计算机系统组成教学课件

目标要求目标要求课后作业课后作业上机实验上机实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容计算机应用基础计算机应用基础 高等教育出版社高等教育出版社中学中学 教教 师：师：计算机的系统组成计算机的系统组成课课 时：时：2 2课时课时中学 教 师：计算机的系统组成课 时：2课时知道计算机硬件和软件的概念及其关系知道计算机硬件和软件的概念及其关系掌握计算机硬件的各个组成部分及其作用掌握计算机硬件的各个组成部分及其作用了解存储器的分类、内存了解存储器的分类、内存RAM与与ROM的区别及其的区别及其作用，以及掌握存储的单位及其之间的换算作用，以及掌握存储的单位及其之间的换算学会软件的分类，知道常见的软件的类别学会软件的分类，知道常见的软件的类别理解计算机的工作原理和工作过程理解计算机的工作原理和工作过程目标要求目标要求知道计算机硬件和软件的概念及其关系掌握计算机硬件的各个组成部 人类行用工具已经有好几千年的历史了，从最初的完全靠人的双手到借助树枝 到使用石器、铁器、机械，在这过程中用到的工具都是人的手的延伸和扩展。而计算机之所以叫电脑，就是说它是人脑的延伸。课程导入课程导入 人类行用工具已经有好几千年的历史了，从最初的完全人体器官与计算机各组成部分的类比人体器官与计算机各组成部分的类比眼睛、耳朵眼睛、耳朵获取数字信息和运算法则获取数字信息和运算法则记忆细胞（脑）记忆细胞（脑）记忆所得到的数字和运算法则记忆所得到的数字和运算法则 记记忆运算结果忆运算结果对得到的数字按运算法则进行计算对得到的数字按运算法则进行计算嘴嘴 巴巴回答问题给出运算结果回答问题给出运算结果思维细胞（脑）思维细胞（脑）神经系统（脑）神经系统（脑）控制协调人体各器官进行活动控制协调人体各器官进行活动输入设备输入设备存存 储储 器器输出设备输出设备运运 算算 器器控制协调计算机各组成部分执行指令控制协调计算机各组成部分执行指令控制器控制器 人体器官人体器官 在活动中的作用（功能）在活动中的作用（功能）计算机组成部分计算机组成部分人体器官与计算机各组成部分的类比眼睛、耳朵获取数字信息和运算计算机系统通常包括计算机系统通常包括硬件系统硬件系统和和软件系统软件系统两大部分，然后再两大部分，然后再根据每一部分功能进一步划分，如图所示。根据每一部分功能进一步划分，如图所示。计算机的系统组成计算机的系统组成计算机系统通常包括硬件系统和软件系统两大部分，然后再根据每一 硬件：计算机的硬件（HardwareHardware）是指组成计算机的看得见、摸得着的实体看得见、摸得着的实体，是计算机工作的物质基础。包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备（硬件五大组成部分）。如：主机箱、显示器、键盘、鼠标和音箱等，这些部件和设备按照计算机系统结构的要求构成一个有机整体，称为计算机硬件系统。计算机的系统组成计算机的系统组成硬件的概念硬件的概念 硬件：计算机的硬件（Hardware）是指组成计计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的外部结构计算机的外部结构计算机的硬件系统计算机的外部结构二、二、认识主板系主板系统单元元1.1.主板的结构主板的结构内存内存条插条插槽槽CPUCPU插插槽槽外外部部设设备备接接口口电电源源接接口口外外部部设设备备接接口口二、认识主板系统单元1.主板的结构内存条插槽CPU插槽外部认识主板系统认识主板系统计算机系统组成教学课件BACDEFGBACDEFG计算机系统组成教学课件认识主板系主板系统单元元2.CPU2.CPUCPU(CPU(中央处理器中央处理器)一般由逻辑运算单元、控制单元和存一般由逻辑运算单元、控制单元和存储单元组成，它是计算机的核心元件。储单元组成，它是计算机的核心元件。CPUCPU生产厂商中比较生产厂商中比较著名的是著名的是IntelIntel公司和公司和AMDAMD公司。它的主要参数有主频、外公司。它的主要参数有主频、外频、字长、频、字长、CacheCache等，表示等，表示CPUCPU的性能。的性能。认识主板系统单元2.CPUn主频。也称时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。n外频。外频是CPU的基准频率，单位是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。n倍频系数。倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。CPU主频=外频倍频系数。CPU的性能指标主频。也称时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度nCPU的位和字长。位是计算机处理二进制数据的最小单位，1个“0”或“1”表示1位。字长是指CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数。例如32位的CPU能在单位时间内处理字长为32位的二进制数数据。n缓存。CPU缓存（Cache Memory）是位于CPU与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。缓存的出现主要是为了解决CPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾，因为CPU运算速度要比内存读写速度快很多，这样会使CPU花费很长时间等待数据到来或把数据写入内存。在缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据时，就可避开内存直接从缓存中调用，从而加快读取速度。L1 Cache(一级缓存)、L2 Cache(二级缓存)、L3 Cache(三级缓存)。CPU的位和字长。位是计算机处理二进制数据的最小单位，1个3.内存条内存条内存又称内存又称为内存内存储器或者主存器或者主存储器器3.内存条内存又称为内存储器或者主存储器n存取存储器（Random Access Memory）简称RAM，信息既可以读取，也可以写入，当机器电源关闭时，存于其中的数据就会丢失。n只读存储器（Read Only Memory）简称ROM，一般不能写入，即机器掉电，这些数据也不会丢失。n高速缓存（Cache）n一般内容品牌较著名的有现代、金士顿现代、金士顿存取存储器（Random Access Memory）简称R金士顿金士顿1GB DDR2 667 1GB DDR2 667 基本参数基本参数内存容量内存容量 1024MB 1024MB 内存主频内存主频 667MHz 667MHz 内存适用类型内存适用类型 台式机台式机内存传输类型内存传输类型 DDR2 DDR2 接口类型接口类型 240Pin240Pin金士顿1GB DDR2 667 基本参数v内存之外的存储器称为外存储器，外存储器不能被CPU直接访问。外存储器通常指磁盘、磁带、光盘等。磁盘又分为软磁盘和硬磁盘。v磁盘驱动器 磁盘是在磁盘驱动器的带动下工作的。驱动器的功能是：n控制磁盘的机械运动与磁头的定位，执行有关数据的传输命令。n完成数据的存取操作。n有哪些常用外存储器？内存之外的存储器称为外存储器，外存储器不能被CPU直接访问。v磁盘的每个盘片的两个表面都涂附了一层磁性材料，作为存储信息的介质。读写磁盘时，磁头直接接触盘面。v为便于寻址，每个盘面划分出许多不同半径的同心圆，称为磁道，每条磁道上又划分出等分的区段，称为扇区。磁道和扇区都分别编号，便于管理。硬盘的磁道、硬盘的磁道、扇区示意图扇区示意图扇区扇区磁道磁道0 1 2 i123i磁盘的每个盘片的两个表面都涂附了一层磁性材料，作为存储信息的 硬磁盘硬磁盘（硬盘机）是一种主要的外存储器。目前的（硬盘机）是一种主要的外存储器。目前的微机一般都至少配备一台硬盘机。微机一般都至少配备一台硬盘机。在硬盘里保存着计算机系统工作必不可少的程序和在硬盘里保存着计算机系统工作必不可少的程序和重要数据（例如，系统引导程序、文件分配表等）。重要数据（例如，系统引导程序、文件分配表等）。硬盘具有容量较大、速度较快（硬盘具有容量较大、速度较快（75007500转转1500015000转转/分）及可靠性较好等优点。分）及可靠性较好等优点。目前标准配置硬盘目前标准配置硬盘202080GB80GB。读写磁头硬盘片 保持使用环境的清洁保持使用环境的清洁 避免震动与冲击避免震动与冲击 避免频繁开关电源避免频繁开关电源硬盘使用注意事项硬盘使用注意事项 硬磁盘（硬盘机）是一种主要的外存储器。目前的微机一般都至少n“优盘”是一种可读写的半导体存储器闪速存储器（Flash Memory）。性能指标：可擦写次数100万次以上，可保存10 年，存取速度比软盘快15倍，容量在16MB 1GB，可望达到10GB以上。可移动硬盘nUSB硬盘是一种即插即用型移动式硬硬盘是一种即插即用型移动式硬盘（抗震性强）。性能指标：容量盘（抗震性强）。性能指标：容量10GB80GB。使用方法与优盘类似。使用方法与优盘类似。“优盘”是一种可读写的半导体存储器闪速存储器（Flash 内存储器 外存储器 CUP直接访问；快 CPU不能直接访问；慢 用于执行程序 用于存放程序 信息暂时存放 信息永久保留 价格贵 价格便宜 不便于交流 便于交流 内存储器 外存储器1.1.常用输入设备常用输入设备键 盘鼠 标扫描仪数码照相机数码摄像机触摸屏微型计算机的输入微型计算机的输入输出设备输出设备1.常用输入设备键 盘鼠 标扫描仪数码照相机数码摄像机一、键盘 键盘是PC机基本的系统部件之一，是主要的输入设备。通过键盘可以向PC机发布操作命令或输入数据。图展示出目前比较流行的几款键盘。(c)微软自然键盘图 各种形式的键盘(b)104键盘(a)AT键盘一、键盘 键盘是PC机基本的系统部件之一，是主要的 PC机键盘可以分为外壳、按键和电路板三个部分。1.外壳：键盘的外壳是用来支撑键盘和保护电路板的。2.按键：键盘的按键按其功能可分为打字键、功能键和控制键三类。3.电路板：键盘的电路板是将每个按键发出不同的信号转换成相应的二进制代码，然后通过键盘接口送入计算机。键盘的结构 PC机键盘可以分为外壳、按键和电路板按键按键：（1）打字键：包括数字键（09）、字母键（AZ）、符号键、运算功能键。（2）功能键：F1F12是功能键。（3）控制键：除打字键和功能键以外的各键均为控制键。图 键盘按键功能分区示意图功能键打字键打字键控制键按键：图 键盘按键功能分区示意图功能键打字键打字键控n键盘的使用与指法基准键与手指的对应基准键与手指的对应键位指法键位指法键盘的使用与指法基准键与手指的对应键位指法鼠标的按键两键鼠标、三键鼠标和滚轮鼠标等；鼠标的主要技术指标二、鼠标二、鼠标 鼠标按键的作用 鼠标的功能 鼠标的基本操作鼠标的按键两键鼠标、三键鼠标和滚轮鼠标等；鼠标的主要技术指计算机的硬件系统计算机的硬件系统计算机的内部结构计算机的内部结构计算机的硬件系统计算机的内部结构中央处理器（中央处理器（CPU）计算机的硬件系统计算机的硬件系统中央处理器（CPU：Central Processing Unit）是计算机的心脏心脏，相当于人的大脑，由控制器控制器和运运算器算器两部分组成。是计算机的运算中心，用来进行计算机的数据运算数据运算和发出控制控制计算机的指令。运算器：是计算机进行信息处理的部件。控制器：是负责指挥、控制计算机工作的部件。中央处理器（CPU）计算机的硬件系统中央处理器（CPU：Ce存储器存储器计算机的硬件系统计算机的硬件系统存储器是用来存放数据和程序的部件。存储器分为内存储器（简称内存内存）和外存储器（简称外存外存：如软盘、硬盘、光盘、U盘、存储卡等）两大类。内存储器可分为随机存储器（RAMRAM：Random Access Memory）和只读存储器（ROMROM：Read Only Memory）两大类。RAM既可以读出数据，也可以写入数据，断电后数据消失。ROM中的数据在制作时就存储在里面了，只能读出不能写入，断电后数据不会消失。存储器计算机的硬件系统存储器是用来存放数据和程序的部件。存储器的存储单位存储器的存储单位计算机的硬件系统计算机的硬件系统我们经常听到2G的内存，500G的硬盘等，那么，这些存储器的大小，我们是怎样衡量的呢？计算机中最小的存储单位是位（位（b b）最常用的存储单位是字节（字节（B B）其它的存储单位还有千字节（千字节（KBKB）、兆字节（）、兆字节（MBMB）、吉字节）、吉字节（GBGB）、太字节（）、太字节（TBTB）它们的关系是：1B=8b1KB=1024B1MB=1024KB=10241024B1GB=1024 MB=10241024KB=102410241024B存储器的存储单位计算机的硬件系统我们经常听到2G的内存，50主板主板计算机的硬件系统计算机的硬件系统如果把CPUCPU比做人的“大脑大脑”，那主板主板就相当于人的“躯干躯干”。主板将CPU、内存、显卡、鼠标、键盘等部件连接在一起，为计算机的设备提供数据通道提供数据通道。主板对所有部件的工作起统一协调的作用，因此主板的稳定工作是系统发挥最优性能的前提。主板上有各种插槽和接口，为不同设备提供不同的连接方式。主板计算机的硬件系统如果把CPU比做人的“大脑”，那主板就相输入和输出设备输入和输出设备计算机的硬件系统计算机的硬件系统输入设备输入设备 输入设备是计算机和人沟通的桥梁，人们将信息通过输入设备将信息输入计算机将信息输入计算机。常见输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪、数码摄像机等。输出设备输出设备 计算机处理信息后，通过输出设备将信息展现在人们将信息展现在人们面前面前。常见输出设备有显示器、打印机等。输入和输出设备计算机的硬件系统输入设备 软件：计算机的软件（SoftwareSoftware）是指组成计算机的看得见、摸不着的虚体看得见、摸不着的虚体，是为了运行、管理和维护计算机系统所编制的各种程序的总和。软件是计算机的“灵魂”，只有硬件而没有软件的计算机是无法工作的，称为“裸机”，“裸机”是一堆废铁，就像一个人没有思想和意识一样，是一个“废人”。计算机的系统组成计算机的系统组成软件的概念软件的概念 软件：计算机的软件（Software）是指组成计 物质与精神的关系人的躯体与思想的关系手机与手机程序的关系总结：两者相辅相成，缺一不可两者相辅相成，缺一不可计算机的系统组成计算机的系统组成硬件和软件的关系硬件和软件的关系 物质与精神的关系计算机的系统组成硬件和软件的关系计算机的软件系统计算机的软件系统计算机的软件系统系统软件和应用软件系统软件和应用软件计算机的软件系统计算机的软件系统计算机软件系统由系统软件和应用软件两大部分组成。系统软件系统软件：是为管理、监控和维护计算机资源所设计的软件，包括操作系统（OS:Operating System）、数据库管理系统、程序开发软件等。（注：操作系统是最重要的系统软件，用户通过操作系统使用计算机，是人和计算机之间的接口，其他软件则在操作系统提供的平台上运行。离开了操作系统，计算机便无法工作。DOS、Windows 98/XP/vista/7、Linux等都是操作系统。应用软件应用软件：是为解决各种实际问题而专门研制的软件，例如文字处理软件、图形图像处理软件、工具软件、人事档案管理软件、互联网应用软件等。系统软件和应用软件计算机的软件系统计算机软件系统由系统软件和计算机的工作原理计算机的工作原理计算机的工作原理“存储程序存储程序”原理原理计算机的工作原理计算机的工作原理计算机工作原理采用的是“存储程序”原理，由美籍匈牙利数学家冯诺依曼提出的。“存储程序”原理核心内容如下：计算机硬件包括控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备5部分。计算机的指令和数据都用二进制数表示。程序存放在存储器中，计算机自动执行程序中的指令。由以上原理可知，计算机要完成一项任务，首先要编写该任务的程序，然后将程序装入计算机的存储器，再运行该程序即可。“存储程序”原理计算机的工作原理计算机工作原理采用的是“存储课后作业课后作业计算机硬件系统由哪几部分组成？计算机软件系统由哪几部分组成？存储程序原理是由谁提出的？计算机是怎么工作的？课后作业计算机硬件系统由哪几部分组成？上机实验上机实验下节课到机房上机时请每位同学查看自己的计算机由哪几部分组成？上机实验下节课到机房上机时请每位同学查看自己的计算机由哪几部目标要求目标要求课后作业课后作业上机实验上机实验讲课提纲讲课提纲讲课内容讲课内容计算机应用基础计算机应用基础 高等教育出版社高等教育出版社小小 结结计算机硬件系统计算机软件系统计算机工作原理小 结计算机硬件系统thanks!thanks!thanks!