信息技术校本教材上册3选用和连接信息技术设备.docx
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信息技术校本教材上册3选用和连接信息技术设备
第一章信息技术应用基础
1.认识信息技术与信息社会
【考纲要求】
(1)理解信息技术的概念;了解信息技术的发展历程;
(2)理解信息技术在当今社会的典型应用;了解信息技术对人类社会生产、生活方式的影响;
(3)了解信息社会的特征和相应的文化、道德和法律常识;
(4)了解信息社会的发展趋势。
【考纲说明】
【知识讲解】
2.认识信息系统
【考纲要求】
(1)了解信息系统组成;
(2)了解二进制、八进制、十六进制的基本概念和特点;了解二进制、十进制整数的转换方法;
(3)了解存储单位的基本概念,掌握位、字节、字、KB、MB、GB、TB的换算关系;
(4)了解ASCII码的基本概念;了解汉字的编码。
【考纲说明】
【知识讲解】
3.选用和连接信息技术设备
【考纲要求】
(1)理解常用信息技术设备:
计算机主机(CPU、主板、内存储器)、外存储设备(硬盘、U盘、光盘)、输入设备(键盘、鼠标、扫描仪和数码影像)、输出设备(打印机、绘图仪、显示适配器和显示器),了解设备类型和特点;
(2)理解常用信息技术设备主要性能指标的含义,了解根据需要选用合适的设备;
(3)了解正确连接计算机、移动终端和常用外围设备;
(4)了解计算机和移动终端等常见信息技术设备基本设置的操作方法;了解常见信息技术设备的设置。
【考纲说明】
(1)从原来的微机硬件系统改为信息技术设备,内涵与外延扩展了;
(2)增加了了解根据需要选用合适的设备;
(3)增加了了解正确连接移动终端设备;
(4)增加了了解移动终端等常见信息技术设备基本设置的操作方法及设置。
【知识讲解】
3.1信息技术设备的概念和类型
信息技术设备(InformationTechnologyEquipment,简称ITE)是指利用信息技术对信息进行处理过程中所用到的设备的总称。
也就是指在现代信息系统中获取、加工、存储、变换、显示、传输信息的物理装置和机械设备,即现代信息系统的硬件组成部分。
常见的信息技术设备一般有以下几类(见表1-3-1):
类型
举例
计算机类
台式计算机、一体式计算机、服务器、笔记本电脑等……
移动终端类
智能手机和平板电脑……
可穿戴设备类
智能耳机,智能手环,智能手表,智能眼镜……
外围设备类
键鼠,显示器,音箱,耳机,打印机,扫描仪。
麦克风,手绘板,手柄,体感设备,投影仪,VR眼镜,摄像机,摄像头,触摸屏,3D打印机……
网络设备类
路由器,光猫,交换机……
表1-3-1常见的信息技术设备类型
想一想,我们日常接触过或使用过哪些信息技术设备呢?
3.2了解计算机、微型计算机与各种电脑
我们现在常用的计算机是微型计算机(又称个人计算机或微机),是现代电子计算机发展到第四代的产物,两者区分如图1-3-1所示。
图1-3-1区分计算机和微型计算机
不过,从第一代到第四代,所有计算机都遵循了同样的体系结构和工作原理——美籍匈牙利科学家冯·诺依曼制定了现代电子计算机的体系结构,提出了“存储程序原理”,即计算机能够存储程序,并且在程序的控制下工作,计算机必须由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成,如图1-3-2所示。
我们常见到的一套基本的微型计算机硬件系统外观如图1-3-3所示,主要包括:
主机箱、显示器、键盘、鼠标和音箱等。
请同学们思考图中各部份的名称和主要用途分别是什么?
主机箱内还有哪些部件?
它们与五大部分的关系?
图1-3-2计算机硬件系统的组成
图1-3-3常见电脑硬件系统的外观
其实,电脑不仅仅是我们常用的台式机,还有很多的类型,如图1-3-4所示。
图1-3-4常见的各种电脑
3.3电脑主机和主板
主机是整个电脑的中心,它是指计算机的控制器、运算器和主存储器。
但通常人们把整个电脑机箱部分称为电脑主机。
打开机箱后,其内部主要由多个独立部件构成,主要包括主板、CPU、内存、硬盘、显卡、声卡、网卡、电源、散热器、光驱、电源线、数据线等设备,如图1-3-4所示。
其中主板是一块印刷的线路板,又叫主机板(mainboard)、系统板(systemboard)或母板(motherboard),是主机内各个硬件设备连接的平台,通过主板把CPU、内存、硬盘、及各种外部设备连接在一起,构成完整的硬件系统才能工作。
主板上含有CPU插槽、内存插槽、硬盘接口、ROM芯片、I/O控制芯片、键盘/鼠标接口、连接外设的PCI插槽等。
如图1-3-5所示。
图1-3-4主机箱内部结构
图1-3-5主板结构图解
主板外部I/O接口背板有PS/2、串行、并行、USB、IEEE1394、RJ-45、eSATA、音频接口、光纤音频接口、同轴音频接口、VGA、DVI、HDMI和S端子等接口类型。
常见的主板I/O接口背板如图1-3-6所示。
图1-3-6常见的主板I/O接口背板
主板上的总线(Bus)是连接计算机各部件的一组公共信号线,总线用于在各部件之间传递数据和信息。
主板上的总线按功能分为三类:
控制总线(ControlBus)、数据总线(DataBus)和地址总线(AddressBus)。
主板的主要参数有:
主板芯片组类型。
主板芯片组(Chipset)是主板的核心组成部分,是CPU与周边设备沟通的桥梁。
芯片组决定了主板的功能,进而影响到整个计算机系统性能的发挥。
芯片组性能的优劣,决定了主板性能的好坏与级别的高低。
CPU插槽类型。
它决定着主板可支持的CPU类型,是区分主板类型的主要标志之一。
目前主流的台式计算机主板CPU插槽类型有Intel系列的LGA1151、LGA2066和AMD系列的SocketAM4、SocketTR4等。
内存插槽类型。
它决定了计算机所能采用的内存类型,插槽的线数与内存条的引脚数一一对应。
目前大多数主板都有2个或4个插槽,支持双通道内存技术。
扩展性能与外围接口。
台式计算机的主板上集成了显卡插槽(一般为PCI-E类型)、硬盘与光驱接口、扩展槽(一般为PCI类型)等接口,以及USB、声卡等外部设备接口。
。
3.4CPU
CPU即中央处理器,也称为微处理器,它是计算机的最核心部件,计算机的性能很大程度上决定于CPU。
CPU主要由运算器、控制器、寄存器以及缓存等组成,运算器(ALU部件)主要用于做各种算术和逻辑运算,控制器用于指挥协调各部件的工作,分析并执行指令,使得计算机能在指令的控制下工作。
CPU最主要的功能是执行程序。
CPU生产厂商中比较著名的是Intel公司和AMD公司,Intel是全球最大的CPU供应商,其生产的CPU型号有早期的80386、80486、PentiumⅡ~Ⅵ系列,及现在的酷睿i系列(如酷睿i7等)。
如图1-3-7所示。
图1-3-7CPU的两大品牌
CPU有很多重要的参数,用于表示CPU的性能。
主频。
指CPU的工作频率。
一般来说,CPU主频越高,CPU的运算速度也就越快。
但由于各种型号CPU的内部结构不同,并不能完全用主频来概括CPU的性能,如Intel系列的凌动、赛扬、奔腾、酷睿等型号的CPU,主频虽然有可能一样,但运算速度差异很大。
主频由外频(主板系统总线的工作频率)和倍频(CPU外频与主频相差的倍数)决定,个人计算机的外频一般为100MHZ,主流CPU倍频在20~40倍左右,在CPU出厂时已设定好,因此一般CPU的主频为2GHZ~4GHZ。
字长。
是指CPU在同一时间内处理的一组二进制数的位数。
字长越大运算速度越快。
早期的CPU字长有8位、16位和32位,目前的CPU大多为64位。
核心数及线程数。
核心数指CPU的物理运算核心数量,如4核心CPU可以在物理上至少并行进行4组数据的运算。
可利用CPU的高速运算能力,在一个物理核心上交替运行多个线程,即在逻辑上并行进行2组以上的运算;CPU超线程技术可以让计算机认为CPU的一个物理核心为两个虚拟核心,如Intel的i7-8600CPU,就是6核心12线程,而Intel的i5-8400CPU,没有使用超线程技术,只有6核心6线程。
缓存。
CPU缓存是内置在CPU中的高速缓冲存储器,缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大。
CPU缓存的运行频率极高,一般是和处理器同频运作,数据存取速度远远大于内存和硬盘。
CPU在工作时,往往需要重复读取同样的数据块,可以先将其预存储在缓存中,不用再到内存或者硬盘上寻找。
缓存容量的增大,可以大幅度提高CPU的性能。
CPU缓存分三级:
一级缓存(L1Cache)分为指令和数据缓存两部分,容量通常在数十到数百KB,二级缓存(L2Cache)一般容量为数百KB到数MB,如果CPU有多核心,每个核心都要配一级和二级缓存;三级缓存(L3Cache)由CPU的所有核心公用,一般有数MB到数十MB。
指令集。
是CPU用来完成计算和控制系统的一整套指令集合,是CPU的重要性能指标。
从大类来分,一般将指令集分为精简指令集(RISC)和复杂指令集(CISC)。
RICS指令集执行效率高、功耗低,适用于手机等移动终端的CPU;CISC指令集适合复杂的系统,适用于个人计算机,如Intel的x86指令集和AMD的x86-64指令集。
制程工艺
又称为CPU的“制作工艺”,是指在生产CPU过程中,集成电路的精细度。
一般的,制程工艺越先进,CPU的制造精细度越高,在同样的材料中可以制造更多的电子元件,CPU功耗也就越小。
目前个人计算机的CPU制程工艺一般在十几纳米(nm)以下、功耗(TDP)在数十瓦左右,而用于智能手机等移动终端的CPU制程工艺已达到数纳米(nm)。
3.5内存
内存即内存储器,属于主存储器,是计算机中的主要部件,其功能是存储正在执行的程序和数据。
内存和CPU构成主机。
日常使用的程序,如操作系统、办公软件、上网工具、播放器等,一般都安装在硬盘等外存上,但是使用它们时必须调入内存中运行。
内存的容量越大,能容纳的程序越多,计算机的运行速度越快。
内存一般采用半导体存储单元,包括随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)。
(1)只读存储器(ROM)
它是系统专用的,用于存放计算机的基本输入/输出程序(BIOS)为主。
由制作的工艺和材料决定了ROM中的信息只能读出,一般不能写入。
ROM属于永久存储器,即使机器断电,ROM中数据也不会丢失。
ROM中的信息是在厂家生产硬件的时候就被写入并永久保存。
只读存储器分为可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、掩膜型只读存储器(MROM)。
(2)随机存储器(RAM)
RAM即我们通常所说的内存,它插在主板的内存插槽上,RAM的容量是用户可以直接使用的。
RAM中的信息既可以读取(随机读取,不一定要按顺序),也可以写入。
当机器电源关闭时,存于其中的数据就会全部丢失,所以用户要养成随手存盘的习惯,以免数据丢失。
内存的标准有DDR2和DDR3等,常见的品牌有金士顿、现代等。
随机存储器又可分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)。
SRAM的特点是存取速度快,不需要刷新,工作状态稳定,集成度低,价格高,一般用于Cache;DRAM速度慢,需要刷新,集成度高,价格低,一般用于主存储器。
三种存储器比较如表1-3-2所示。
ROM
在制造ROM的时候,信息(数据或程序)就被存入并永久保存。
这些信息只能读出,一做不能写入,即使掉电,这些数据也不会丢失。
如:
BIOS
RAM
表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。
当机器电源关闭时,存在其中的数据就会丢失。
如:
内存条
Cache
它位于CPU与内存之间,是一个读写速度比内存更快的存储器。
如:
L2
表1-3-2ROM、RAM与CACHE
内存的主要性能指标有:
主频。
是内存的工作频率,决定着内存的读写数据的速度。
内存读写数据的速度一般用带宽来表示,即每秒钟访问内存数据的最大字节数。
内存带宽的计算公式为:
带宽=内存主频×内存总线位数×倍增系数÷8(内存总线位数一般为64位,倍增系数由内存的类型决定)。
容量。
即内存条的信息存储容量。
当前,主流台式计算机的内存容量一般在4GB~32GB之间。
类型。
内存类型有SDRAM、DDRSDRAM和RDRAM三种。
DDRSDRAM(双倍速率同步动态随机存储器),分为DDR、DDR2、DDR3、DDR4等几代类型,代数越靠后,内存倍增系数越高、带宽也越高,DDR4是当前的主流类型内存。
内存的类型要与主板内存插槽类型相匹配,不能通用。
为了提升内存的性能,目前不少计算机都支持双通道内存技术,即通过同时使两条同等规格的内存,理论上可使内存带宽增长一倍。
3.5外存储器
外存储器简称为外存,也叫辅存,主要用于存放长期使用的程序、文档和数据等,程序需要执行时由外存调入内存,由CPU来执行,执行的结果又可以保存到外存中。
外存的容量比内存大很多,但读、写速度要慢得多。
外存都是永久性存储器,外存中保存的数据除非用户把它删除,否则长期存在。
外存与内存的比较如表1-3-3所示。
外存储器包括硬盘存储器、光盘存储器以及移动存储器等。
见图1-3-8。
外存储器
内存储器
简称
外存或辅存
内存或主存
存取速度
慢
快
成本
低
高
存储容量
很大
相对较小
性质
断电后信息保持
断电后信息消失
与CPU直接连接
否
是
工作方式
计算机运行程序时,外存中的程序及相关数据必须先传送到存,然后才能被CPU使用
CPU(指令)对存中的指令及数据进行读、写操作
信息存放时间
长久存放系统中几乎所有的信息
临时存放正在运行的程序和数据
表1-3-3外存与内存的比较
1、硬盘
硬盘属于最主要的外部存储器,硬盘与硬盘驱动器封装在一起,安装在主机箱内。
硬盘分为标准硬盘、移动硬盘和固态硬盘,其中固态硬盘的读取速度比较快。
硬盘的主要性能参数有传输速率、接口类型、容量、缓存大小等。
传输速率。
指硬盘读写数据的速度,单位为MB/s。
机械硬盘的传输速率与硬盘转速相关,硬盘转速以每分钟多少转来表示,单位为“转/每分钟(rpm)”,rpm值越大,硬盘的读写速度越快;个人计算机的机械硬盘转速一般为5400rpm、7200rpm,传输速率在数十MB/秒至百余MB/s之间。
固态硬盘的读写速度与SSD芯片的读写速度相关,远快于机械硬盘,传输速率一般在数百MB/s以上。
硬盘的传输速率还与硬盘的接口相关,接口不同,硬盘可获得的最大传输速率也不同。
目前多使用SATA接口硬盘,分为SATA1.0、SATA2.0、SATA3.0等版本,最大理论传输速率分别为150MB/s、300MB/s、600MB/s。
还有SAS接口硬盘,最大理论传输速率为300MB/s~600MB/s。
容量。
机械硬盘的容量一般在几百GB至数十TB之间。
固定硬盘目前受电子存储芯片制造成本限制,一般在数百GB至数TB之间。
缓存。
硬盘缓存是机械硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。
缓存的大小与速度直接关系到机械硬盘的传输速度,机械硬盘的缓存一般在数十MB左右。
固态硬盘因存储元件直接就是电子存储芯片,因此无需缓存。
图1-3-8常见外存
2、光盘与光驱
光盘存储器是利用光学方式进行读写信息的存储设备,主要由光盘和光驱组成,光盘是存储信息的介质,要读取光盘信息必须要配备光驱,如上图所示。
光盘按用途可以分为:
只读型光盘,如CD-ROM、DVD-ROM;只写一次型光盘,如CD-R、DVD-R;可重写刻录盘,如CD-RW。
只读型光盘由厂家预先写入数据,用户不能修改;能写入数据的光盘我们都把它们称为刻录盘,电脑必须要配备刻录机,使用专门的软件如NERO才能把数据刻录到光盘上。
一张CD-ROM光盘的存储容量是650MB,DVD-ROM光盘的存储容量为4.7GB,蓝光光盘是目前一种选进的大容量光盘格式,一张蓝光光盘可以存储50GB的数据。
光驱的使用方法是:
首先,将光盘放入光驱;在“计算机”窗口中双击光驱图标,就可以浏览和复制光盘上的内容,光盘上的内容一般不能直接写入、删除和修改;光盘使用完之后,在“计算机”窗口中右击光驱图标,在快捷菜单上单击“弹出”命令就可以取出光盘。
3.闪存和U盘
闪存(FlashMemory)是一类移动存储设备,应用在便携数码设备上,如手机、MP3、数码相机、数码摄像相、笔记本电脑上,闪存如SD卡、SIM卡等,要在电脑上读取闪存上的信息,必须具备读卡器。
U盘也称USB盘或闪盘,如下图所示,属于闪存的一种类型,它采用当前先进的闪存芯片为存储介质。
U盘是一种即插即用型的存储设备,目前使用的U盘容量最大可达128GB。
U盘的使用方法是:
(1)首先把U盘插入计算机的USB接口,就能检测到可移动磁盘;
(2)在“计算机”窗口中双击U盘图标,就可以浏览U盘和编辑U盘内容;
(3)使用完之后必须先移除U盘,然后再拔掉U盘,才不会损坏U盘中的数据。
3.6输入输出设备
微型计算机的输入设备和输出设备是人机交互的主要装置。
输入设备是用于向计算机输入命令、程序、数据、文本、图形、图像、音频和视频等信息。
其主要作用是把人们可读的信息转变为计算机能识别的电信号(用二进制代码表示)输入计算机;而输出设备是把计算机内部加工处理的信息,用人所能识别的形式(如字符、图形、图像、语音等)表示出来,它包括显示设备、打印设备、语音输出设备、图像输出设备等。
(一)常见的输入设备
1.键盘
键盘是计算机主要的输入设备。
用户可以通过键盘向计算机输入指令、程序、数据和字符。
键盘上每一个按键在计算机中都有唯一的代码。
当按下某个键时,键盘接口将该键的二进制代码送入计算机主机中,并将按键字符显示在显示器。
目前普遍使用的是电容式101键键盘。
另外,还有104键和107键键盘。
键盘与主机的接口有PS/2、USB、无线三种接口,键盘的PS/2接口为紫色。
常见的101键键盘可分为四个区:
功能键区、字符键区、光标控制键区和数字键区,如图1-3-9所示。
图1-3-9常见的101键盘分区示意图
大家要认识键盘上的一些常用按键的名称及通常功能,如表1-3-4所示。
名称
作 用
Enter
回车键。
两种作用:
一种是换行,结束上行输入,光标移到下一行;另一种是确认,命令输入完了都要按回车键确认并执行。
Shift
上档键。
按住该键不放可输入上档字符;若当前键盘是小写状态,按住该键不放可输入大写字母,反之可输入小写字母
CapsLock
大写字母锁定键。
按该键,Caps Lock指示灯亮时可输入大写字母;再按该键,Caps Lock指示灯灭时键盘又恢复小写状态
Backspace
退格键。
按一次该键可删除插入点前边的一个字符
Delete
删除键。
按一次该键可删除插入点后边的一个字符
Insert
插入与改写转换键。
键盘处于插入状态时,后来输入的字符插入到插入点的前面;键盘处于改写状态时,后来输入的字符覆盖插入点位置的字符
Tab
制表键。
按该键,光标可移动一个制表位置,光标可在表格中移动一格
Ctrl
控制键。
该键不单独使用,一般与其它键配合使用,起某种控制作用
Alt
变换键。
该键不单独使用,主要用于组合键
F1~F12
功能键。
其功能通常由具体的软件来定义
PrintScreen
屏幕打印键。
使用该键可将屏幕内容复制到剪贴板
ESC
中止或取消键。
按该键可取消一个操作或中止一个程序,退出菜单等
ScrollLock
屏幕滚动锁定键。
按下该键,屏幕显示停止滚动,直到再按该键为止
Home
按该键光标快速移到行首
End
按该键光标快速移到行尾
PageUp
上翻页键。
按该键往前翻一屏内容
PageDown
下翻页键。
按该键向后翻一屏内容
NumLock
数字锁定键。
按下该键,当NumLock指示灯亮时,小键盘处于上档数字输入状态;再按该键,当NumLock指示灯灭时,则下档的光标控制键起作用
表1-3-4键盘按键名称及作用
2、鼠标
鼠标是一种手持式屏幕坐标定位设备,鼠标的主要功能是进行光标定位或用来完成某种特定的输入。
与键盘相同,鼠标的接口有PS/2、USB、无线三种接口,鼠标的PS/2接口为浅绿色。
常用的鼠标是2个按键中间带一个滚轮,右手握鼠标时,左边的按键为拾取键,用来定位和执行操作;右边的按键为快捷菜单选择键,中间滚轮用来滚动屏幕显示信息。
要熟练操作计算机必须先学会鼠标的使用,鼠标的操作主要有以下几种。
◆指向:
通过移动鼠标使得鼠标指针快速指向操作对象。
◆单击:
移动鼠标指针指向某个对象时,按下鼠标左键并松开称为“单击”。
单击一个图标、文件或文件夹名一般起选择作用;单击菜单选项、工具按钮一般起执行作用。
◆双击:
移动鼠标指针指向某个对象时,快速连续按两下鼠标左键并松开称为“双击”。
双击一个图标、文件或文件夹名一般起打开作用。
◆右击:
移动鼠标指针指向某个对象时,按下鼠标右键并松开称为“右击”。
右击一个对象一般会弹出快捷菜单,供进一步选择操作。
◆拖动:
移动鼠标指针指向某个对象时,按住鼠标左键不放的同时移动鼠标,移动到合适位置再松开鼠标,拖动一般用于改变对象的位置。
◆右键拖动:
移动鼠标指针指向某个对象时,按住鼠标右键不放的同时移动鼠标,移动到合适位置再松开鼠标,右键拖动的结果会弹出一个快捷菜单,一般有三个选项“移动到当前位置”、“复制到当前位置”、“在当前位置创建快捷方式”。
我们还要注意观察鼠标指针的形状,判断当前处于什么工作状态,如表1-3-5所示。
鼠标指针
表示的状态
鼠标指针
表示的状态
准备状态
文本选择状态
忙碌状态
精确调整大小
移动对象
禁用状态
调整对象大小
超链接状态
1-3-5鼠标指针形状表示所处状态
3、扫描仪
扫描仪通常用于将印刷材料上的文字或图片扫描输入到计算机中,以图像的形式保存起来,进而实现对这些图像形式的信息的处理,扫描仪属于光学输入设备,也是常用的图像采集设备。
把印刷材料扫描输入计算机后,保存成JPG图片,然后借助光学字符识别软件(如尚书六号、方正OCR)识别成文本。
4.触摸屏
触摸屏是一种多媒体输入定位设备,用户可以直接用手或激光笔在屏幕上触及屏幕上的菜单、按钮、图标等,向计算机输入信息。
当手指在屏幕上移动时,触摸屏将手指移动的轨迹数字化,然后传送给计算机,计算机根据获得的数据进行处理,有效地提高了人机对话效率。
当前广泛使用的触控电脑其屏幕就是采用触摸屏。
触摸屏既是输入设备又是输出设备。
5.条形码识别器
(1)条形码。
条形码即一维条码,它是将宽度不等的多个黑条和白条,按照一定的编码规则排列,用以表达一组信息的图形标识符,如下图所示。
条形码可以标出物品的名称、生产国、制作商、生产日期,图书分类号,邮件起止地点等,因而在商品流通、图书管理、邮政管理、银行系统等许多领域都得到广泛的应用。
条形码识别器是专门用于扫描、识读条形码的设备,是一种光阅读设备,将收集到的数据输入到计算机系统进行处理。
条形码的使用可以使信息的检索更加快捷和安全。
(2)二维码。
二维码即二维条码,它是用某种特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向上)分布的黑白相间的图形记录数据符号信息的,如上图所示。
一维码只能由字母和数字组成,而二维码能存储汉字、数字、图片、网站链接等更为复杂的信息。
利用图像输入设备或光电扫描设备扫描二维码,通过识别条码的长度和宽度中记载的二进制比特流
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