二章节计算机系统结构

第二课 计算机系统结构计算机系统结构计算机系统结构 一个完整的计算机系统包括硬件和软件两部一个完整的计算机系统包括硬件和软件两部分。顾名思义，硬件，就是计算机中那些看得见分。顾名思义，硬件，就是计算机中那些看得见摸得着的实物设备。而软件则是相对硬件所说的，摸得着的实物设备。而软件则是相对硬件所说的，它是指计算机上运行所需的各种程序及其有关的它是指计算机上运行所需的各种程序及其有关的文档材料。文档材料。20 13-12 11计算机所具备的五大功能计算机所具备的五大功能:运算功能运算功能控制功能控制功能存储功能存储功能输入功能输入功能输出功能输出功能运算器运算器控制器控制器存储器存储器输入设备输入设备输出设备输出设备电脑的组成电脑的组成主机显示器键盘鼠标音箱主机主机主机是计算机的主机是计算机的“大脑大脑”和和“心脏心脏”，它的功能非，它的功能非常的强大，常的强大，管理所有文件资料和信息管理所有文件资料和信息,我们要电脑我们要电脑完成的工作都由它负责。同时完成的工作都由它负责。同时,给其它成员分配工给其它成员分配工作作.可以帮助人们完成运算、控制、存储等可以帮助人们完成运算、控制、存储等各项繁各项繁重的工作。重的工作。主机大总管主机大总管主板CPU光驱内存软驱硬盘声卡、显示卡主板是骨架，是主机箱内最大的一块印刷电路板，它主板是骨架，是主机箱内最大的一块印刷电路板，它上面有各种插槽和复杂电路，这些插槽用来安装上面有各种插槽和复杂电路，这些插槽用来安装CPUCPU、内存条和各种板卡。主板上的电路是计算机传输信息内存条和各种板卡。主板上的电路是计算机传输信息的数据通道，用于连接计算机的各个部件。的数据通道，用于连接计算机的各个部件。主板主板主机大总管主机大总管CPUCPU是是Central Processing Unit Central Processing Unit 的简写，是中央的简写，是中央处理器的简称，它是计算机的处理器的简称，它是计算机的“心脏心脏”，相当于，相当于人的大脑，各种运算和控制工作主要是由它来完人的大脑，各种运算和控制工作主要是由它来完成的。成的。其性能在很大程度上决定了整台计算机的其性能在很大程度上决定了整台计算机的性能和档次。性能和档次。CPUCPUCPUCPU运算器运算器控制器控制器主机大总管主机大总管运算器是用来完成算术运算和逻辑运算的运算器是用来完成算术运算和逻辑运算的部件部件,依照二进制运算法则用来对数据进依照二进制运算法则用来对数据进行加、减、乘、除、比较等运算的。行加、减、乘、除、比较等运算的。运算器运算器 控制器是计算机的指挥中心，由它发出控制控制器是计算机的指挥中心，由它发出控制信号，指挥计算机各部分协调工作。计算机将存信号，指挥计算机各部分协调工作。计算机将存储器中的指令逐个送入控制器进行分析，根据分储器中的指令逐个送入控制器进行分析，根据分析结果决定：是否要从计算机存储器中取出数到析结果决定：是否要从计算机存储器中取出数到运算器进行运算；是否要将运算结果存储到存储运算器进行运算；是否要将运算结果存储到存储器中或者从输出设备输出；然后发出相应的信号器中或者从输出设备输出；然后发出相应的信号给存储器、运算器、输入设备、输出设备。给存储器、运算器、输入设备、输出设备。控制器控制器计算机所具备的五大功能计算机所具备的五大功能:运算功能运算功能控制功能控制功能存储功能存储功能输入功能输入功能输出功能输出功能运算器运算器控制器控制器存储器存储器输入设备输入设备输出设备输出设备内存储器外存储器CPU内存储器内存储器 内存储器可以分为两类：内存储器可以分为两类：一类是一类是RAMRAM，叫做随机存储器，简称内存，叫做随机存储器，简称内存.负责负责临时存放等待使用临时存放等待使用CPUCPU数据。内存中存储的信息可数据。内存中存储的信息可以改变以改变,关机或重新启动计算机后信息全部消失关机或重新启动计算机后信息全部消失.内存也在很大程度上决定了计算机的性能内存也在很大程度上决定了计算机的性能.另一类是另一类是ROMROM，叫只读存储器，只能读出不能，叫只读存储器，只能读出不能写入，断电后它的内容不会丢失。写入，断电后它的内容不会丢失。外存储器外存储器 外存储器简称外存，主要用于存放暂时不外存储器简称外存，主要用于存放暂时不用或永久保存的东西。外存相对于内存来说有用或永久保存的东西。外存相对于内存来说有如下优点：容量大、价格便宜、存取速度慢。如下优点：容量大、价格便宜、存取速度慢。常见的外存有硬盘、软盘、常见的外存有硬盘、软盘、CDCDROMROM光盘、光盘、DVDDVDROMROM、优盘等。、优盘等。存储器容量的计量单位主要有以下几个：存储器容量的计量单位主要有以下几个：字节字节(B)(B)、千字节（、千字节（KBKB）、兆字节（）、兆字节（MBMB）、千）、千兆字节（兆字节（GBGB），它们之间的换算关系如下：），它们之间的换算关系如下：1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB硬盘硬盘 硬盘是放在主机箱内的重要的存储设备，硬盘是放在主机箱内的重要的存储设备，硬盘是平常硬盘是平常安装软件和存贮文件的地方。安装软件和存贮文件的地方。它的存储量很大。目前，我它的存储量很大。目前，我们使用的硬盘容量从几十们使用的硬盘容量从几十GBGB到几百到几百GBGB不等。硬盘的存储速不等。硬盘的存储速度比较经软盘快得多，但缺点是携带不方便，一般固定在度比较经软盘快得多，但缺点是携带不方便，一般固定在机箱内部机箱内部,不过现在已经出现可自由携带的活动硬盘。不过现在已经出现可自由携带的活动硬盘。软盘软盘 软盘是一种可移动的、用来存放较小文件的外存储器。软盘是一种可移动的、用来存放较小文件的外存储器。我们通常使用的软盘容量是我们通常使用的软盘容量是1.44MB1.44MB。由于软盘体积小，携带。由于软盘体积小，携带方便方便.光盘光盘 光盘最早是用于影碟机，后来由于多媒体计算机的迅光盘最早是用于影碟机，后来由于多媒体计算机的迅速发展，光盘在计算机中得到了广泛的应用。它的容量大速发展，光盘在计算机中得到了广泛的应用。它的容量大约是约是650MB650MB。一般来说，写在光盘上的信息可以永久保留。一般来说，写在光盘上的信息可以永久保留在光盘上，不能修改。在光盘上，不能修改。性能指标：性能指标：“倍速倍速”，4848倍速表示每秒可从光驱读取倍速表示每秒可从光驱读取4848150KB=7200KB150KB=7200KB字节的数据。字节的数据。显示卡：是一种常见的电脑扩展卡，它负责将计算机正在处理的工作通知显示器让用户所知道，因为一般电脑主板上没有显示器信号的输出接口。主机大总管主机大总管显示卡显示卡将计算机正在处理的声音传输到音箱或者将外部的声音输入到计算机中。主机大总管主机大总管声卡声卡计算机所具备的五大功能计算机所具备的五大功能:运算功能运算功能控制功能控制功能存储功能存储功能输入功能输入功能输出功能输出功能运算器运算器控制器控制器存储器存储器输入设备输入设备输出设备输出设备输入设备输入设备 输入设备是我们与计算机之间进行联系和对话的工具，输入设备是我们与计算机之间进行联系和对话的工具，比如键盘、鼠标、麦克风、手写板、扫描仪、数码相机、比如键盘、鼠标、麦克风、手写板、扫描仪、数码相机、数字摄像机、计算机触摸屏等。而键盘和鼠标则是计算机数字摄像机、计算机触摸屏等。而键盘和鼠标则是计算机中最基本的输入设备。中最基本的输入设备。电脑的组成电脑的组成 键盘是我们与计算机交流时的助手，我们可以通过键盘是我们与计算机交流时的助手，我们可以通过键盘向计算机输入数据和下达命令。键盘通常包括主键键盘向计算机输入数据和下达命令。键盘通常包括主键盘区、功能键区、光标控制键区、小键盘区、信号显示盘区、功能键区、光标控制键区、小键盘区、信号显示区五个区域。区五个区域。键盘键盘电脑的组成电脑的组成 鼠标是个金属和塑料组成的盒子，由于它的形状像老鼠标是个金属和塑料组成的盒子，由于它的形状像老鼠，握在手中大小正合适，因此得名鼠，握在手中大小正合适，因此得名“鼠标鼠标”。当鼠标在。当鼠标在桌面上滑动时，屏幕上的光标则沿相同方向移动。使用鼠桌面上滑动时，屏幕上的光标则沿相同方向移动。使用鼠标可以大大的简化操作过程。因此它已经成为使用最广泛标可以大大的简化操作过程。因此它已经成为使用最广泛的输入设备。目前，我们使用的鼠标主要有机械鼠标和光的输入设备。目前，我们使用的鼠标主要有机械鼠标和光电鼠标。电鼠标。鼠标鼠标计算机所具备的五大功能计算机所具备的五大功能:运算功能运算功能控制功能控制功能存储功能存储功能输入功能输入功能输出功能输出功能运算器运算器控制器控制器存储器存储器输入设备输入设备输出设备输出设备输出设备输出设备 当计算机把各种信息处理完后，就需要通过输出设备当计算机把各种信息处理完后，就需要通过输出设备把信息表现出来，使我们能够看到结果。输出设备的作用把信息表现出来，使我们能够看到结果。输出设备的作用是把计算机里的信息转换成我们可以识别的字符、文字、是把计算机里的信息转换成我们可以识别的字符、文字、图像、声音等。最常见的输出设备主要是显示器和打印机、图像、声音等。最常见的输出设备主要是显示器和打印机、音箱。音箱。15寸，17寸，21寸电脑的组成电脑的组成 计算机最主要的输出设备。它实际是计算机的计算机最主要的输出设备。它实际是计算机的“脸脸”。计算机的许多信息都需要用显示器表现出来。计算机的许多信息都需要用显示器表现出来。没有了它，就无法了解计算机的工作状态，更无法控制没有了它，就无法了解计算机的工作状态，更无法控制计算机。计算机。由一根视频电缆与主机的显示卡相连由一根视频电缆与主机的显示卡相连显示器显示器电脑的组成电脑的组成分类：针式打印机，喷墨打印机，激光打印机 其性能是递增的。计算机的一种外部设备，它可以将计算机中的内容计算机的一种外部设备，它可以将计算机中的内容打印到纸上供阅览。它与显示器不同的是：显示器输出打印到纸上供阅览。它与显示器不同的是：显示器输出的信息只能在短时间内显示，而打印机输出的信息可以的信息只能在短时间内显示，而打印机输出的信息可以永久保留。永久保留。通过一根并口电缆与主机后面的并行通过一根并口电缆与主机后面的并行口相连口相连.打印机打印机这些部件有序装配-主机-通过电缆与其它外部设备连接-电脑计算机系统硬件系统控制器主机CPU内存储器外设外存储器输入设备输出设备运算器软件系统软盘硬盘光盘键盘鼠标显示器打印机软件系统软件系统 对计算机的硬件有了系统的了解和认识以后，我们进一对计算机的硬件有了系统的了解和认识以后，我们进一步了解计算机的软件系统。在计算机发展的过程中，设计人步了解计算机的软件系统。在计算机发展的过程中，设计人员开发出了各种各样内容丰富、种类繁多的软件。目前根据员开发出了各种各样内容丰富、种类繁多的软件。目前根据软件的用途可以将其分为系统软件和应用软件两大类。裸机、软件的用途可以将其分为系统软件和应用软件两大类。裸机、系统软件、应用软件之间的关系如下：系统软件、应用软件之间的关系如下：应 用软 件裸 机系 统软 件系统软件系统软件 系统软件是为高效率的使用和管理计算机的软、硬系统软件是为高效率的使用和管理计算机的软、硬件资源，支持应用软件的运行而设计的程序集合。例如件资源，支持应用软件的运行而设计的程序集合。例如操作系统、程序设计语言和语言处理程序、网络系统软操作系统、程序设计语言和语言处理程序、网络系统软件、系统服务程序等。件、系统服务程序等。操作系统操作系统 操作系统是系统软件的核心，是最重要的系统软件。操作系统是系统软件的核心，是最重要的系统软件。任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。任何其他软件都必须在操作系统的支持下才能运行。目前广泛使用的操作系统目前广泛使用的操作系统:Windows95/98/2000/ME/XP:Windows95/98/2000/ME/XP，它，它们都是基于图形界面、们都是基于图形界面、3232位的多任务位的多任务PCPC机操作系统。机操作系统。程序设计语言程序设计语言 用计算机能够识别的语言编写程序的过程叫做程序设用计算机能够识别的语言编写程序的过程叫做程序设计，而那些计算机能够识别的语言叫做程序设计语言。程计，而那些计算机能够识别的语言叫做程序设计语言。程序设计语言，按其发展和应用的情况可以分为：机器语言、序设计语言，按其发展和应用的情况可以分为：机器语言、汇编语言、高级语言等。目前世界上已有数百种高级语言，汇编语言、高级语言等。目前世界上已有数百种高级语言，其中广为使用的有其中广为使用的有C/C+C/C+语言、语言、BASICBASIC语言、语言、FORTRANFORTRAN语言、语言、PASCALPASCAL语言、语言、JAVAJAVA语言等。用程序设计语言编写的程序称语言等。用程序设计语言编写的程序称为源程序。源程序不能被计算机直接识别和立即执行，必为源程序。源程序不能被计算机直接识别和立即执行，必须先通过编译，变成机器语言方可被执行。须先通过编译，变成机器语言方可被执行。网络系统软件网络系统软件 网络软件主要是指网络操作系统和网络软件。在网网络软件主要是指网络操作系统和网络软件。在网络通信协议和网络软件的控制下，计算机网络可以使分络通信协议和网络软件的控制下，计算机网络可以使分布在不同地理位置的多个独立计算机系统实现互相通信、布在不同地理位置的多个独立计算机系统实现互相通信、资源共享。资源共享。应用软件应用软件 应用软件是面向用户，为解决实际问题而编写的各应用软件是面向用户，为解决实际问题而编写的各种程序的集合。它可以由用户自己来编写，也可以购买。种程序的集合。它可以由用户自己来编写，也可以购买。如办公软件、绘图软件、管理软件、游戏软件等。如办公软件、绘图软件、管理软件、游戏软件等。计算机系统硬件系统控制器主机CPU内存储器外设外存储器输入设备输出设备系统软件应用软件运算器软件系统软盘硬盘光盘操作系统程序设计语言网络系统软件