教师资格证《信息技术学科知识与教学能力》备考之冯·诺依曼体系结构

教师资格证《信息技术学科知识与教学能力》备考之冯·诺依曼
体系结构
随着信息技术学科在中小学教育的地位越来越重，且考题也越发的灵活多变，这就要求我们在备考的时候首先应对基础知识进行理解和记忆。

冯·诺依曼体系结构是计算机硬件系统仍至整个信息技术学科的重点知识，例如在20XX年的上半年全国统考(初中)中就出现了一道关于教师资格考试信息技术学科知识冯·诺依曼体系结构的简答题(10分)，下面我们首先了解一下关于这部分内容。

冯·诺依曼体系结构是由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼提出的，他首次提出了“程序存储、程序控制”的设计思想，其理论要点为：1、计算机系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大组件组成;2、计算机内部采用二进制表示数据和指令;3、计算机采用程序存储、程序控制技术(将程序事先存在主存储器中，计算机在工作时能在不需要人员干预的情况下，自动逐条取出指令并加以执行)。

冯·诺依曼体系结构是现代计算机的基础，现在大多计算机仍是冯·诺依曼计算机的组织结构，只是作了一些改进而已，并没有从根本上突破冯体系结构的束缚。

由于他在电子计算机中所起到的关键性作用，也因此被人们称为“计算机之父”。

接下来我们重点了解一下计算机的五大组件，以便于大家更好的理解和记忆。

(一)运算器
运算器(Arithmetic unit)是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。

运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件(ALU)。

其性能指标主要有两个：1、字长。

字长是计算机可以直接处理的二进制数据的位数，通常都是2的若干次方，现在主流的字长为32和64，它直接影响运算器的计算精度、速度和功能，字长越长，其运算精度越高，处理能力越强。

2、运算速度，即计算机每秒钟所能白衣秀士的指令条数，单位是MIPS(每秒百万条)。

(二)控制器
控制器(Controller)是实现计算机各部分的联系并自动执行程序的部件。

它的功能是从内存中一次取出指令，产生控制信号，向其他部件发出命令指挥整个计算过程。

它与运算器共同组成中央处理器，也就是我们通常所说的“CPU”，亦称为微处理器。

(三)存储器
存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备，在计算机中用来存储数据和程序。

根据是否直接与CPU交换信息来区分，存储器可分为内存和外存。

内存又称为主存储器，与CPU相连，用来存放计算机当前要用的各种程序和数据。

按照读写方式不同，内存可分为ROM和RAM。

ROM永久保存而不会丢失数据，RAM断电后数据丢失。

外存又称为辅助存储器，用以存放处理前后的数据和信息，常见的外存有：软盘、光盘、闪盘、硬盘、U盘等。

(四)输入设备
输入设备是将数据、程序、指令及各种信号等信息送入计算机的设备。

常见的有键盘、鼠标、光笔、触摸屏、扫描仪、条形码阅读器、数码照相机、数码摄像机等。

(五)输出设备
输出设备是将计算机处理结果和信息输出的设备。

常见的有显示器、打印机、绘图仪、音频输出设备、投影仪等。

这部分知识在教师资格考试中会经常出现，大家只要理解和记忆，并能够灵活应用，即可得到相应的分数。

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