1、第2章計算機的系統(tǒng)組成,教學(xué)目標(biāo),要求深刻理解與熟練掌握的重點內(nèi)容有： 1、 PC機的硬件系統(tǒng) 2、計算機軟件系統(tǒng) 要求一般理解與掌握的內(nèi)容有： 1、計算機的硬件系統(tǒng) 難點： 1、計算機軟件系統(tǒng),授課內(nèi)容,2.1 計算機的硬件系統(tǒng) 2.2 PC機的硬件系統(tǒng) 2.3 計算機軟件系統(tǒng),“存儲程序控制”理論 特點: (1）采用二進(jìn)制形式的0、 1代碼串表示數(shù)據(jù)和程序。 (2）由程序控制計算機的工作，通過改變程序就可以改變計算機的行為。 (3）計算機由運算器、存儲器、控制器、輸入和輸出設(shè)備五大基本部件組成。 盡管計算機制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，但馮諾依曼的設(shè)計思想沒有改變。,2.1.1 馮.諾依曼

2、計算機的結(jié)構(gòu)特點,2.1 計算機的硬件系統(tǒng),2.1.2 計算機的基本組成,由運算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成。,（l）運算器 運算器是計算機進(jìn)行算術(shù)運算與邏輯運算的主要部件，它受控制器的控制，對存儲器送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行指定的運算。,(2)控制器 控制器是計算機的指揮中心，它逐條取出存儲器中的指令并進(jìn)行譯碼，根據(jù)程序所確定的算法和操作步驟，發(fā)出命令指揮與控制計算機各部件的工作。,CPU,控制器與運算器一起組成了計算機的核心，稱為中央處理器. 簡稱CPU,(3)存儲器 存儲器是計算機的存儲部件，用于存放原始數(shù)據(jù)和程序。把存儲器按8位（二進(jìn)制位）或其倍數(shù)劃分存儲單元。所有存貯單元的

3、總存儲數(shù)據(jù)量叫存儲容量，存儲容量通常以字節(jié)（byte)為單位計算。一個字節(jié)包括8位二進(jìn)制位，記為1B，1024字節(jié)記為 1KB（1千字節(jié)），1024KB記為1MB（1兆字節(jié)），1024MB記為1GB（1千兆字節(jié)）。,內(nèi)部存儲器簡稱內(nèi)存，又稱為主存儲器，主要存放當(dāng)前要執(zhí)行的程序及有關(guān)數(shù)據(jù)。CPU可以直接對其進(jìn)行存取操作。其存取速度很快，但造價高（以存儲單元計算），容量比外存儲器小。 內(nèi)部存儲器是計算機數(shù)據(jù)交換的中心。,計算機存儲器通常有內(nèi)部存儲器及外部存儲器兩種.,內(nèi)部存儲器目前均采用半導(dǎo)體存儲器,其存儲實體是一些電子線路,這些存儲器又可分為兩大類: 只能讀不能寫的只讀存儲器 (ROM-Read

4、 Only Memory) 既可讀又可寫的隨機存儲器 (RAM-Random Accessed Memory). 主存儲器實際上是指隨機存儲器.,CPU與內(nèi)部存儲器一起稱為計算機的主機.,外部存儲器簡稱外存，又稱為輔助存儲器，主要存放大量計算機暫時不執(zhí)行的程序以及目前尚不需要處理的數(shù)據(jù)。它的造價較低，容量遠(yuǎn)比內(nèi)存大，但存取速度要慢得多，CPU存取外部存儲器的數(shù)據(jù)必須將數(shù)據(jù)先調(diào)入內(nèi)部存儲器。,外部存儲器當(dāng)前主要采用磁盤、光盤（存儲器量：700MB）?？勺x寫光盤價格貴,只讀光盤價格低。,1、4MB,(4)輸入設(shè)備 輸入設(shè)備通過接口電路把原始數(shù)據(jù)和程序轉(zhuǎn)換成0、l代碼串輸入到計算機的存儲器中，計算機

5、的輸入設(shè)備常用的有：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、麥克風(fēng)、光筆、電傳打字機等。,(5)輸出設(shè)備 輸出設(shè)備通過接口電路將計算機處理過的信息從機器內(nèi)部表示形式轉(zhuǎn)換成人們熟悉的形式輸出，或轉(zhuǎn)換成其他設(shè)備能夠識別的信息輸出。 常用的有打印機、顯示器、繪圖儀、喇叭或音箱等。,外部設(shè)備,計算機的硬件組成,軟盤驅(qū)動器、 硬盤驅(qū)動器、磁帶機、光盤驅(qū)動器,計算機 硬 件,主機,外部設(shè)備,中央處理器,內(nèi)部存儲器,運算器,控制器,輸入設(shè)備：,輸出設(shè)備：,外部存儲器,鍵盤、 電傳打字機、掃描儀、 光筆,顯示器、 繪圖儀、 打印機,作業(yè),第頁110,第2章計算機的系統(tǒng)組成,2.2.1主機和主機箱,2.2 PC機的硬件系統(tǒng),PC機

6、是由主機(CPU、內(nèi)部存儲器)和外部設(shè)備(鍵盤、顯示器、打印機等)兩大部分構(gòu)成。 主機指中央處理器(CPU)和內(nèi)部存儲器，包括只讀存儲器(ROM)和隨機存儲器(RAM)。 PC機的主機及其附屬電路都裝在一塊電路板上，稱為主機板(主板)。,2.2 PC機的硬件系統(tǒng),為了使PC機結(jié)構(gòu)緊湊，將主機板、接口卡、電源、揚聲器等，以及屬于外部設(shè)備的硬盤、軟盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器都裝在一個機箱內(nèi)。 這個機箱稱為主機箱。 (具有現(xiàn)代氣息的主機箱圖見下頁),主 機 箱,PC機主機箱里的主要部件,PC機主機箱里的主要部件,主 機 板,PC機的主機及其附屬電路都裝在一塊電路板上，稱為主機板（Main Board，又稱

7、主板或系統(tǒng)板）,CPU是PC機中最核心的部件它決定了PC機的速度和性能。目前市場上絕大多數(shù)CPU產(chǎn)品都是由美國的Intel公司和AMD公司生產(chǎn)的。我國在2002年9月研制成功了第一枚通用“中國芯”龍芯1號 ，2005年4月研制出的龍芯2號。,1、中央處理器(CPU),Intel公司的產(chǎn)品 AMD公司的產(chǎn)品 龍芯二號CPU,Intel公司生產(chǎn)了從早期的80286、80386、80486、Pentium、Pentium II和Pentium III到現(xiàn)在主流的Pentium 4等系列產(chǎn)品。而AMD公司則生產(chǎn)了從早期的K5、K6、K6-2、K6-3、K7到現(xiàn)在的Duron、Athlon XP和Ath

8、lon 64等系列產(chǎn)品。,1、中央處理器(CPU),CPU的兩個重要指標(biāo)是字長和主頻。 字長是計算機一次同時能處理的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù)。字長越長，計算精度越高，運算速度也越快 。 主頻就是CPU內(nèi)核工作時的時鐘頻率，通常所說的某某CPU是多少兆赫的，而這個多少兆赫就是“CPU的主頻”。主頻反映了計算機的工作速度，主頻越高，一般計算機的速度也越快。 例如，Pentium 4系列的CPU的字長原來一般字長是32位的，而目前市面上的大多數(shù)產(chǎn)品是64位的，主頻一般在1.4GHz3.2 GHz之間。,1、中央處理器(CPU),PC機的內(nèi)部存儲器用來存儲程序和數(shù)據(jù)，主要有ROM、RAM和Cache三種。 R

9、OM用來固化一些重要的系統(tǒng)程序，如引導(dǎo)程序、開機自檢程序等。 RAM是PC機的主存儲器，RAM都做成內(nèi)存條插在插座上，可以組合使用，所以RAM的容量都成倍數(shù)增加，通常說的“內(nèi)存大小”都是指RAM的容量。,2、內(nèi)存條,內(nèi)存插槽,128M內(nèi)存條,目前市場上主流的內(nèi)存條有DDR或DDR2兩種類型 工作頻率為133MHz的DDR 266內(nèi)存條理論數(shù)據(jù)傳輸速率是2.12 GB/s，工作頻率為266MHz的DDR2 533內(nèi)存條理論數(shù)據(jù)傳輸速率則達(dá)4.3 GB/s。 單根內(nèi)存條的容量一般有256MB、512MB和1GB或甚至更高。一般說內(nèi)存的速度越快，存儲容量越大，計算機的處理能力就越強。,2、內(nèi)存條,共

10、性： 容量小，讀寫速度快。,內(nèi)部存儲器,1.4 計算機系統(tǒng)組成,主機板上提供了一些通用的擴展槽用于插接各種功能的接口卡。最常見的接口卡有顯卡、聲卡和網(wǎng)卡。,3、 擴充插座及接口卡,外部設(shè)備必須通過不同的接口電路才能與主機相連,（1）顯示卡,顯卡是PC機中負(fù)責(zé)圖形圖像信號處理的接口部件，在顯示器上顯示的圖形都是由顯卡生成并傳送給顯示器的。有獨立顯卡和集成顯卡兩種。顯示器可以通過視頻線接插到顯卡的視頻插口上實現(xiàn)與主機相連。,（2）網(wǎng)卡,網(wǎng)卡是PC機連入網(wǎng)絡(luò)的接口部件,有2種類型：獨立網(wǎng)卡和集成網(wǎng)卡。,（3）聲卡,聲卡是PC機進(jìn)行聲音處理的接口部件。利用聲卡可以實現(xiàn)語音信號的輸入輸出，現(xiàn)在大多數(shù)的P

11、C機主機板上已經(jīng)集成了聲卡功能，一般不再單獨設(shè)置獨立的聲卡。,4磁盤驅(qū)動器,磁盤驅(qū)動器是PC機中最重要的外部存儲設(shè)備。主要有軟盤驅(qū)動器和硬盤驅(qū)動器，它們都屬于磁表面存儲設(shè)備。由于儲存在磁盤中的數(shù)據(jù)在掉電后也不會丟失，所以可長期保存數(shù)據(jù)和程序。,軟盤驅(qū)動器,硬盤驅(qū)動器,（1）軟盤驅(qū)動器,軟盤存儲器由軟盤、軟盤驅(qū)動器和控制電路組成。 軟盤驅(qū)動器的存儲介質(zhì)是軟盤。軟盤里有一個表面涂有磁性材料的塑料盤片用來存儲數(shù)據(jù)，而整個盤片封裝在一個硬塑料殼中 。,（2）硬盤驅(qū)動器,硬盤驅(qū)動器,固定在主機箱內(nèi)。目前在PC機中使用的幾乎都是采用溫徹斯特技術(shù)制造的硬盤驅(qū)動器，所以又簡稱為溫盤，所謂溫盤是指構(gòu)成硬盤驅(qū)動器

12、的組件（包括硬盤片、主軸、磁頭臂和搖臂等）全部密封在一個金屬盒內(nèi)，磁頭采用接觸式啟停工作方式。,硬盤在讀寫數(shù)據(jù)時，磁頭與盤面不直接接觸，因而減少磁頭和盤面的磨損，大大增加了硬盤的使用壽命和提高了讀寫速度。,（1）CD-ROM光盤驅(qū)動器,CD-ROM光盤驅(qū)動器就是只讀光盤存儲器，正面存儲信息，背面印制標(biāo)簽。通常一張CD-ROM光盤可以存儲650MB700MB的信息。,5.光盤驅(qū)動器,光盤驅(qū)動器是基于激光技術(shù)的外部存儲設(shè)備，其存儲介質(zhì)是光盤。常見的光盤驅(qū)動器有CD-ROM驅(qū)動器、DVD-ROM驅(qū)動器和光盤刻錄機3類。,（1）CD-ROM光盤驅(qū)動器,光盤是利用刻錄在反射層上的一連串由里向外螺旋的凹坑

13、來記錄信息的（如圖219）,凹坑邊緣轉(zhuǎn)折處表示“1”，平坦無轉(zhuǎn)折處則表示“0”。讀盤時，光盤驅(qū)動器的激光頭發(fā)出激光束聚焦在高速旋轉(zhuǎn)的光盤上，還原為0、1代碼串?dāng)?shù)字信息。,（1）CD-ROM光盤驅(qū)動器,“倍速”是光盤驅(qū)動器的一個重要技術(shù)指標(biāo)，是指數(shù)據(jù)傳輸速率，也就是單位時間內(nèi)從光盤驅(qū)動器向計算機傳送的數(shù)據(jù)量。150KBps稱為一倍速。光盤驅(qū)動器的倍速越高，數(shù)據(jù)的傳輸速率就越快。,（2）DVD-ROM光盤驅(qū)動器,DVD-ROM光盤驅(qū)動器是讀取DVD只讀光盤上的數(shù)據(jù)的存儲設(shè)備，目前市面上的DVD-ROM光盤驅(qū)動器還能讀取CD-ROM等格式的盤片。 DVD光盤使用波長更短的紅色激光，凹坑更小，軌道更緊

14、密，具有更高的數(shù)據(jù)存儲密度，信息存儲量巨大。目前最常見的單張單面DVD-ROM盤片的容量是4.7GB，而雙面雙層盤的容量高達(dá)17GB。 DVD-ROM光盤驅(qū)動器也有一個“倍速”的指標(biāo)，一倍速是1358 KBps。,（3）光盤刻錄機,光盤刻錄機是一種既可以對空白光盤寫入數(shù)據(jù)，又可以讀出光盤數(shù)據(jù)的設(shè)備，它的外觀與普通的光盤驅(qū)動器幾乎一模一樣。分為CD刻錄機和DVD刻錄機兩種。CD刻錄機主要用來刻錄CD光盤，通常是CD-R和CD-RW兩種空白光盤。CD-R是一種一次性刻寫，多次讀出的光盤，而CD-RW則是利用光盤刻錄機可以多次對光盤中的數(shù)據(jù)擦除、重寫和讀出的光盤。DVD刻錄機則主要用來刻錄DVD光盤

15、，常見有DVD-R、DVD-RW、DVD+RW和DVD-RAM等類型的DVD光盤。,2刷新率 刷新率是指每秒鐘屏幕刷新的次數(shù)。如果刷新頻率低，屏幕畫面就會產(chǎn)生閃爍。顯示器的刷新率越高，畫面就越平穩(wěn)。 3色彩位數(shù) 色彩位數(shù)是指每一個像素點上表示色彩的二進(jìn)制位數(shù)，表示該像素點最多能夠顯示多少種不同的顏色。位數(shù)越多，色彩層次越豐富，圖像就越精美。目前一般的顯示器色彩位數(shù)都可以達(dá)到32位。,陰極射線管顯示器（CRT）和液晶顯示器（LCD）。CRT顯示器的優(yōu)點是圖像清晰細(xì)膩、價格便宜，缺點是體積大、功耗大和有電磁輻射等。LCD顯示器具有體積小、功耗低、無電磁輻射等優(yōu)點。,目前常見的顯示器有:,普通顯示器

16、 和液晶顯示器,2.2.3 常用數(shù)碼設(shè)備,1打印機,打印機是PC機很重要的一種輸出設(shè)備，有很多種類，在家庭和辦公中常用的有針式打印機、噴墨打印機和激光打印機三種,（1）針式打印機 針式打印機屬于擊打式打印機，在打印時通過控制打印頭上的鋼針擊打色帶把色帶上的墨水打在紙上形成文字或圖形。打印噪音較大，速度慢，打印質(zhì)量不高。 （2）噴墨打印機 噴墨打印機在打印時通過控制噴頭上精細(xì)的噴嘴直接將墨滴噴射到紙上形成文字或圖形。其重要的指標(biāo)是打印分辨率，打印機分辨率越高，打印輸出的效果就越精細(xì)。噴墨打印機打印質(zhì)量好、速度快，缺點是墨水盒和打印紙等消耗材料價格較高。,（3）激光打印機 激光打印機是日常辦公中最

17、常用的打印機。打印時首先在感光鼓上充電，然后把載有圖文信息的激光束照射到感光鼓上，在相應(yīng)的位置上“曝光”，形成了與圖文信息完全相同的電荷潛像。激光打印機噪音小，打印質(zhì)量好，打印成本比噴墨打印機的要低。,3數(shù)碼相機,數(shù)碼相機也是一種常見的圖像輸入設(shè)備。拍攝時景物的光線經(jīng)過鏡頭投射到數(shù)碼相機的感光器件上，把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，電信號再經(jīng)過電子線路的處理，生成數(shù)字化圖像存儲到內(nèi)置的存儲器或存儲卡中。,下面簡單介紹數(shù)碼相機的幾個主要技術(shù)指標(biāo)。 （1）像素數(shù) 像素數(shù)代表感光器件的數(shù)量，是數(shù)碼相機的最主要的技術(shù)參數(shù)。一般說數(shù)碼相機的像素數(shù)越多，能打印出相同效果的圖片尺寸就越大。 （2）焦距和變焦倍率 焦距

18、簡單的說就是數(shù)碼相機拍攝的景物光線落在感光器件上時，正好可以得到清晰圖像的距離。數(shù)碼相機的變焦范圍通常使用變焦倍率表示，如2、3和4，分別表示2倍、3倍和4倍焦距。一般說變焦倍率越高，照相機質(zhì)量就越好。,(3)存儲容量 一般說存儲容量越大，能夠存放的圖片數(shù)量就越多。目前數(shù)碼相機的存儲介質(zhì)有多種，其中最常見的是各種存儲卡，例如CF卡和SD卡等，存儲容量一般有128MB、256MB、512MB和1G，而有些則高達(dá)4GB。,4移動儲存器,目前最常見的是基于USB接口的閃盤和移動硬盤。USB接口,傳輸速度快，可以連接各種有USB插頭的外部設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、打印機、數(shù)碼相機、攝像頭、閃盤和移動硬盤等。

19、,（1） USB閃盤 閃盤又稱為優(yōu)盤（U盤），是近幾年來迅速發(fā)展起來的小型便攜存儲器（如圖225），具有體積小、容量大、數(shù)據(jù)的讀寫速度快、可靠性高和抗震防潮等優(yōu)點。 （2）USB移動硬盤 移動硬盤（如圖225）的存儲介質(zhì)是硬盤片，外置在機箱外面，便于攜帶，通過USB接口與主機連接。目前移動硬盤的存儲容量一般在20GB80GB之間。,作業(yè),第頁110,第2章計算機的系統(tǒng)組成,2.3.1計算機軟件基本知識,2.3 計算機軟件系統(tǒng),完整的計算機系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分，計算機能夠完成用戶指定的任務(wù)是計算機硬件和軟件協(xié)同工作的結(jié)果。計算機軟件是各種程序和文檔的總和。,1指令和指令系統(tǒng),指令就是指示計算

20、機執(zhí)行某種操作的命令。一般說不同類型的計算機的指令編碼規(guī)則不同，但都是由以下兩部分構(gòu)成：,規(guī)定了計算機進(jìn)行何種操作。例如加、減、乘、除和邏輯運算等。,操作數(shù)地址碼則指出了參與操作的數(shù)據(jù)放在哪里以及操作的結(jié)果保存到哪里。,指令組成：,指令的集合就構(gòu)成了這臺計算機的指令系統(tǒng),程序=,是指令的有序集合,程序設(shè)計=,分析要求解的問題,得出解決問題的算法，,并且用計算機的指令或語句 編寫成可執(zhí)行的程序的過程,2程序和程序設(shè)計,一般可分為三大類：,2程序和程序設(shè)計,程序設(shè)計語言是指人們用來編寫程序的語言，是人與計算機之間交流信息的一種工具。,(1)機器語言：,（面向機器、 計算機能直接執(zhí)行、不通用）,以二進(jìn)制代碼表示的指令的集合。,(2)匯編語言：,是一種符號語言,不通用,編程時，程序員要考慮數(shù)據(jù)存放的內(nèi)存地址,如: MOV AL,A,(3)高級語言：,是接近人們習(xí)慣的自然語言,高級語言是一種接近人類自然語言的程序設(shè)計語言?？勺x性強，編程方便。,高級語言是一種通用性很強的語言。用一種高級語言編寫的源程序，可以在具有該種語言編譯系統(tǒng)的不同計算機上使用。目前絕大部分的程序員編寫程序所