運(yùn)用類比法講解計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的嘗試

摘 要：通過“電腦”與人的“大腦”對(duì)比，筆者在文中對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行，使學(xué)生易于理解和掌握。

關(guān)鍵詞：運(yùn)算器；控制器；輸入設(shè)備；輸出設(shè)備；存儲(chǔ)器

中圖分類號(hào)：G427 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1992-7711（2012）05-074-1

運(yùn)用類比的方法來教學(xué)，把抽象陌生的東西與大家熟知事物相類比，這就能讓抽象的東西具體形象化，陌生的東西變得熟悉化，可以讓學(xué)習(xí)的人易于理解和接受。利用這一優(yōu)點(diǎn)，讓計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)同人腦功能結(jié)構(gòu)相類比，進(jìn)行計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的講解，每次都能收到很好的效果。

教材在講解計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)時(shí)，筆者通常給出下圖（圖-1），依次講解（圖-1）中的硬件部件及其之間的關(guān)系。筆者在教學(xué)中，由“計(jì)算機(jī)”被人稱為“電腦”引出與人的“大腦”關(guān)系。既然是“腦”，那么必具備“腦”的某些共同特點(diǎn)。在課堂教學(xué)中筆者首先從“腦”字入手，分析人腦功能結(jié)構(gòu)，用投影打出下圖（圖-2）：結(jié)合（圖-2），具體分析如下：

人腦的內(nèi)部，大腦是核心，它是由負(fù)責(zé)思維和記憶兩大部分組成，其中思維部分由運(yùn)算部分、協(xié)調(diào)控制部分組成。如果人只有一個(gè)單獨(dú)的腦，很顯然是不能進(jìn)行思維的。大腦要思維，就必須有感覺器官——由它提供信息原材料（眼、耳、鼻、舌、身）。大腦思維的結(jié)果要讓別人知道，就必須有能運(yùn)動(dòng)器官——它們是大腦思維的輸出設(shè)備（人的嘴說話、手寫字或其它手勢等），于是便有圖-2的人腦功能結(jié)構(gòu)圖。

通過圖-2與圖-1對(duì)比，不難發(fā)現(xiàn)，電腦硬件結(jié)構(gòu)與人腦的功能結(jié)構(gòu)是何等的相似。電腦本身最重要是電腦的內(nèi)部設(shè)備，它相當(dāng)于人腦的大腦內(nèi)部設(shè)備有中央處理器(包括運(yùn)算器、控制器)、內(nèi)存儲(chǔ)器，其中運(yùn)算器相當(dāng)于人腦的負(fù)責(zé)思維運(yùn)算的部分，控制器相當(dāng)于人腦的協(xié)調(diào)控制部分，內(nèi)存儲(chǔ)器相當(dāng)于人腦負(fù)責(zé)記憶部分。同樣電腦如果要“思維”，也必須有設(shè)備為它提供信息原材料——我們稱之為輸入設(shè)備，這些輸入設(shè)備就相當(dāng)于人的眼、耳、鼻、舌、身。電腦思維的結(jié)果要讓別人知道，就必須輸出設(shè)備——比如顯示器、打印機(jī)等，它們的作用就相當(dāng)于人的嘴在說話，手在寫字。

在這里，書本同人的大腦是什么關(guān)系呢?可以想象，書本是信息的載體，可以起到輔助大腦記憶作用。在電腦里有沒有硬件同書本功能相似的設(shè)備呢?有，它在電腦的硬件中被稱為：輔助存儲(chǔ)器或叫外存儲(chǔ)器，常見的：磁盤、光盤。

就人腦的記憶而言，可以記憶很長時(shí)間但不會(huì)忘記的信息(這些信息不隨時(shí)間改變而改變，例如：記憶自己的名字等)，也可記憶零時(shí)信息(這些信息很快就會(huì)被忘記)。電腦里問的記憶是個(gè)是也是這樣的呢?可以這么說：很相似。電腦的內(nèi)存儲(chǔ)器中有：只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器之分。其中只讀存儲(chǔ)器中的信息一般是不能改變的，而隨機(jī)存儲(chǔ)器的信息，可隨時(shí)改變，最明顯特點(diǎn)是斷電后，隨機(jī)存儲(chǔ)器的信息將不復(fù)存在。

通過以上類比分析，筆者給出圖-3，再講解計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)，各種問題就迎刃而解了。

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前面我們運(yùn)用類比方法分析了計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的硬件組成以及硬件之間的關(guān)系，除此之外，硬件與軟件之間的關(guān)系也是計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)不可缺少的部分。那么就類比的方法來講解，軟件又是什么東西呢：我們可以這樣類比：書本上有文字，其中書本是硬件，文字內(nèi)容是軟件。那么計(jì)算機(jī)上磁盤、光盤就是硬件，存儲(chǔ)在磁盤或光盤等存儲(chǔ)介質(zhì)上的內(nèi)容是軟件。

通過運(yùn)用類比教學(xué)方法，讓計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)與人腦的功能結(jié)構(gòu)相類比，給初學(xué)計(jì)算機(jī)的人留下一個(gè)“計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)”的整體概念，從而達(dá)到輕松掌握計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的目的，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)其它知識(shí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。