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  • 秀延初级中学教学设计科目信息年级七年级主备人杨小艳课型新授课题计算机系统及简单工作原理课时1学习目标1、基本掌握计算机系统的基本组成,软件和硬件的作用;2、培养学生观察事物、认识事物、理解事物的能力;3、...

    秀延初级中学教学设计

    科目

    信息

    年级

    七年级

    主备人

    杨小艳

    课型

    新授

    课题

    计算机系统及简单工作原理

    课时

    1

    1、基本掌握计算机系统的基本组成,软件和硬件的作用;

    2、培养学生观察事物、认识事物、理解事物的能力;

    3、通过对计算机的基本组成和简单工作原理的学习,激发对计算机知识的强烈求知欲,培养对待计算机认识的正确价值观。

    学习

    重点

    计算机硬件和软件的概念。

    学习

    难点

    认识各硬件及了解其作用;认识软件系统在计算机中的重要性。

    学具

    教具

    多媒体

    学习活动

    学法指导

    备注(手写)

    导入新课:

    导入:计算机对于我们来说已经不再陌生了,而且有越来越多的同学已经拥有了计算机,可我们对计算机的了解又有多少呢?今天我们就来学习计算机系统的基本组成。首先,我们来做一个小调查,请家里有计算机的同学举手。(生积极参与举手,从而达到统计学生对计算机基本了解的成程度)

    师:那么今天我们就来了解计算机的基本组成和基本工作原理。

    新授:

    任务一:计算机硬件

    师:计算机硬件,是构成计算机的各种设备或器件的总称,是实实在在的、看得见、摸得着的东西。

    每一台计算机都有CPU、内存、硬盘、键盘、鼠标、显示器等(结合刚才所记载的内容,分别讲解并展示实物以加深学生的认识。)

    计算机硬件包括:

    中央处理器(CPU):由控制器和运算器构成,它是一种超大规模的集成电路,具有运算、处理和控制的功能,是计算机的核心部件。

    存储器:是存储各种信息和处理结果的装置。分为主存储器和辅助存储器

    存储器,也称内存。常用于存储计算机要执行的程序和数据,存取速度快,但存储量小,断电后其中存放的数据不能保存,再次通电后也不能恢复。内存容量常用MB表示,它是衡量计算机性能的一项重要指标,。

    辅助存储器,用于长期存放信息的存储器,它的存储量大,断电后数据不会消失,存取速度比内存慢,常见的有硬盘、软盘、光盘、优盘等

    硬盘容量常用GB表示

    存储器的容量基本单位是字节(B),常见的容量单位有KB(千字节),MB(兆字节),GB(吉字节)

    1GB = 1024MB,1MB= 1024KB,1KB = 1024B

    输入设备:将信息输入给计算机的设备,常见的有键盘、鼠标、麦克风等

    输出设备:将信息输出计算机的设备,常见的有显示器、音响、打印机等

    输入设备、CPU(控制器、运算器)、存储器、输出设备,构成了计算机系统的硬件系统。

    注意:在讲解硬件设备的过程中,一一展示实物,并用大家熟悉的称谓、型号来讲,并指出它们各自的相似与不同。

    任务二:计算机软件

    教师演示:将我们刚才所讲到的这些硬件设备逐一安装到机箱中,现在安装好的计算机是不是就能马上投入到工作了呢?

    (在机箱中,先使用没有安装操作系统的硬盘,打开计算机的电源开关,计算机屏幕上出现计算机启动信息,但由于硬盘中没有安装系统,所以计算机无法正常工作。)

    教师提问:我们看到这台计算机无法工作,是它的硬件有问题呢?还是其它原因呢?大家可能注意到了,刚才有同学提到了Windows XP,它属于计算机系统的组成部分吗?

    学生回答:

    教师讲解:Windows 98和Windows XP还有Windows2000等都是操作系统,它是计算机系统资源的管家,如果没有了操作系统,计算机是无法工作的。操作系统也是计算机系统的组成部分。

    计算机软件,是计算机系统中程序、数据和相关技术文档资料的总称。

    简单工作原理:

    通过类比人类大脑的工作方式,得出电脑的工作方式。

    调查式的方式引入新课,可以起到掌握学生对计算机基础知识的认识,同时也能充分让学生参与到课堂中来,激发学生学习热情。

    通过实物对比与课堂介绍,同时学生参与进来的方式,多管齐下,让学生熟悉计算机的组成,了解计算机的每部分组成的作用。

    通过演示的方式,使学生了解计算机软件在计算机系统的重要性,激发学生的探索热情。

    完成课本P15页实践探索,通过同伴之间,和同伴与老师之间的交流,深化对计算机硬件和软件的认识。

    (老师作简单总结点评,并适时加以表扬)

    归纳总结

    本节课主要从学生已经有了一定计算机基本知识的基础上进行的,在设计上充分考虑了学生的已找我能力,在课堂上大部分学生能够熟练的介绍出计算机的硬件和相关软件,而且有意想不到的效果。从教学的过程来看,学生回答问题很积极、主动,课堂气氛较好。但仍然有个别同学因为家庭原因,很少接触电脑,通过本节课,使他们进一步了解了计算机基础知识,激发了要掌握计算机知识的热情。

    作业

    设计

    交流评价中的课后作业

    计算机系统及简单工作原理

    计算机硬件

    计算机软件

    工作原理

    展开全文
  • 计算机的工作原理.doc

    2021-07-25 06:54:18
    第 周 星期 第 节 年 月 日课 题计算机的工作原理教 学目 标1、知道计算机系统的组成2、知道计算机系统的工作原理教材分析重点计算机系统的工作原理难点计算机系统的工作原理教具教学过程为什么计算机能按照人们的...

    第 周 星期 第 节 年 月 日

    课 题

    计算机的工作原理

    教 学

    目 标

    1、知道计算机系统的组成

    2、知道计算机系统的工作原理

    教材分析

    重点

    计算机系统的工作原理

    难点

    计算机系统的工作原理

    教具

    为什么计算机能按照人们的意志,自动地完成各种各样的任务呢?这主要归功于计算机程序。计算机的工作过程就是执行程序的过程。

    一、计算机系统的组成

    计算机由硬件系统和软件系统组成,硬件中的五大基本部件承担着信息处理的任务。

    1、输入设备:承担着信息输入、采集的任务,将各种信息转换为二进制数字后送入存储器。常见的输入设备有键盘、鼠标以及扫描仪、读卡器等。

    2、输出设备:承担着信息的输出任务,将信息处理的结果以人们能够识别的形式(字符、图像、声音等)输送出来。常见的输出设备有显示器、打印机、喇叭、投影仪等。

    3、存储器:承担信息的暂存或永久存储任务,常见的存储设备有内存(也称主存,用于暂存信息),外存(也称辅存,用于长时间保存信息),包括硬盘、软盘、光盘、优盘等。

    4、运算器:承担逻辑运算任务。

    5、控制器:通过发送信号指挥和控制计算机各个部件协同工作。

    实际上运算器、控制器不是独立的部件,它们共同组成计算机的心脏----“中央处理器”(CPU)。

    计算机的五大部件通过“总线”传递信息,计算机就是由以上的五大部件和总线构成的。如图2-5.1所示。

    图2-5.1 计算机内的五大部件

    二、计算机指令与程序

    计算机根据人们预先设计的一串指令来自动地进行数据的计算和信息的加工处理,这一串指令就称为程序。

    一个指令规定计算机执行一个基本操作。一个程序规定计算机完成一个完整的任务。由于计算机只能识别二进制数,所以指令也必须用二进制代码表示,这就是机器指令。

    为了便于记忆和使用,人们发明了用英文字母和符号代表指令的方法,这就是汇编指令和汇编语言。后来计算机专家又发明了与我们日常使用习惯很接近的“高级”语言,常用的高级语言有:Pascal、C、Java等。汇编语言和高级语言都要由专门的程序“翻译”成机器指令,计算机才能识别并执行。例如,加法操作对应的指令:

    机器指令

    汇编指令

    高级语言ADD C,A

    C=C+A

    【想一想】

    我们在五年级学过的LOGO是高级语言吗?为什么?LOGO中是如何做加法的?

    三、计算机工作原理

    计算机的基本工作原理是存贮程序和程序控制。存储程序是指人们必须事先把计算机程序及相关的数据,输入并存储在计算机的存储器中。程序控制是指计算机能自动地逐一取出程序中的指令,加以分析并执行规定的操作。这就是美籍匈牙利数学家冯.诺依曼在20世纪40年代计算机诞生的初期提出来的“程序存储”原理。

    【知识拓展】计算机之父--冯·诺依曼

    1945年6月,冯.诺依曼提出了在数字计算机内部的存储器中存放程序的概念,被称为“冯.诺依曼结构”,按这一结构建造的计算机称为存储程序计算机(又称为通用计算机)。冯.诺依曼计算机主要由 运算器、控制器、存储器和输入 输出设备组成,它的的特点是:程序以二进制代码的形式存放在存储器中;所有的指令都是由操作码和地址码组成;指令在其存储过程中按照执行的顺序;以运算器和控制器作为计算机结构的中心等。直到目前,计算机仍是按照这个原理进行工作和加工处理信息的。

    下面就以一个汇编语言程序在计算机中的运行过程来说明计算机的工作原理。例如,要求计算机实现将13和15相加,结果28放在CPU的累加器中。具体步骤如下:

    1、编写程序

    用3条汇编指令,就可以实现两个数相加。

    LD A,DH ;将16进制数D(即13)送累加器A

    ADD A,FH ;将16进制数F(即15)与累加器中的D相加

    HALT ;暂停

    想一想,执行了以上3条指令后,累加器A中存储的数是多少?

    2、输入程序

    将以上程序输入到计算机的内存中,并由汇编程序“翻译”成目标程序(机器指令)。见表2-5.1。

    源程序

    目标程序

    说明

    LD A,DH

    表示“取数”操作

    表示“操作数”13

    ADD A,FH

    表示“累加”操作

    表示 “操作数”15

    HALT

    表示“暂停”操作

    表2-5.1

    目标程序占用00H~04H共5个存储单元,如图2-5.3所示。

    目标程序代码

    目标程序代码

    图2-5.3程序存储及执行过程

    3、执行程序

    对照图2-5.3,程序执行过程大致如下:

    第一步:CPU首先将第一条指令的地址00H存入指令计数器。

    第二步:控制器发出取“指令”信号,从地址为00H的单元中

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  • 文档介绍:计算机工作原理教案整理.doc计算机系统及其工作原理一、教学目标:1、基本掌握计算机系统的基本组成2、初步知道各硬件的作用3、了解计算机工具的作用二、教学重点:计算机硬件跟工具的概念三、教学难点:认识...

    5-995-png_6_0_0_108_48_997_807_1262.879_892.979-1230-0-0-1230.jpg

    文档介绍:

    计算机工作原理教案整理.doc计算机系统及其工作原理

    一、教学目标:

    1、基本掌握计算机系统的基本组成

    2、初步知道各硬件的作用

    3、了解计算机工具的作用

    二、教学重点:

    计算机硬件跟工具的概念

    1-1021-jpg_6_0_______-644-0-0-644.jpg

    三、教学难点:

    认识各硬件及知道其作用;认识软件平台在计算机中的重要性。

    四、课时安排:

    1课时

    五、教学方法和方法:

    任务驱动式、分组教学

    六、教学过程:

    教学内容及过程

    6b5b7e1b0f2df77b0cd69dfff24ec127.png

    个性发挥

    引入新课:

    计算机针对我们来说已经不再陌生了,而且有越来越多的朋友终于拥有了计算机,可我们对计算机的知道又有多少呢?今天我们就来学习计算机平台的基本构成。首先,我们来做一个小调查,请家里有计算机的朋友举手。(据初步认识每个班级中大约有30%以上的同学家中有计算机)

    新授:

    1、硬件系统

    教师提问:下面,我们请几位同学帮你们介绍一下自己所把握的计算机平台知识好吗?

    学生提问:请2-3位同学讲解,老师记录与本课有关的计算机平台所涵盖的内容写在黑板上。

    教师讲解:

    2-1044-jpg_6_0_______-679-0-0-679.jpg

    计算机软件,是构成计算机的各类设施或器件的总称,是实实在在的、看得见、摸得着的东西。

    每一台计算机都有CPU、内存、硬盘、键盘、鼠标、显示器等(结合先前所记载的内容,分别讲解并展现实物以加深学生的了解。)

    计算机硬件包括:

    1、中央处理器(CPU):由控制器和运算器构成,它是一种超大体量的集成电路,具有运算、处理跟控制的功能,是计算机的核心部件。

    它是考量计算机性能的重要指标,常借此型号来称呼计算机。如PⅢ、PⅣ计算机

    2、存储器:是传输各种信息和处理结果的装置。分为主存储器和辅助存储器

    存储器的容量基本单位是进制(B),常见的容量单位有KB(千字节),MB(兆字节),GB(吉字节)

    1GB = 1024MB,1MB= 1024KB,1KB = 1024B

    7-1010-jpg_6_0_______-642-0-0-642.jpg

    主存储器,也称内存。常用于传输计算机应执行的程序和数据,存取速度快,但存储量小,断电后其中放置的数据不能保存,再次通电后也不能恢复。内存容量常用MB表示,它是考量计算机性能的一项重要指标,。

    辅助存储器,用于大量储存信息的存储器,它的存储量大,断电后数据不会消失,存取速率比存储慢,常见的有内存、软盘、光盘、优盘等

    硬盘容量常用GB表示

    3、输入设备:将信息输入给计算机的仪器,常见的有按键、鼠标、麦克风等

    4、输出设备:将信息输出计算机的仪器,常见的有显示器、音响、打印机等

    输入设备、CPU(控制器、运算器)、存储器、输出设备,构成了计算机平台的软件系统。

    注意:在讲解硬件设备的过程中,一一展现实物,并用大家熟知的称谓、型号来讲,并强调他们各自的相同与不同。比较我们国家的硬件制造发展与美国的差别计算机原理教案下载,用以激发师生的爱国热情跟学习动力。

    2、软件平台

    教师演示:将我们今天所提到的这种软件设施逐一安装到主机中,现在安装好的计算机是不是就能立刻投入到工作了呢?

    (在机箱中,先使用没有安装操作系统的u盘,打开计算机的电源开关计算机原理教案下载,计算机键盘上出现计算机开启信息,但因为内存中没有安装平台,所以计算机能够正常工作。)

    教师提问:我们发现这台计算机能够工作,是它的硬件有问题呢?还是其他因素呢?大家或许注意到了,刚才有朋友看到了Windows XP,它属于计算机平台的组成部分吗?

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  • linux网卡工作原理.doc

    2021-05-15 12:53:49
    Linux操作系统的功能可以概括为进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理、网络等几部分。所有的系统操作最终都可以映射到对...所以分析网卡的工作原理即是分析网卡的驱动程序。网络是独立的一个模块。为了屏蔽网...

    Linux操作系统的功能可以概括为进程管理、内存管理、文件系统管理、设备管理、网络等几部分。所有的系统操作最终都可以映射到对物理设备的操作。除去对CPU、内存以及其他少数几个物理实体的操作之外,系统对其他设备的所有操作都通过专门的称为驱动程序的代码完成。系统中存在的每种外设在内核中都必须有对应的设备驱动程序对其进行处理。所以分析网卡的工作原理即是分析网卡的驱动程序。

    网络是独立的一个模块。为了屏蔽网络环境中物理网络设备的多样性,Linux对所有的设备进行抽象并定义了一个统一的概念,称之为接口。所有对网络硬件的访问都是通过接口进行的,接口提供了一个对所有类型的硬件一致化的操作集合来处理基本数据发送和接收。一个网络接口被看作是一个发送和接收数据包的实体。对于每个网络接口,都用一个net_device的数据结构来表示。net_device中有很多提供系统访问和协议层调用的设备方法,包括提供设备初始化和往系统注册用的init函数,打开和关闭网络设备的open和stop函数,处理数据包发送的函数hard_start_xmit,以及中断处理函数。

    所有被发送和接收的包都用数据结构sk_buff表示。要发送数据时,网络系统将分局系统路由表选择相应的网络接口进行数据传输;当接收数据包时,通过驱动程序登记的中断服务程序进行数据的接口处理。

    Linux网络驱动程序崇尚倒下分为四层:协议接口层、网络设备接口层、设备驱动功能层、网络设备和网络媒介层。如下图所示:

    网卡初始化

    网络设备初始化主要工作时检测设备的存在、初始化描述设备的net_device结构及在系统中登记该设备。在系统初始化完成以后,系统检测到的网络设备将保存在链表dev_base中,其中每个链表单元net_device对应一个存在的物理网络设备。

    初始化过程首先检测网络物理设备是否存在,这是通过检测物理设备的硬件特征来完成;然后对设备进行资源配置,这些完成之后就要构造设备的net_device数据结构,用检测到值对net_device中的变量初始化;最后Linux内核中注册该设备并申请内存空间。

    ?

    网卡的打开与关闭

    为了使用网络设备,需要打开网卡,打开和关闭的一个接口是由shell命令ifconfig调用的,而ifconfig则要调用一个通用的设备打开函数dev_open(net/core/dev.c),相应的还有一个dev_close函数,这两个函数提供独立于设备的操作接口的打开和关闭功能。一般打开函数执行的操作包括注册中断函数,分配并初始化网卡所需要的接收与发送缓冲区,启动硬件检查网络连接线状态等。

    ?

    数据包的发送与接收

    数据包的发送和接收是实现Linux网络驱动程序中两个最关键的过程。

    当物理网络设备接收到数据是,系统通过两种途径解决这个问题。一种方法是轮询方式,另一种方式是中断法师。

    在轮询方式中,系统每隔一定的时间间隔就去检查一次物理设备,若设备有数据到达,就调用读取数据的程序。Linux中通过定时器实现,但是此法有一个明显的缺点:不管设备是否有数据,系统总是要固定的消耗CPU资源去查看设备,并且可能对一些紧急数据处理予以延迟。从资源的利用率以及工作的效率上看都不是最优的。

    中断方式利用硬件体系结构的中断机制实现设备和系统的应答对话,即当物理设备需要CPU处理数据时,就向CPU发送一个终端信号,系统则在收到信号后调用相应的中断服务程序响应对设备中断的处理。因此,基本在所有的网络设备驱动程序中都是用中断方式的。

    每一个网卡上都有一块FIFO存储器,对于NIC(Network Interface Controller),FIFO存储器是用来通过系统总线传送数据到系统存储器之前,缓存从LAN上接收到的数据。对与快速以太网还有一个直接内存存取(DMA:Directly Memory Access)控制器,用于提供对系统存储器的可靠访问。

    驱动为网卡分配一个环形缓冲区,在一段连续的物理内存中实现。

    1、?

    (1)?????? MAC的数据包,先暂存于片内FIFO接收队列;

    (2)??????

    (3)?????? FIFO移至缓存后,将接收状态寄存器和包长度写入接收的数据包头部,并更新CBA(Current Buffer Address)寄存器的值;

    (4)?????? CMDCommand)寄存器中的BufferEmpty位和ISR(中断状态寄存器)寄存器的ROK位置1,并发出ROK的中断;

    (5)?????? ISRISR(ROK)并更新CAPR(Current Address of Packet Read,指向接收缓存的已读取包的地址),完成本次接收。

    2、?

    (1)?????? OS配合驱动程序完成;

    (2)?????? OWN位);

    (3)?????? OWNFIFO

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