硬件识别.docx
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硬件识别
计算机硬件教案
第一章、计算机基础概述
第一节、前言
教学目的：
让学生了解计算机的定义、特点，熟习计算机的组成、作用
教学难点：
计算机的组成、作用
教学方法：
板书、提问
计算机：
:
“计算机是一种可以自动进行信息处理的工具”；“计算机是一种能快速而高效地自动完成信息处理的电子设备”；“计算机是一种能够高速运算、具有内部存储能力、由程序控制其操作过程的电子装置”，
个人计算机（PC，PersonalComputer）
计算机不同于以往任何计算工具，其主要特点如下：
第一，在处理对象上，它已不再局限于数值信息，而是可以处理包括数字、文字、符号、图形、图像乃至声音等一切可以用数字加以表示的信息。
第二，在处理内容上，它不仅能做数值计算，也能对各种信息做非数值处理，例如进行信息检索、图形处理；不仅可以做加、减、乘、除算术运算，也可以做是、非逻辑判断。
第三，在处理方式上，只要人们把处理的对象和处理问题的方法步骤以计算机可以识别和执行的“语言”事先存储到计算机中，计算机就可以完全自动地对这些数据进行处理。
第四，在处理速度上，它运算高速。
目前一般计算机的处理速度都可以达到每秒百万次的运算，巨型机可以达到每秒近千亿次运算。
第五，它可以存储大量数据。
目前一般微型机都可以存储几十万、几百万、几千万到上亿个数据。
计算机存储的数据量越大，可以记住的信息量也就越大。
需要时，计算机可以从浩如烟海的数据中找到这些信息，这也是计算机能够进行自动处理的原因之一。
第六，多个计算机借助于通信网络互连起来，可以超越地理界限，互发电子邮件，进行网上通讯，共享远程信息和资源。
计算机具有超强的记忆能力、高速的处理能力、很高的计算精度和可靠的判断能力。
人们进行的任何复杂的脑力劳动，如果可以分解成计算机可以执行的基本操作，并以计算机可以识别的形式表示出来，存放到计算机中，计算机就可以模仿人的一部分思维活动，代替人的部分脑力劳动，按照人们的意愿自动地工作，所以有人也把计算机称为“电脑”。
计算机由硬件系统和软件系统组成。
计算机的硬件是计算机系统中各种设备的总称。
计算机的硬件系统主要由输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器五部分组成。
1）输入设备
输入设备是向计算机输入信息的装置，用于向计算机输入原始数据和处理这些数据的程序。
常用的输入设备有键盘、鼠标、数字化仪、磁盘驱动器、模数转换器（A/D）等。
2）输出设备
输出设备主要用于将计算机处理过的信息保存起来，或以人们能接受的数字、文字、符号、图形和图像等形式显示或打印出来。
常用的输出设备有显示器、打印机、磁盘驱动器、绘图仪、数模转换器（D/A）等。
3）存储器
从总体上说存储器分两大类：
一类和计算机的运算器、控制器直接相连，一般称为主存储器（内存储器），简称计算机的主存（内存）;另一种存储设备称为辅助存储器（外部存储器），简称辅存（外存）。
通常将辅存归类于输入输出设备。
辅存总是通过一种专门的输入输出接口与主机相连。
主存一般由半导体材料构成，存取速度快，价格较贵，因而容量相对小一些。
辅存一般由磁记录设备构成，如硬盘、软盘、磁带等，容量较大，价格便宜，但速度相对慢一些。
4）运算器
运算器是对数据进行加工处理的部件。
一般负责完成各类算术运算以及与、或、非、比较、移位等各种逻辑运算和操作。
5）控制器
控制器是整个计算机的指挥中心。
它负责从内存中取出指令并对指令进行分析、判断，发出控制信号，使计算机的有关设备调协工作，确保系统自动运行。
计算机软件（ComputerSoftware）是指计算机系统中的程序及其文档。
程序是计算任务的处理对象和处理规则的描述；文档是为了便于了解程序所需的阐明性资料。
程序必须装入机器内部才能工作，文档一般是给人看的，不一定装入机器。
计算机的软件系统主要由系统软件、应用软件两大类。
系统软件是用户与硬件之间的接口界面。
用户主要是通过系统软件与计算机进行交流。
系统软件是计算机系统设计的重要依据。
为了方便用户，为了使计算机系统具有较高的总体效用，在设计计算机系统时，必须通盘考虑软件与硬件的结合，以及用户的要求和软件的要求。
软件的正确含义应该是:
（1）运行时，能够提供所要求功能和性能的指令或计算机程序集合。
（2）程序能够满意地处理信息的数据结构。
（3）描述程序功能需求以及程序如何操作和使用所要求的文档。
软件具有与硬件不同的特点:
（1）表现形式不同
硬件有形，有色，有味，看得见，摸得着，闻得到。
而软件无形，无色，无味，看不见，摸不着，闻不到。
软件大多存在人们的脑袋里或纸面上，它的正确与否，是好是坏，一直要到程序在机器上运行才能知道。
这就给设计、生产和管理带来许多困难。
（2）生产方式不同
软件是开发，是人的智力的高度发挥，不是传统意义上的硬件制造。
尽管软件开发与硬件制造之间有许多共同点，但这两种活动是根本不同的。
（3）要求不同
硬件产品允许有误差，而软件产品却不允许有误差。
（4）维护不同
硬件是要用旧用坏的，在理论上，软件是不会用旧用坏的，但在实际上，软件也会变旧变坏。
因为在软件的整个生存期中，一直处于改变（维护）状态。
第二节、计算机的发展史
教学目的：
让学生了解计算机的发展历史
教学难点：
无
教学方法：
板书、提问
1946年2月14日，在美国宾夕法尼亚大学的莫尔电机学院，世界上第一台现代电子计算机“埃尼阿克”（ENIAC）的揭幕典礼。
这个庞然大物占地面积达170平方米，重达30吨。
第一代计算机是采用电子管作为逻辑元件，用阴极射线管或汞延迟线作主存储器，外存主要使用纸带、卡片等，程序设计主要使用机器指令或符号指令，应用领域主要是科学计算。
第二代计算机用晶体管代替了电子管，主存储器均采用磁芯存储器，磁鼓和磁盘开始用作主要的外存储器，程序设计使用了更接近于人类自然语言的高级程序设计语言，计算机的应用领域也从科学计算扩展到了事务处理、工程设计等多个方面。
第三代计算机采用中小规模的集成电路块代替了晶体管等分立元件，半导体存储器逐步取代了磁芯存储器的主存储器地位，磁盘成了不可缺少的辅助存储器，计算机也进入了产品标准化、模块化、系列化的发展时期，计算机的管理、使用方式也由手工操作完全改变为自动管理，使计算机的使用效率显著提高。
第四代计算机采用大规模和超大规模集成电路。
70年代以后，计算机使用的集成电路迅速从中、小规模发展到大规模、超大规模的水平，大规模、超大规模集成电路应用的一个直接结果是微处理器和微型计算机的诞生。
微处理器是将传统的运算器和控制器集成在一块大规模或超大规模集成电路芯片上，作为中央处理单元（CPU）。
以微处理器为核心，再加上存储器和接口等芯片以及输入输出设备便构成了微型计算机。
计算机发展阶段示意表
年代
器件
第一代1946-1957
第二代1958-1964
第三代1965-1969
第四代1970-至今
电子器件
电子管
晶体管
中、小规模集成电路
大规模和超大规模集成电路
主存储器
磁芯、磁鼓
磁芯、磁鼓
磁芯、磁鼓、半导体存储器
半导体存储器
外部辅助存储器
磁带、磁鼓
磁带、磁鼓
磁带、磁鼓、磁盘
磁带、磁盘、光盘
处理方式
机器语言
汇编语言
监控程序
连续处理作业
高级语言编译
多道程序
实时处理
实时、分时处理
网络操作系统
运算速度
5千-3万次/秒
几十万-百万次/秒
百万-几百万次/秒
几百万-千亿次/秒
第三节、计算机的数据处理
教学目的：
让学生了解计算机的数据处理方式、掌握十进制与二进制之间的转换
教学难点：
十进制与二进制之间的转换
教学方法：
例题演示、提问、课堂作业
计算机内部所处理的数据只有两种，也就是”0”和”1”。
分别用高低电压来表示。
在我们现实中叫二进制，在生活中我们所用的叫十进制。
在科学计算中还有八进制、十六进制等。
十进制与二进制之间的转换：
（1）整数转换方法―――除基取余法
十进制整数除以2取余数作最低位系数k0再取商的整数部分继续除以2取余数作高一位的系数，如此继续直到商为0时停止除法，最后一次的余数就是整数部分最高有效位的二进制系数，依次所得到的余数序列就是转换成的二进制数。
因为除数2是二进制的基数，所以这种算法称作“除基取余”法。
例：
1,2,4,8,16,17,100
（2）小数转换方法―――乘基取整法
把十进制小数乘以2，取其积的整数部分作对应二进制小数的最高位系数k-1再取积的纯小数部分乘以2，新得积的整数部分又作下一位的系数k-2，再取其积的纯小数部分继续乘2，…，直到乘积小数部分为0时停止，这时乘积的整数部分是二进制数最低位系数，每次乘积得到的整数序列就是所求的二进制小数。
例：
.1,.2,.4,.8,.12
（3）8421码转转换法
在二进制中从最低位起每一位数是前一位数的二倍，而二进制中
（1）2与十进制中的
（1）10都是表示实际的一个。
（1000）2，（100）2,（10）2,
（1）2，（1111）2，（110111111）2，（11111101111111）2
（4）八进制、十六进制之间的转换
（1276）8，（111111）2，（a23d4e）16，（11111010101011）2，（6531）10，（11101）10
课后作业：
1、计算机的硬件系统由哪几部分组成，分别实现什么作用。
2、计算机的系统软件实现什么作用，列举你所了解的系统软件。
3、列举你所知道的计算机硬件。
4、把下列数据转换为十进制或者二进制。
（10000）2，（1111）2，（12945）10，（110101）10，（32）10，（128）10，（10011111010001）2
第四节、计算机中存储容量的表示
教学目的：
让学生掌握计算机的数据存储容量的表示、单位之间的换算
教学难点：
字节、全角、半角
教学方法：
板书、提问、课堂作业
（1）计算机中各种信息全部是二进制数编码进行存储，以二进制的形式进行处理的。
一个二进制位称为一个比特（Bit）,八个二进制位称为一个字节（Byte），字节为存储容量的基本单位。
（2）1Byte＝8Bit1KB=1024Byte1MB=1024KB1GB=1024MB1T=1024G
（3）字符占据的容量：
一个汉字字符占据两个字节，一个英文字符占据一个字节。
第五节、学习方法
教学目的：
让学生掌握计算机硬件的学习方法
教学难点：
实验规程
教学方法：
提问、要求
（1）学习方法：
重点在笔记和实际操作中，在放假时段可以到市场去观望一下行情和新的技术；不需要去搞懂为什么会这样，只需要搞懂要去怎么样；多动手实际操作。
（2）实验规程：
1、硬件实验室是教学的重要场所，进入实验室必须遵守制度,爱护公物,保持安静,不准高声谈笑,不准抽烟,不准随地吐痰,不准乱丢杂物.。
2、工作时间闲杂人员不得进入实验室。
（分组实验，不做实验的一组在机房或者理论室正常上机或自习）
3、在实验中需要通电测试的必须经指导老师检查通过后才可加电继续实验。
4、实验中要注意安全,严格遵守操作规程,不准动用与本实验无关的其它设备，造成设备损坏的照价赔偿。
5、实验器材用后要及时归还原位并通知指导老师清点。
第二章、计算机的输入设备
教学目的：
让学生掌握计算机系统中常用的输入设备，了解一些其它的辅助输入设备以及各种价格。
教学难点：
安装、分类、指标
教学方法：
板书、提问、实物、实验、课后作业
第一节、鼠标（Mouse）
教学目的：
要求学生掌握鼠标的分类、指标、安装以及使用，了解一些基本价格
教学难点：
安装、分类、指标
教学方法：
板书、提问、实物、实验
一、鼠标的作用
二、鼠标的分类
工作方式分：
机械式、光机式、光电式和（轨迹球、压力感应板）
接口分：
COM、PS/2、USB
按键数分：
双键鼠、三键鼠和新型的多键鼠标
连接方式分：
有线、无线
其它特殊鼠标
三、鼠标的安装
COM接口和PS/2接口鼠标在安装前应该关闭计算机，USB可以在开机的状态下安装。
图示加实物演示。
四、鼠标的使用
操作系统中讲过，移动、单击、右击、双击、指向等
五、鼠标的指标
1．分辨率
鼠标的分辨率DPI（每英寸点数）值越大，则鼠标越灵敏，定位也越精确。
机械鼠标比光电鼠标的DPI（每英寸点数）值大，所以机械鼠标同样灵敏，定位精确。
不过DPI值也不一定大就好，有时画一些精细的图时，会有稍动就跑掉的感觉，而DPI值小一些反而画起来比较稳。
而且机械鼠标技术也已成熟，从体积上看，由于没有光栅板，相对小一些，成本低，所以价格便宜一些，机械鼠标存在着机械球弄脏后影响内部光栅盘运动的问题，光电鼠标也存在光栅板弄脏或磨损后不能准确读取光栅信息的问题。
鼠标器的多数故障是按钮等电路故障，与是机械鼠标或是光电鼠标没有什么关系。
2．使用寿命（点击次数）
一般说来，光电式鼠标比机械式鼠标寿命长，而且机械式鼠标由于在使用时存在着机球弄脏后影响内部光栅盘运动的问题，经常需要清理，使用起来也麻烦些，
3．响应速度
鼠标响应速度越快，意味着你在快速移动鼠标时，屏幕上的光标能作出及时的反应。
4．人体工程学流线型设计。
5．兼容的操作系统。
6．其它特殊功能（发炫光、升温、节能、低噪声）
六、鼠标的品牌（价格）
国内品牌
罗技
双飞燕
其他
明基（Benq）
金河田
爱国者
多彩（DELUX）
技嘉
宏基（Acer）
清华紫光
大水牛
新贵（NEWMEN）
微星（MSI）
奇克（CHIC）
全利文
台电
Sunflower
力胜
清华同方
国外品牌
三星（SAMSUNG）
微软（Microsoft）
飞利浦
优派
LG
第二节、键盘（Keyboard）
一、键盘的作用
二、键盘的分类
接口分：
PS/2接口、USB接口
按键分：
83键、101键、102键、104键、107键
外形分：
标准键盘、多功能键盘、人体工程学键盘
工作方式分：
机械式键盘、塑料薄膜式键盘、导电橡胶式键盘、电容式键盘
三、键盘的安装
PS/2接口鼠标在安装前应该关闭计算机，USB可以在开机的状态下安装。
图示加实物演示。
四、键盘的使用
功能键：
Ｆ１（帮助）、F2（改名）、F3（查找）、F4（ALT+F4关闭当前窗口，如果没得当前窗口就关闭计算机）、F5（刷新、直接进入安全模式）、F6（直接进入带网络的安全模式）、F8（进入带选项的安全模式）、F10（激活菜单）、F11、F12（在笔记本中常用来进入BIOS设置程序）、esc（退出）
shift上档键：
就是用来输入键位上部的内容。
caps大小转换键：
在大小写之间转换。
如果caps没打开的话按shift键输入的字母是大写，反之，如果caps打开的情况下按住shift键输入字母就是小写。
tab键：
制表符。
ctrl、alt、视窗键、右键。
视窗键就是用来弹出开始菜单，右键就是在光标所在位置弹出右键菜单（快捷菜单）。
去格键：
删除光标前一个字符。
delete:
删除光标后一个字符。
insert:
插入和改写键。
开关键（要么是插入要么改写）。
home：
就是让光标回到当前行首。
end:
就是让光标回到当前行的行尾。
ctrl+home:
让光标回到当前页的首。
ctrl+end:
让光标回到当前页的尾。
pageup:
向上翻一页。
pagedown:
向下翻一页。
ctrl+pageup:
表示翻页到整编文章的首部。
ctrl+pagedown:
表示翻页到整编文章的尾部。
prtscsysrq:
表示把当前屏幕上的内容以一幅图片的形式保存到剪切板当中。
粘贴就可以使用
alt+prtscsysrq:
表示把当前活动窗口的内容以一幅图片的形式保存到剪切板当中。
粘贴就可以使用
scrolllock：
滚动锁定键盘。
pausebreak:
表示暂停和返回。
numlock:
小键盘区开关键。
如果处于开起状态：
小键盘上的数字键和运算符都可以使用。
五、键盘的指标
适用类型
接口类型
连接方式
人体工程学
即插即用
手托
多媒体功能键
打击次数
特殊功能（防水、无声、中文、激光字面等）
六、键盘的品牌（价格）
第三节、键鼠常见故障及处理办法
鼠标
1、光电鼠标要“避光”
2、光电鼠标的鼠标垫不能是红色（多种色彩）或者玻璃
3、鼠标左右键功能的切换方法
4、机械式鼠标移动不灵活（清洁）
5、连线接触
6、端口接触
7、按键损坏
键盘
1、键盘上一些键不灵敏（卡键）
2、某些字符不能输入（失效、虚焊）
3、多个既不在同一列，也不在同一行的按键都不能输入（断路）
4、键盘输入与屏幕显示的字符不一致（短路）
5、按下一个键产生一串多种字符，或按键时字符乱跳（电路故障）
6、潮气、灰尘引起的键盘接触故障（防水）
7、随意的拖拽更易使键盘线断裂，使键盘出现故障
8、键盘热插拔造成损坏
第四节、其它输入设备（话筒、扫描仪以及摄像头）
一、话筒的安装与设置
1、话筒的安装
计算机主板后话筒插孔的标识、色彩
安装
2、话筒的设置
控制面板—声音—高级--（任务栏右下角声音图标双击）—选项—属性—播放--MIC（麦克风）—钩选—确定—属性—录音—MIC钩选—MIC选择—确定。
二、扫描仪与摄像头的了解。
作业：
第三章计算机输出设备
教学目的：
让学生掌握计算机系统中常用的输出设备相关知识，了解一些其它的辅助输入设备以及各种价格。
教学难点：
安装、分类、指标
教学方法：
板书、提问、实物、实验、课后作业
第一节、显示器（Monitor）
一、显示器的作用：
二、显示器的分类：
按工作原理分：
CRT、LCD
按显示尺寸分：
14”、15”、17”、19”、宽屏等
按数据处理方式分：
数字（DVI）、模拟（VGA）
按显示菜色分：
单色、彩色
三、CRT的发展：
球面：
从最早的绿显、单显到目前的许多14英寸显示器，基本上都是球面屏幕的产品，它的缺陷非常明显，在水平和垂直方向上都是弯曲的。
边角失真现象严重，随着观察角度的改变，图像会发生倾斜，此外这种屏幕非常容易引起光线的反射，这样会降低对比度，对人眼的刺激较大，这种显像管现在已经退出市场。
平面直角显像管：
这种显像管诞生于1994年，由于采用了扩张技术，因此曲率相对于球面显像管较小，从而减小了球面屏幕上特别是四角的失真和反光现象，配合屏幕涂层等新技术的采用，显示器的质量有较大提高。
柱面管：
以索尼公司的Trinitron（特丽珑）和三菱公司的（Diamondtron）钻石珑为代表。
柱面显像管采用栅式荫罩板，在垂直方向上已不存在任何弯曲，在水平方向上还略有一点弧度，但比普通显像管平整了许多。
纯平面显像管：
目前市场上的纯平面显像管有Sony的平面珑，LG的未来窗，三星的丹娜以及三菱的纯平面钻石珑等。
（物理纯平、视觉纯平）
四、CRT的性能指标：
显像管类型：
球面管、平面直角显像管、柱面管、纯平面显像管
显像管品牌：
LG“未来窗”，三星“丹娜管”，索尼“特丽珑”，三菱“钻石珑”，台湾“中华管”和日立“锐利珑”等。
接口类型：
15针D-Sub（也叫VGA接口）、DVI（DigitalVisualInterface，数字视频接口，一个是DVI-D接口，只能接收数字信号、另外一种则是DVI-I接口，可同时兼容模拟和数字信号）
显示尺寸和面积：
指显像管的可见部分的对角线尺寸。
最大可视面积就是显示器可以显示图形的最大范围，显示面积都会小于显像管面积的大小。
点距：
指屏幕上相邻两个同色像素单元之间的距离，即两个红色（或绿、蓝）像素单元之间的距离。
目前点距主要有0.39，0.31，0.28，0.26，0.24，0.22mm等几种规格，最小的可达0.20mm。
栅距：
是指荫栅式像管平行的光栅之间的距离。
刷新频率：
指单位时间（以秒计）之内电子枪对整个屏幕进行扫描的次数，通常以赫兹（Hz）表示。
分辨率：
是屏幕图像的精密度，是指显示器所能显示的点数的多少。
带宽：
是显示器视频放大器通频带宽度的简称，指电子枪每秒钟在屏幕上扫过的最大总像素数，以MHz（兆赫兹）为单位。
亮度和对比度：
色彩数：
辐射强度：
OSD菜单：
是on-screendisplay的简称，即屏幕菜单式调节方式。
工作环境：
安规认证：
（MPR认证、TCO认证）
五、使用CRT的注意事项：
（1）为保护您的眼睛，请不要在强烈的灯光旁及日光直接照射下使用。
（2）勿将显示器放置于热源附近。
（3）请放置于通风良好处，以易于散热。
（4）显示器应远离高功率变压器、马达或其它强烈磁场地区。
以免画面扭动。
（5）请不要在潮湿、多尘、骯脏的环境下使用显示器。
（6）不要用尖锐的器皿划伤显示屏。
（7）设置适当的屏保程序和电源使用方案。
六、LCD的发展：
液晶最早是奥地利植物学家莱尼茨尔（F.Reinitzer）于1888年发现的，他在测定有机物的熔点时，发现某些有机物（胆甾醇的苯甲酸脂和醋酸脂）熔化后会经历一个不透明的呈白色浑浊液体状态，并发出多彩而美丽的珍珠光泽，只有继续加热到某一温度才会变成透明清亮的液体。
莱曼将其命名为“液态晶体”，这就是“液晶”名称的由来。
按应用范围分类：
1、笔记本电脑（Notebook）液晶显示器
2、桌面计算机（Desktop）液晶显示器
按物理结构分类：
1、扭曲向列型（TN－TwistedNematic）
2、超扭曲向列型（STN－SuperTN）
3、双层超扭曲向列型（DSTN－DualScanTortuosityNomograph）
4、薄膜晶体管型（TFT－ThinFilmTransistor）
薄膜晶体管型是现在最为常用的类型。
TFT是指液晶显示器上的每一液晶像素点都由集成在其后的薄膜晶体管来驱动。
TFT液晶显示器具有屏幕反应速度快，对比度好、亮度高，可视角度大，色彩丰富等特点，比其他三种类型更具优势。
同时还克服了DSTN液晶显示器固有的一些弱点，确实可以算是当前液晶显示器的主流设备。
5、低温多晶硅薄膜电晶体（LTPSTFT）
6、有机电激发光二极体（OLED）
七、LCD的性能指标：
1．分辨率（最佳分辨率）
2．亮度（350cd/m2明流）
3．对比度（700：
1）
4．响应时间（<12ms）
5．可视角度（水平可视角度>170、垂直可视角度>170）
6．坏点数（<=3）
7．点距（0.297）
8．色彩数（16.2M、16.7M）
9．色彩饱和度
10．接口类型（D-Sub、DVI：
DVI-D24针、DVI-I28针）
11．防眩光防反射
12．灯管
13．认证
八、LCD的使用注意事项：
1、设置适当的屏保程序和电源使用方案。
2、工作环境湿度保持在30%～80%之间。
长时间不用显示器，可以定期通电工作一段时间。
3、显示屏表面有污迹，可用沾有少许水的软布轻轻地将其擦去。
4、避免强烈的冲击和振动，不要对LCD显示表面施加压力、防止划伤。
5、
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