2022年《计算机应用基础》_教案_ .pdf
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1、课时授课计划之 (3) 课题(章节名称)实验一微型计算机硬件组装及市场调查时间2009-10-15 星期四第 12 节教学目的与要求1、掌握计算机硬件和组装的相关知识。2、掌握选购计算机部件的技巧。3、能动手组装计算机。教学重点1、掌握计算机硬件和组装的相关知识。2、能动手组装计算机。教学难点1、计算机硬件和组装的相关知识。2、选购计算机部件的技巧。3、动手组装计算机。教学方法指导法教学时数2 学时课外作业主要内容时间分配1、计算机硬件和组装的相关知识。2、购买计算机部件并自己尝试动手组装计算机。40 分钟60 分钟课后小结名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - -
2、- - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 18 页 - - - - - - - - - 实验一微型计算机硬件组装及市场调查一、 实验案例小明在高中时曾经接触过电脑,对电脑也产生了浓厚的兴趣。作为一名大学新生,小明非常希望成为一名电脑高手。然而从哪里开始入手呢?在老师的帮助下,小明知道了学习电脑绝不能纸上谈兵,必须从实践中学习。考虑再三,小明决定购置一台电脑,在得到家长的支持下,开始付诸实施。小明了解到,同样的性能,组装机要比品牌机便宜得多,而且方便学习,这对于费用紧张而又不想放过一切学习计算机机会的小明来说再合适不过的了,因此, 他决
3、定自己动手组装个人计算机。在老师的指导下,小明列出了如下一个装机计划:1、学习计算机硬件和组装的相关知识。2、在预算范围内,根据自己学习的需要确定组装计算机的配置。3、购买计算机部件并自己尝试动手组装计算机。为了能早日达成心愿,小明不分昼夜的按照计划工作着,终于实现了自己的心愿,成功组装了自己理想的计算机,同时,在组装过程中也学到了许多计算机的硬件知识。以下, 我们具体来了解一下小明是如何按照计划完成组装计算机目标。学会了这些知识,我们就可以按照需要组装出各种档次的计算机了。二、实验指导(一)微机组成原理与主要部件知识1、微机的逻辑结构、逻辑部件与物理部件早在 1946 年,美国数学家冯 诺伊
4、曼提出了存储程序式计算机的体系结构方案,奠定了现代电子计算机体系结构的根基。迄今为止,在世界各地使用的计算机,无论巨型机、大型机、中型机、小型机或微机、笔记本电脑或者是掌上型微电脑,其硬件结构都是按照存储程序式计算机结构设计的。微机通常指个人台式计算机,在硬件结构上也完全依据存储程序式计算机的逻辑结构对应进行各个物理部件的设计。因此,微型计算机的逻辑结构仍然是存储程序式计算机的通用结构。在组装微机时,头脑里始终以微机的逻辑结构做参考将是非常有帮助的。存储程序式计算机的体系结构可以总结为如图1-1A 所示的逻辑结构图,计算机的功能通过五个逻辑部件得到充分体现,因此又称为计算机五大功能部件结构图。
5、五大功能部件结构是逻辑上的,其具体的实现形式则可以千变万化。微机的具体硬件部件就是对五大功能部件逻辑结构的一种实现。组成微机的各个硬件部件都是五大功能部件对应的具体形式。 尽管多媒体功能已经成为微机的标准配置,而且新的多媒体接口和设备层出不穷,原理上也只是扩充了输入设备与输出设备的实例,其逻辑结构并未改变。五大功能部件同微机硬件部件之间的对应关系如表1-1 所示。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 18 页 - - - - - - - - - 逻辑上的控制器与
6、运算器总是组合成一个独立的硬件芯片,称为中央处理器(CPU)。内存储器在物理上对应独立的内存条部件。输入设备在物理部件上对应键盘、鼠标、磁盘驱动器等标准输入设备和光驱、声卡、扫描仪、数码相机等多媒体输入设备。输出设备在物理部件上对应显示器、打印机、 磁盘驱动器等标准输出设备和光盘刻录机、声卡等多媒体输出设备。在各个逻辑部件之间负责数据信号与控制信号传输的线路在物理部件上对应主板以及主板上的各种设备接口。表 1-1 五大功能部件同微机硬件部件及多媒体部件对应关系一览表逻辑部件名称物理部件名称备注控制器中央处理器 (CPU) 主机运算器内存储器内存条输入设备键盘标准输入设备鼠标磁盘与磁盘驱动器US
7、B 存储设备光盘与光驱多媒体输入设备声卡扫描仪数码相机输出设备显示器标准输出设备打印机磁盘与磁盘驱动器USB 存储设备光盘刻录设备多媒体输出设备声卡数字总线与控制总线主板含各种设备的接口数据数据输入设备内存储器输出设备运算器控制器CPU 程序数据指令运行结果数据控制信号数据信号数据图 1-1A 存储程序式计算机逻辑结构名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 18 页 - - - - - - - - - (2)微机硬件系统与组成部件介绍微机硬件系统是由多种功能各异的
8、独立物理部件以及辅助环境部件(机箱、电源等 )组装而成。微机硬件系统的每个部件都有其特定的功能分工、了解这些独立的物理部件是组装微机的基础。微机硬件系统的各个部件及其功能如表1-2 所示。表 1-2 微机硬件系统部件及其功能一览表编号微型硬件系统部件名称功能1 机箱放置和固定其他部件的金属框架;屏蔽外部干扰,提供稳定工作环境电源通过将 220v 交流电转换为低压直流电,为计算机系统提供运行动力2 主板属多层印刷电路板,通过板上的各种数据与控制总线同各个部件连接3 CPU 微机系统核心部件,对程序指令进行解释和处理4 内存条主存储器,存放处理中的数据与程序5 显卡驱动显示缓冲区中的数据转换为RG
9、B 显示信号6 显示器将显示信号在屏幕上进行显示7 硬盘硬盘驱动器与金属盘体的封装,是可高速读写数据的外存储器8 软驱软盘读写驱动器,驱动可携带软盘的读写9 光驱光盘读写驱动器,驱动可携带光盘的读取刻录机向可刻写光盘刻录与读取数据,也可读取只读光盘的数据10 声卡外部声音的采样输入或声音信号的输出11 键盘标准按键输入设备,输入各种显示与控制字符12 鼠标标准位置输入设备,输入坐标定位信息13 打印机接收数据并输出到打印纸上14 扫描仪将外部的图像资料进行数字化,输入计算机15 数字摄像头实时对外部动态景物进行捕捉,并动态输入计算机16 数码相机将外部的景物拍照并数字化,输人计算机17 U 盘
10、通过 USB 接口读写数据的存储设备,基本取代了软驱18 网卡微机同局域网的接口设备,实现局域网内微机间通信表中所列部件在市场上都是可以选购的商品,多个厂家所生产的功能相同的同类部件。在性能与价格上差别比较大,因此需要了解各种部件的性能参数,以便权衡和选择。1、机箱与电源名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 18 页 - - - - - - - - - 机箱与电源在市场上一般都是搭配出售的。但两者的作用不同,需要分别对其性能参数进行考查。机箱与电源的外形如图 1
11、-1 所示。对于机箱,主要应考查的相关参数包括品牌、用料、做工、外形结构、散热装置,特殊环境下还应考虑电磁屏蔽情况,至于外观感觉和颜色,在同等条件下再进行考虑。对于电源,主要应考查的相关参数包括品牌、功率、用料、做工以及认证情况。另外,Windows操作系统支持软关机、远程唤醒等功能,因此应选择ATX 电源,而 AT 电源不支持软关机等功能,在选购时要特别注意。2、主板主板提供了CPU、内存以及各种外部设备的插座、插槽,同时为这些部件之间的控制信号与数据信号的传递提供支持。实际上,主板很大程度上决定着微机整机的性能和稳定程度,因此是选配计算机时首先要考虑的部件。主板的正面外形如图l-2 所示。
12、对于主板,主要应该考查的相关参数包括品牌、支持的CPU 类型、选用的芯片组、做工、布局设计、接口类型、可扩展性等。3、中央处理器 (CPU) CPU 在微机中的作用,好比是人的心脏。CPU 的档次决定了同其搭配的各种部件的档次,因此也决定了微机的档次。CPU也是目前人类设计的各种芯片中技术最复杂、最现信息技术水平的硬件系统。一般情况下,在CPU 的设计出来之后,其他配合部件如主板、内存等才进行衔接设计。所以,在选购微机时,对 CPU 的选型是首先要决定的。目前,在市场上微机使用的CPU主要来自美国的两个厂家,AMD和Intel。两个厂家都成功推出了主频在2 图 1-3 CPU 产品图 1-1
13、机箱与电源显卡插槽 (AGP)CPU 插槽(Socket)声卡插槽( PCI)内存插槽(DIMM )图 1-2 主板与相应插槽名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 18 页 - - - - - - - - - GHz 以上 64 位的多核 CPU,同时市场上也都有多款相对低档的CPU 产品供选择。 CPU 产品如图 1-3 所示。对于CPU,在选购时主要考查的相关参数包括品牌、真伪、主频、高速缓冲区级别和大小、发热量、制造工艺及其性能价格比。在资金一定的情况下,
14、选择合适的CPU 档次是非常关键的。4、内存条内存芯片是一种半导体元器件,由可以存储二进制位的存储单元构成。内存条是将多个内存芯片通过一个较小的印刷电路板封装而成。内存条的外形如图 1-4 所示。对于内存条, 在选购时主要考查的相关参数包括内存芯片的品牌、类型、时钟周期存条印刷电路板的用料、层数、布线情况、做工以及规范程度。内存是 CPU 访问最多的部件, 因此选择同CPU 主频尽量相匹配的内存条,对整机的性能影响是比较大的,当然考虑到软件需求的话,内存条的基本容量也是基础的考虑因素。5、显卡在计算机内部是用二进制数据来表示图像的,为了将这些数字图像转换为屏幕上显示的真实图像, 就需要一种能将
15、数字信号转换为显示器行扫描信号,以驱动显示器正确显示的硬件部件, 即显卡。 显卡对微机的信息显示效率和效果影响很大,尤其在使用高速图像应用软件时效果非常明显。目前,主要的显卡有两种接口类型,AGP 接口显卡和PCI-E 接口显卡,分别同主板的AGP 接口和 PCI-E 接口相匹配。 由于 PCI-E 接口的显示带宽远大于AGP 接口,因此AGP接口显卡尽管现在使用很多,但不可避免的将逐步被替换。AGP 显卡和 PCI-E 显卡的外形分别如图l-5a 和图 1-5b 所示。对于显卡,因其性能由印刷电路板、显存、数/模转换器、显示图形芯片等部件综合决定,因此在选购时需要对每一项分别考查其相关参数。
16、从板卡上主要考查参数包括用料、做工、配件的合理使用、散热性能以及输出接口的多样性。从显存上主要考查参数包括容量、工作频率、时钟周期、同显示芯片之间数据带宽等。从数模转换器上主要考查参数是转换速率,单位MHz ,决定显卡的刷新频率。显示图形图 1-4 内存条图 l-5a AGP 显卡图 1-5b PCI-E 显卡名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 18 页 - - - - - - - - - 芯片,又称GPU,体现着显卡的档次和主体性能,主要考查参数包括2D 雨
17、 J3D 图形加速能力或支持3D 软件标准接口的能力。6、显示器显示器是微机中最主要的输出设备,也是人们观察微机运行状态和运行结果的最重要的窗口,它也是微机中单件价格相对较高的部件。显示器的好坏会直接影响人们的眼睛和身体的健康。因此,选购质量好、价格优的显示器对于组装微机就显得特别重要。显示器在市场上分为两种,传统显像管(CRT)显示器和新兴的液晶(LCD) 显示器。两种显示器外观上差别比较大,CRT 显示器由于使用了显像管,体积大且重;而LCD 显示器则薄而轻。 CRT 显示器与 LCD 显示器外观分别如图1-6a 与图 1-6b 所示。CRT 显示器原理上同电视机比较相近,通过电子束撞击荧
18、光屏产生图像。而LCD 显示器则是通过电压的更改产生电场而使液晶分子排列产生变化来显示图像。CRT 显示器与LCD 显示器相比的优点是技术非常成熟和稳定、色彩丰富、真实感强,当然更重要的是价格要低很多;而LCD 显示器的优势则在于电磁辐射小、画面无闪烁感、字符显示清楚、轻薄时尚便于移动,但存在的缺点是方向性强,不能侧视,同时价格也高得多。总的来说,配备 LCD 显示器似乎已经成为大多数微机用户的理想之选,随着 LCD 显示器的价格的不断下降,势必会成为微机用户的多数之选。对于 CRT 显示器,在选购时最主要的考查参数包括显像管的尺寸与品牌、显示画质、最高分辨率、显示刷新率、防辐射保护层、环保认
19、证情况、调控方式等,同时还要注意了解产品的售后服务情况。对于LCD 显示器主要考查参数包括品牌、显示质量、最佳分辨率、亮度与对比度、响应时间、可视角度、最大显示色彩数、是否存在坏点等。7、硬盘硬盘也是微机中必备的一种硬件部件,是微机最重要的外部存储设备,是微机操作系统和大多数程序和数据的基础载体。硬盘由硬盘驱动器和一组固定的金属盘片真空封装而成。硬盘的速度和稳定性对于微机是至关重要的,同时由于硬盘也是保存用户资料的关键设备,在组装微机时需要进行精图 l-6a CRT 显示器图 1-6b LCD 显示器图 1-7 硬盘名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - -
20、- - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 18 页 - - - - - - - - - 心选择。硬盘的外形如图1-7 所示。硬盘驱动器主要由一组硬盘读写磁头和控制琴动的机械部件组成,基本上说, 硬盘磁盘片的每个盘面 (有正反两面 )都对应设置一个读写磁头。而盘片则是采用金属材料制作而成,以保证很高的旋转速度也不变形。金属盘片的表面镀上磁性材料,在磁头的作用下实现记录数据。对于硬盘, 在选购时最主要的考查参数包括型号品牌;容量、转速、读写速度、接口形式以及售后服务等。8、软驱与软盘软驱是软 (磁)盘的读写驱动器。与硬盘不同之处在于, 软盘的驱动
21、器与盘体是分离的。软驱由可以驱动软盘读写的磁头和控制移动的装置组成。 软盘则是一种数据记录载体,有坚硬的塑料外壳, 真正记录信息的盘体位于外壳内部是由软性材料制成,因此转速不可能很快,读写速度比较慢慢。由于可以同驱动器分离携带,主要作为信息传递递的工具使用。软驱和软盘的外形如图1-8 所示:软驱在选购时, 主要考查的参数包括品牌、真伪、读写速度、 磁头读写时的声音和均匀程度等。随着 U 盘价格的大幅度降价,现在更多的是依靠U 盘传递信息,不过软驱作为一种通用备用设备,通常还在微机中配备。9、光驱、刻录机与光盘微机中除了磁介质记录信息的存储器设备外,还普遍使用一种光介质的外存储器设备,这就是光盘
22、驱动器。光盘驱动器从技术的发展看,主要有 CD 和 DVD两种标准。 CD 和 DVD的主要不同体现在CD光盘与DVD光盘的容量上。CD 和 DVD 都有只 读 和 可 读 写 两 种 产品。只读产品称为光驱,即 CD 光驱与 DVD光驱。可读写产品称为刻录机,有CD 刻录饥和 DVD 刻录机。无论哪一种光盘驱动器,在外形上差别并不大。光盘驱动器同光盘盘片是分离的,光盘盘片分为CD 和 DVD 两种类型,其中根据是否支持写入,又可细分为只读与可写两种。光盘驱动器与光盘盘片的外形如图1-9 所示。对于只读的光盘驱动器,选购时主要考查的参数包括品牌、读盘速度、缓冲内存大小、外形和做工等。对于可刻录
23、的光盘驱动器还需要考查其刻录的参数,主要有缓冲区的大小、图 1-8 软驱与软盘图 1-9 光盘驱动器与光盘盘片名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 18 页 - - - - - - - - - 刻录最高速度、支持的可刻录盘片的种类等。10、声卡声卡是多媒体微机必备设备,它可以实现声波信号与数字信号的相互转换。声卡可以将自然界的原始声音通过采样转换为数字声音存储到微机中,也可以将数字声音转换后输出到音响设备上,还原出原始声音。声卡对于微机来说,既是输入设备,也是输
24、出设备。可以通过mic 接口或 Line In 对模拟信号的数字声音进行数字化,也可以通过Line Out 或 speak Out 接口输出模拟信号声音。有的声卡还提供midi/ 游戏杆接口同电子琴等乐器或者游戏操纵杆连接。在声卡的印刷电路板上还提供同光盘驱动器的CD 音频输出的接口,可以将CD 信号放大输出。声卡主要由一块印刷电路板以及声音处理芯片所组成。其中声音处理芯片是核心部件,负责所有声音信号的输入、转换、输出。目前,市场上可选择的声卡种类非常多,根据声卡处理声音的音质,可分为低、中、高档,用户在不同的需要时可进行选择。声卡的外形如图1-10 所示。对于声卡, 在选购时主要考查的参数包
25、括主芯片的品牌、支持声道数量、 支持声音信号的频率带宽、信噪比、midi 合成效果以及印刷电路板的做工和支持的外接插口类型等。11、键盘键盘是微机主要的通用交互式输入设备,在市场上可选择的产品也多种多样,不过其功能并无二至。键盘的实现原理并不复杂,关键在于外在的设计。设计不良的键盘,用户长时间使用后会导致身体手腕肌肉不适,甚至积累下疾病。目前, 许多知名的键盘厂家都按照人体特征,设计了人体工程学键盘或分体键盘(主键盘从中间分离)。常见的键盘外形如图1-11 所示。对于键盘,在选购时主要考查的参数包括品牌、键位数量、 是否符合人体工程学、按键的感觉、接口类型等。12、鼠标鼠标是操作windows
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