第2章 计算机系统组成

第第2 2章章 计算机系统组成计算机系统组成教学目标教学目标1了解计算机系统了解计算机系统的整体架构的整体架构了解个人计算机了解个人计算机硬件组成硬件组成了解了解CPU、内存、内存、外存、主板等配外存、主板等配件的作用件的作用2对存储器原理和对存储器原理和总线结构有一定总线结构有一定的认识的认识3掌握软件的分类掌握软件的分类和应用等方面的和应用等方面的知识知识教学重点和难点教学重点和难点计算机系统组成计算机系统组成1主板配置主板配置2存储器原理存储器原理3输入输入/输出设备输出设备4软件分类软件分类 5计算机系统组成计算机系统组成硬件硬件没有配备软件的计算机是无法正常使用的“裸机”计算机系统计算机系统软件软件 没有硬件的支持，软件就犹如无水之鱼，无法正常运行。2.1.1计算机硬件组成（计算机硬件组成（1）主机箱音箱鼠标键盘显示器图2-1 台式计算机外观台式计算机机箱结构台式计算机机箱结构2.1.1计算机硬件组成（计算机硬件组成（2）v冯氏计算机拥有输入设备、控制器、运算器、存储器、输冯氏计算机拥有输入设备、控制器、运算器、存储器、输出设备五大核心部分出设备五大核心部分 2.1.1计算机硬件组成（计算机硬件组成（3）v硬件分为主机和外部设备两部分硬件分为主机和外部设备两部分 硬件主机外部设备中央处理器内存储器运算器只读存储器（ROM）外部存储器（软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器和磁带机等）其他（网卡、调制解调器、声卡、显卡、视频卡等）输出设备（显示器、打印机、投影仪、绘图仪、喇叭或音箱等）输入设备（键盘、鼠标、麦克风、扫描仪、触摸屏和光笔等）控制器寄存器随机存储器（RAM）高速缓冲存储器（Cache）2.1.2信息存储原理信息存储原理v存储器（存储器（Memory）是计算机系统中的记忆设备，计算）是计算机系统中的记忆设备，计算机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中机中的全部信息，包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。v存储器所能容纳的数据总量称为存储容量。存储器所能容纳的数据总量称为存储容量。v存储器中有大量的存储单元，每个存储单元都指定一个编存储器中有大量的存储单元，每个存储单元都指定一个编号，根据编号计算机就能快速地存、取指定存储单元中的号，根据编号计算机就能快速地存、取指定存储单元中的数据，这个数据，这个“编号编号”称为存储单元的称为存储单元的“地址地址”表表2-1存储单位换算存储单位换算单位单位换算结果换算结果1 B（字节）（字节）=8 bit1 KB（千字节）（千字节）=1024 B=210 B1 MB（兆字节）（兆字节）=1024 KB=1024*1024 B=220 B1 GB（吉字节）（吉字节）=1024 MB=1024*1024 KB=1024*1024*1024 B=230 B1 TB（太字节）（太字节）=1024 GB=1024*1024 MB=1024*1024*1024 KB=240 B2.1.3内存储器内存储器1只读存储器只读存储器vROM是指在出厂时就由厂家采用掩膜技术将存储内容一是指在出厂时就由厂家采用掩膜技术将存储内容一次性写入，并永久保存下来，不会因断电而丢失。计算机次性写入，并永久保存下来，不会因断电而丢失。计算机在运行时仅能从中读取数据，而无法写入新的数据在运行时仅能从中读取数据，而无法写入新的数据。2随机存储器随机存储器vRAM有以下特点：可以读出，也可以写入，断电后存储有以下特点：可以读出，也可以写入，断电后存储内容立即消失。内容立即消失。2.1.4外存储器外存储器1硬盘硬盘v全称为硬盘驱动器，由一个或者全称为硬盘驱动器，由一个或者重叠的一组铝制或者玻璃制的盘重叠的一组铝制或者玻璃制的盘片组成，这些盘片外覆盖有铁磁片组成，这些盘片外覆盖有铁磁性材料。性材料。v硬盘在使用前要先分区，然后对硬盘在使用前要先分区，然后对每个分区进行格式化之后才能使每个分区进行格式化之后才能使用。用。读写磁头磁头臂盘片主轴硬盘硬盘硬盘每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，每个扇区可以存放512个字节的信息 光驱和光盘光驱和光盘光盘是塑料做的存储设备，其轨道是以螺旋纹的方式设计，称为光道。光驱的读取速度以倍速为基准（150KB/s），如24速光驱其数据传输率即为3600KB/s。通常CD可容纳约650-700 MB 的数据；DVD能存储约4.7-30GB 的数据。可移动存储设备可移动存储设备v许多移动存储设备在电脑上都显示为许多移动存储设备在电脑上都显示为“可移动磁盘可移动磁盘”，主，主要通过要通过USB 接口传输，包括接口传输，包括U盘、闪存卡、移动硬盘和盘、闪存卡、移动硬盘和MP3/MP4/MP5等等 vU盘容量主要有盘容量主要有1GB、4GB、8GB 等。等。U盘 闪存卡 移动硬盘 MP42.1.5CPUv中央处理单元中央处理单元（CPU）是计算机的心脏，包括控）是计算机的心脏，包括控制器与运算器两大模块。制器与运算器两大模块。在在CPU指令执行之前，指令执行之前，程序指令和数据必须先放进内存中。程序指令和数据必须先放进内存中。vCPU有两个重要的性能指标是字长和主频。有两个重要的性能指标是字长和主频。字长是计算机在单位时间内能一次处理的二进制数的位数。一般是16位、32位或64位。主频就是CPU内核工作时的时钟频率，反映了计算机的工作速度。Intel酷睿2四核 Q9400 2.1.6主板主板主板是安装在机箱内最大的一块集成电路板。2.1.7总线总线总线（总线（Bus）是计算机）是计算机各种功能部件之间传送各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，信息的公共通信干线，它是由导线组成的硬件它是由导线组成的硬件线束。线束。划分为数据总线、地划分为数据总线、地址总线和控制总线址总线和控制总线 总线接口总线接口v与主板连接的接口主要与主板连接的接口主要ISA、EISA、VESA、PCI、AGP、PCI-E等几种。等几种。图2-19 PCI-E X16显卡 接口接口v磁盘驱动器接口磁盘驱动器接口 目前市面上的磁盘驱动器接口有EIDE、SCSI和SATA三种 vUSB接口接口 USB（通用串行总线）自1996年推出后，已成功替代串口和并口，并成为当今个人计算机和大量智能设备的必配的接口之一，支持设备的即插即用和热插拔功能。可用于连接如鼠标、键盘、打印机、扫描仪、摄像头、闪存盘、MP3机、手机、数码相机、移动硬盘、外置光软驱、USB网卡、ADSL Modem、Cable Modem等几乎所有的外部设备。其他常用接口其他常用接口USB接口IEEE1394串行接口PS/2接口音频接口VGA接口DVI接口2.1.8输入设备输入设备v输入设备是将数据和信息输入计算机主机的设备，键盘、输入设备是将数据和信息输入计算机主机的设备，键盘、鼠标是最主要的输入设备，此外还有扫描仪、数码相机、鼠标是最主要的输入设备，此外还有扫描仪、数码相机、数码摄像机、麦克风、摄像头等。数码摄像机、麦克风、摄像头等。扫描仪 数码相机 摄像机 摄像头 2.1.9输出设备输出设备耳机耳机显示器显示器打印机打印机绘图仪绘图仪音箱音箱输出设备输出设备 显示器显示器v将主机发出的电信号经一系列处理后转换成光信号，并最将主机发出的电信号经一系列处理后转换成光信号，并最终将文字、图形显示出来。终将文字、图形显示出来。v根据制造材料的不同可分为阴极射线管显示器根据制造材料的不同可分为阴极射线管显示器CRT、液晶、液晶显示器显示器LCD、发光二极管显示器、发光二极管显示器LED、等离子显示器、等离子显示器PDP等类型。等类型。CRT显示器 LCD液晶显示器 打印机打印机v主要分为针式、喷墨和激光三类主要分为针式、喷墨和激光三类 针式打印机 喷墨打印机 激光打印机2.2计算机软件系统计算机软件系统v软件（软件（software）是一系列按照特定顺序组织的计算机）是一系列按照特定顺序组织的计算机数据和指令的集合。数据和指令的集合。v软件主要分为两种类型，一种是能控制计算机运行的系统软件主要分为两种类型，一种是能控制计算机运行的系统软件，例如操作系统；另一种是应用软件，提供计算机用软件，例如操作系统；另一种是应用软件，提供计算机用户完成某些工作的软件，例如文字处理、电子表格和多媒户完成某些工作的软件，例如文字处理、电子表格和多媒体软件等。体软件等。2.2.1指令和指令系统指令和指令系统v指令就是指示计算机执行某种操作的命令，例如加、减、乘、除和逻辑运算等。指令就是指示计算机执行某种操作的命令，例如加、减、乘、除和逻辑运算等。指令由操作码和操作数地址码两部分构成指令由操作码和操作数地址码两部分构成 v所有指令的集合就构成了这台计算机的指令系统。不同计算机的指令系统包含所有指令的集合就构成了这台计算机的指令系统。不同计算机的指令系统包含的指令种类和数目也不同。的指令种类和数目也不同。名称名称功能说明功能说明操作码操作码规定了计算机进行何种操作规定了计算机进行何种操作操作数操作数地地址址码码指出了参与操作的数据放在哪里指出了参与操作的数据放在哪里以及操作的结果保存到哪里以及操作的结果保存到哪里2.2.2程序设计（程序设计（1）v程序是指令的有序集合。程序是指令的有序集合。v程序设计语言主要分为机器语言、汇编语言和高级语言三程序设计语言主要分为机器语言、汇编语言和高级语言三种。种。使用汇编语言和高级语言编写的程序称为源程序而使用机器语言编写的程序则称为目标程序。v分析要解决的实际问题，得出解决问题的具体方法和步骤，分析要解决的实际问题，得出解决问题的具体方法和步骤，并且用某种计算机语言编写成可执行程序的过程，称为程并且用某种计算机语言编写成可执行程序的过程，称为程序设计。序设计。2.2.2程序设计（程序设计（2）源程序在输入计算机时，源程序在输入计算机时，必须通过语言处理程序必须通过语言处理程序“翻译翻译”成机器语言形成机器语言形式的目标程序，计算机式的目标程序，计算机才能识别和执行。才能识别和执行。语言处理程序通常分语言处理程序通常分成三种：汇编程序、成三种：汇编程序、编译程序和解释程序编译程序和解释程序 汇编语言源程序汇编程序进行汇编机器语言目标程序（a）高级语言源程序编译程序进行编译机器语言目标程序（b）高级语言源程序解释程序解释执行（c）运行结果图 2-28 三种语言处理程序的处理过程 2.2.3软件分类软件分类（1）软件系统软件应用软件操作系统支撑软件语言处理程序系统服务程序Microsoft OfficeAutoCADPhotoshopFlash其他应用软件等是为了某种特定的用途而被开发的软件。是为了某种特定的用途而被开发的软件。它可以是一个特定的程序，也可以是一它可以是一个特定的程序，也可以是一组功能联系紧密，可以互相协作的程序组功能联系紧密，可以互相协作的程序的集合。的集合。如如MicrosoftOffice、MSSQL、Oracle、Dreamweaver、3D软件、绘图软件、软件、绘图软件、信息管理系统、网络应用软件等。信息管理系统、网络应用软件等。指作为服务其指作为服务其他程序的软件，他程序的软件，可分为操作系可分为操作系统和一系列基统和一系列基本的工具。如本的工具。如windows 2.2.3软件分类（软件分类（2）系统软件系统软件 应用软件应用软件 运算速度运算速度字长字长内存容量内存容量 兼容性兼容性可维护性可维护性可靠性等可靠性等外存容量外存容量2.3计算机性能指标计算机性能指标一台计算机的性能是由多方面的指标决定的，不同的计算一台计算机的性能是由多方面的指标决定的，不同的计算机其侧重面有所不同。机其侧重面有所不同。计算机的主要技术性能指标如下。计算机的主要技术性能指标如下。2.3.2个人计算机基本配置个人计算机基本配置配置项目配置项目联想家悦联想家悦H 1113台式机台式机联想联想G450A-TSI(H)笔记本笔记本处理器处理器AMD Sempron LE1250（2.20GHz）Intel Core2双核双核T6600(2.2GHz)显卡显卡高性能集成显卡高性能集成显卡NVIDIA Geforce G210M 独立显卡独立显卡/512MB 独立显独立显存存内存内存1GB(DDRII 800MHz)2GB(DDR3 1066MHz)硬盘硬盘160G 7200转高速转高速SATAII防震硬盘防震硬盘320G 5400转转SATA硬盘硬盘光驱光驱DVD超级超级DVD刻录光驱刻录光驱显示器显示器17.0寸液晶，分辨率寸液晶，分辨率 1440 x90014.0 LED背光液晶屏，背光液晶屏，16:9黄金比例黄金比例,分辨率分辨率 1366768 32位真彩色位真彩色声卡声卡内置内置High definition音响系统音响系统-支持支持5.1环绕音效环绕音效2*2W立体声音响立体声音响+抗噪麦克风抗噪麦克风网卡网卡内置网卡内置网卡英特尔英特尔 PRO/Wireless 5100AGN 无线网卡无线网卡,10M/100M以太自适应网卡以太自适应网卡键盘鼠标键盘鼠标联想人体工学键盘，联想光电鼠标联想人体工学键盘，联想光电鼠标联想高触感笔记本键盘联想高触感笔记本键盘+快捷触控按键快捷触控按键其他其他16合合1数码读卡器数码读卡器/6个个USB接口（前接口（前2后后4）赠送金山词服务霸赠送金山词服务霸/金山毒霸（一年免费帐号）金山毒霸（一年免费帐号）/联想娱乐地带联想娱乐地带2.0摄像头摄像头 30万像素网络摄像头万像素网络摄像头高性能高性能6芯锂离子电池。重量芯锂离子电池。重量 2.35Kg3个个USB2.0接口，接口，5合合1读卡器读卡器(SD/MMC/MS/MS pro/XD)服务服务三年保修三年保修三年保修三年保修价格价格￥2999（2010年年3月月1日厂商指导价）日厂商指导价）￥4699（2010年年3月月1日厂商指导价）日厂商指导价）结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！36