课讲授 首先让我们来看一看这节课的教学目标。(教师出示幻灯片展示) 那么，什么是硬件呢? 明确：通常，人们把能看得见摸得着的电子的或机械的部件称为硬件，它是计算机进行工作的物质基础。 提问：你所知道的计算机硬件都有哪些呢?(鼓励回答后，幻灯片出示 硬件图片) 明确：人们习惯把微型计算机的硬件系统分为主机和外设两部分：(播放幻灯片并出示实物讲解) (一)主机
主机是微机最主要的部件，通常人们又把CPU、内存、主板看成主机 最主要的部件。 1、中央处理器(CPU) 中央处理器简称CPU，主要包括两个部件：运算器和控制器。运算器 主要完成各种算术运算和逻辑运算，而控制器不具有运算功能，它只是读 取各种指令，并对指令进行分析，进行相应的控制。CPU可以进行分析、 判断和计算，并控制计算机各部分协调工作。CPU好比人的大脑，它是计 算机的运算和控制中心，是整个计算机系统的核心部件，计算机完成任何 任务，都需要通过CPU来实现。 CPU的主要技术参数： (1)字长 字长就是计算机能同时处理数据的长度。字长是CPU最重要的一个品 质标志，字长越长，计算机的处理能力越强。 (2)CPU主频 主频是CPU内核运行的时钟频率，它表明计算机的工作速度。频率越高，CPU运行速度就越快。 现在，主流CPU还是Intel和AMD两家的天下：Intel(英特尔)系列、AMD(超微)系列。CPU发展也已由286、386、486到奔腾、PⅡ、PⅢ、PⅣ。 2、内存储器 内存储器是电脑的一个临时存储器，它只负责电脑数据的中转而不能 永久保存，所有的数据都通过内存储器和CPU进行交换的。它的容量和处 理速度直接决定了电脑数据传输的快慢。它是电脑的核心部件，重要性仅 次于CPU。 内存储器分为只读存储器ROM和随机存取存储器RAM。ROM中的程序只能读出，不能被重新写入，断电后存储内容也不会丢失。RAM主要用于存 储工作时的程序和数据，需要执行的程序或需要处理的数据都必须先装入RAM才能工作，关机后RAM中的存储内容将消失。微机中的RAM一般集成 在一个长方形的小片上，称"内存条"，通常将它插在系统主板上。 内存的性能指标是存取速度，以纳秒表示，存取时间越短，工作速度 越快。 3、主板(Main Board)也叫母板(Mother Board)或系统板，主板实际上是一块电路板，是整个电脑的基板，是计算机各部件的连接工具，成为
课题名称：1.2认识微型计算机 教学目标： 1. 基本知识 (1) 通过展示典型的微型计算机产品，认识组成微型计算机系统的主要外部部件的 名称和作用：显示器、键盘、音箱、鼠标、打印机。 (2) 通过图1-3所示“微型计算机系统组成”示意，知道计算机系统由硬件和软件两大部份组 成，熟悉硬件和软件所包括的主要内容：硬件的主机和外设；软件的种类。 (3) 通过实例，认识微型计算机的主板系统单元电路组成的电子器件的名称及其功 能: CPU、内存储器、主板(南桥、北桥)芯片组、总线、BIOS和CMOS、插槽。 (4) 通过实例熟悉微型计算机主板接口的名称：键盘、鼠标、USB、声音输入/输出、 网卡、1394火线输入、光纤输出、显示器、硬盘等。 (5) 通过实例熟悉常用的外存储器设备的种类及使用特点：硬盘、闪盘、光盘及光盘驱动器 等。 2. 操作技能目标 (1) 能够描述微型计算机主板上的主要器件对计算机系统运行性能的影响。 (2) 能够区别具有多种功能主板接口类型及作用。 (3) 能够描述常用的外存储器设备的使用特点，并正确选用。 教学分析与准备： 1. 教学重点 (1) 认识微型计算机系统外部主要组成设备。 (2) 主板上的主要部件的性能对微型计算机系统的运行的影响。 (3) 知道内存储器的种类及其使用特点。 (4) 认识主板的接口。 (5) 认识常用外存储器的种类及功能。 2. 教学难点 (1) 主板上三类总线(三类总线：控制总线、地址总线、数据总线)的区别与作用。 (2) 分辨BIOS与CMOS的关系。 3. 教学策略 本课围绕组成计算机系统的外围设备，剖析主机内的主板单元电路组成的主要电子部件 名称、作用和性能，认识主板与外部设备连接的接口，及其外部存储器的种类及作用等。 在介绍各硬件时，多以实物展示，没有实物以图片代替，务必让学生有一个直观的认识。教学中简要介绍硬件的性能指标及选购，扩大学生的视野，拓宽知识面。 4. 课时安排 2课时(45分钟X 2) 5. 教学环境 多媒体教室 学习过程:
第1章 1．简述计算机的基本组成结构。 答：计算机的基本组成结构由输入设备、输出设备、运算器、控制器和存储器等五大部件构成。 2．简述单片微型计算机系统应用和开发的特点。 答：单片微型计算机系统应用和开发的特点是需要进行软硬两方面的设计和调试。 第2章 1．为什么微型计算机要采用二进制？十六进制代码能为微型计算机直接执行吗？为什么要使用十六进制数？ 答：在所有数制中，只有二进制数最容易用电路来表达，据此构建的计算机结构也是最简单的。十六进制代码不能为计算机直接执行，只有二进制代码才能为计算机所识别和执行。二进制代码过于冗长，而其对应的十六进制数则更为简洁，而且此二种数制的相互转换非常方便，这就是常常使用十六进制数来表示其对应的二进制数的原因。 2．将下列各二进制数分别转换为十进制数和十六进制数。 （1）11010B （2）110100B （3）10101011B （4）11111B 答：（1）11010B=26=1AH （2）110100B=52=34H （3）10101011B=171=ABH （4）11111B=31=1FH 3．将下列各数分别转换为二进制数和十六进制数。
（1）129D （2）253D （3）0.625 （4）111.111 答：（1）129D＝10000001B=81H （2）253D＝11111101B=FDH （3）0.625=0.101B=0.AH （4）111.111=01101111.000111B=6F.1CH 4．把下列十六进制数转换成十进制数和二进制数。 （1）AAH （2）BBH （3）C.CH （4）DE.FCH （5）ABC.DH （6）128. 08H 答：（1）AAH=170=10101010B （2）BBH=187=10111011B （3）C.CH=12.75=1100.1100H （4）DE.FCH=222.984375=11011110.1111110B （5）ABC.DH=2748.8125=101010111100.1101B （6）128. 08H=296.03125=100101000.00001 5．什么叫原码、反码及补码？ 答：在机器数中，最高位为符号位，正数的符号位用0表示，负数的符号位用1表示，其余为该数的绝对值，这种表示法称为原码。正数的反码和原码相同；负数的反码为其原码除符号位外其他各位按位取反得所值。正数的补码和原码相同；负数的补码为反码加1。 6．已知原码如下，写出其反码及补码（其最高位为符号位）。
15 第4章 微型计算机的硬件组成 4.1 微型机系统 微型计算机包括多种系列，多种档次、型号的计算机。一个完整的微机系统同样也是由硬件系统和软件系统组成的。微型机的核心部分是由一片或几片超大规模集成电路组成的，称为微处理器。例如英特尔公司的Pentium IV 。所谓微型机就是以微处理器为核心，配上大规模集成电路制成的存储器、输入输出接口电路，以及系统总线所组成的计算机。下面我们介绍微型机的硬件构成。 微型机的基本构成都是由显示器、键盘和主机构成。在主机箱内有主板、硬盘驱动器、CD ROM 驱动器、软盘驱动器、电源、显示适配器（显示卡）等。 1. 主板 主板也叫系统板或母板，在个人电脑诞生的20多年来，主板一直是个人电脑的主要组成部分。其中主要组件包括：CMOS 、基本输入输出系统（BIOS ）、高速缓冲存储器、内存插槽、CPU 插槽、键盘接口、软盘驱动器接口、硬盘驱动器接口、总线扩展插槽（ISA ，PCI 等扩展槽）、串行接口（COM1，COM2）、并行接口（打印机接口 LPT1）等。如图 1.4.1所示。 图1.4.1 微型机主板
16 2. 中央处理器（Central Processing Unit ，简称CPU ）是一个体积不大而集成度非常高、功能强大的芯片，也称为微处理器（Micro Processor Unit ，简称MPU ），是微型机的核心，中央处理器主要包括运算器和控制器两大部件。计算机的所有操作都受CPU 控制，所以它的品质直接影响着整个计算机系统的性能。如图1.4.2所示。 图1.4.2 中央处理器 3. 内存储器 目前，微型机的内存储器由半导体器件构成。而半导体器件存储器件由只读存储器ROM （Read Only Memory ）和随机存储器RAM （Random Access Memory ）两部分构成。 只读存储器ROM 的特点是只能读出不能写入信息，在主板上的ROM 里面固化了一个基本输入/输出系统，称为BIOS （基本输入输出系统）。其主要作用是完成对系统的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的基本输入/输出的驱动程序及引导操作系统。 RAM 随机存储器可以进行任意的读或写的操作，它主要用来存放操作系统、各种应用程序、数据等。数据、程序在使用时从外存读入内存RAM 中，使用完毕后在关机前再存回外存中，由于RAM 是用半导体器件构成，断电时信息将会丢失。如图1.4.3所示。 内存储器（主存）的技术指标主要有： ● 存储容量 这个指标是衡量存储器存储信息的能力。主存容量越大，存放的信息越多，计算机的处理能力也就越强。主存容量通常用字节数（例如主存容量64KB ），或者单元数 位数（例如64K 16位）表示。 图1.4.3 只读存储器ROM 与随机存储器RAM
第1章基础知识 1.1 概述 1946年，世界上第一台计算机ENIAC在美国问世以来，计算机技术的发展日新月异，在五十多年的历史中，先后经历了电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机，到大规模、超大规模集成电路计算机这样四代的更替。目前已有了第五代“非冯·诺依曼”计算机和第六代“神经”计算机的研制计划。 所谓“非冯·诺依曼”计算机，是将现有的计算机系统结构进行改革，把电脑仿真为人脑的结构。每个人的脑体只有900克左右，但它能存储和处理及其大量的信息，并具有分析和综合的能力，这就是人的智能。计算机研究有一个分支，叫人工智能，就是所谓第五代的人工智能计算机。 生物大脑神经网络可看成一个大规模并行处理的、紧密耦合的、能自行重组的计算机网络。神经网络使人能有效地组织和处理信息，对神经网络研究，并从大脑工作的模型中抽取计算机设计的模型，这就是所谓第六代的神经网络计算机。 计算机按其性能、价格、体积、规模不同可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机和单片机六类。 其中微型计算机诞生于20世纪70年代。由于其体积小、价格低，在各行各业的得到了广泛的应用。 微型计算机的发展历史是和大规模集成电路的发展密不可分的。1963年、1964年研制出了小规模集成电路SSI（Small Scale Integration）。到60年代后期，在一个几平方毫米大的硅片上，已可集成数千个晶体管，这就出现了大规模集成电路LSI（Large Scale Integration）,为微型计算机的核心部件微处理器的生产打下了基础。现代最新型的集成电路已可在单个芯片上集成上千万个晶体管，线宽小于0.13μm，工作频率已超过2GHz。 到目前为止，微型计算机的核心部件微处理器（说明）的发展过程大致可分为六代（参见P.4表1-1）： 1.第一代4位或低档8位微处理器（说明“位”的概念） 其发展大约从1971年到1973年。1971年美国Intel公司研制成功世界上第一个微处理器Intel4004，并于次年推出低档8位微处理器Intel8008。 第一代微处理器指令系统较简单，运算能力较弱，速度也较慢，执行一条指令需10～20μS，即0.05MIPS（million instruction per second）,软件主要用机器语言（说明）和汇编语言（说明），它主要用于计算器及各种家用电器上。 2.第二代高档8位微处理器 1973年至1978年，各公司相继推出了第二代高档8位微处理器。1973年，美国Intel 公司率先推出了Intel8080，这是一个划时代的产品，它是第一个真正实用于微型计算机的微处理器。它的存储器寻址空间（说明）增加到64K字节，并扩充了指令集，指令执行速度达0.5MIPS。软件方面，除使用汇编语言外，还可使用BASIC、FORTRAN等高级语言，后期产品，如以8085A、Z80及MC6502等CPU为核心的具有磁盘和各种外设的微型计算机，还可用简单的操作系统，如CP/M（Control Program/Monitor）。 这个时期推出的微处理器除Intel公司的产品（8080、8085）外，还有Zilog公司的
第1章微型计算机概述 数字电子计算机系统俗称计算机或电脑，是一种具有高速数值运算、自动信息处理、逻辑判断和超强信息存储记忆功能的电子设备，也是一种能按照程序员事先安排的程序来工作，高速地处理各类数据信息的智能化设备。 电子计算机是人类现代科技的重大成就之一，它起始于1946年由美国宾夕法尼亚大学研制成功的第一台电子计算机ENIAC。这是一台由电子管构成的重达30吨并能按照事先安排的指令快速完成指定计算任务的现代意义上的电子计算机。自此，电子计算机及其相关技术经历了一个快速发展的过程。这期间，计算机的构成经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模及超大规模集成电路的几个发展阶段，对应了电子计算机发展的4个时代，而微型计算机属于第4代电子计算机产品，属于超大规模集成电路计算机，是集成电路技术高度发展的产物。 电子计算机按体积、性能、用途和价格指标可分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机5类。从工作原理上来讲，微型机与其他计算机并没有本质的区别，所不同的是微型计算机（简称微机）是直接面向个人用户的，其结构、功能和售价也是全面适应个人用户的。微型计算机的核心部件是微处理器，其性能与微处理器的性能直接相关。 微型计算机对现代社会的方方面面有着无可比拟的影响力。 1.1 微型计算机发展概况 微型计算机的发展是以微处理器的发展为特征的。微处理器自1971年问世以来，随着大规模集成电路技术的不断进步，在短短几十年的时间里以极快的速度发展。 1971—1973年，标志着第1代微机的4位和8位低档微处理器问世了，其代表性产品是Intel公司的4004和8008微处理器，分别是4位和8位微处理器。8008算得上是世界上第一种8位的微处理器，其集成度约4000个晶体管/片，芯片主频仅1MHz。 1974—1977年，出现了标志着第2代微机的8位中高档微处理器，其代表产品有Intel 8080、M6800和Z80等，集成度有了大幅提高，已具备了典型的计算机体系结构，包括中断、DMA等控制功能，主频约2MHz。由于有了较完善的指令系统，软件可采用BASIC、Fortran等高级语言及相应的编译程序。 1978—1984年进入了拥有16位微处理器的第3代微机时代。这个时代的微处理器代表产品是Intel 8086、Intel 8088、M68000和Z8000等，集成度和运算速度比上一代有了成倍的提高，主频时钟已超越了5MHz。处理器的指令系统也更加丰富和完善，也有了配套的操作系统和多任务处理功能。特别值得指出的是，1979年，IBM公司以8088作为个人
一、微型计算机的基本组成：两大部分，硬件和软件。 1、中央处理器（CPU）：它由运算器、控制器和寄存器3大部分组成。 2、存储器：主要是存储代码和运算数据的。 3、接口：是连接主机和外设的桥梁。 4、输入/输出（I/O）设备：能把外部信息传送到计算机的设备叫输入设备。将计算机处理完 的结果转换成人和设备都能识别的和接收的信息的设备叫输出设备。 5、总线：连接各硬件部分的线路。一组是用来传递数据信息的叫数据总线简称DB；第二组 是用来传递地址信息的简称AB；第三组是专门用来传递控制信息简称CB。 二、微机常用术语： 1、位（Bit）：位是指计算机中使用的二进制数的一位，它是存储信息中的最小单位。只有“0” 和“1”两种状态。 2、字节（Byte）:计算机存储数据时，通常把8位二进制数作为一个存储单元，一个存储单 元也叫一个字节。字节的长度固定，它是存储器存取信息的最小单位。 3、字（Word）：字是计算机中处理和传送信息的最基本单位。它通常与寄存器、运算器、传 输线的宽度一致。 4、字长：一个字所包含二进制数的长度称为字长。实际上字长所表示的是CPU并行处理的 最大位数。如16位机字长为16位，占2个字节。32位机的字长为32位，占4个字节。 5、存储容量：存储单元以字节为单位。存储容量是指CPU构成的系统所能访问的存储单元 数。 6、指令：计算机能识别和执行的基本操作命令。有两种方式：机器码和助记符。 7、指令系统：计算机所能执行的全部指令的集合，称为该计算机的指令系统。 8、程序：为完成某一任务所作的指令（或语句）的有序集合称为程序。 9、运算速度：计算机完成一个具体任务所用的时间就是完成该任务的时间指标，计算机的 速度越高，所用的时间越短。 三、8086/8088微处理器的结构：按功能可分成两大部分：执行单元（EU）和总线接口单元（BIU）。 1、执行单元（EU）：由8个通道寄存器，、1个标志寄存器、算术逻辑运算单元ALU及EU 控制单元组成。EU从BIU指令队列寄存器中获得指令和待处理数据进行操作。将指令代码译码后，发出相应的控制信息，将数据在ALU中进行运行，运算结果的特征保留在标志寄存器FLAG中。 2、总线接口单元（BIU）：总线借口单元BIU包括4个段寄存器、1个指令指针寄存器、1 个内部寄存器、1个先入先出的6个字节（8088是4个字节）的指令队列、总线控制逻辑电路及20条地址线。当EU从指令队列中取走指令，指令队列出现空字节时，BIU即从内存中去除后续的指令代码放入队列中。当EU需要数据时，BIU根据EU给出的地址，从指定的内存单元或外设中取出数据提供给EU。运算结束后，将运算结果送入指定的内存单元或外设。如果指令队列的所有字节全空，EU停止执行。直到指令队列中有指令，并把指令传到EU单元，EU开始操作。 一般情况下，程序是顺序执行的。当遇到跳转指令时，BIU就使指令队列复位，从新地址中取出指令并立即送给EU去执行。 四、8086内部寄存器：按其功能可分为：通用寄存器（8个）、段寄存器（4个）和控制寄存 器（2个）。 1、通用寄存器：包括数据寄存器、地址指针寄存器和变址寄存器。 ⑴数据寄存器：有AX、BX、CX、DX4个16位寄存器，每个寄存器可分为高8位和 低8位两部分使用，也就是说也可作为8位寄存器使用。高8位表示成：AH、 BH、CH、DH，低8位表示成：AL、BL、CL、DL。
AT89C51单片机的主要工作特性： ·内含4KB的FLASH存储器，擦写次数1000次； ·内含28字节的RAM； ·具有32根可编程I/O线； ·具有2个16位可编程定时器； ·具有6个中断源、5个中断矢量、2级优先权的中断结构； ·具有1个全双工的可编程串行通信接口； ·具有一个数据指针DPTR; ·两种低功耗工作模式，即空闲模式和掉电模式； ·具有可编程的3级程序锁定定位； AT89C51的工作电源电压为5（1±）V且典型值为5V,最高工作频率为24MHz. AT89C51各部分的组成及功能：
1. 中央处理器 1.单片机的中央处理器（CPU ）是单片机的核心，完成运算和操作控 制，主要包括运算器和控制器两部分。
（1）运算器 运算器主要用来实现算术、逻辑运算和位操作。其中包括算术和逻辑运算单元ALU、累加器ACC、B寄存器、程序状态字PSW和两个暂存器等。 ALU是运算电路的核心，实质上是一个全加器，完成基本的算术和逻辑运算。算术运算包括加、减、乘、除、增量、减量、BCD码运算；逻辑运算包括“与”、“或”、“异或”、左移位、右移位和半字节交换，以及位操作中的位置位、位复位等。 暂存器1和暂存器2是ALU的两个输入，用于暂存参与运算的数据。ALU的输出也是两个：一个是累加器，数据经运算后，其结果又通过内部总线返回到累加器；另一个是程序状态字PSW，用于存储运算和操作结果的状态。 累加器是CPU使用最频繁的一个寄存器。ACC既是ALU处理数据的来源，又是ALU运算结果的存放单元。单片机与片外RAM或I/O扩展口进行数据交换必须通过ACC来进行。 B寄存器在乘法和除法指令中作为ALU的输入之一，另一个输入来自ACC。运算结果存于AB寄存器中。 （2）控制器
《认识微型计算机》说课稿 【说教材】 一、教材的地位与作用 《认识微型计算机》一节是开启计算机组装课程学习的敲门砖，是学习计算机组装的前提和基础。掌握本节内容是学习后续内容的必要条件，也会给我们日常学习和生活中对计算机的使用带来很大方便。 二、学情分析 1、知识储备 中专学生对计算机的了解大概分为以下几个层次： （1）从来没有或很少接触计算机（5%） （2）会上网和计算机的一些基本操作（85%） （3）家中有计算机，并且对计算机的基本性能比较了解（10%） 2、学生特点 学生对学习计算机课程比较感兴趣，但不喜欢学习理论知识。 三、教学目标 知识目标： 认识组成微型计算机系统的主要外部部件的名称和作用 知道计算机系统硬件 所包括的主要内容 认识微型计算机的主板及个部分功能 熟悉微型计算机主板接口的名称 熟悉常用的外存储器设备的种类及特点
能力目标： 使学生能正确认识和使用微型计算机。 德育目标： 让学生能够直观感受到科学技术的发展和进步，及学习高科技知识的重要性。 四、重点难点 根据学情分析及本节教学目标，把本节课的教学重点定为微型计算机系统的外部部件名称及作用，难点定为主板及其接口的组成及功能。 【说教法】 1、实物展示法 本节课程的主要教学方法。这种方法比较直观。靠实物的视觉效果辅助听觉记忆，使理论内容更加容易被理解，使记忆更加容易，更加快速。 2、总结归纳法 在没有实物参照的抽象部分，采用本方法，把复杂的计算机系统总结归纳为一个图表，便于学生学习。 【说学法】 1、观察法 本节课程的主要教法是实物展示法，针对于这一教法，启发学生用观察法学习，培养学生观察思考的能力。 2、讨论法 面向全体学生，让学生自主展开讨论，引导学生养成独立思考并积极参与课堂的学习习惯。