《计算机硬件系统组成》教学设计

《计算机硬件系统组成》教学设计（精选9篇）

《计算机硬件系统组成》教学设计 第1篇

《计算机硬件系统的组成》教学设计

乌拉街满族中学 孙国家

一、学习者分析

初一的学生，具有活泼好动的特点，怀着对初中生活的憧憬来到一个新的环境里，对每样事物都充满着好奇，都想去探个究竟。随着社会的进步，计算机的使用范围越来越广，计算机的硬件发展越来越迅速，计算机在家庭中的普及程度越来越高，很多学生的家中都有了计算机，但对计算机的认识可能仅仅局限于上网与打游戏，对于计算机系统也只能从自己可以看到的来理解，认识比较片面，通过学习本节内容，系统地认识计算机系统。

二、教材内容分析

1、本节的主要内容及在本章中的地位

本节的主机内容有计算机系统的组成、硬件系统、软件系统。要求学生从信息处理的角度了解计算机系统的基本组成，为下一节进一步学习《走进windows世界》打下基础，它是重要的基础知识。

本节课的内容涉及很多专业术语，这些术语都是比较难理解和掌握的，大多数学生学习起来有一定的难度，教师在教学中可能通过学习活动，引导学生观察、分析、比较、归纳和总结，使之逐步掌握《计算机硬件系统的组成》的知识。

2、教学重点、难点：

重点：计算机系统的组成及结构，各主要部件的作用，存储器的单位及其换算。难点：计算机硬件系统的组成及结构。

3、课时安排：1课时

三、教学目标 1.知识与技能

（1）了解计算机硬件和软件的概念及其关系；（2）了解计算机硬件的各个组成部份及其作用；（3）知道存储器的分类以及存储的单位及其之间的换算。（4）了解软件的分类。2.过程与方法

通过让学生观察计算机的结构和主要部件和教学课件的演示，了解计算机结构及各部分的作用； 3.情感态度价值观

在学习过程中，激发学生学习计算机基础知识的兴趣和积极探究的精神。

四、教学理念和方法

本课的教学内容涉及较多专业述语、名词和概念，其中很多与学生日常接触到的内容不一致。根据任务驱动教学方法和建构主义理论，设计教学情境和活动，通过展示计算机实物和观察活动以及教学课件的使用，引导学生根据这些体验，认识所学内容，掌握专业词汇，理解概念，自主归纳总结出系统结构图，同时培养学生自主探究、协作学习的能力，完成教学任务。

五、教学过程设计

1.教学内容的组织与呈现方式

先用简短的语言引入新课，通过实物展示和学生的讨论活动介绍计算机的硬件系统，在这个过程中渗透计算机五个基本组成部分的概念，引导学生自我对新旧知识进行对比。2.教学过程

新课导入 [观看白板课件]我们大家对计算机的发展历史有一个初步的认识。

[设问导入]大家都知道，在信息处理的过程中，计算机是最重要、最基本的工具。那么，大家知道为什么计算机能处理这些信息呢？首先我们必须知道计算机硬件系统的组成是什么？上一节课老师布置了一个课后任务，请同学们了解一下电脑装机的过程，有没有同学可以和大家一起分享一下这个过程呢？

[过渡]“硬件”这个词我们经常听到，那么他们到底是什么呢？这就是我们这节课要解决的问题。首先我们来看一下硬件。学生回答，巩固旧知识。

[学生回答]先选择主板、CPU、显卡、硬盘等，帮我装机的人就把它们连接起来，然后就装Windows XP和一些常用的软件。设计情景，引发学生兴趣。

硬件系统 [白板课件] 硬件：计算机系统中看得见、摸得着的部分。[讲授] 1.中央处理器（CPU）：它是计算机的心脏，影响着整台机器的速度。由运算器和控制器两个部件组成。运算器：是计算机进行信息处理的部件。控制器：是负责指挥、控制计算机工作的部件。

2.内存储器和外存储器统称为存储器。它是存储指令和数据的部件。3.输入设备：它是人与计算机的桥梁，把信息送入计算机。常见的输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪、数码摄像头、手写板等。4.输出设备：它将计算机的处理结果展现在我们眼前。常见的输出设备有：显示器、打印机等。

[设问]为什么我们对硬件系统这样分类呢？原来，这是根据他们的功能来划分的。我们试着对实物来研究讨论一下，看看是不是这样？ [实物展示]打开一台计算机的主机，让学生分组观察。

[白板课件 讨论、练习] “物以类聚分分看”： 4人小组讨论，分组观察。

分组讨论，完成练习。通过图解，讲授教学内容中的重点和难点，改变学生定性思维。（学生普遍认为计算机系统由主机、显示器、键盘、鼠标、音箱五部分组成。）让学生在实物观察、小组协作中获取知识，在愉快中自主学习。

存储器

[设问过渡] 刚才在实物观察中，大家都明确了这块是内存，这块是硬盘，它们都属于存储器，但大家知道它们之间有什么区别，还有其它哪些存储器吗？ [白板课件、讲授] [设问] 大家知道怎样去衡量存储器的存储空间大小吗？ [白板课件、讲授] [学生回答]“兆”等

[白板课件 练习]学生进一步理解存储单位的换算。课堂小结 [引导学生回忆、归纳] 计算机硬件是指计算机实际设备的总称。硬件由运算器、控制器、内存储器、外存储器、输入设备、输出设备组成。

完整的计算机系统是由硬件和软件完成的。硬件和软件互相配合，计算机系统才能正常工作。归纳并强化记忆。培养学生自己总结的习惯与能力，使知识在主动记忆中得到强化。3.教学评价

（1）你能根据提示填写下图吗？

(2)你认识多少个常见的外存储器，请写出来：_______________________________________

(3)2GB的U盘能存放多少个汉字，请列出算式：_______________________________________ 4.教学资源：

（1）《计算机硬件系统的组成》课件；（2）计算机硬件实物。

六、教学反思

本节课充分发挥学生的主导地位，以学生观察、讨论为主体活动，教师只作引导、归纳内容等辅助活动，课前的实践研究活动（装机过程探究），让学生先对硬件和软件的组成在合作的过程中作一个感性的简单认识，在课堂上多引导学生通过讨论来学习，培养他们的学习主动性。学生思考相关硬件和软件的相互关系、做练习，在这个过程中逐步扭转自己原先的硬件系统组成的概念，巩固并强化记忆“计算机硬件系统的组成”这一知识点。

在课后检查学生的课堂练习，正确率达到85.6%，达到预期目标。学生在课堂上接受的新鲜知识，会引发他们自己提出问题，产生思考，这也是任务驱动教学应达到的目的。

《计算机硬件系统组成》教学设计 第2篇

系统组成1

《计算机硬件系统组成》教学设计

一、教材分析

本课主要对整个计算机硬件系统进行简要介绍，通过本节课的学习，揭开计算机的神秘面纱，使学生充分了解计算机硬件系统的组成，为后续知识的学习和操作，打下坚实的基础。本节课的内容涉及很多专业术语，这些术语都是比较难理解和掌握的，大多数学生学习起来有一定的难度，教师在教学中可以通过学习活动，引导学生观察、分析、比较、归纳和总结，使之逐步掌握《计算机硬件系统的组成》的知识。

二、教学对象分析

本课程的教学对象是小学生，具有活泼好动的特点，怀着对初中生活的憧憬来到一个新的环境里，对每样事物都充满着好奇，都想去探个究竟。随着社会的进步，计算机的使用范围越来越广，计算机的硬件发展越来越迅速，计算机在家庭中的普及程度越来越高，很多学生的家中都有了计算机，但对计算机的认识可能仅仅局限于上网与打游戏，对于计算机硬件系统也只能从自己可以看到的来理解，认识比较片面，通过学习本节内容，可以让学生系统地认识计算机硬件系统。

三、教学准备 多媒体设备、CPU、CPU风扇、内存条、硬盘、主板、整机一套（未组装）

四、教学目标 知识目标：

1、掌握外部设备的组成；

2、识别主板、CPU、内存、硬盘并掌握其作用与性能指标；

3、能识别其他部件如显卡、声卡等并了解其作用；

4、了解组装计算机的主要部件的过程。能力目标：

1、培养学生的科学精神、创新精神和实践能力，提高学生对信息社会的适应能力

2、培养学生敢于动手、乐于动手的能力，以及理论联系实物的能力

情感目标：

1、通过教学探索，激发学生探求未知、认识新知的愿望，提高学习的积极性和主动性

2、通过介绍国产软件，对学生进行爱国主义教育，学生感受到知识的价值，对学习计算机产生深厚的兴趣。

五、教学重点、难点 1．教学重点 计算机硬件系统的组成、结构及各主要部件的作用。

2．教学难点

计算机硬件系统的组成及结构。

六、教学策略

本课的教学内容涉及较多专业述语、名词和概念，其中很多与学生日常接触到的内容不一致。因此在设计教学情境和活动时，通过展示计算机实物和观察多媒体图片，引导学生根据这些体验，认识所学内容，掌握专业词汇，理解概念，自主归纳总结出系统结构图，同时培养学生自主探究、协作学习的能力，完成教学任务。

七、教学过程

一、导入

小活动：用摄像头现场拍摄照片，然后立即通过投影仪展示给大家看。（用以吸引学生注意力和学习兴趣）

教师提问：大家知道我刚才用的这个计算机设备叫什么名字吗？

学生回答：摄像头

教师讲解：对，摄像头是计算机中一种很重要的输入设备，把我们平时见到的图像信息和视频信息输入到电脑中，像这样有用的设备，计算机中还有很多。今天我们就一起来学习一下，计算机硬件系统的组成（板书），你们想不想学？ 学生回答：想！

二、新授

1、出示教学目标：（请同学齐读）知识目标：

1、掌握外部设备的组成；

2、识别主板、CPU、内存、硬盘并掌握其作用与性能指标；

3、能识别其他部件如显卡、声卡等并了解其作用；

4、了解组装计算机的主要部件的过程。能力目标：

1、培养学生的科学精神、创新精神和实践能力，提高学生对信息社会的适应能力

2、培养学生敢于动手、乐于动手的能力，以及理论联系实物的能力

情感目标：

1、通过教学探索，激发学生探求未知、认识新知的愿望，提高学习的积极性和主动性

2、通过介绍国产软件，对学生进行爱国主义教育，学生感受到知识的价值，对学习计算机产生深厚的兴趣。

2、新授

教师提问：大家都知道，计算机又被人们称为“电脑”，这是一种比喻，就好像用电的人脑一样，是人脑功能的延伸和扩 充。因此，要了解计算机各部件的构成和作用，首先要了解人体各部位的功能。请问：人体的哪一部分能够进行计算，是人脑，还是四肢或五官？ 学生：是人脑；

老师：我们每个人都能记住自己的名字，人体的哪一部分能够进行记忆，是人脑，还是四肢或五官？ 学生：是人脑；

老师：人脑能命令我们的四肢和五官做出各种活动，是整个人体的中心。那么一个人光有大脑没有四肢和五官行不行？ 学生：不行。他没办法说话走路和写字。

老师：是啊！人脑再重要，也必须依靠四肢和五官将自己的功能发挥得尽善尽美。（将计算机各部件的功能与人体各部位的作用建立形象对照。）

老师：计算机也同人一样，有相当于大脑的中心部件，也有相当于四肢和五官的外部设备和辅助部件。我们先来介绍外部设备。

教师： 下面我请同学们将你知道的外部设备给大家分享一下，同时请你自动把它分一下类，是输入设备还是输出设备。学生：

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、摄像头等 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、投影仪等

教师：刚才我们介绍了各种外设,包括输入设备和输出设备,它相当于我们的四肢和五官,同学们猜一下计算机的大脑和心脏在哪里呢?答案是主机箱里，计算机中最主要的部件都存放在这里。

教师：我请同学们用3分钟时间快速浏览一下课本第18到第20页，同时请同学们组织一下语言，你来给大家介绍一下主机箱里你觉得很重要的的部件，并说出它重要的理由。教师讲解：谁能给大家介绍一下，在主机箱里，你认为的很重要的部件？（接下来学生的顺序也许和教案的顺序不一样，要随机应变，根据学生的顺序而改变讲解的顺序）学生：中央处理器（CPU）

教师补充：实物的样子：平时大家见到的是它外部的散热片和风扇，是因为它要高速运转，因此产热量也大，如果不加散热片和风扇的话，电脑一开机就当。但是它真实的样子是这样的（出示图片，有正面和反面的）它的表面是一张金属包的标牌，上面有CPU的型号、性能指标、产地等基本信息。标牌下面的才是真正的那张芯片，反过来，这么多密密麻麻的针脚是CPU和主板连接的部分，它们排列成正方形。但是为了区分方向，四个角上有一个角是缺一针的，并且在它相 对应的标牌的那一面，也是有一个金色三角形的指示标识的。

（多媒体展示CPU的实物和图片）

内部组成：它由控制器和运算器构成，它是一种封装好的超大规模的集成电路组成的系统部件，具有运算、处理和控制的功能，是计算机的核心部件。

功能：它的性能好不好，直接决定着这台计算机的性能的好与坏。他的一个重要的一个性能指标是时钟频率，简称主频。用来表示中央处理器的运算速度。主频越高，中央处理器的运算速度越快。目前流行的个人计算机中央处理器的主频已超过2GHz。

品牌：常见的中央处理器的品牌有：AMD和Intel，在现在的市场上，AMD的运算速度更快一点，如果想要玩大游戏的时候不卡的话，最好选用AMD的CPU，只是它的价位稍高一点，Intel的CPU，现在发展的也不错。

安装时注意事项：CPU功能这么强大，但是它却是一个娇气的家伙，安装它的时候却需要小心再小心。下面请大家看一下一段视频，是如何安装CPU和它上面的风扇的。

教师点拨：现在常用的CPU一般都是马来西亚、新加坡等一些地区生产的，我国虽然有一些自主研发的处理器，但是从稳定性和运算速度上来说，还是差的很远，但是外国有关的技术封锁的很紧，中国人要用CPU就必须得买他们的 产品，因此希望同学们能认真学习，在不远的将来为中国研发出高速高质的国产CPU。

教师提问：谁还能像刚才那位位同学一样给大家介绍一下，在主机箱中，你认为的很重要的部件呢？ 学生：内存储器 教师补充：

实物的样子：它是多个寄存芯片集成在一个线路板卡上，一般是绿色的，长条的，常被称为内存条。在内存条的下方，有一系列的表面镀金而且导电的触片，排列如手指状，被称为“金手指”，它是与主板进行连接的部分。为了区分方向，金手指的一端有一个缺口，没在正中间，同样，在主板的内存插槽上也有相应的隔断，插错了方向是插不进去的，除非你使劲硬插，但是我强烈建议你不要这样做。功能：它是计算机的临时存储单元。输入计算机的信息暂时存放在这里，等待中央处理器的提取和处理。虽然硬盘也有储存资料的作用，但是他们俩的速度相当于是闪电侠和乌龟。

但是很不幸的是，内存储器必须在供电的状态下才能保存资料，电源一拔，里面立刻空空如也。

容量：内存储器的容量的大小也直接影响计算机的运算性能。一般为512M到4G。扩大内存也可以通过增加内存条的数量或更换大容量内存条的方式实现。使用注意事项：随着每日频繁的计算机启动和关闭，芯片不断被加热和冷却，慢慢地芯片会偏离出插槽。最终导致接触不好，产生内存错误。

品牌：现在一般好的内存条的品牌主要有金士顿、宇瞻、现代等。

教师归纳量知识点： 存储容量的基本单位是字节（Byte），用B来表示，一个汉字占两个字节，一个英文字母占一个字节。常见的容量单位有KB（千字节），MB（兆字节），GB（吉字节）它们之间的换算关系是：1KB = 1024B，1MB= 1024KB，1GB = 1024MB。

教师提问：还有没有你认为重要的部件呢？ 学生回答：外存储器，教师补充：它是长这个样子的。（出示图片）

主要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，存取速度比内存慢的多，常见的有硬盘、软盘、光盘、优盘等。

硬盘容量常用GB表示，现在一般的硬盘通常在几百G以上。

它不能直接和主板进行连接，必须通过电源线和数据线和主板进行连接。因此也是早成它存取信息速度慢的一个很重要的原因。

教师归纳：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。比较我们国家的硬件生产发展与国外的差异，用以激发学生的爱国热情和学习动力。）

教师提问：你绝对不会看漏一样东西，因为装在主机底部的就是它，如果没有意外的话，它就是电脑里最大的零件。

学生：主板

教师：老师可最喜欢它了。因为它为中央处理器、内存和各种功能卡（如声卡、显卡、网卡等）提供插槽，为各种存储设备、输入输出设备提供接口。

（出示图片，详解各接口的连接设备，尤其要点明各接口的颜色是相对固定的）

而且它的功能也越来越强大，实行三包四包五包政策，可以实现显卡声卡网卡等一系列的功能。插在它上面或周边的零部件，都是由CPU控制的。简单的说，主板就是CPU与各零部件的沟通的平台，形成一套完整的系统。

教师问：大家看的显示器和投影仪输出出来的图像很好看，其实是一个零部件发挥着重要的作用的。那就是显卡。

显卡，看名字也就知道了它的作用，是将主机的输出信号转换成字符、图像等信号，传送到显示器上显示。它的名字是显示适配器，是连接主机与显示器的接口卡。一般集成 在主板上，你也可以根据自己的使用需要，比如看3D的画面或影片，或者处理一些图片或照片，你就可以购买一个独立的显卡，安装在主板的插槽中。

教师问：人们看到的是显示器输出出来的信息，那么人们听到的信息是从哪里发出来的呢？

学生回答：音箱播放出来的，教师点拨：对，音箱播放的也是计算机发出来的声音，但是音箱还有耳机只能播放声波那样的模拟信号，计算机发出来的只能是数字信号，是主板上的一个零部件实现了模拟信号和数字信号之间的转换，你知道是哪个零部件吗

学生回答：声卡

教师点拨：对，就是声卡。它是专门处理音频信号的接口电路板卡，可以连接话筒、音箱、耳机等设备。

教师学生互动：反复指认，反复记忆（提示学生，往往电脑上的插口的颜色也是为了提醒使用者不要差错，比如键盘的紫色插头、鼠标的蓝色插头耳机的红色插头和绿色插头）

小活动：教师：那现在老师这里有一个任务需要大家的帮助了，你能帮我一下吗？

教师：现在，咱们活动室里有一台电脑（将各个设备一一展示，并加强学生对设备的认识）谁能帮我组装一下，使它们能正常使用。每五个人一组，可以互相商量，限时一分 钟。

学生：现场演示

教师：没到前面来的同学不要失望，这个主板留在教室里让你们看一天，有什么不会的问题下课后可以互相交流。

3、总结

教师：同学们，我们这节课学了这么多重要的零部件，对电脑有了一个最简单的了解了。现在请同学们试着总结一下，电脑的硬件系统是由哪几部分组成的啊？

输入设备：键盘 鼠标 摄像头 麦克风 扫描仪等 输出设备：显示器 投影仪 打印机

音箱等 主

机 ：中央处理器（CPU）、外存储器（硬盘、U盘、光盘等）

内存储器、显卡、声卡等

4、当堂练习：

课后小记：

《计算机硬件系统组成》教学设计 第3篇

一、教学目标

知识目标:认识计算机的硬件组成, 掌握其功能, 并能对各种硬件进行识别。

能力目标:培养自主学习、探究问题、动手实践的能力。

德育目标:通过合作学习, 培养团结协作的意识。

二、教学重点、难点

重点:计算机硬件系统的组成及功能。当出示硬件的实物或图片时, 学生能回答出它们的名称和基本作用。

难点:CPU和存储设备的主要参数。

三、教学准备

计算机硬件、Internet、学生每人一台计算机、自制的介绍计算机硬件组成的课件。

四、教学过程

1. 创设情境引入课题

师:2008年9月2 5日, 我国神舟七号载人航天飞船发射成功。我们共同见证了这一历史时刻, 真是让人激动不已。请问, 飞船在太空航行, 地面上的人们是通过哪些设备来控制它呢?

学生兴奋了起来, 开始七嘴八舌地议论。

生:我看到北京指挥控制中心有好多台计算机哟, 人们一定是通过计算机来控制天上的飞船的。

师:对。飞船能够成功发射, 计算机功不可没。同学们喜欢计算机吗?

生 (异口同声) :喜欢。

师:那让我们一起来探索计算机的奥秘吧。今天, 我们先学习计算机的硬件系统 (板书课题) 。

设计意图:通过回顾学生关注的真实事件来激发他们的学习兴趣, 增强学生的求知欲, 顺利引入课题。

2. 以“易”导学分析主题

师:同学们还眷恋小学生活吧?今天, 我们就穿越时光隧道再次回到小学课堂, 来计算一道数学题。请同学们准备好草稿纸 (故意的, 其实不需要) , 计算9+6÷3=? (板书) 。

生1:等于11。

师:你真聪明, 恭喜你答对了。说说看, 你是怎样得出结果的呢?

生1惊讶状。

师:大家想一想, 要计算这道题需要几个步骤?

生2 (在教师的引导下) :第一步, 通过眼、耳等感觉器官将信息输送到大脑并存储起来;第二步, 对这一信息进行加工处理 (先算出6÷3=2, 再算出9+2=11) ;第三步, 由大脑控制人把最终结果以某种方式 (用嘴描述或用手书写) 表达出来。

师:正确。计算机正是模仿人脑进行工作的。首先, 通过输入设备将程序和原始数据送入内存, 告诉计算机要做哪些事、按什么步骤去做。然后, 计算机从内存中取出指令送到控制器去识别, 分析该指令要做什么事。控制器根据指令的含义发出相应的命令, 控制各部分的工作。当运算任务完成后, 根据指令将结果通过输出设备输出。由此可见, 计算机计算这道题应该经历的工作过程是?

生3:输入存储运算输出。

师:那么, 计算机要想完成这样的工作过程, 必须有支持它的硬件设备, 即输入设备、存储设备、控制设备、运算设备和输出设备。由于厂家在生产时把运算器与控制器集成到一起了, 我们又称集成的部分为中央处理器, 简称CPU。

设计意图:要想让学生更好地理解计算机的硬件组成, 应该先让学生知道计算机的工作过程。如果仅凭简单枯燥的讲述, 学生不能产生深刻的体会。在这个环节, 教师巧妙安排, 让学生先来看一看人是如何解决数学问题的, 再引申到计算机, 从而更容易地理解计算机硬件系统的组成。

3. 小组合作探讨功能

(1) 分配任务 自主探究

教师将学生分为四个小组, 每个小组推荐一人担当小组长。每个小组借助教师准备的资源, 探究一部分任务, 分工如表1。

在这个过程中, 教师深入到每个小组中进行指导和点拨。由于给了学生充分的自主探究的机会, 他们的积极性较高。

(2) 交流成果 总结任务

师:现在我们请每个小组展示自己的成果, 然后大家讨论。

教师总结, 学生将结果填入表中 (见表2) 。

设计意图:本环节采用分小组、分任务自主探究的方式, 充分体现学生的主体地位, 培养他们自主探究、动手实践及团结协作的能力。

4. 全课总结 提炼精华

师:现在我们一起把前面得出的结论总结一下。

学生总结, 教师板书:

师:上面是计算机硬件系统的组成, 同学们明白什么是计算机的硬件了吗?

生:构成计算机看得见、摸得着的部件称为计算机硬件。

师:光有硬件能构成完整的计算机系统吗?

生:不能。

师:为什么?

学生发表各自的观点。

师:光有硬件的计算机, 我们叫它“裸机”, 就像是“植物人”, 不能做任何事情。只有安装上软件系统才能称得上是完整的计算机。同学们想更好地学习软件系统, 那就期待下一节课的讲解吧。

5. 拓展延伸 学以致用

《计算机硬件系统组成》教学设计 第4篇

【关键词】 计算机硬件 组成设备 维护技术

前言：人们的生活及工作中应用计算机技术后，生活方式及工作方式均发生了比较大的改变，并在一定程度上便利了人们的生活及工作。在计算机广泛应用的过程中，计算机硬件组成设备故障也成了时常发生的问题，影响了计算机的发展，因此，计算机使用及的发展的过程中，应利用有效的硬件设备维护技术来保障。

一、计算机硬件概述

计算机作为一种先进的工具，广泛的应用在社会的各个领域中，再加上网络技术的推动，使得人们的生活及工作越来越离不开计算机。而计算机硬件设备的可靠性直接影响了计算机运行的安全性，因此，需要利用相关的技术良好的维护计算机硬件组成设备。对于计算机硬件，是计算机中不可或缺的一种装置，其中组合了多种原件，比如光电元件、电子元件、机械配件等，通过各个原件作用的发挥，促使计算机正常的运转。总的来说，计算机硬件可分为5大部分，分别为输入设备、输出设备、存储器、运算器及控制器，这五个部分性能全部完好时，计算机才能实现良好的运行。

二、计算机硬件组成设备维护技术

2.1整机维护技术

维护计算机整机过程中，选择的维护区域应具备良好的通风性，而且环境比较整洁、干净，原因在于减少维护时过多的灰尘及过高的温度影响硬件设备。计算机长时间的停用后，整机的维护应在断电的状态下进行，同时，即使计算机不使用，也应定期开机运行超过2个小时，以散热的方式将设备中的潮气清除，避免突然使用时潮气损害硬件设备，以保证在需要使用时计算机能够正常的运转[1]。

2.2中央处理器维护技术

中央处理器，也就是常说的CPU，是计算机硬件组成设备中十分重要的组成部分，发挥控制作用。维护中央处理器时，其运转要保证在一定额定频率下进行是首要的工作，如果中央处理器的运转频率长期处于比较高的状态时，其使用寿命会极大的减少，而且性能也会受到比较大的影响。同时，中央处理器在工作时，应尽量保证环境的通风性，以保证顺畅的散热，避免温度过高损害中央处理器，导致其运行出现异常，通常，中央处理器温度过高时，计算机可能会表现为重启，严重时，造成中央处理器损坏[2]。基于此，维护中央处理器的过程中，除了营造良好的通风运行环境外，中央处理器风扇的性能应比较好，以风扇来降低其运行温度，风扇运行一段时间后，要对扇叶片上的灰尘进行清理，避免灰尘影响通风，损害中央处理器的运行，降低其故障发生率。

2.3电源及显示器维护技术

计算机在运行的过程中，电源是其能够启动及使用的保障，维护电源时，应对插排的质量及性能十分注意，插排的额定功率需要达到一定的要求，且由计算机单独使用此插排，避免计算机在使用中发生突然断电的问题，电源灰尘应进行定期清理，以保证电源的可靠运行，防止短路问题的产生。

人们使用计算时，主要的输出设备即为显示器，该设备要求具备良好的清洁度，因此，在维护计算机硬件组成设备时，还需要十分重视显示器的清洁工作。利用专用擦纸擦拭显示器，选择清洁剂时，应避免具有腐蚀性的，保证显示器的清洁度符合要求。此外，静电的存在也会影响显示器，维护过程中还应注意静电的去除。

2.4硬盘的维护技术

在计算机硬件系统中，比较重要的，但又比较脆弱的一个设备即为硬盘，通常，硬盘受到明显的震动后，即会造成损坏，而且是致命性的[3]。因此，使用计算机时，移动应尽量避免，防止硬盘受到震动而损坏。计算机运行时，所产生的数据会存储在计算机的硬盘中，当数据的存储量接近于或超过硬盘的容量时，会增加硬盘的运行负荷，超负荷运行的时间比较久时，不仅会影响计算机的运行速率，也会损坏硬盘，为了防止硬盘超负荷进行，在使用计算机时，应尽量的降低硬盘负荷，比如避免长时间看高清影片。

三、结论

硬件设备是计算机可靠运行的保障，因此，在其使用期间，应通过有针对性的维护技术维护相应的硬件设备，以保证硬件设备的运行性能，从而保证计算机的安全性。

参 考 文 献

[1]万志伟，朱丽萍.计算机技术在硬件设备修护的应用分析[J].数字技术与应用，2015，（04）：208.

[2]陈俊生.计算机硬件组装维护的策略研究[J].信息与电脑（理论版），2015，（10）：63-64.

《计算机的硬件组成》教学设计 第5篇

【教学目标】 知识与技能：

（1）在观察实物及动手实践的基础上使学生对计算机硬件系统有直观的认识，了解计算机的硬件组成，并简单的了解其功能。

（2）培养学生自主学习、自主探索、合作学习、观察、以及总结归纳的能力。（3）培养学生的动手实践能力，实现概念和实物的对接。

过程与方法：

通过课件演示、学生交流、师生交流、人机交流等形式，培养学生利用信息技术和概括表达的能力。

情感与价值观：

（1）让学生在自主解决问题的过程中培养成就感，为今后学会自主学习打下良好的基础。

（2）通过小组协作活动，培养学生合作学习的意识、竞争参与意识和研究探索的精神，从而调动学生的积极性，激发学生对计算机硬件的兴趣。

【教学重难点】 教学重点：

计算机的硬件系统由几大部分组成，分别包括哪些硬件，基本功能是什么？ 教学难点：

主机箱内部都有哪些硬件以及它们的功能。【教学方法】（1）任务驱动法

让学生在具体任务的驱动下进行学习,在完成任务的过程中掌握应掌握的知识点。本节课的教学中，让学生拆机、装机并通过交流、讨论来识别各个部件的名称与简单功能。

（2）协作学习法

把学生分成6个小组，每组的成员互相协作来完成任务。（3）讨论交流学习法

在学生完成任务后，每个小组选出代表总结组成，在此过程中，各个小组间得到交流。

【教学准备】

可供拆装的计算机主机6台、课件 【教学过程设计】

一、创设情境、导入新课

拿出主机实物，问学生“这是什么”？ 学生回答异口同声地回答“主机”。

有没有同学打开过主机箱，看看里面是什么呢? 回答“有”的同学很少

那么今天我们就把主机箱打开，来看看计算机内部都是由那些组件组成的，这就是我们今天要学习的内容—计算机的硬件系统。

（利用学生感兴趣的话题激发兴趣，使学生整堂课都能保持积极的心态去探索新知。）

二、质疑问难，探求新知 任务一：拆计算机

根据学生人数将学生分成6组，让计算机水平较高的同学任组长，安排学生完成拆机、任务。深入到学生之中，了解学生的操作情况，指导点拨并帮助学生处理不好解决的问题。

各个小组拆开主机箱后，要求每组学生按老师要求分别拿出硬盘、内存条，观察并回答老师提出的问题：

1．硬盘是多大容量的，从哪儿可以看出来？ 2．找到CPU了吗？知道它藏在什么地方吗？

要求学生观察老师出示的部件，并依次在主机箱里找到，从而引导学生要通过各个部件的特征识别名称和功能，从而突破这节课的重点。

任务二：组装计算机，讨论问题

给学生10分钟的时间，让各个小组把各个部件重新安装。在此过程中要求学生注意观察刚才给大家留的问题，如内存条的缺口，硬盘的卡口。并且讨论安装时的注意事项。

（学生是学习的主体，这节课的内容很容易激发起学生学习积极性的知识，因为学生很少甚至从来没看见主机箱内部都有什么部件，所以对这些部件很感兴趣。另外他们经常通过报纸杂志等媒介接触到：CPU、内存、等硬件术语，他们很想知道，他们很想知道这是一些什么部件，所以在这里要发挥学生的主体作用，让他们通过实践自主学习这部分知识，突破重点难点。）

四、归纳总结、课件演示

通过课件演示，系统的向学生介绍计算机硬件由哪几大部分组成，尤其对CPU和存储器进行详细的介绍。

五、学以致用、巩固提高

如果你自己动手组装一台计算机，都需要哪些相应的硬件？ 学生按要求完成作业，从而巩固本节的学习内容。

《计算机硬件系统组成》教学设计 第6篇

2、演示法

通过多媒体教学课件展示计算机各组成部分的图片，让学生直观感受到计算机硬件，增强学生的感性认识。

3、讲授法

我通过讲授法，让学生对计算机硬件系统组成有一定的了解，并在讲授的过程中让学生能够把握住重点，提高教学效率。

4、启发式教学法

力求将启发式教学法贯穿于教学的全过程，例如用到类比启发（把计算机硬件系统组成各部分功能与人体各部分的功能类比）、情境启发、直观启发、质疑启发等。[教学手段] 多媒休教室，U盘，数码相机，《计算机的组成》教学课件。[教学过程]

一、创设情景，导入新课（3分钟）

声卡、网卡、各种磁盘驱动器、电源、扬声器、还有连接导线和各种各样的接口等，其中中央处理器、内存储器是构成主机的核心部件。

1.中央处理器

中央处理器（Central Processing Unit,简写为CPU）是计算机中最核心的部件，它包括控制器、运算器两部分。控制器是计算机控制中心，相当于人大脑的神经中枢，负责向计算机的其它部件发出控制信号并指挥它们协调工作；运算器是负责数据运算的部件。

2.内存储器

内存储器能暂存信息，相当于人脑的短时记忆功能。内存储器包括只读存储器（Read Only Memory,简写为ROM）和随机存储器（Random Access Memory，简写为RAM）。ROM是中存储的信息是厂家在制造时写入的，用户只能读取其中的信息，一般不能修改，断电后其内信息不会消失；RAM用来存储计算机当前工作中正在运行的程序和数据等，用户能读取也能修改其中的信息，断电后其内信息全部消失。由于ROM中存储的信息是厂家在制造时写入的，所以我们平时所说的内存指RAM，RAM是条形的，我们也称它为内存条。

外存能长久存储信息，相当于人脑的长久记忆功能，所存储的信息不仅断电后不会消失，而且只要它本身不被损坏永远也不会丢失。外存主要有硬盘、软盘、光盘、移动硬盘、U盘、各种存储卡等。外存的特点是存储容量大、价格较低。

2.输入设备

输入设备用于把外部的信息输入计算机。常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、话筒（麦克风）、手写板、触摸屏、摄像头、数码相机、数码摄相机等。键盘是标准输入设备，主要用来输入各种文字、数据和命令；鼠标是一种控制显示器屏幕上指针位置并能完成特定操作的输入设备；扫描仪用来将图文资料输入到计算机中。

3.输出设备

输出设备用于把计算机处理过的信息以人们认识的形式表示出来。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音箱等。显示器显示计算机输出的文字、图形或图像、动画、视频等，常见的显示器有阴极射线管(CRT)显示器和液晶显示器(LCD)；打印机能把计算机输出的文字、图形、图像等打印到纸上；音箱能输出声音信息。

计算机硬件组成教案 第7篇

【教学课题】认识计算机的硬件 【教学目标】

知识目标：使学生了解计算机的硬件组成，并简单的了解其功能。技能目标：培养学生观察能力和合作学习。

情感目标：培养学生协作学习的意识和研究探索的精神，从而使学生产生对信息技术的热爱和兴趣。

【教学重点难点】

教学重点：计算机的硬件由哪些部件组成。

教学难点：计算机硬件中的CPU是什么以及各部件各有什么功能。【教学时间】一课时。

【教学准备】多媒体网络教室、相关教学课件、可供拆装的计算机和

内存条等。几张计算机硬件图片。

【教学过程】

同学们，现在我们已经非常普遍的使用过计算机了，很多的家庭已经拥有个人计算机。个人计算机的功能也越来越强大。

面对一台个人计算机，我们能看到键盘、鼠标、显示器和音箱主机。大家想一下计算机主机箱里面又是什么呢？（在黑板放上几张计算机硬件图片）拿几个内存条让学生实际的观察。

那么，现在这一节课大家一起来学习计算机的硬件组成。通过这节课的学习，大家要了解计算机的基本硬件组成，能认识各种计算机硬件。

◆

计算机硬件的组成

计算机硬件：指那些看得见、摸得着的设备，即计算机主机、显示器、键盘、鼠标和各种外围设备等。（指计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种物理装置的总称。这些物理装置按系统结构的要求构成一个有机整体为计算机软件运行提供物质基础。简言之，计算机硬件的功能是输入并存储程序和数据，以及执行程序把数据加工成可以利用的形式。）

主 机：内部主要包括主板、中央处理器、硬盘、鼠标、内存、显卡和光驱等。就是计算机系统化中用于放置主板及其他主要部件的容器（mainframe）。通常包括 CPU、内存、硬盘、光驱、电源、以及其他输入输出控制器和接口，如 USB 控制器、显卡、网卡、声卡等等。位于主机箱内的通常称为内设，而位于主机箱之外的通常称为外设（如显示器、键盘、鼠标、外接硬盘、外接光驱等）。通常，主机自身已经是一台能够独立运行的计算机系统，服务器等有专门用途的计算机通常只有主机，没有其他外设。

主板：主机中最大的一块集成电路，其他主板联系在一起。

又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard)；它安装在机箱内，是微机最基本的也是最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板，上面安装了组成计算机的主要电路系统，一般有BIOS

芯片、I/O控制芯片、键盘和面板控制开关接口、指示灯插接件、扩充插槽、主板及插卡的直流电源供电接插件等元件。主板的性能的好坏对计算机的影响很大主板与CPU本身必须匹配。

中央处理器：通常人们称为CPU，是插在主板CPU插座上的一块集成芯片。相当于人的大脑。主要任务是分析和处理各种数据的重任。CPU是中央处理单元(Central Processing Unit)的缩写，它可以被简称做微处理器（Microprocessor)，不过经常被人们直接称为处理器(processor)。CPU是计算机的核心，其重要性好比大脑对于人一样，因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据，而主板芯片组则更像是心脏，它控制着数据的交换。CPU的种类决定了操作系统和相应的软件。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成，是PC的核心，再配上储存器、输入/输出接口和系统总线组成为完整的PC（个人电脑）。

硬盘：计算机存储数据的部件，相当于人们存放粮食的仓库。计算机的大部分信息都存储在硬盘上。是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。

内存：CPU和硬盘之间的一座桥梁。也就是平常我们说的内存条。内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。内存（Memory）也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。

显卡：能把CPU处理的数据显示在显示器的屏幕上显卡全称显示接口卡（Video card，Graphics card），又称为显示适配器（Video adapter），显示器配置卡简称为显卡，是个人电脑最基本组成部分之一。显卡的用途是将计算机系统所需要的显示信息进行转换驱动，并向显示器提供行扫描信号，控制显示器的正确显示，是连接显示器和个人电脑主板的重要元件，是“人机对话”的重要设备之一。显卡作为电脑主机里的一个重要组成部分，承担输出显示图形的任务，对于从事专业图形设计的人来说显卡非常重要。民用显卡图形芯片供应商主要包括AMD（ATI）和Nvidia(英伟达)两家。

声卡：能将计算机数字信号转换成音频信号，满足用户的听觉需要。声卡是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波／数字信号相互转换的一种硬件。声卡的基本功能是把来自话筒、磁带、光盘的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器、扩音机、录音机等声响设备，或通过音乐设备数字接口(MIDI)使乐器发出美妙的声音。

光驱：用于读出光盘的数据。看影碟、欣赏CD音乐等通过光驱才能实现。电脑用来读写光碟内容的机器，是台式机里比较常见的一个配件。随着多媒体的应用越来越广泛，使得光驱在台式机诸多配件中的已经成标准配置。目前，光驱可分为CD-ROM驱动器、DVD光驱(DVD-ROM)、康宝(COMBO)和刻录机等。

网卡：能够实现数据通信。算机与外界局域网的连接是通过主机箱内插入一块网络接口板（或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡）。网络接口板又称为通信适配器或网络适配器（adapter）或网络接口卡NIC（Network Interface Card）但是现在更多的人愿意使用更为简单的名称“网卡”。

②显示器：计算机向用户显示信号的外围设备，是计算机最重要的输出设备。现在流行的有：阴板射线管显示器（CRT）和液晶显示器（LCD）。是计算机系统的输出设备。

③键盘和鼠标：都是计算机的输入设备，使计算机可以向计算机输入信息，指挥计算机进行工作。

其他外围设备除了上述说介绍的硬件设备外，计算机还有一些外围设备，如打印机（针式打印机、喷墨打印机和激光打印机）、扫描仪和数码相机等。

【小结】

这节课主要介绍的是计算机硬件的组成，和简单的介绍各部件的功能。通过这一节课的学习，让学生知道计算机的硬件设备。为以后他们学习计算机打下基础。

【课后作业】

1、计算机硬件是由哪几部分组成的？各部件的作用的什么？

2、计算机常见的外围设备有哪些？它们各自的功能是什么？

《计算机的组成》教案

教学目的和要求

1、学生了解计算机组成各部分的名称和作用。

2、学生知道什么是计算机软件，了解计算机软件的作用。

3、学生了解计算机处理信息的过程。

教学重点：

1、学生了解计算机组成各部分设备的作用。

2、学生了解计算机处理信息的过程。教学难点：计算机硬件和软件的概念。教学准备：计算机及相关软件。

教学过程

一、质疑导入

我们知道计算机又叫信息处理机，因为它处理信息的能力很强。那么，同学们你们知道这样高性能的机器它究竟是由哪些部件组成的呢？通过今天的学习，大家就一定能解决这个问题。

二、自主学习，探究新知

1、先请同学们自己看书P.4-P.7上半部分，边看书边思考： ①计算机是由哪两部分组成？

②计算机硬件是由哪几部分组成？

③计算机软件有哪几类？它们各有什么用途？

教师巡视检查学生自学情况。

2、指名学生回答问题①，教师补充说明并注意纠正。

学生答后，追问：谁来用自己的话说一说什么计算机的硬件和软件？

教师说明：硬件是指看得见、摸得着的部件，像鼠标、显示器、打印机等；软件是用来指挥计算机工作的命令语言，它是看不见、摸不着的，但离开了软件，计算机就不能正常工作。若计算机只有硬件，就 好比人有身体，却没有知识和思想，还不能为人们做事，要让它“活”起来，还要让它掌握“知识”、形成“思想”--这就是软件。

4、指名学生回答问题②，你有几种分法？怎样分？

从外观上看，计算机由主机、显示器、键盘、鼠标器和音箱等部件所组成。从功能上看，计算机的硬件主要包括中央处理器、存储器、输入设备、输出设备等。

5、指名学生回答问题③。

学生答后，教师简介常用的操作系统：DOS、Windows系列、Linux等的特点；向学生介绍一些常用的应用软件以及他们的作用。

6、学们现在我们最常用的软件大都是外国人开发的，7、像操作系统Windows、办

公软件Office、图形处理软件PhotoShop等等，他们把这些软件的价格卖得很高，但由于中国人还没有开发出同等优秀的软件，还是只能高价买进。但是有志气的中国人已经不甘落后，也开发出了一些优秀的国产软件，如WPS、KV3000、超级解霸等，但数量还很少，还有很多优秀的软件等待着同学们学好知识去开发。

三、学生模仿硬件作“自我介绍”

通过刚才的学习我们已经知道计算机的硬件是由中央处理器、存储器、输入设备、输出设备等四大部分组成的，它们协调工作，各显神通。它们究竟有何神通，你认为谁最重要呢？

请同学们再次阅读“

一、计算机的硬件”这部分内容。然后同学们，你就是中央处理器、存储器、输入设备、输出设备这四部分中的一个，这样同学们就分成了四组，你要向其他同学说明自己的作用以及重要性，让其他同学觉得计算机少了你还真不行。至于角色的分配，等同学们读书后自己选择。

同学们先完整地读一下整段内容，再选择其中一个认真仔细地读，为你的发言作好充分准备，来说服其他同学，你还可以拉你的同伙来帮助你说服他们。在学生介绍的过程中教师帮助其辅以图片说明。

四、学习计算机信息处理的过程

阅读课文内容，谁来用自己的话来说一说计算机处理信息的过程？引导学生说出：①人工处理信息与计算机处理信息过程的异同点，②人的什么相当于计算机的什么。

全课总结

《计算机硬件系统组成》教学设计 第8篇

1 系统硬件组成

板卡类:PCI1713、PCI1760、PCI1756、PCL727、V878-PRO等;

检测设备:压力变送器、热电阻、氧分析仪、氧流量检测仪、接近开关等;

控制输出设备:气动调节阀;

视频设备:摄像头等。

系统点数:模拟量输入51点 (5个压力变送、11个阀位信号、29个氧流量检测、3个温度传感、3个氧浓度) , 模拟量输出8点 (主副舱及过渡舱11个调节阀、1个供氧阀、1个总储气阀) , 数字量输入3点 (3个舱门接近开关) , 输出6点 (3路声音切换、3路声光报警) 。

2 硬件功能

高压氧系统主要提供了支持包括DCS、PLC、智能模块、智能仪表、板卡、电气控制器等设备驱动, 在配置之前首先安装板卡附带的驱动程序, 然后在系统帮助指引下很容易实现I/O的驱动。通过在draw中点击导航器中的实时数据库I/O设备驱动板卡, 来配置板卡驱动部分。同时系统组态环境提供了视频支持能力, 可以通MV96E COLOR MMUTIVISION PLUS PROCESSOR最多十六路视频的实时监视。

语音驱动方面, 因系统支持多舱的同时自动控制过程, PC机的一路声音输出需要有选择地输送到某一个舱体, 可以通过PCI1760来实现多舱语音提示切换。

系统策略生成器为实现类如压力曲线的控制提供了简易构建方法。在控制策略中放置PID控制功能块, 在PID前端用一个斜坡功能块的输出作为PID控制的设定值, 构成压力曲线的控制过程。斜坡控制最多支持25个时间段, 最长控制时间为49天。斜坡功能块主要用于升降温度或压力等的曲线控制, 也可以用于单元的自动启动和简单控制, 可设定时间单位、时间范围、各个斜坡段数值、回路方式等参数, 可完全满足氧舱舱压系统控制需求。

策略生成器PID功能块, 根据设定值SV和过程测量值的偏差完成PID算法。PID控制回路有三种方式:MAN, AUT和CAS。在不同状态时, 具有自动跟踪、无扰动切换等功能。

PID功能块属性中有测量值、设定值、控制方式、紧急联锁状态, 和P、I、D、安全联锁值、正/逆动作、偏差死区等多个参数, 可以实现复杂PID整定处理。

当出现某一特殊状态如连锁动作时, 如果紧急联锁状态被置为ON, PID控制回路将自动从AUT切换到MAN状态, 同时将输出值设定为预先给定的安全联锁值。

策略生成器中的通用线性化功能块, 可以对输入进行分段线性化处理, 修正由于检测元件非线性化造成的误差, 为监控平台提供准确的现场测量数据。

主副舱和过渡舱都可实现常规方案及自定义方案控制, 并提供交互的控制能力;其中过渡舱是为医务人员在患者稳压吸氧期间入舱治疗、或患者出现不适需要紧急出舱而设立, 因此监控系统提供了过渡舱的无人状态快速升降压, 有人状态自定义升降压方案选择等特殊处理。

系统提供了易于使用的报表功能, 方便数据的统计分析及存档。

系统的实时趋势图可以实现控制点及监测数据实时曲线显示;支持压缩数据存储的历史趋势图及历史报表功能, 方便实现历史数据存储及患者操舱治疗数据回顾, 为日后解决疑难问题提供了必要的数据参考。

系统有强大的DDE、OLE、ODBC支持能力, 并提供了一个标准ActiveX控件接口DBCOM。DBCOM不但支持本地数据库, 还支持分布式的网络数据库。使用户可以在常用开发环境 (如VC++、VB、VFP、Delphi、FrontPage、C++Builder等) 下调用DBCOM来访问DB中的数据, 为实现进一步的数据统计处理提供了便利。

为确保系统更加安全稳定可靠地运行, 系统提供了双机热备方式。从机时刻监测主机运行情况, 一旦发现主机故障或停止响应, 立即接管整个系统, 并发出必要的报警指示, 以确保高压氧舱环境的可靠性。

3 系统采用板卡简单介绍

3.1 PCL-727介绍

PCL727为全长卡, 它提供了十二个12位D/A通道。卡上的DC/DC转换器能一直保证有10V的D/A输出。每个模拟量输出通道都有一个易于使用的内置保险丝插口, 用以保护浪涌对板卡、PC及电流控制设备的损害。对于需要有多个PID控制回路的应用来说, PCL727是理想、经济的选择。除了模拟量输出, PCL727还提供了16个数字量输出通道和16个数字量输入通道PCL727实用软件磁盘包含校准程序和编程示例。

PCL-727用来对高压氧舱的加压阀、减压阀、排氧阀进行控制, 由于其有12个D/A通道, 因此一块板可以控制3个氧舱的加、减压阀和排氧阀的开启和关闭。同时由于其有16个数字输入通道, 因此其开启度的大小又直接可以反馈给计算机, 由计算机软件来检测并反映在计算机上的虚拟控制器上, 最终反应在计算机的监视器上, 操作者可直观地看到这些阀的开启情况。

同时, 由于PCL-727提供了驱动程序, 无须再编写驱动, 需要调用哪个I/O接口, 只要在相应的软件中直接调用即可。

3.2 PCI-1713介绍

PCI-1713是一款PCI总线的隔离高速模拟量输入卡.它提供了32个模拟量输入通道, 采样频率可达100KS/s, 12位分辨率及2500YDC的支流隔离保护。

主要特点:

A/D转换器采样速率可达100 KS/s;

12位隔离A/D转换器;

2500 VDC隔离保护;

32路单端或16路差分模拟量输入, or a combination;

每个通道的增益可编程。

输入信号范围:

双极:±10V, ±5V, ±2.5V, ±1.25V, ±0.625V;

单极:0～10V, 0～5V, 0～2.5V, 0～1.25V;

Maximum Input:±30V;

增益 (Gain) :0.5 , 1 , 2 , 4 , 8。

在本系统中, 采用PCI1713板卡, 将高压氧舱各舱的温度、压力、氧浓度、湿度、供氧压力、供氧量等模拟量转换成数字量提供给计算机, 计算机以此做出正确控制。

3.3 PCI-1760介绍

PCI-1760是8路继电器输出及8路隔离数字量输入卡。

主要特点:

8路隔离数字量输入通道;

8路继电器输出通道;

2个光隔离脉冲宽度调制输出;

显示继电器工作状态的LED指示灯;

可跳线选择输入信号的干湿接点输入类型;

用于加事件计数器的数字量输入;

用于可编程滤波器功能的数字量输入;

用于模式比配功能的数字量输入。

系统采用PCI1760板卡对氧舱的语音程序进行控制。在患者的治疗过程中, 要对舱内患者进行加压前的语音提示, 加压过程中提示患者注意捏鼻子鼓气或做吞咽动作以利咽鼓管的开通, 避免加压将患者耳朵压伤。加压结束后, 提示患者吸氧、休息、以及通知患者结束吸氧及开始减压。在减压快结束时对患者宣教并提示患者随身携带好随身物品, 治疗结束。对于大型氧舱来说, 治疗的患者不止一舱, 因此, 在通知这个氧舱加压做准备时其他的氧舱要不能听见, 因此要求计算机关闭其他氧舱的扬声器。同时如果在一个氧舱说话没结束时, 另一个氧舱如果要提示, 则该氧舱要等候, 直到正在说话的氧舱语音程序结束。

摘要：计算机控制是现代大型高压氧舱在生产中运用到实际操作治疗过程中的必要条件, 本文简单介绍了高压氧舱计算机控制系统硬件的组成与实现。

关键词：高压氧舱计算机控制系统,系统硬件,硬件功能

参考文献

[1]方弘等《微机控制系统在高压氧的应用》[J], 中华航海医学与高气压杂志2004, 12.

[2]汤永健等, 《微机在高压氧舱中的应用》[J], 中华航海医学与高气压杂志, 2001, 12.

[3]蔡浩等, 《软件技术在医用氧舱和管理中的应用》[J], 中华航海医学与高气压杂志, 2006年4月。

[4]胡光等, 《基于LAB WINDOWS CVI高压氧监控系统的软件设计》[J], 长春理工大学学报, 2004年9月。

[5]谭杰文等, 《高压氧设备维护数据库系统的设计》[J], 中国临床康复, 2002年3月。

[6]赵建军等, 《高压氧舱自动监控系统的设计与开发》[J], 计算机工程与设计, 2005年1月。

[7]吴晓东等, 《高压氧舱计算机控制基本原理及典型故障处理》[J], 仪器原理工科, 2004年第3期。

《计算机硬件系统组成》教学设计 第9篇

关键词：计算机组成原理;虚拟实验;Visual C++6.0;图形用户界面

中图分类号：G434             文献标志码：A           文章编号：1673-8454（2015）04-0080-03

一、 引言

《计算机组成原理》是计算机专业的专业基础课，既具有很强的理论性，生涩难懂，又具有很强的实践性，需要在搞好课堂教学的同时加强实验教学。[1]《计算机组成原理》实验一般分解为运算器、存储器、微程序控制器等若干个实验单元，在有限课时的教学进度下逐一安排教学。由于实验设备电路复杂、排布线密度高、调试困难等众多因素影响，学生很难在实验室巩固和掌握课堂内容。[2]

为此，笔者在实验教学过程中结合西安唐都公司开发的TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统，采用面向对象的Visual C++6.0软件，基于Microsoft Foundation Classes（MFC）类库，分析、设计并实现了一个计算机组成原理虚拟实验系统。该系统简单、可靠，能够移植到大多数Windows环境的PC机，学生能够在课外自由安排实验时间，完成对课堂和实验室内容的补充学习，进而改善教学效果。

二、 虚拟实验系统的设计

1.TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统简介

TDN-CM+计算机组成原理教学实验系统采用部件单元式结构，包括运算器、存储器、控制器、总线、外围接口及输入输出设备、大规模可编程逻辑器件等。线路板上设置了大量的开关、指示灯、插线孔等，学生可根据自己设计的模型计算机结构方案，运用排线连接方式或计算机电子自动逻辑设计方式来构造不同结构及复杂程度的原理性计算机，并观察系统运行过程中各种数据和控制信号状态及其时空关系。系统微程序指令、控制器结构及运算器结构的格式及定义均可由学生根据学习需要灵活改变或重新设计，避免了单纯验证性的实验模式，提高了学生计算机系统的综合设计能力。

2.计算机组成原理虚拟实验系统的设计

计算机组成原理虚拟实验系统是对TDN-CM+系统的仿真，设计中除了要保持用户界面的一致性，还要方便用户操作和确保实验结果的高度准确，即简洁性和可靠性。计算机组成原理这门课程主要介绍各主要功能部件的基本结构和工作原理。[3] [4] 因此，本系统在设计中利用面向对象程序设计方法，对TDN-CM+系统的运算器、存储器、微程序控制器和数据通路等功能部件进行仿真，并通过课程设计实现一个较完整的模型机，在实验中了解、熟悉完整的单台计算机基本组成原理。

为方便教学和师生交流，还需实现教学模块。学生从实验列表中选择要进行的实验项目。在做实验之前，用户可以查看实验项目的实验指导，了解实验的原理、要求和注意事项，然后通过播放实验项目教学演示录像加深理解。每个实验都准备了一定数量的填空题和选择题，学生在完成实验后填写好答案提交后，系统即可自动给出得分。

虚拟实验系统总体结构如图1所示。

三、 虚拟实验系统的开发

1.实验操作界面的开发

为了保证虚拟实验系统与TDN-CM+系统的一致性，让用户获得良好的体验，本虚拟实验系统采用图形用户界面。系统界面采用数码相机拍摄，截取出各个按钮、元件、开关、LED灯、插头等图片，用Photoshop进行优化，并对应加载VC++的静态控件和按钮控件。

本系统由学生自主插线，线区位于主界面右侧，线型分为二、四、六、八口线。点击线区内线型号标识生成对应型号的线，拖拽线头移动到相应接口，在控制信号的控制下产生流通数据。主界面的开关分为数据开关和控制开关，利用鼠标左键点击主界面上的模拟开关，即可产生数据或控制信息。为提高虚拟实验教学效果，本系统对用户的错误操作做出更正提示。例如，如果在电源打开状态下进行插线，系统将会弹出“请先关闭电源”的对话框，其他漏连、连错、反向等错误操作产生的效果类似。虚拟实验界面和操作效果与真实系统保持完全一致，主界面如图2所示。

2.存储器虚拟实验的具体实现

下面以存储器虚拟实验为例，说明本虚拟实验系统的虚拟实现原理。存储器是计算机进行各种信息存储和交换的中心，存储器的实验操作包括写入数据和读取数据。[5] 写存储器的操作步骤为数据开关输入访存地址，将地址存入地址寄存器;再从数据开关输入数据，若ROM存储器的片选信号和写信号有效，将数据存入由地址寄存器给出的RAM响应地址的存储单元中。读存储器的操作步骤为数据开关输入访存地址，将地址存入地址寄存器;若RAM存储器的片选信号和读信号有效，从响应地址中读出存储单元中的数据。数据写入和数据读取均需要操作相应的控制信号来使相应部件执行所规定的操作。程序流程图如图3所示。

线的产生与操作、信号的产生与传递的具体实现如下：

 （1）线的产生

线区共有八口线、六口线、四口线和二口线四种接线供选择。通过矩形类CRect设置响应产生新线的区域，点击该区域，调用成员函数PtInRect（），如果生成新线变量preplug =FALSE，产生新线;如果线的类型变量linetype=2，产生二口线;如果preplug =TRUE，弹出对话框“当前还有线未用”。

（2）线的操作

包括删除、移动、旋转以及与线柱的连接。通过矩形类CRect设置响应删除线的区域，只有线的两端portA、portB皆处于删除区才调用RemoveAt（）函数删除。

移动接口变量movingport='A'表示移动的是A端，B端静止。调用MoveTo（）和LineTo（）函数绘制线。

线柱分为横向线柱和竖向线柱。按下鼠标右键时调用函数OnRButtonDown（）实现接口的旋转，鼠标右击一次，线顺时针旋转90度一次。旋转接口变量direction等于2和4表示线横向，等于1和3表示线竖向。

通过矩形类CRect对象设置响应插线区域，如INPUT DEVICE区SW_B线柱，用CRect对象PutLine_SwitchSWB_click（）设置插线响应区域，Removeline_SwitchSWB_click（）设置拔线响应区域。调用OnLButtonUp（）函数和OnLButtonDown（）函数分别完成插线操作和拔线操作。

（3）信号的产生

信号根据其作用可分为数据信号和控制信号两种。各按键的响应函数具体实现如下：

①电源开关响应函数：电源变量power = TRUE，电源打开，才会更新数据，包括各种数据的输入与输出，控制信号的传递等;power = FALSE，电源关闭，通过调用Clearmem（）函数清空存储器，重置地址寄存器地址变量data=255。

②数据开关控制开关响应函数：用字符型变量data代表线与线之间传递的信号。data值从高位到低位依次代表数据开关按钮D7-D0的输入值，对应位为低电平则加载向上拨的电平开关。因为控制信号均由二口线传递，所以用data高二位表示电平的高低，data=0代表低电平，其他非零情况代表高电平。

③start键响应函数：按下start键时调用OnLButtonDown（）函数，将控制信号赋给变量TS3。

（4）信号的传递

指针puton为指向插在线柱上的线，为NULL表示没有插线。在插线状态下，通过按钮产生信号并传递，例如连接好INPUT DEVICE区和SWITCH UNIT区的SW_B线柱后，点击SWITCH UNIT区SW_B按钮，产生控制信号data，通过调用 Exportdata（）函数和Inportdata（）函数分别传出和接收控制信号data，控制数据开关输入的数据信号传递到数据总线，并通过总线LED灯显示。存储器实验数据信号、控制信号流向如图4。

四、 结束语

《计算机组成原理》实验连线繁多，操作复杂，虚拟实验系统可以帮助学生实验前熟悉实验操作，减少由于学生错误操作导致的芯片损耗、仪器破坏，有效降低维护成本。学生可以随时随地做实验，不再受场地、课时的限制，有助于加深学生对实验原理的理解，提高教学质量。通过对计算机组成原理虚拟实验系统的测试，采用全软件形式模拟计算机硬件实验系统，具有方便快捷、高效、交互性强等优势，不仅能够完成计算机组成原理实验的要求，还提高了教师工作效率，增强了学生实践能力，具有在实验教学中推广和应用的价值。

参考文献：

[1]王玉华，黄硕之.计算机组成原理课虚拟实验方案[J].实验技术与管理，2005（4）：73-75，80.

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