1、第1章計算機(jī)系統(tǒng)基本知識,本章教學(xué)目標(biāo),1、掌握計算機(jī)系統(tǒng)基本組成，能表述出主要部件的名稱以及功能； 2、了解微機(jī)主要配件的技術(shù)參數(shù)，能初步進(jìn)行不同配件的合理搭配； 3、掌握微機(jī)主機(jī)的各種接口及其作用，能正確進(jìn)行主機(jī)和外部設(shè)備的拆裝； 4、了解不同信息在計算機(jī)中的表示方法，能解釋亂碼、分辨率、真彩色等術(shù)語含義，能計算數(shù)字化文本、圖像、聲音所需要的存儲容量； 5、掌握計算機(jī)中常用進(jìn)制數(shù)的計數(shù)法則和書寫方法，能進(jìn)行二進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制整數(shù)的相互轉(zhuǎn)換。,學(xué)習(xí)重點,計算機(jī)系統(tǒng)的組成 硬件和軟件的概念 五大硬件部件的名稱和主要功能 二大軟件分類 常用度量單位 位（bit）、字節(jié)（byte） 存儲容量

2、：KB，MB，GB 信息編碼 ASCII碼、GB2312碼 圖像編碼、聲音編碼 二進(jìn)制數(shù) 二進(jìn)制數(shù)計數(shù)法則、不同進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換方法,1.1 計算機(jī)系統(tǒng)組成,計算機(jī)硬件：主要是指構(gòu)成計算機(jī)的電子器件。 計算機(jī)軟件：主要是指使計算機(jī)實現(xiàn)各種各樣功能的程序。,1.1.1 硬件子系統(tǒng)構(gòu)成,你能根據(jù)結(jié)構(gòu)圖描述計算機(jī)是如何工作的嗎？,1.1.2 硬件子系統(tǒng)構(gòu)成,系統(tǒng)軟件是指對計算機(jī)軟硬件資源進(jìn)行管理以及使計算機(jī)更便于操作的軟件。例如Windows、Linux等操作系統(tǒng)軟件屬于系統(tǒng)軟件。 應(yīng)用軟件是指使用計算機(jī)來實現(xiàn)某種具體應(yīng)用的軟件。例如，用來進(jìn)行文字處理的Word軟件，用來制作幻燈片的PowerPoint

3、軟件，用來播放音樂的MP3播放器軟件以及很多人熱愛的游戲軟件等屬于應(yīng)用軟件。,為什么我們現(xiàn)在使用的微機(jī)都要安裝Windows？,1.2 微機(jī)配件及其技術(shù)參數(shù),你能基本上看懂表中的各種術(shù)語和參數(shù)的含義嗎？,1.2.1 CPU,CPU是計算機(jī)的核心，由運算器和控制器組成，具有運算能力和控制功能，它的任務(wù)是執(zhí)行程序。 運算器：執(zhí)行算術(shù)和邏輯運算 控制器：對指令進(jìn)行譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號控制各個部件的運行。,CPU怎么有這么多腳？,1.2.1 CPU主要技術(shù)參數(shù),1. 指令集 指令是CPU能執(zhí)行的機(jī)器命令。CPU的指令集越豐富，也就意味著功能越強(qiáng)。例如英特爾CPU隨著其型號的不斷更新，其指令集也從最初

4、的X86指令集不斷地得到擴(kuò)展，奔騰CPU中擴(kuò)展了MMX、SSE、SSE2、SSE3指令集，最新的酷睿CPU中擴(kuò)展了SSE4指令集。擴(kuò)展的指令集使CPU具有更強(qiáng)的運算能力和多媒體數(shù)據(jù)處理能力。 2. 字長 字長指的是CPU中通用寄存器的數(shù)據(jù)寬度，也即CPU一次能處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。字長越長，則計算機(jī)處理數(shù)據(jù)的能力越強(qiáng)。我們通常所說的“32位CPU”、“64位CPU”指的就是CPU的字長。 目前微機(jī)中所使用的CPU正在由32位向64位過渡。AMD方面支持64位技術(shù)的CPU主要為Athlon 64系列，Intel方面支持64位技術(shù)的CPU主要為Core 2系列。 3. 主頻、外頻 主頻是指CPU內(nèi)

5、核工作的時鐘頻率。一般來說，主頻越高，一個時鐘周期里完成的指令數(shù)也越多，CPU的運算速度也就越快。但由于CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，并非所有時鐘頻率相同的CPU性能一樣。目前微機(jī)CPU的主頻一般為1GHz3GHz（1GHz=109Hz）。 外頻是指由外部（主板）提供給CPU的時鐘頻率，也是整個計算機(jī)系統(tǒng)中各種部件工作的基準(zhǔn)頻率。CPU外頻一般為100MHz333MHz（1MHz=106Hz）。 CPU主頻是通過對外頻設(shè)置一定的倍頻數(shù)而獲得的，例如某CPU的外頻為200MHz，主頻為3.0GHz，則倍頻數(shù)應(yīng)設(shè)置為15倍。,1.2.1 CPU主要技術(shù)參數(shù),4. FSB（前端系統(tǒng)總線） FSB是指CPU與主

6、板北橋芯片和內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)通道，即系統(tǒng)總線。FSB的主要技術(shù)參數(shù)有工作頻率和帶寬。 FSB的工作頻率越高，意味著CPU能以越快的速度與內(nèi)存交換數(shù)據(jù)，從而程序運行速度越快。CPU的FSB頻率一般為100MHz1333MHz。 FSB的帶寬是指每秒可以傳送的數(shù)據(jù)量，由于目前FSB有64位數(shù)據(jù)線，因此FSB帶寬=FSB頻率64/8（字節(jié)/每秒，B/S）。例如某CPU的FSB頻率為800MHz，則該CPU的FSB帶寬為6.4GB/S。了解這個參數(shù)對如何搭配內(nèi)存很有用。 5. Cache（高速緩存） 早期的內(nèi)存和CPU的工作速度是匹配的，但是與內(nèi)存速度相比，CPU速度的提高要快得多，目前內(nèi)存的速度已與C

7、PU速度相差一個數(shù)量級以上。為了解決內(nèi)存不夠快的問題，人們設(shè)計了Cache系統(tǒng)。 Cache系統(tǒng)采用速度高得多的SRAM（靜態(tài)存儲器）作為由DRAM（動態(tài)存儲器）組成的內(nèi)存的高速緩存。CPU中的硬件自動將內(nèi)存中經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)映射到Cache之內(nèi)，只要CPU所要的數(shù)據(jù)在Cache中，就不必到內(nèi)存中去取數(shù)據(jù)，大大加快了讀取速度。由于程序運行具有局部性，故在Cache中的命中率很高。目前CPU內(nèi)部設(shè)計有二級Cache，分別稱為L1 Cache和L2 Cache。 6. 核心數(shù) 過去，CPU處理能力的提高主要通過提高主頻來實現(xiàn)，但主頻的提高畢竟有物理限制。多核技術(shù)是近年來出現(xiàn)的提高CPU處理能力的一種

8、新技術(shù)，其主要思路是在一個處理器上集成多個運算核心，從而提高計算能力。,1.2.2 主板,內(nèi)存條插槽,CPU插槽,北橋芯片,PCI-E插槽,顯卡插槽,南橋芯片,主板主要由用于連接計算機(jī)各個部件的總線以及總線控制芯片所構(gòu)成 總線種類：系統(tǒng)總線、擴(kuò)展總線、外部總線 按數(shù)據(jù)傳輸方式，計算機(jī)總線又可分為并行總線和串行總線兩大類,組裝微機(jī)確實很簡單，只要懂得怎樣將配件插到主板上即可！,1.2.3 內(nèi)存,內(nèi)存是內(nèi)部存儲器的簡稱，主要用來存儲計算機(jī)運行時供CPU直接存取的程序和數(shù)據(jù)。 微機(jī)中所使用的內(nèi)存條主要有SDRAM、DDR和DDR2等類型。 SDRAM（同步動態(tài)隨機(jī)存儲器）。所謂同步是指其與CPU使用

9、相同的時鐘頻率進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，它的工作頻率與CPU的外頻同步，不存在延遲或等待時間。 DDR SDRAM（雙倍速率同步動態(tài)隨機(jī)存儲器），采用在時鐘的上、下沿都能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，所以數(shù)據(jù)傳輸速率是SDRAM的2倍。 DDR2是第二代DDR存儲器，擁有兩倍于DDR內(nèi)存的預(yù)讀取能力（即4bit數(shù)據(jù)讀預(yù)?。@樣可以使用較低工作頻率的內(nèi)存芯片實現(xiàn)較高數(shù)據(jù)傳輸速率的內(nèi)存模塊。,如果你現(xiàn)在要組裝一臺微機(jī)，你應(yīng)該選用什么樣的內(nèi)存條？,1.2.3 內(nèi)存條主要技術(shù)參數(shù),容量：容量的基本單位為字節(jié)（Byte），1個字節(jié)由8個二進(jìn)制位組成。容量越大，計算機(jī)加載的程序和數(shù)據(jù)就越多，程序運行的能力越強(qiáng)。目前微機(jī)內(nèi)存條的

10、容量一般在128MB1GB（1GB=1024M，1MB=1024KB，1KB=1024B）。 頻率：內(nèi)存的頻率有核心頻率、時鐘頻率、數(shù)據(jù)傳輸頻率。通常內(nèi)存條型號后標(biāo)注的數(shù)字為數(shù)據(jù)傳輸頻率，例如DDR2 533，表示該內(nèi)存條的數(shù)據(jù)傳輸頻率為533MHz。時鐘頻率是指由外部（主板）提供給內(nèi)存條的時鐘頻率。核心頻率則是內(nèi)存芯片的工作頻率。 帶寬：內(nèi)存帶寬是指每秒可以傳送的數(shù)據(jù)量。目前內(nèi)存條的數(shù)據(jù)傳輸接口有64位數(shù)據(jù)線，故帶寬的計算公式為：內(nèi)存帶寬=數(shù)據(jù)傳輸頻率64/8。例如DDR2 533的帶寬為4.2GB/S。這里的B是指字節(jié),1個字節(jié),1.2.4 外存,外存是外部存儲器的簡稱，主要用來存儲需要長

11、久保存的程序和數(shù)據(jù)。 常用的外存有硬盤、光盤、U盤和軟盤等。,硬盤、光盤、U盤、軟盤容量一般為多少？,哪種盤存取速度最快？哪種最慢？,1.2.5 輸入輸出設(shè)備,輸入設(shè)備：主要作用是將外部世界各種各樣的信息形式轉(zhuǎn)換為計算機(jī)所能處理的數(shù)字形式。常見的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等。 輸出設(shè)備：主要作用是將計算機(jī)中的數(shù)字形式轉(zhuǎn)換為人能夠理解的信息形式。常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。,請你觀察一下噴墨打印機(jī)的打印過程！,1.3 微機(jī)主機(jī)接口,請你將計算機(jī)主機(jī)的各種連線拔下來，然后再插上，看看能否還原？！,1.4 計算機(jī)中的信息表示,現(xiàn)代社會被稱為數(shù)字化的信息社會，一切似乎都要數(shù)字化：數(shù)碼照

12、相機(jī)、數(shù)碼攝相機(jī)、數(shù)字電視、數(shù)字廣播、數(shù)字電話等。那么什么是數(shù)字化呢？ 數(shù)字化實際上就是將各種各樣的多媒體信息（文字、圖像、聲音、動畫、電影等）用計算機(jī)能夠識別、處理、保存和傳送的二進(jìn)制編碼來表示，簡單地說就是用0和1這兩個數(shù)字來表示，因此數(shù)字化問題也就是計算機(jī)中的信息表示問題。了解一些計算機(jī)中的信息表示知識，可以幫助回答諸如“存儲一本書需要多少存儲空間？”、“一個64MB的錄音筆可以錄音多長時間？”、“一個128MB的數(shù)碼相機(jī)可以照多少張照片？”等問題。,1.4.1 字符的表示ASCII編碼,ASCII（American Standard Code for Information Inter

13、change，美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)編碼）是一種用二進(jìn)制數(shù)來表示英文字母和符號的編碼標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)事實上已經(jīng)成為一種國際標(biāo)準(zhǔn)。 ASCII采用1個字節(jié)（8位二進(jìn)制數(shù)）來表示1個字符。 例如字符“A”的ASCII碼為：,1.4.2 漢字的表示GB2312編碼,GB2312編碼是中華人民共和國國家漢字信息交換用編碼，全稱信息交換用漢字編碼字符集基本集，由國家標(biāo)準(zhǔn)總局發(fā)布，1981年5月1日實施，通行于大陸。新加坡等地區(qū)也使用此編碼。 GB2312規(guī)定，“對任意一個圖形字符都采用兩個字節(jié)表示，每個字節(jié)均采用7位編碼表示”，習(xí)慣上稱第一個字節(jié)為“區(qū)號”，第二個字節(jié)為“位號”，所以GB2312編碼也稱為區(qū)位碼。

14、 GB2312編碼的0109區(qū)為符號、數(shù)字區(qū)，1687區(qū)為漢字區(qū)，1015區(qū)、8894區(qū)是有待進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化的空白區(qū)。GB2312將收錄的漢字分成兩級：第一級是常用漢字計3755個，置于1655區(qū)，按漢語拼音字母/筆形順序排列；第二級漢字是次常用漢字計3008個，置于5687區(qū)，按部首/筆畫順序排列。故而GB2312最多能表示6763個漢字。,臺灣也是使用漢字，為什么有時我們?yōu)g覽臺灣網(wǎng)站時看到的是亂碼？,1.4.3 圖像的表示,計算機(jī)中圖像采用點陣表示，即將圖像看成是由很多亮點（像素）構(gòu)成的。亮點的多少用分辨率來表示，例如顯示器的分辨率為1024768，意思是顯示器顯示的圖像是由一個768行、每

15、行1024個亮點的點陣構(gòu)成。單位面積內(nèi)分辨率越高，則顯示的圖像就越細(xì)密。例如照片級打印機(jī)要求達(dá)到2400DPI。 每個亮點的顏色采用若干位二進(jìn)制數(shù)編碼表示。所用位數(shù)越多，則顏色越豐富。 例如真彩色要使用32位色彩編碼。,32X32像素,放大觀察效果,1.4.4 聲音的表示,聲音是一種連續(xù)的振動波形，計算機(jī)不可能將整個波形記錄下來，一般采用每隔一個時間周期取振動波形一個點的方法來近似表示，這種方法被稱作采樣，每秒鐘所取的點數(shù)稱為采樣率，顯然采樣率越高，則越接近連續(xù)的振動波形。 每個采樣脈沖用二進(jìn)制編碼表示，稱作量化。所用二進(jìn)制位越多，則量化精度越高。 典型值：采樣44KHz，量化精度16位,你從

16、網(wǎng)上下載的mp3歌曲，為什么容量大些的音色要好一些？,1.5 計算機(jī)中常用數(shù)制簡介,人類發(fā)明計算機(jī)時使用二進(jìn)制數(shù)，主要是因為表示二種狀態(tài)的電子器件便于制造和使用，例如三極管的導(dǎo)通和截止、電容的帶電和不帶電等。 在二進(jìn)制計數(shù)法中，每位只有兩種狀態(tài)，一般用“0”和“1”表示，大于1的數(shù)則要使用多位二進(jìn)制數(shù)表示。 二進(jìn)制計數(shù)法則是“逢二進(jìn)一”，因此二進(jìn)制整數(shù)從低位到高位的位權(quán)分別是： ，23，22，21，20例如二進(jìn)制數(shù)1011，對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)則是 123+022+121+120=11。,1.5 計算機(jī)中常用數(shù)制簡介,在計算機(jī)技術(shù)中引入十六進(jìn)制數(shù)，是因為二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間有比較簡單的對應(yīng)關(guān)系，4個二進(jìn)制位00001111剛好對應(yīng)1個十六進(jìn)制位0F，這樣我們在書寫時就可用十六進(jìn)制數(shù)代替二進(jìn)制數(shù)，避免書寫一長串二進(jìn)制數(shù)時易產(chǎn)生錯誤和難以識別的毛病。 在十六進(jìn)制計數(shù)法中，每位有十六種狀態(tài)，分別用“0，1，2，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)”表示，其中A相當(dāng)于十進(jìn)制中的10，F(xiàn)相當(dāng)于十進(jìn)制中的15，大于15的數(shù)則要使用多位十六進(jìn)制數(shù)表示。 十六進(jìn)制整數(shù)從低位到高位的位權(quán)分別是：