师：同学们，今天我们一起来学习教科版必修2第二单元第一节的内容——计算机系统的组成。这节课的学习目标是：知道计算机系统的主要组成部分，并能描述其工作原理；了解计算机硬件系统的基本组成部分，认识其主要的性能指标；了解计算机软件系统的分类，能区分各类软件的主要功能。
在日常学习与生活中，大家经常会接触和使用各种形态的计算机。通过第一章的学习，我们知道计算机是信息处理最重要的工具之一。那么，为什么计算机能处理这些信息？计算机的各个组成部分又是怎样协调工作的呢？
这是一台个人电脑的外观图及主机箱的内部结构图，同学们能说出哪些硬件设备的名称呢？也许你们能说出键盘、鼠标、显示器、CPU、硬盘、内存、显卡等。今天，我们将围绕“探究计算机系统的基本组成”这一项目展开学习，了解计算机的硬件、软件组成及工作原理。
计算机要处理各类数据，首先得把数据输入到计算机中进行处理，处理完毕后再把结果反馈给用户。依靠多种设备，计算机系统能够将各种数据输入到计算机中，也能将不同类型的数据以不同的方式输出。请同学们根据自己的实践经验，思考数据与设备的关系，完成屏幕上显示的表格。这是老师给出的参考答案。
输入设备是向计算机输入数据的设备，是人或外部与计算机进行交互的一种装置，用于把原始数据和处理这些数据的程序输入到计算机中。计算机能够接收各种各样的数据，既可以是数值型的数据，也可以是各种非数值型的数据，如图形、图像、声音等。常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏、麦克风等。输出设备可将计算机的运算结果或者中间结果打印或显示出来。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、传真机等。这里提醒同学们一点，有些设备既可以做输入设备，也可以做输出设备，比如触摸屏。
数据在计算机的处理过程中，不管是处理中还是处理后，都需要有存储设备存储运算结果。我们前面提到的主机箱中有内存条和硬盘这两个设备，它们都具有存储功能，这两者有什么不同之处呢？请同学们调查目前主流个人计算机存储器产品的性能指标参数，完成屏幕上显示的Excel表格。这是老师给出的参考答案。通过对比发现，大致而言，内存的存取速度最快，U盘次之，硬盘速度相对较慢。这里的硬盘指的是机械硬盘。但同等的存储容量，内存价格最贵，U盘次之，硬盘最便宜。
计算机中数据存储的基本单位是字节。一个字节由8个位组成。一位存储一个二进制的0或1，一个字节能够存储一个英文符号或一个0 - 255的自然数等数据。一个汉字需要占用两个字节。1字节等于8位，1KB等于1024B，1MB等于1024KB，以此类推。注意，存取速度的性能指标参数中的5GB每秒表示每秒存取5GB。
存储器是计算机系统的记忆装置，它的主要功能是存放程序和数据。存储器分为内部存储器和外部存储器。内部存储器又称主存储器，分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。随机存储器中的数据可以读出，也可以写入，断电后存储内容消失。我们常说的内存条，指的就是随机存储器。只读存储器中的数据只能读出，不能由用户再写入新内容，断电后数据不会丢失。在我们电脑主板上有一块小芯片，里面就存储着我们开机看到的BIOS程序。
外部存储器又称辅助存储器，如硬盘、U盘、软盘、磁带、CD、DVD、移动硬盘等，能长期保存信息，并且对信息的保存不依赖于电源。其中软盘、磁带在日常生活中已较为少见。在硬盘当中，采用了类似U盘闪存技术的SSD硬盘存取速度更快，也逐渐在个人电脑，尤其是笔记本电脑中推广应用。同样的道理，同等容量的SSD硬盘价格会比机械硬盘更贵。
其实在内存与外存之外，还有一个容量很小的存储设备——缓存。缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速度很快。其容量远小于内存，但速度却可以接近处理器的频率。同学们思考一下，现代计算机为什么要采用缓存、内存、外存这样的三级存储体系呢？存储系统的三级结构中，其容量逐渐增大，速度逐渐降低，成本逐渐减少。采用多级层次结构的存储器可以有效解决存储器的速度、容量、价格之间的矛盾，让计算机以更亲民的价格推广使用。
数据加工的整个过程最重要的就是数据处理环节，计算机系统的运算器和控制器合在一起被称为中央处理器，简称CPU。中央处理器是计算机的核心部件，它的主要功能包括解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。CPU的性能在一定程度上反映了整个计算机系统的性能，对于用户的直观体验就是计算机运行速度的快与慢。同学们是否知道有哪些参数可以衡量CPU的性能指标呢？我们一起来完成屏幕上显示的表格。
衡量CPU性能指标的参数有很多，在这里老师举例了三个较为重要的指标，分别是主频、制造工艺和字长。主频也叫时钟频率，用来表示CPU的运算处理数据的速度，如3.6G赫兹。通常时钟频率越高，CPU的运算速度越快。制造工艺又叫CPU制程，表示同一平面下的晶体管密度。它的先进与否决定了CPU的性能优劣，如10纳米，通常数值越小意味着更为先进的制造工艺。字长是指CPU一次能并行处理的二进制位数，表示一次性处理事务的固定长度。字长一般都是8的倍数，如32位、64位。通常数值越大意味着效率更高。其他衡量CPU性能指标的参数还有缓存、外频、倍频、前端总线、核心数等。有兴趣的同学可以课后再详细了解。